Радиометры-спектрометры для контроля объемной активности аэрозолей МАГ-031. Характеристики, описание, методика поверки.
Госреестр средств измерений РФ на основании сведений из ФГИС “АРШИН”

Радиометры-спектрометры для контроля объемной активности аэрозолей МАГ-031

Основные
Тип МАГ-031
Год регистрации 2014
Дата протокола Приказ 136 п. 17 от 13.02.2014
Срок действия сертификата 13.02.2019
Страна-производитель  Россия 
Тип сертификата (C - серия/E - партия) C

Назначение

Радиометр-спектрометр для контроля объемной активности аэрозолей МАГ-031 (далее радиометр-спектрометр МАГ-031) предназначен для автоматизированного измерения объёмной активности реперных радионуклидов в аэрозольной фазе в воздухе систем вентиляции и в воздухе технологических помещений.

Описание

Принцип действия радиометра-спектрометра МАГ-031 основан на регистрации спектра амплитудного распределения гамма-излучения, испускаемого радионуклидами находящимися в аэрозольной фазе и осажденными на аналитическом фильтре АФА, определении скорости счета импульсов в пиках полного поглощения гамма-квантов с энергиями Ei и расчета объемной активности идентифицированных по Ei радионуклидов, с учетом эффективности регистрации гамма-квантов в пиках полного поглощения, которая устанавливается предварительно экспериментальным путем. Все операции производятся с использованием программного обеспечения ЛКВШ 10.359.0000.00 01.

Применяется «совмещенный» режим измерения, т.е. когда одновременно с накоплением активности на фильтре ведется измерение. Алгоритм вычисления значений объемной активности включает и определение объема контролируемой среды, прокачанного через фильтр на каждом шаге цикла измерений, на основании измеренных значений объемного расхода.

Радиометр-спектрометр изготавливается в двух модификациях (исполнениях) МАГ-031 и МАГ-031-01, которые имеют унифицированное конструктивное исполнение и отличаются только типом используемого устройства детектирования.

В состав радиометра-спектрометра входят следующие основные модули:

- модуль свинцовой пассивной защиты от внешнего фонового излучения с геометрией 4п, закрепленный на стальной рамной конструкции ;

- фильтродержатель для аналитического аэрозольного фильтра;

- устройство детектирования гамма-излучения сцинтилляционное цифровое:

• УДС-ГЦ-В380-38х38-485-АС - модификация МАГ-031;

• УДС-ГЦ-63х63-485-АС - модификация МАГ-031-01;

- устройство измерения объемного расхода контролируемой среды (расходомер);

- спектрометрический технологический многоканальный анализатор (СТМА) с встроенным технологическим контроллером.

Радиометр-спектрометр относится к изделиям мелкосерийного производства, для которых операции по окончательной сборке, наладке и настройке могут быть проведены только на месте эксплуатации в составе конкретного производственного объекта.

Для каждого варианта исполнения радиометра-спектрометра предусмотрено специальное «посадочное место» для размещения источников гамма-излучения типа ОСГИ-Р (№ г/р 40714-09), предназначенных для выполнения процедур периодической поверки.

Работа радиометра-спектрометра осуществляется под управлением оператора с ЭВМ (или оператором АРМ, при использовании радиометра-спектрометра в составе системы радиационного контроля).

Все операции по обработке аппаратурных гамма-спектров (построение математической модели спектра, идентификация изотопного состава, расчет значений объемной активности отдельных радионуклидов и оценка погрешности определения этих значений при доверительной вероятности Р=0.95) полностью автоматизированы и проводятся в СТМА-01 с использованием специально разработанного программного обеспечения - СПО.

Общий вид радиометра-спектрометра представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Общий вид радиометра-спектрометра МАГ-031 (МАГ-031-01)

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) радиометра-спектрометра включает встроенное ПО, установленное на контроллере технологического анализатора СТМА-01 и прикладные программы, входящие в состав комплекса ПО для технического обслуживания (ТО) и установленные на внешней (по отношению к изделию) ПЭВМ.

Встроенное программное обеспечение полностью закрыто и защищено от стороннего вмешательства. Оно обеспечивает собственный самоконтроль, а также самоконтроль аппаратных узлов, выход на рабочий режим, измерение энергетического распределения гамма-излучения и обработку гамма-спектров, передачу от подчиненного узла результатов обработки по технологической сети RS-485 с использованием протокола Modbus/RTU в ПК.

Прикладное ПО для технического обслуживания, функционирующее на ПЭВМ, обеспечивает:

- передачу данных и команд по технологической сети RS-485 с ПЭВМ на СТМА-01;

- контроль аппаратных средств (блоков) радиометра-спектрометра;

- управление режимами функционирования радиометра-спектрометра;

- отображение полученного (измеренного) энергетического распределения регистрируемого излучения;

- расчет и отображение на экране оператора значений объемной активности радионуклидов;

- предотвращение несанкционированного доступа к настроечным параметрам радиометра-спектрометра.

ПО радиометра-спектрометра с точки зрения влияния на его метрологические характеристики разделено на две части:

- метрологически значимые модули;

- метрологически не значимые модули.

Перечень метрологически значимых модулей ПО приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Метрологически значимые модули ПО радиометра-спектрометра

_

Наименование программного модуля

Идентификационное наименование программного обеспечения

1

«Встроенное ПО», установленное на контроллере технологического анализатора СТМА-01

MAG-031

2

Комплекс программ для выполнения полного гамма-спектрометрического анализа аппаратурных спектров с визуальным контролем всех этапов и может быть использован как для непосредственного выполнения процедур поверки измерительного канала и процедур настройки при техническом обслуживании, так и для инспекционной или ретроспективной обработки градуировочных и архивных гамма-спектров. Входит в состав комплекса ПО для технического обслуживания (ТО) и установлен на внешней ПЭВМ

SPEKTR_M.exe

3

Программный модуль для автоматизации процедур периодической поверки радиометра-спектрометра. Входит в состав комплекса ПО для технического обслуживания (ТО) и установлен на внешней ПЭВМ

Poverka R-S.exe

Перечень метрологически не значимых модулей ПО приведен в таблиц Таблица 2 - Метрологически не значимые модули ПО радиометра-спектромет

е 2. за

_

Наименование программного модуля

Идентификационное наименование программного обеспечения

1

Программный модуль для управления режимами функционирования радиометра-спектрометра. Входит в состав комплекса ПО для технического обслуживания (ТО) и установлен на внешней ПЭВМ

ctrlstma.exe

Идентификационные данные метрологически значимых модулей ПО радиометра-спектрометра представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные метрологически значимых модулей ПО радиометра-спектрометра

Наименование программного обеспечения

Идентификационное наименование программного обеспечения

Номер версии

Цифровой идентификатор программного обеспечения

Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО

«Встроенное ПО», установленное на контроллере технологического анализатора СТМА-01

MAG-031

1.0 и выше (до 1.9)

5DE1

CRC16 для MODBUS/RT U

Комплекс программ для выполнения полного гамма-спектрометрического анализа аппаратурных спектров

SPEKTR_M.exe

2.0 и выше (до 2.9)

D659

CRC16 для MODBUS/RT U

Программный модуль для автоматизации процедур периодической поверки радиометра-спектрометра.

Poverka R-S.exe

1.0 и выше (до 1.9)

FAF2

CRC16 для MODBUS/RT U

Примечание. Контрольные суммы файлов относятся к текущим версиям программного обеспечения.

Уровень защиты программного обеспечения радиометра-спектрометра от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует классу C в соответствии с МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Основные метрологические и технические характеристики радиометра-спектрометра

МАГ-031 представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Основные характеристики радиометра-спектрометра

Наименование характеристики

Значение

1.

Диапазон регистрируемых энергий гамма-излучения, кэВ

от 50 до 3000

2.

Пределы допускаемой основной относительной погрешности характеристики преобразования (интегральная нелинейность), %

±1

3.

Относительное энергетическое разрешение гамма-спектрометра для энергии 662 кэВ (по линии Cs-137), %: - для исполнения МАГ-031, не более - для исполнения МАГ-031-01, не более

3,5

8

4.

Нестабильность характеристики преобразования спектрометрического тракта за 24 ч непрерывной работы, %, не более

2

5.

Максимальная входная статистическая загрузка спектрометрического тракта, имп/с , не менее

100 000

6.

Базовые значения эффективности регистрации (для энергий: 81,0 кэВ, 121,8 кэВ, 344,3 кэВ, 356,0 кэВ, 661,7 кэВ, 778,9 кэВ, 964,0 кэВ, 1173,2 кэВ и 1332,5 кэВ) в пике полного поглощения для положения «Калибровка», отн. ед.:

- для исполнения МАГ-031

- для исполнения МАГ-031-01

1,08^10-3; 1,16Л0-3; 8,240-4;

8,040-4; 5,5Л0-4; 4,740-4;

4,Г10-4; 3,540-4; 3,0840-4

2,10^10-3;2,30^10-3; 1,93^10-3;

1,90^10-3;1,32^10-3; 1,20^10-3; 1,10^10-3; 9,940-4; 9,1Л0-4

7.

Базовые значения эффективности регистрации (для энергий: 81,0 кэВ, 165,9 кэВ, 356,0 кэВ, 661,7 кэВ, 1173,2 кэВ и 1332,5 кэВ) в пике полного поглощения для рабочей геометрии измерения аэрозольного фильтра АФА, отн. ед.:

- для исполнения МАГ-031

- для исполнения МАГ-031-01

5,540-2; 6,1 •Ю-2; 3,0740-2;

1,7540-2; 8,8^10-3; 7,640-3.

6,2-10’2; 9,040-2; 4,640-2;

3,040-2; 1,6540-2; 1,4040-2

8.

Диапазон измерений объёмной активности радионуклида Cs-137, Бк/м3

от 1-10-1 до 1-106

9.

Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении объемной активности, %

±60

10.

Пределы допускаемой относительной не исключенной систематической погрешности при измерении объемной активности, %

±7

11.

Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности характеристики преобразования:

- при изменении температуры, %/оС

- при изменении напряжения питания от 176 до 253 В, %

±0,1 ±1

12.

Время установления рабочего режима, минут, не более

30

Продолжение таблицы 4

13.

Напряжение питания от промышленных сетей переменного тока частотой 50 (±1) Гц, В

220-44

14.

Потребляемая мощность, В •А, не более

100

15.

Условия эксплуатации:

- температура окружающего воздуха, оС

- атмосферное давление, кПа

- относительная влажность воздуха, %

от 5 до 50 от 84 до 106,7 до 80 при +35оС

16.

Средняя наработка на отказ, ч Средний срок службы, лет

20 000

30 (при условии замены отдельных составных частей по мере выработки их ресурса)

Радиометр-спектрометр имеет сейсмостойкое исполнение по категории по категории I согласно НП-031-01. По месту установки радиометр-спектрометр соответствует группе А, а по функциональному назначению исполнению 1 - по РД 25 818-87 (землетрясение 7 баллов по шкале MSK-64, высота размещения до +50 м от нулевой отметки).

По устойчивости к воздействию атмосферного давления радиометр-спектрометр соответствует группе Р1 по ГОСТ Р 52931-2008 (давление от 84 до 106.7 кПа, размещение до 1000 м над уровнем моря).

По устойчивости к воздействиям температуры и влажности окружающего воздуха ТС радиометра-спектрометра соответствуют группе В4 по ГОСТ Р 52931-2008 (температурный диапазон от плюс 5 °С до плюс 50 °С; относительная влажность окружающего воздуха до 80 % при температуре плюс 35 °С).

По устойчивости к воздействию синусоидальных вибраций радиометр-спектрометр относится к группе V4 по ГОСТ Р 52931-2008 (диапазон частот от 10 до 120 Гц, амплитуда смещения 0,15мм).

По устойчивости к электромагнитным воздействиям радиометр-спектрометр соответствует группе исполнения III и критерию качества функционирования А по ГОСТ Р 50746-2000 в условиях эксплуатации при электромагнитной обстановке средней жесткости.

По устойчивости к воздействию пыли и воды устройства детектирования радиометра-спектрометра соответствуют исполнению IP55, а СТМА-01 соответствует исполнению IP54 по ГОСТ 14254.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится:

- на маркировочную табличку (шильд), прикрепленную к корпусу радиометра-спектрометра;

- на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.

Комплектность

В комплект поставки радиометра-спектрометра МАГ-031 входят составные части и эксплуатационная документация, указанные в таблице 5.

Таблица 5 - Комплект поставки радиометра-спектрометра.

Обозначение

Наименование

Кол-во

Примечание

ЛКВШ 06.361.0000.00 ТУ

Модификация МАГ-031

Устройство спектрометрическое технологическое

СТУ-031 ДЦКИ.412131.019, в составе:

1

См. примечание

Устройство детектирования гамма-излучения сцинтилляционное цифровое

УДС-ГЦ-В380-38х38-485-АС

1

Устройство измерения объемного расхода газообразной среды, имеющее утвержденный тип средства измерений

1

Экран защитный ДЦКИ.305179.040

1

Платформа ДЦКИ.301224.018

1

Фильтродержатель ДЦКИ.301111.071

2

Анализатор спектрометрический СТМА-01 ДЦКИ.412131.023

1

ЛКВШ 06.361.0000.00 ТУ

Модификация МАГ-031-01

Устройство спектрометрическое технологическое

СТУ-031-01 ДЦКИ.412131.019-01, в составе:

1

См. примечание

Устройство детектирования гамма-излучения сцинтилляционное цифровое типа УДС-ГЦ-63х63-485-АС

1

Устройство измерения объемного расхода газообразной среды, имеющее утвержденный тип средства измерений

1

Экран защитный ДЦКИ.305179.040

1

Платформа ДЦКИ.301224.018

1

Фильтродержатель ДЦКИ.301111.071

2

Анализатор спектрометрический СТМА-01 ДЦКИ.412131.023

1

ЛКВШ 10.359.0000.00 01

Программное обеспечение

к-т

Комплект эксплуатационных документов согласно ведомости ЛКВШ 06.361.0000.00 ВЭ (включая Методику поверки

ЛКВШ 06.361.0000.00 Д3)

1

ЛКВШ 06.361.0000.00 ВЭ

Ведомость эксплуатационных документов

1

Примечание - Технические средства радиометра-спектрометра поставляются в упаковке и таре предприятия-изготовителя с комплектом монтажных частей и комплектом ЗИП-О.

Поверка

осуществляется по документу ЛКВШ 06.361.0000.00 Д3 «Радиометр-спектрометр для контроля объёмной активности аэрозолей МАГ-031. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» в ноябре 2013 г.

При поверке применяются источники фотонного излучения радионуклидные спектрометрические закрытые типа ОСГИ-Р, № г/р 40714-09 с активностью от 104 до 105 Бк и погрешностью не более ±3 %.

Сведения о методах измерений

ЛКВШ 06.361.0000.00 РЭ «Радиометр-спектрометр для контроля объёмной активности аэрозолей МАГ-031. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

1. ГОСТ 4.59-79 «Система показателей качества продукции. Средства измерений ионизирующих излучений. Номенклатура показателей».

2. ГОСТ 27451-87 «Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия».

3. ГОСТ 26874-86 «Спектрометры энергий ионизирующих излучений. Методы измерения основных параметров».

4. ГОСТ 8.033-96 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников».

5. ЛКВШ 06.361.0000.00 ТУ «Радиометр-спектрометр для контроля объёмной активности аэрозолей МАГ-031. Технические условия».

Рекомендации к применению

- при осуществлении деятельности в области использования атомной энергии;

- при выполнении работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда;

- при осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.

Развернуть полное описание