一种空气中氡子体采集测量装置及其使用方法技术领域
本发明涉及一种空气中氡子体采集测量装置及其使用方法。
背景技术
氡气作为自然放射物广泛存在于土壤、砖、水泥、花岗岩等主要的建筑装修材料中，被认为是仅次于吸烟的第二大致癌因素，世界卫生组织已将氡列为使人致癌的19种最主要的物质之一；氡气是一种示踪剂，它能够指示地下矿床、地质构造、地震等等，因此氡气测量广泛应用于矿产地质、水文地质、工程地质、灾害地质、环境地质等方面，尤其是在地震预测方面，因此，对氡及其子体测量方法和测量仪器的研究一直是该领域的一个热点。
目前通过探测γ射线来测量空气中氡的方法只有活性炭测氡法，但这种方法只能进行累积测量，无法进行瞬时测量或连续测量。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种能够对空气中的氡子体的瞬时测量或连续测量的采集测量装置及其使用方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种空气中氡子体采集测量装置，其包括纯净水池、氡子体采集室、氡子体测量室、PC机采集卡及PC端控制测量装置；
所述纯净水池为氡子体采集室提供水源，纯净水池内的水经第一引水管通过水泵引入氡子体采集室，所述第一引水管上设第一阀门；
所述氡子体采集室上设有喷头、进气口、出气口和出水口，所述喷头设在氡子体采集室顶部与水泵连接，喷头产生大量细小水滴喷出，冲刷氡子体采集室空气中的氡子体，所述进气口设在氡子体采集室侧壁下方与气泵连接，进气口为被测空气的流入口，所述出气口设在氡子体采集室侧壁上方为被冲刷后空气的流出口，所述出水口设在氡子体采集室底部为冲刷空气后水样的流出口，水样的流出方向有二个，第一个水样的流出方向为：在氡子体采集过程中，水样经第二引水管通过第二阀门、水泵和喷头回到氡子体采集室，实现循环冲刷，第二个水样的流出方向为：在氡子体采集结束后，水样经第三引水管通过第三阀门流入氡子体测量室；
所述氡子体测量室包括进水口、排水口、探头和高水位检测传感、低水位检测传感，所述进水口设在氡子体测量室顶部通过第三引水管与氡子体采集室的出水口连接，所述排水口设在氡子体测量室底部通过第四阀门将测量后的水样排出，所述探头和PC机采集卡相连并置于氡子体测量室内用于检测氡子体测量室中水样的放射性，探头将检测到的放射性信号传送给PC机采集卡，所述高水位检测传感设在氡子体测量室的顶部用于检测氡子体测量室水样是否充满，低水位检测传感设在氡子体测量室的底部用于检测氡子体测量室水样是否排空；
所述PC机采集卡用于将探头检测到的放射性信号数字化后转换成放射性总量或能谱数据，供PC端控制测量装置进行检测分析处理，测得氡子体含量。
所述第一阀门设置于所述纯净水池到所述水泵的第一引水管入口处，所述第二阀门设置于所述氡子体采集室出水口到所述水泵的第二引水管上，所述第三阀门设置于所述氡子体采集室出水口到所述氡子体测量室进水口之间的第三引水管上，所述第四阀门设置于所述氡子体测量室的排水口处。
所述水泵和气泵由PC端控制测量装置控制开启或关闭。
所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门与由PC端控制测量装置控制开启或关闭。
所述纯净水池内的水为蒸馏水。
所述空气中氡子体的测量包括如下步骤，
首先进行水本底中氡子体的测量，其包括如下步骤：
步骤S1：PC端控制测量装置初始化工作参数，PC端控制测量装置处于待命状态；
步骤S2：第二阀门、第四阀门关闭，第一阀门、第三阀门开启，启动水泵，从纯净水池抽取水经过氡子体采集室然后到氡子体测量室；
步骤S3：当高水位检测传感为高电平时，表明氡子体测量室的水样已经充满，此时关闭第一阀门、第三阀门和水泵，并启动测量，探头将检测到的放射性信号传送给PC机采集卡，PC机采集卡将探头检测到的放射性信号数字化后转换成放射性总量或能谱数据，供PC端控制测量装置进行检测分析处理，测得水本底中氡子体含量；然后打开第四阀门，排出测量后的水样，至低水位检测传感为高电平时，表明氡子体测量室的水样已经排空，此时关闭第四阀门；
步骤S4：判断是否要进行下一次水本底的测量，如果要，则重新执行步骤S2至步骤S3。
然后进行空气中氡子体的测量，其包括如下步骤：
步骤S5：PC端控制测量装置初始化工作参数，PC端控制测量装置处于待命状态；
步骤S6：第二阀门、第三阀门、第四阀门关闭，第一阀门开启，启动水泵，从纯净水池抽取水到氡子体采集室；
步骤S7：关闭第一阀门，打开第二阀门，启动水泵和气泵，此时水样经第二阀门、水泵和喷头回到氡子体采集室，实现循环冲刷；
步骤S8：循环冲刷到预定时间后，第二阀门、水泵和气泵关闭，开启第三阀门，将氡子体采集室中的水样引入氡子体测量室，当高水位检测传感为高电平时，表明氡子体测量室的水样已经充满，此时关闭第三阀门，并启动测量，探头将检测到的放射性信号传送给PC机采集卡，PC机采集卡将探头检测到的放射性信号数字化后转换成放射性总量或能谱数据，供PC端控制测量装置进行检测分析处理，扣除水本底中氡子体含量后测得空气中氡子体含量；打开第四阀门，排出测量后的水样，低水位检测传感为高电平时，表明氡子体测量室的水样已经排空，此时关闭第四阀门；
步骤S9：判断是否要进行下一次空气中氡子体的测量，如果要，则重新执行步骤S6至步骤S8。
本发明采用以上技术方案，将空气中的氡子体溶解入水中形成水样，从而将氡子体采集起来，水泵、气泵、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门等均由PC端控制测量装置，实现了氡子体的采集、测量全自动化，本发明打破传统，以新的氡子体收集方式，氡子体的瞬时测量和可连续测量。本发明设计合理，实用性强。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明的氡子体采集测量装置做进一步详细说明：
图1为本发明的氡子体采集测量装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种空气中氡子体采集测量装置，其包括纯净水池1、氡子体采集室5、氡子体测量室10、PC机采集卡14及PC端控制测量装置13；
所述纯净水池1为氡子体采集室5提供水源，纯净水池1内的水经第一引水管3通过水泵E引入采氡子体集室，所述第一引水管3上设第一阀门A；
所述氡子体采集室5上设有喷头7、进气口9、出气口8和出水口6，所述喷头7设在氡子体采集室5顶部与水泵E连接，喷头7产生大量细小水滴喷出，冲刷氡子体采集室5空气中的氡子体，所述进气口9设在氡子体采集室5侧壁下方与气泵F连接，进气口9为被测空气的流入口，所述出气口8设在氡子体采集室5侧壁上方为被冲刷后空气的流出口，所述出水口6设在氡子体采集室5底部为冲刷空气后水样的流出口，水样的流出方向有二个，第一个水样的流出方向为：在氡子体采集过程中，水样经第二引水管4通过第二阀门B、水泵E和喷头7回到氡子体采集室5，实现循环冲刷，第二个水样的流出方向为：在氡子体采集结束后，水样经第三引水管15通过第三阀门C流入氡子体测量室10；
所述氡子体测量室10包括进水口16、排水口12、探头11和高水位检测传感G、低水位检测传感H，所述进水口16设在氡子体测量室10顶部通过第三引水管15与氡子体采集室5的出水口6连接，所述排水口12设在氡子体测量室10底部通过第四阀门D将测量后的水样排出，所述探头11和PC机采集卡14相连并置于氡子体测量室10内用于检测氡子体测量室10中水样的放射性，探头11将检测到的放射性信号传送给PC机采集卡14，所述高水位检测传感G设在氡子体测量室10的顶部用于检测氡子体测量室10水样是否充满，低水位检测传感H设在氡子体测量室10的底部用于检测氡子体测量室10水样是否排空；
所述PC机采集卡14用于将探头11检测到的放射性信号数字化后转换成放射性总量或能谱数据，供PC端控制测量装置13进行检测分析处理，测得氡子体含量。
所述第一阀门A设置于所述纯净水池1到所述水泵E的第一引水管3入口处，所述第二阀门B设置于所述氡子体采集室5出水口6到所述水泵E的第二引水管4上，所述第三阀门C设置于所述氡子体采集室5出水口到所述氡子体测量室10进水口16之间的第三引水管15上，所述第四阀门D设置于所述氡子体测量室10的排水口12处。
所述水泵E和气泵F由PC端控制测量装置13控制开启或关闭。
所述第一阀门A、第二阀门B、第三阀门C、第四阀门D与由PC端控制测量装置13控制开启或关闭。
所述纯净水池1内的水为蒸馏水。
所述空气中氡子体的测量包括如下步骤，
首先进行水本底中氡子体的测量，其包括如下步骤：
步骤S1：PC端控制测量13装置初始化工作参数，PC端控制测量装置13处于待命状态；
步骤S2：第二阀门B、第四阀门D关闭，第一阀门A、第三阀门C开启，启动水泵E，从纯净水池1抽取水经过氡子体采集室5然后到氡子体测量室10；
步骤S3：当高水位检测传感G为高电平时，表明氡子体测量室10的水样已经充满，此时关闭第一阀门A、第三阀门C和水泵E，并启动测量，探头11将检测到的放射性信号传送给PC机采集卡14，PC机采集卡14将探头11检测到的放射性信号数字化后转换成放射性总量或能谱数据，供PC端控制测量装置13进行检测分析处理，测得水本底中氡子体含量；然后打开第四阀门D，排出测量后的水样，至低水位检测传感H为高电平时，表明氡子体测量室10的水样已经排空，此时关闭第四阀门D；
步骤S4：判断是否要进行下一次水本底的测量，如果要，则重新执行步骤S2至步骤S3。
然后进行空气中氡子体的测量，其包括如下步骤：
步骤S5：PC端控制测量装置13初始化工作参数，PC端控制测量装置13处于待命状态；
步骤S6：第二阀门B、第三阀门C、第四阀门D关闭，第一阀门A开启，启动水泵E，从纯净水池1抽取水到氡子体采集室5；
步骤S7：关闭第一阀门A，打开第二阀门B，启动水泵E和气泵F，此时水样经第二阀门B、水泵E和喷头7回到氡子体采集室5，实现循环冲刷；
步骤S8：循环冲刷到预定时间后，第二阀门B、水泵E和气泵F关闭，开启第三阀门C，将氡子体采集室5中的水样引入氡子体测量室10，当高水位检测传感G为高电平时，表明氡子体测量室10的水样已经充满，此时关闭第三阀门C，并启动测量，探头11将检测到的放射性信号传送给PC机采集卡14，PC机采集卡14将探头检测到的放射性信号数字化后转换成放射性总量或能谱数据，供PC端控制测量装置13进行检测分析处理，扣除水本底中氡子体含量后测得空气中氡子体含量；打开第四阀门D，排出测量后的水样，低水位检测传感H为高电平时，表明氡子体测量室10的水样已经排空，此时关闭第四阀门D；
步骤S9：判断是否要进行下一次空气中氡子体的测量，如果要，则重新执行步骤S6至步骤S8。