Портативний пристрій моніторінга радіаційного навантаження людини

1. ПОРТАТИВНИЙ ПРИСТРІЙ МОНІТОРІНГА РАДІАЦІЙНОГО НАВАНТАЖЕННЯ ЛЮДИНИ

Нацiональний технiчний унiверситет
«Харкiвський полiтехнiчний iнститут»
кафедра «Промислова та бiомедична електронiка»
ПОРТАТИВНИЙ ПРИСТРІЙ
МОНІТОРІНГА РАДІАЦІЙНОГО
НАВАНТАЖЕННЯ ЛЮДИНИ
Виконавець
ст. групи ЕМБЗ-44в
Паута I.В.
аспiрант Махонiн М.В.
Керiвник
Харкiв 2018

2. АКТУАЛЬНIСТЬ РОЗРОБКИ

На данний час ця проблема є досить гострою,тому як
радіаційний вплив має серйозні наслідки для організму
людини,особливо якщо цей вплив зумовлений професійною
діяльністю. Навіть порівняно слабке випромінювання, яке при
повному поглинанні підвищує температуру тіла
лише на 0,001 С, порушує життєдіяльність клітин.
Радіація має тенденцію накопичуватися у живих організмах та
негативні наслідки можуть дати про себе знати через 5-10 років.

3.

МЕТА РОБОТИ
Метою роботи є розробка дозиметра професійного рівня,яким
користуються фахівці, працюючі у потенційно небезпечних
умовах для визначення радiацiйного навантаження ,згiдно
останнiх вимог якостi, ергономiки та безпеки.
Для досягнення поставленої мети у даннiй дипломнiй роботi
були виконанi наступнi задачi:
складенi медико-технiчнi вимоги;
розглянутi основнi види іонізуючого випромінювання;
розглянутi призначення, сфера використання та технiчнi
характеристики приладу;
розробленi функцiональна та принципова схеми приладу з
розрахунком та вибiром елементiв;
проведена економiчна оцiнка;
розглянутi запитання охорони працi та навколишнього
середовища.

4. ВИДИ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

а) Альфа – випромiнювання
• утворюються при розпаді ядра атома;
• мають кінетичну енергію від 1,8 до 2 МеВ;
• висока іонізуюча і мала проникаюча здатності;
б) Бета - випромiнювання;
утворюються в результаті бета-розпаду;
мають кінетичну енергію від 0,0015 до 0,05 МеВ;
більша проникаюча здатність, ніж у альфа-променів;
викликають хімічні реакції;
в) Гамма - випромiнювання;
утворюються в результатi альфа та бета-розпадiв;
мають кінетичну енергію від 2 до 3 МеВ;
більша проникаюча здатність, ніж у альфа та бета-променів;
викликають променеву хворобу;

5. МЕТОДИ І ЗАСОБИ РЕЄСТРАЦІЇ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

здійснюються за реакцією його дії на речовину
Фотографічний метод (грунтований на
випромінювання на фоточутливі матеріали)
дії
радіоактивного
Іонізаційний метод (грунтований на вимірі міри іонізації газів, або
за освітою електронно-діркових пар в твердих тілах)
Люмінесцентний метод (обумовлений виникненням світіння під
впливом якої-небудь дії )
Калориметричний метод (грунтований на вимірі тепла, що
виділяється при радіоактивному розпаді )

6. ОГЛЯД ДОЗИМЕТРІВ

SMG-2
РАДЭКС РД1706
Параметр
Значення
Параметр
Значення
Дiапазон напруги
вiд 0.05 до
999 мкЗв/год
Дiапазон напруги
вiд 0,01 до
999 мкЗв/год
вiд 0,25 до 3,5
МеВ
Дiапазон енергiй гаммавипромiнювання
вiд 0,1 до 1,25
МеВ
Дiапазон енергiй бетавипромiнювання
Час спостереження
Дiапазон енергiй гаммавипромiнювання
вiд 0,3 до 3,0
МеВ
Час спостереження
40 сек ± 0.5
Живлення
2 батарейки
ААА
(пальчиковi)
Живлення
20,40,60 сек
-вiд Li-Ion
акумулятора
3,7 В, 850
мА/г (BL-8N);
-вiд USBпорта;
-вiд мережi
220 В

7. ВИБIР ЕЛЕМЕНТIВ

В процесi розробки персонального дозиметру,було розглянуто 3
вида мiкроконтролерiв,проведена порiвняльна характеристика МК
,а також вибiр GSM-модулiв та вибiр ЖК-дисплею якi представленi
бiльш докладнiше у пояснювальнiй записцi.
Параметр
ATmega32A
-AU
ATmega16216AU
STM32L052
K8T6
Пам’ять
32 КБайт
1 КБайт x 8
64 КБайт
Кіл-ть
виводів
8 шт
35 шт
27 шт
Енергожив
лення
від 2.7 до
5.5 В
Від 4.5 до
5.5 В
Від 1.8 В до
3.6 В
Наявність
АЦП
Так
Так
Так
91,75 грн
80,75 грн
130,50 грн
Ціна
Мікроконтролер ATmega32A-AU –
дешевий,відповідає вимогам
побудови приладу та,що досить
важливо для нашого приладу, має
низький рівень енергоживлення.

8. СТРУКТУРНА СХЕМА

К
МПД
СI
ПI
МК
ПС
Д
ЗI
БЖ
– блок живлення БЖ (5 В);
– блок реєстрацii випромiнювання БРВ (СИ29БГ);
– мікроконтролер МК( серії ATmega32A-AU);
– дисплей Д (OLED-1.30-128X64);
– звуковий індикатор ЗІ ( KPX-G1205B);
– перетворювач сигналу ПС;
– клавіатура К ( клавіши 0650 SWITRONIC);
– світловий індикатор СІ;
– блок перетворювача інтерфейса ПІ;
– модуль передачі даних МПД (SIM800H);
БРВ

9. СХЕМА ЕЛЕКТРИЧНА ПРИНЦИПОВА

ЕМБЗ-44В 6.050801
XP1
5V
BAT +
1
BAT -
2
XP2
5V
GND
HL1
DD1
DDV
SB1
s1
SB2
1
DG
2
DS1
3
DDM
4
SS1
5
RXD
6
TXD
7
s2
8
9
RESET
SB3
s3
SB4
s4
GND
VRTC
DATA
GND
C4
+5
10
GND
11
xt1
12
xt2
13
s1
14
s2
15
s3
16
+5
VD1
R1
R2
s4
17
IMP
18
A1
19
R3
20
PD6
VT3
GND
PB0
PB1
1
PA0
MK
PA1
PB2
PA2
PB3
PA3
PB4
PA4
PB5
PA5
PB6
PA6
PB7
PA7
reset
AREF
Vcc
GND
GND
AVCC
XTAL2
PC7
XTAL1
PC6
PD0
PC5
PD1
PC4
PD2
PC3
PD3
PC2
PD4
PC1
PD5
PC0
PD6
PD7
40
39
Dat2
38
Dat3
37
Dat4
36
D/I
VCC
3
+5
4
D/I
5
+5
E
34
bz
7
D0
31
GND
30
+5
+5
18
Vo
Vee
D/I
RES
R/W
CS2
E
CS1
DB0
DB7
9
D2
17
RESET
16
DB6
DB2
DB5
D6
D4
DD2
D7
28
D6 PWRKEY
1
27
D5
TXD
9
26
D4
DTR
3
25
D3
RXD
10
VRTC
24
D2
23
D1
22
D0
+5
ADC 25
+5
33
PWRKEY 800Н RST
RST
32
CLK
REF
TXD
DATA 17
DATA
RXD
VBAT 56
+5
26 VRTC
VBAT 57
T1
+5V
C1
47m x
16V
КД102
А
КД102
А
R1
10м
С2
0,01m x
600V
VD1
LL4148
+
СИ29БГ
GND
XP4
DS
GND
1
5V
2
DS
3
GND
XP5
5V
DDM
GND
1
5V
2
DDM
3
GND
XP6
SS
GND
1
SS
2
GND
RST
R8
CLK
R9
DATA
R10
1
GN0
2
VDD
3
RST
4
CLK
5
DATA
GND
VT4
PWRKEY
R11
R12
PD6
GND
R4
RESET
R2
10м
R6
VCC
VT2
2SC1815
C1
C2
C3
xt1
+5
QZ1
НА1
3
xt2
GND
GND
C6
VT1
R5
2
+5
R7
+5
VD3
DG
DTR
A1
VD2
1
XP7
+5
DS1
GND
C10
21
R6
CLK
DTR
C9
DS
SIM
DDV
3
D5
11
DB4
60
29
2
XP3
5V
D7
12
DB3
5V
+5
14
DB1
1
DG
GND
+5
15
10
D3
GND
13
D1
+5
32
19
A
8
k0
33
LCD
6
E
35
K
Vss
2
DATA +5
DDV
GND
GND
20
IMP
C5
GND
bz
GND
GND
+5
VD2
k0
R13
С1
С2
DA1
R1
1
+5
2
k0
R14
4
+5
k0
3
R2
SHDN
MAX
1674
5
LX
LBI
OUT
FB
LBO
GND
REF
+5V
6
7
R3
C4
C5
8
VD1
R15
R4
C3
GND
ЕМБЗ-44В 6.050801
Лiт.
Зм. Арк. № Докум
Підпис Дата
Паута I.В.
Розроб.
Перев. Махонiн М.В.
Лист 1
Н.Контр.
Кривошеєв С.Ю.
Затв.
Маса
Масштаб
ПОРТАТИВНИЙ ПРИСТРІЙ
МОНІТОРІНГУ РАДІАЦІЙНОГО Д Р С
НАВАНТАЖЕННЯ ЛЮДИНИ
Листів 1
НТУ “ХПI”
Кафедра ПБМE

10. БЛОК-СХЕМА АЛГОРИТМУ

Початок
1
ні
8
Час «t»
вийшов
так
2
Ввімкнення блоку
живлення
Ініціалізація
периферійних
пристроїв
9
Виведення
параметрiв
датчиків на екран
3
так
4
нi
Передача
сигнала
SOS на GSM
Включення
датчика
випромiнюванн
я
ні
ні
14
Запис параметрів
12
Включення
сповіщення
світлом і звуком
так
Введення
параметрiв
роботи
11
10
Перевищення
радіаціі
5
Вивiд на
екран
«Небезпека
»
Передача
поточних
данних з МК
на GSM
15
13
16
Вивід поточних
даних на екран
6
Параметри
введенi
Звукове
17
сповіщення
закiнчення
передачі даних
так
7
Пуск АЦП
Пуск таймеру часу
так
18
Змiнити
параметри
Безперервний
19
цикл роботи
ні

11. ТЕХНIКО-ЕКОНОМIЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ

Точка
беззбитковостi:
N=130 (шт)
Параметри і показники
Значення
Джерело живлення, В
220
Елементна база
Відладочний модуль
Ціна підприємства, грн.
8505,05
Ціна реалізації, грн.
10206,06
Плановий об'єм виробництва, штук
200
Точка беззбитковості, шт.
130

12. ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!