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α、β表面污染仪自动检定装置的研制与实验研究

刘玫玲 姚馨博 孙昌昊 张朕朕 江凯 李宏楠 毛传林 梁珺成

刘玫玲,姚馨博,孙昌昊,等. α、β表面污染仪自动检定装置的研制与实验研究[J]. 计量科学与技术,2024, 68(9): 61-67 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0361
引用本文: 刘玫玲,姚馨博,孙昌昊,等. α、β表面污染仪自动检定装置的研制与实验研究[J]. 计量科学与技术,2024, 68(9): 61-67 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0361
LIU Meiling, YAO Xinbo, SUN Changhao, ZHANG Zhenzhen, JIANG Kai, LI Hongnan, MAO Chuanlin, LIANG Juncheng. Development and Experimental Study of an Automatic Verification Device for Alpha and Beta Surface Contamination Monitors[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(9): 61-67. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0361
Citation: LIU Meiling, YAO Xinbo, SUN Changhao, ZHANG Zhenzhen, JIANG Kai, LI Hongnan, MAO Chuanlin, LIANG Juncheng. Development and Experimental Study of an Automatic Verification Device for Alpha and Beta Surface Contamination Monitors[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(9): 61-67. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0361

α、β表面污染仪自动检定装置的研制与实验研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0361
基金项目: 中国计量科学研究院基本科研业务费重点领域(AKYZD2113-2)。
详细信息
    作者简介:

    刘玫玲(1996-),中国计量科学研究院研究实习员,研究方向:放射性核素活度计量技术、计量自动化技术,邮箱:liuml@nim.ac.cn

    通讯作者:

    梁珺成(1981-),中国计量科学研究院研究员,研究方向:放射性核素活度绝对测量方法,邮箱:liangjc@nim.ac.cn

  • 中图分类号: TB98

Development and Experimental Study of an Automatic Verification Device for Alpha and Beta Surface Contamination Monitors

  • 摘要: 为提升检定仪器的效率和准确性,降低α、β表面污染仪检定过程中人工操作仪器、人工读数和记录对检定结果的影响,基于自动化技术和机器视觉算法研制了一套α、β表面污染仪自动检定装置。该装置包括双层换源转盘、基于机器视觉技术的图像训练软件和基于C#语言编写的自动检定控制软件。对装置进行了检定流程、硬件结构和软件优化设计,并在软件中增加了识别异常结果检验算法,可根据目标识别区域的特点进行条件筛选和异常数据剔除,提高了光学字符识别(OCR)正确率。开展了识别率测试、本底影响测试、比对测试和自动检定流程测试,检验了该装置的性能。结果证明,该装置对原始数据的识别率达到100%,装置内平面源的集中放置没有产生额外的本底干扰,使用手动定位支架和自动检定装置的测量结果的最大相对偏差为−6.0%,两结果在不确定度范围内一致性较好。该装置在满足JJG 478-2016要求的基础上,优化了辐射防护和源的固有安全性,提高了检定工作效率。
  • 图  1  系统结构图

    Figure  1.  Schematic diagram of system structures

    图  2  图像训练与自动检定流程图

    Figure  2.  Flow chart of image training and automatic verification

    图  3  自动检定装置硬件设计图

    Figure  3.  Design drawing of system hardware

    图  4  转盘组件示意图:上转盘(上)下转盘(下)

    Figure  4.  Schematic diagram of turntable components: Upper turntable (top) Lower turntable (bottom)

    图  5  图像训练界面

    Figure  5.  Interface of image training

    表  1  表面发射率响应对比结果

    Table  1.   Comparison results of surface emission rate response

    测量档 核素 平面源序号 测量方式 净计数率/(s−1) 表面发射率响应 相对扩展不确定度(k=2)/(%) 表面发射率响应相对偏差/(%)
    α Am-241 1 手动 19.0 0.43 3.7 0.68
    自动 19.1 0.43 4.3
    2 手动 97.0 0.57 3.0 0.81
    自动 97.8 0.57 3.0
    3 手动 50.7 0.43 2.9 0.51
    自动 50.9 0.43 3.2
    4 手动 293.5 0.43 2.6 0.86
    自动 296.1 0.44 2.6
    β Tl-204 5 手动 5.5 0.73 10 0.37
    自动 5.5 0.73 15
    6 手动 7.1 0.89 16 −6.0
    自动 6.7 0.84 15
    7 手动 169.1 0.76 2.4 −1.8
    自动 161.2 0.72 2.4
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    表  2  自动检定测试结果

    Table  2.   Test results of automatic verification

    参数名称 仪器序号
    1 2 3 4 5 6 7 8
    α β α β α β α β α β α β α β α β
    本底计数率/(s−1) 0.0 14.4 0.0 19.7 0.0 11.4 0.0 11.5 0.0 11.3 0.0 13.4 0.0 15.8 0.0 16.1
    表面发射率响应 0.50 0.80 0.50 0.59 0.34 0.36 0.39 0.45 0.47 0.61 0.49 0.50 0.45 0.64 0.51 0.68
    重复性/(%) 1.2 2.7 1.3 2.4 1.3 2.0 1.5 2.2 1.3 2.4 1.3 2.4 1.0 2.4 1.2 3.2
    相对固有误差/(%) 4.4 23.0 2.5 14.0 3.9 −7.1 2.6 −5.1 −4.2 −14.0 2.0 −7.4 2.0 15.8 3.6 13.0
    检定结果 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格
    检定总时长 220分钟
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-23
  • 录用日期:  2024-01-23
  • 修回日期:  2024-03-19
  • 网络出版日期:  2024-07-12

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