[发明专利]一种基于网状拓扑结构的辐射场三维监测系统及探测方法

说明书

技术领域

本发明属于核电能源技术领域，特别涉及一种基于网状拓扑结构的辐射场三维监测系统及探测方法。

背景技术

目前我国核电站的仪表和监测系统主要采用有线监控技术，但在封闭、强辐射、腐蚀的核电站环境下，有线监控存在布线约束、费用昂贵、维护困难的弊端；对于安全壳内关键区域的有线监测需要开孔或开槽，这就会对电力辐射场、压力等参数产生影响，目前还尚不能准确预估这类扰动产生影响的大小；此外，厂房内辐射场分布是基于安全壳内辐射情况的实测值通过计算得到的，目前计算精确度较差，因此需要从多区域多节点提供辐射强度或剂量的实测值，为模型的优化提供参考值，精确并且抗干扰强的无线监控技术十分重要。

发明内容

本发明针对目前我国核电站的仪表和监测系统主要采用有线监控技术，有线监控存在布线约束、费用昂贵、维护困难的弊端的不足，提出了一种基于网状拓扑结构的辐射场三维监测系统及方法。

一种核电站无线网状网络的辐射场三维监测系统，该监测系统包括设定数目的探测节点、无线通讯网络工作站和三维监测平台，其中，

所述设定数目的探测节点与无线通讯网络工作站和三维监测平台依次相连；

所述探测节点，设置在核电厂各区域的特定位置处，用于采集并发送所探测到的辐射剂量；

所述无线通讯网络工作站，用于网络中数据的接收与发送；

三维监测平台，通过无线通讯网络与探测器进行数据交换，将探测节点所测得的数据进行分析处理和实时显示；

所述探测节点由信号采集模块、信号处理模块、蓄电池和无线收发模块组成，所述信号采集模块、信号处理模块和无线收发模块依次相连，所述蓄电池分别与信号采集模块和信号处理模块无线收发模块相连；

所述信号采集模块由探测器与信号处理电路单元相连组成；

所述信号处理模块由处理器与储存器相连组成；

所述无线收发模块由无线传感芯片与收发器相连组成；

所述三维监测平台包括数字化空间地图模块、数据采集及处理模块和三维显示屏组成，所述数据采集及处理模块分别与数字化空间地图模块和三维显示屏组相连；

所述数据采集及处理模块由处理模块、数据库、数据采集模块组成，其中，所述处理模块、数据库和数据采集模块依次相连。

所述探测节点采用防高辐射的材质。

所述设定数目的探测节点采用多跳和自组织的方式组成无线网络。

所述数据采集及处理模块的处理模块用来设定警阈值，当采集的数据超过设定阈值时，将警报信息送三维显示屏组显示预警。

所述探测节点的无线收发模块的收发器中安装有时钟，所述时钟与当地时钟自动同步。

所述系统的探测方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：探测节点进行初始化；

步骤2：探测节点发送请求加入网络信号，并判断加入网络是否成功；

步骤3：若加入网络失败，则继续发送请求加入网络信号，若加入网络成功，探测节点进入低功耗的休眠状态；

步骤4：探测节点进入低功耗的休眠状态，等待接收特定的定时中断信号；

步骤5：探测节点接收到特定的定时中断信号后，探测节点退出休眠状态，判断收到特定的定时中断信号是否为采集数据触发信号；

步骤6：若收到的特定的定时中断信号不是采集数据触发信号时，返回步骤4，若为采集数据触发信号时，探测节点的信息采集模块进行初始化；

步骤7：探测节点的信息采集模块进行初始化后，探测节点的信息采集模块进行数据采集，采集到的数据经过信号处理模块处理后，通过无线收发模块发送到三维监测平台；

步骤8：探测节点检测数据发送是否成功，当检测到数据发送成功后，探测节点再次进入低功耗的休眠状态，当检测到数据发送失败后，探测节点将继续发送数据。

本发明的有益效果为：1、减少核电站内布线，维护简单，成本显著降低；2、在核电站的特定运行环境下建立无线通讯网络工作站，使用先进的探测技术，完成核电站内各区域环境参数的无线测量；3、探究各区域环境参数的分布规律，建立、优化环境参数的数值模拟模型，以“关键测量点加高精度推衍计算模型”的最优化方式，实现区域乃至整个核电站的环境参数的三维可视化。

附图说明

图1是本发明系统的整体结构示意图；

图2是本发明探测节点组成的结构示意图；

图3是本发明的自组网特性结构示意图；

图4是三维监测平台的结构示意图；

图5是探测器节点的软件工作流程示意图。