Разработка системы автоматизированного измерения проб аэрозолей, содержащих техногенные радионуклиды

Abstract

В данной работе разработан макет системы автоматизированного измерения проб АИП-01 с расчетом объемной активности аэрозолей техногенных радионуклидов в воздухе рабочих помещений специализированных производств. Макет является полностью работоспособным и законченным прототипом, пригодным для использования в задачах автоматизации измерений. Обработка входных данных полностью соответствует отраслевым методикам МУ 2.6.5.032-2017 и МУ 2.6.1.065-2014. Выходными данными при работе системы является сформированный отчет, в котором указаны значения объемной активности для соответствующих проб в человекопонятном и удобном для восприятия виде. Макет позволяет производить калибровку поступающих данных, на основе интенсивности излучения от эталонных источников подсчитывать поправочные коэффициенты. Затем эти поправочные коэффициенты используются при обработке результатов измерений специализированных проб. Проводятся вычисления объемной активности каждой пробы на основании данных введённых пользователем и формируется итоговый отчет. Принцип работы АИП-01 основан на взаимодействии программного обеспечения, исполняемого на ПК и оснащённого графическим интерфейсом, и программного обеспечения микроконтроллера управляющего исполнительным механизмом привода колеса с установленными фильтрами, а так же осуществляющего подсчет импульсов измеренных детектором БДЗА 96с. Взаимодействие осуществляется путем отправки команд с ПК и получения ответов от микроконтроллера, таким же образом реализовано переключение режимов работы, а также получение данных от сцинтилляторного счетчика БДЗА-96с. Программное обеспечение было специально разработано для реализации данного проекта и оптимизированно как для целей автоматизации измерений, так и для взаимодействия с аппаратной частью макета. В представленной работе приведено полное описание работы изделия. Произведено обоснование принятых технических решений, представлены примеры протоколов обмена и реализации функций как в программном обеспечении со стороны host-ЭВМ, так и со стороны микроконтроллера. Приведен алгоритм работы системы в целом, методика обработки данных, а также представлен исходный код графического интерфейса и исполняемого кода микроконтроллера. В том числе представлена скомпилированная версия ПО, пригодная к установке и использованию. Аппаратная часть макета реализована на отладочной плате Arduino UNO с микроконтроллером ATmega328. Программное обеспечение микроконтроллера написано на C/C++. Графический интерфейс пользователя со стороны host-ЭВМ выполнен в математическом пакете MATLAB 2014a, скомпилирован с использованием встроенного функционала пакета и набора библиотек Microsoft Visual C++ Runtime Library и при работе использует стандартные библиотеки MATLAB. В разделе «Безопасность и экологичность проекта» рассмотрены вопросы электробезопасности, экологической безопасности в том числе вопросы соблюдения норм НРБ при работе с источниками ионизирующего излучения. Даются рекомендации по созданию оптимальных условий труда. В разделе экономическая часть рассчитана продолжительность работ исполнителей по разработке макета, также рассчитана сводная планируемая смета затрат, проведена оценка экономической выгоды в случае автоматизации процесса обработки проб. Сделаны выводы по проделанной работе.