Giải pháp thu thập, xử lý số liệu phóng xạ trên tàu biển dùng máy tính

Để tăng độ chính xác của phép đo và nâng cấp, cải tiến hiệu năng làm việc của thiết bị, bài báo này trình bày một giải pháp dùng máy tính nhúng thu thập, xử lý số liệu phóng xạ cho các thiết bị đo phóng xạ đường biển trang bị trên các tàu hải quân, cảnh sát biển.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giải pháp thu thập, xử lý số liệu phóng xạ trên tàu biển dùng máy tínhNghiên cứu khoa học công nghệ GIẢI PHÁP THU THẬP, XỬ LÝ SỐ LIỆU PHÓNG XẠ TRÊN TÀU BIỂN DÙNG MÁY TÍNH Đinh Kim Chiến1*, Đinh Tiến Hùng1, Nguyễn Kiều Hưng2 Tóm tắt: Để tăng độ chính xác của phép đo và nâng cấp, cải tiến hiệu năng làm việc của thiết bị, bài báo này trình bày một giải pháp dùng máy tính nhúng thu thập, xử lý số liệu phóng xạ cho các thiết bị đo phóng xạ đường biển trang bị trên các tàu hải quân, cảnh sát biển. Kết quả thu được là sai số phép đo so với trường suất liều gamma chuẩn Cs-137 đạt ≤ 5% và hiệu năng sử dụng được cải thiện đáng kể so với các kỹ thuật điện tử thông thườngTừ khóa: Detector; Cổng giao tiếp RS232; Suất liều; Máy tính nhúng. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, trong số các tàu của lực lượng cảnh sát biển và các tàu chiến của Hải quânViệt Nam chỉ có một số ít các tàu được trang bị thiết bị đo phóng xạ, các tàu còn lại cóthiết kế hệ thống đo phóng xạ nhưng không được lắp thiết bị kèm theo. Để hoàn thiện hệthống đo phóng xạ cho các tàu chưa được trang bị hoặc nâng cấp, thay thế sửa chữa thì việcnghiên cứu, chế tạo hệ thống ghi đo bức xạ, hạt nhân thế hệ mới mang ý nghĩa quan trọng. Thiết bị đo, phát hiện và cảnh báo các tác nhân phóng xạ, hạt nhân là một trong nhữngtrang bị bắt buộc phải có trong trang bị của các tàu chiến trên thế giới [5]. Với mục đíchđo, cảnh báo môi trường phóng xạ để người chỉ huy tàu định hướng di chuyển của tàu. Các hệ thống hiện tại đang dùng giải pháp thu số liệu từ detector dùng chuẩn RS485 truyềnvề trung tâm và dùng các hệ vi xử lý để xử lý, phân tích số liệu sau đó hiển thị kết quả. Việc xử lý kết quả trên các hệ vi xử lý có các nhược điểm sau: - Khả năng lưu trữ và truy vấn dữ liệu hạn chế vì dữ liệu được lưu dưới dạng thô. - Khả năng trao đổi thông tin và mở rộng hệ thống bị hạn chế. - Khả năng xử lý không linh hoạt do không được hỗ trợ các hàm xử lý chuyên dụng, nâng cao. Trước đây, Viện Hóa học - Môi trường quân sự/Bộ Tư Lệnh hóa học đã có một số côngtrình nghiên cứu liên quan đến các thiết bị đo phóng xạ [1,2,3] tuy nhiên các công trìnhnày chỉ đề cập đến các thiết bị đơn lẻ và xử lý tại chỗ, chưa đưa ra giải pháp cho một hệthống kết nối nhiều detector GM cũng như giải pháp tích hợp các hệ thống để thu thập xửlý số liệu trên một vùng bất kỳ. Trên thế giới, các công trình liên quan không được côngbố và là bí mật của mỗi quốc gia. Xuất phát từ nhu cầu thu thập, xử lý nhanh, khả năng xử lý linh hoạt, hiển thị đa dạng vàcó khả năng trao đổi, kết nối giữa các tàu, dữ liệu được lưu trữ số lượng lớn, khả năng truyxuất nhanh thì việc xây dựng giải pháp dùng máy tính nhúng đáp ứng được các yêu cầu trênlà cần thiết, đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ mới đặc biệt là tình hình biển Đông hiện nay. 2. NỘI DUNG CẦN GIẢI QUYẾT2.1. Mô hình hệ thống đo phóng xạ đường biển trên tàu Hệ thống bao gồm 3 thành phần chính: - Hệ thống detector ghi đo bức xạ, hạt nhân: được lắp chính tại 4 vị trí: trước(S1); 2 bên(S2, S3) và sau tàu (S4), các detector đo 3 chỉ tiêu chủ yếu: suất liều gamma tương đươngtrong không khí, đo xung nơtron và đo suất liều gamma tương đương dưới nước. - Hệ thống đường truyền: được thiết kế sẵn trên các tàu và dùng chuẩn truyền dẫnRS485.Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 59, 02 - 2019 97 Kỹ thuật điều khiển & Điện tử - Trung tâm xử lý là hiển thị: tại trung tâm xử lý dùng máy tính nhúng thu dữ liệu từ bốndetector sau đó tiến hành phân tích, lưu trữ và hiển thị kết quả trên các màn hình GLCD vàMONITOR, đưa ra tín hiệu cảnh báo bằng âm thanh và ánh sáng. S2 RS485 Trung tâm S1 RS485 xử lý và RS485 S4 hiển thị RS485 S3 Hình 1. Mô hình hệ thống đo phóng xạ đường biển trên tàu.2.2. Nghiên cứu, xây dựng các loại detector đo phóng xạ trên tàu Detector Cao áp 500V Tiền khuếch Khuếch đại Khối xử lý RS485 đại chính trung tâm Hình 2. Sơ đồ khối của mô-đun đo phóng xạ.Nguyên lý hoạt động: Khi bức xạ tương tác với chất khí trong detector sẽ suất hiện một xung điện ở cực âmcủa detector. Mạch tiền khuếch đại khuếch đại xung th ...