通用型就地輻射處理單元的設(shè)計(jì)

在核輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)儀表中，設(shè)計(jì)一種通用型就地輻射處理單元，其采用 ARM 內(nèi)核微控制器設(shè)計(jì)，具備顯示、采集、存儲(chǔ)、通信、報(bào)警等功能。在 CAP1400/CAP1000 關(guān)鍵輻射監(jiān)測(cè)儀表中，就地輻射處理單元作為通用型的二次儀表。

中圖分類號(hào)：TN791；TL81 文章編號(hào)：1674-2583（2020）04-0016-02

DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2020.04.005

通用型就地輻射處理單元的設(shè)計(jì)［J］。集成電路應(yīng)用， 2020， 37（04）： 16-17.

Design of Local Radiation Processing Unit

JIN Lei， LI Fei， ZHANG Luya

Abstract — In the instrument of nuclear radiation monitoring system， this paper designs a general-purpose local radiation processing unit， which is designed with ARM core microcontroller and has the functions of display， collection， storage， communication， alarm and so on. In the CAP1400 / CAP1000 key radiation monitoring instrument， the local radiation processing unit is used as the general secondary instrument.

Index Terms — general purpose unit， radiation treatment， secondary instrument.

0 引言

在現(xiàn)代化的核電站或其他核設(shè)施中，對(duì)周圍環(huán)境、氣體、液體和固體中放射性水平的測(cè)量是一項(xiàng)十分重要的工作，隨著技術(shù)的發(fā)展，核輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)逐步成為每一個(gè)核電站和核設(shè)施中必不可少的一種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它確保核電站和核設(shè)施的運(yùn)行安全，對(duì)這些設(shè)施的各個(gè)部位的放射性水平進(jìn)行可靠、自動(dòng)、有效的測(cè)量，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行顯示、報(bào)警和傳輸。在核輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，針對(duì)不同的監(jiān)測(cè)對(duì)象，采用不同的輻射探測(cè)器，主要包括 GM 管探測(cè)器、電離室探測(cè)器、惰性氣體探測(cè)器、131I 探測(cè)器、氣溶膠探測(cè)器等，探測(cè)器接入到輻射處理單元（LRP），輻射處理單元采集探測(cè)器數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)輻射數(shù)據(jù)的顯示、存儲(chǔ)、報(bào)警及通信等功能。

1 硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)框圖，就地輻射處理單元作為通用的二次儀表，其主要功能包括與輻射探測(cè)器進(jìn)行連接，給探測(cè)器供電并通過 RS485 總線采集探測(cè)器數(shù)據(jù)、顯示輻射測(cè)量值并輸出報(bào)警信息、存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)及異常事件、對(duì)外模擬量/數(shù)字量輸入輸出、RS485 數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)通信等。

其硬件電路主要以 ARM CortexM4 內(nèi)核的微控制器 STM32F429IGT6 為核心，采用動(dòng)態(tài)內(nèi)存 SDRAM、7 寸 TFT-LCD 顯示屏、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、存儲(chǔ)器、RS232RS485 通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)字量輸入輸出電路、模擬量輸入輸出電路等外圍電路設(shè)計(jì)。

2 軟件設(shè)計(jì)

就地輻射處理單元軟件，采用分層架構(gòu)模型，分為驅(qū)動(dòng)層、中間層、應(yīng)用層。通過分層架構(gòu)，將軟件功能與底層硬件接口進(jìn)行隔離，便于軟件更新、維護(hù)等。其中驅(qū)動(dòng)層主要用來編寫硬件設(shè)備的底層驅(qū)動(dòng)，中間層主要提供通用的 GUI 庫、TCP/IP 協(xié)議棧、FAT 文件系統(tǒng)等，應(yīng)用層根據(jù)軟件的功能模塊劃分為不同的功能任務(wù)，實(shí)現(xiàn)具體的功能。為軟件架構(gòu)框圖。

3 外形設(shè)計(jì)

就地輻射處理單元作為核電站或核工業(yè)場(chǎng)所安裝的在線式輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備，外形設(shè)計(jì)時(shí)需對(duì)外殼防護(hù)等級(jí)、抗震等級(jí)、加工材質(zhì)等因素進(jìn)行考慮，具體外形設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語

本文介紹了通用型就地輻射處理單元的設(shè)計(jì)，通過該產(chǎn)品的自主研發(fā)，為 CAP1400/CAP1000 三代核電的關(guān)鍵輻射儀表的開發(fā)，提供了通用的輻射監(jiān)測(cè)單元，提升了核電設(shè)備國產(chǎn)化的技術(shù)水平。
責(zé)任編輯:pj