Назначение
Устройства детектирования УДМН-226Е (далее - устройства детектирования) предназначены для измерения мощности эквивалента амбиентной дозы (далее - МЭАД) нейтронного излучения. Устройства детектирования могут работать как самостоятельно, так и в составе автоматизированных систем радиационного контроля, локальных установках радиационного контроля на объектах использования атомной энергии или связанных с получением, переработкой и использованием радиоактивных материалов.
Описание
Устройство детектирования осуществляет вычисление значения МЭАД нейтронного излучения непосредственно в устройстве детектирования, передачу значения МЭАД нейтронного излучения по цифровым каналам, выработку сигналов превышения контролируемых уровней.
Поток быстрых нейтронов замедляется в полиэтилене. Поток тепловых нейтронов преобразуется в импульсный поток, пропорциональный МЭАД нейтронного излучения. В усилителе-дискриминаторе полезные импульсы, отделенные от шумов, усиливаются, формируются и поступают на схему обработки информации. После математической обработки импульсного потока выдается измеряемая величина МЭАД нейтронного излучения.
В режиме проверки работоспособности снижается порог дискриминации и при этом увеличиваются показания устройства детектирования за счет увеличения чувствительности к гамма-излучению.
Устройство детектирования осуществляет взаимодействие с аппаратурой верхнего уровня по двум последовательным каналам передачи данных RS-485 (основному и резервному) в соответствии с протоколом ModBus.
При взаимодействии происходит передача следующих параметров:
а) от устройства детектирования:
- текущее значение МЭАД нейтронного излучения;
- состояние измерительного канала (далее - ИК);
- состояние оборудования устройства детектирования;
- состояние подключенных к устройству детектирования местных сигнализаторов;
- значение конфигурационных параметров (констант);
б) в устройство детектирования:
- команды управления режимами работы;
- команды установки текущего астрономического времени;
- команды записи конфигурационных параметров (констант).
Устройство детектирования обеспечивает формирование сигналов состояния ИК на основе анализа измеренного значения МЭАД нейтронного излучения, сигналов управления и конфигурационных параметров.
В зависимости от модификации устройство детектирования осуществляют следующие дополнительные функции:
- индикацию измеренного значения МЭАД нейтронного излучения в цифровой форме при помощи встроенного алфавитно-цифрового индикатора;
- управление местной (по месту контроля) световой и звуковой сигнализацией;
- управление дополнительным оборудованием в зависимости от фактов превышения измеренным значением радиационного параметра пороговых уставок, исправности устройства детектирования, состояния дополнительных входных дискретных сигналов и полученных по каналам передачи данных RS-485 команд.
Устройство детектирования состоит из блока детектирования (далее - БД) и блока многофункционального (далее - БИ).
БД состоит из корпуса, колпака, представляющего собой полиэтиленовый замедлитель в виде вытянутой полусферы, и экрана - круглой металлической пластины, выполненной из нержавеющей стали, с отверстием для прокладки жгута и извлечения/установки экрана.
Корпус БД представляет собой П-образную металлическую пластину, выполненную из нержавеющей стали и покрытую краской. На нем предусмотрены четыре отверстия для крепления на стене или промежуточной конструкции и стакан для установки узла детектирования.
На корпусе БИ установлены соединители и клемма заземления. На задней стенке корпуса БИ установлены кронштейны, предназначенные для крепления БИ в месте эксплуатации. Внутри корпуса БИ располагаются печатные платы, с установленными на них электрорадиоэлементами.
Подача электропитания, передача информационных и управляющих сигналов между БИ и БД, а также подключение внешних связей к БИ осуществляются по кабельным линиям связи, подключаемым к БИ и БД посредством соединителей.
Варианты исполнений устройства детектирования УДМН-226Е с привязкой к выполняемым дополнительным функциям приведены в таблице 1.
аблица 1 - Варианты исполнений устройства детектирования УДМН-226Е
| Исполнения | Наличие дополнительной функции | Тип блока многофункционального |
| Алфавитноцифровой индикатор | Управление дополнительной сигнализацией | Сигналы СОСТОЯНИЕ | Встроенный трехцветный световой сигнализатор |
| УДМН-226Е | _ | _ | _ | + | БИ-215Е ЕКДФ.468219.019 |
| УДМН-226Е1 | + | + | + | + | БИ-215Е2 ЕКДФ.468219.019-02 |
| УДМН-226Е2 | + | + | + | _ | БИ-222Е6 ЕКДФ.468219.005-06 |
Фотография внешнего вида устройства детектирования представлена на рисунке 1, схема пломбировки в целях защиты от несанкционированного доступа показаны на рисунке 2.
БИ-215Е БИ-215Е2 БИ-222Е6
БДМН-226Е
Рисунок 1 - Внешний вид неподключенных блоков устройства детектирования
Пломбирование БДМН-226Е
Пломба 3-АД1М-10 ГОСТ 18677-73
Пломбирование БИ-215Е (БИ-215Е2)
Клеймить клеймом ОТК с применением мастики битумной № 1 ГОСТ 18680-73.
Рисунок 2 - Схема пломбировки в целях защиты от несанкционированного доступа
Программное обеспечение
Идентификационные данные программного обеспечения (далее - ПО), предназначенного для работы с устройством детектирования и его обслуживания, приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационные данные ПО, предназначенного для работы устройства детектирования и его обслуживания.
| Наименование ПО | Идентиф икаци-онное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Управляющая программа УДМН-226Е | ЕКДФ.00264-01 | 1 | 63637 | Е.40012-01 (на базе CRC16) |
| Массив рабочих данных УДМН-226Е | ЕКДФ.00265-01 | 0 | 10567 | Е.40012-01 (на базе CRC16) |
| Инструментальное программное обеспечение оборудования АСРК-2000 | ЕКДФ.00091-01 | 2 | 53251 | Е.40012-01 (на базе CRC16) |
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений по МИ 3286-2010 приведён в таблице 3.
Таблица 3 - Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений
| Идентификационное наименование ПО | Уровень защиты ПО от преднамеренных и непреднамеренных изменений по МИ 3286 | Описание |
| ЕКДФ.00264-01 | С | Метрологически значимая часть ПО и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений |
| ЕКДФ.00265-01 | С | Метрологически значимая часть ПО и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений |
| ЕКДФ.00091-01 | _ | Не является метрологически значимой частью ПО СИ. Выполняет только сервисные функции и является внешним по отношению к устройству детектирования программным обеспечением (устройство детектирования может эксплуатироваться без него). Примечание - Так как это не метрологически значимая часть ПО, то к нему не применяется классификация по уровню защиты, или можно отнести к уровню А. |
Метрологически значимая часть ПО СИ и измеренные данные защищены от:
- непредсказуемых физических воздействий;
- эффектов, обусловленных действиями пользователя;
- преднамеренных изменений
и снабжены следующими специальными средствами защиты:
1) Наличие энергонезависимой памяти предотвращает изменение конфигурационных параметров ПО и измеренных данных при непредсказуемых физических воздействиях (например, скачки напряжения, длительное отсутствие электропитания).
2) Использование протокола MODBUS RTU предотвращает запись ПО и конфигурационных параметров ПО с неверными контрольными характеристиками (программные средства защиты от ошибочных действий пользователя).
3) Проверка целостности ПО от несанкционированной модификации метрологически значимой части проводится путем расчета контрольной суммы на основе алгоритма CRC-16 и сравнения с исходной контрольной суммой.
4) Изменение метрологически значимой части программного обеспечения и конфигурационных параметров ПО со средств встроенного человеко-машинного интерфейса невозможно.
5) Конструкцией СИ обеспечивается защита памяти ПО и памяти конфигурационных параметров от несанкционированной замены.
6) Переключение режимов функционирования производится только после проверки полномочий на выполнение данных операций (защита паролем).
7) Отсутствие программного кода, несанкционированно изменяющего управляющую программу и конфигурационные параметры (подтверждается верификацией)
Результаты оценки влияния ПО на метрологические характеристики устройства детектирования приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Результаты оценки влияния ПО на метрологические характеристики
| Метрологическая характеристика | Результат полученный по ПО | Результат, полученный по формулам расчёта из ЕКДФ.412113.001ТУ | Отличие результатов расчёта |
| Основная относительная погрешность измерения МЭАД, имитированное источником типа ИБН-8-7 (номинальное значение 700 мкЗв/ч), 6, % | 6,69 | 6,70347 | 0,01347 (0,20%) |
| Основная относительная погрешность измерения МЭАД, имитированное источником типа ИБН-8-7 (номинальное значение 1939 мкЗв/ч), 6, % | 1,97 | 1,97225 | 0,00225 (0,11%) |
| Основная относительная погрешность измерения МЭАД, имитированное источником типа ИБН-8-7 (номинальное значение 2800 мкЗв/ч), 6, % | 2,88 | 1,88264 | 0,00264 (0,09%) |
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики устройства детектирования приведены в таблице 5
аблица 5 - Основные метрологические и технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений, Зв/ч | от 1П0-7 до 1-10"1 |
| Чувствительность к быстрым нейтронам, с /(Зв/ч) | (6,25±1,50)П03 |
| Коэффициент перехода от активности образцового закрытого источника быстрых нейтронов с радионуклидом калифорний-252 типа NCf2.P01 к МЭАД на штатном месте, КПШ NCf2.P01, Бк/(Зв/ч) | (6,20±1,50)-109 |
| Диапазон регистрируемых энергий нейтронного излучения, МэВ | от 2540-9 до 15 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности при измерении МЭАД нейтронного излучения, % | ±25 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности при измерении МЭАД нейтронного излучения образцового закрытого источника быстрых нейтронов с радионуклидом калифорний-252 типа NCf2.P01, %. | ±25 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности устройства детектирования при измерении МЭАД нейтронного излучения при сопутствующем гамма-излучении обусловленного источником с радионуклидом 137Cs: - для МЭАД гамма-излучения до 25 мЗв/ч - для МЭАД гамма-излучения от 25 до 50 мЗв/ч | ±25 % ±35 % |
| Значение МЭАД устройства детектирования, обусловленное собственным фоном, Зв/ч* | не более 6Д10-7 |
| Значение МЭАД устройства детектирования, в режиме проверки работоспособности, Зв/ч* | не более (3,0±1,5)-10-5 |
| Время установления рабочего режима, с | не более 100 |
| Режим работы устройств детектирования | непрерывный |
| Нестабильность показаний за 24 ч работы, % | не более ±3 |
| Напряжение питания устройства детектирования, В: - номинальное - допустимое | 48 от 20 до 60 |
| Потребляемая мощность, Вт: - без местных сигнализаторов - с местными сигнализаторами | не более 10 не более 25 |
| Габаритные размеры, мм, не более: - БДМН-226Е - БИ-215Е - БИ-215Е2 - БИ-222Е6 | 352x256x238 253x210x182 373x210x182 317,5x390x181 |
| Масса, кг, не более: - БДМН-226Е - БИ-215Е - БИ-215Е2 - БИ-222Е6 | 12,0 3,8 5,3 9,0 |
Продолжение таблицы 5
| Наименование характеристики | Значение |
| Устойчивость к воздействию температуры окружающего воздуха в пределах, ° С | от минус 5 до плюс 60 |
| Степень защиты от проникновения твердых предметов и воды по ГОСТ 14254 | IP55 |
| Наработка на отказ, ч | не менее 30000 |
| Назначенный срок службы, лет | 10 |
| * - При мощности экспозиционной дозы гамма-, нейтронного излучения не более 0,22 мкГр/ч (25 мкР/ч). |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа на специальной табличке наклеивается на корпус блока детектирования.
На титульных листах паспорта и руководства по эксплуатации устройства детектирования знак утверждения типа наносится типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки устройства детектирования входят изделия и документы, указанные в таблице 6.
аблица 6 - Устройство детектирования УДМН-226Ех
| Обозначение | Наименование | Кол. | Примечание |
| ЕКДФ.418266.002 | Блок детектирования БДМН-226Е | 1 | |
| ЕКДФ.468219.019 | Блок многофункциональный БИ-215Е | 1 | для УДМН-226Е |
| ЕКДФ.468219.019-02 | Блок многофункциональный БИ-215Е2 | 1 | для УДМН-226Е1 |
| ЕКДФ.468219.005-06 | Блок многофункциональный БИ-222Е6 | 1 | для УДМН-226Е2 |
| ЕКДФ.412919.029 | Комплект инструментального программного обеспечения оборудования АСРК-2000 | | Поставляется по отдельному заказу |
| ЕКДФ.412914.110 | Комплект поверочного оборудования для УДМН | |
| ЕКДФ.412913.170-0х | Комплект запасных частей поузловой для УДМН-226Ех | |
| ЕКДФ.412913.171-0х | Комплект запасных частей поблочный для УДМН-226Ех | |
| ЕКДФ.412911.149-0х | Комплект монтажных частей для УДМН-226Ех | |
| Комплект эксплуатационных документов согласно ЕКДФ.412113.001 ВЭ | 1 компл. |
| Программное обеспечение |
| ЕКДФ.00265-01 | Массив рабочих данных для УДМН-226Е | 1 | Установлено в БИ |
| ЕКДФ.00264-01 | Управляющая программа для УДМН-226Е | 1 | Установлено в БИ |
| х - исполнение устройства детектирования |
Поверка
Осуществляется в соответствии с разделом 4 Руководства по эксплуатации ЕКДФ.412113.001 РЭ «Методика поверки», утвержденным ФБУ «УРАЛТЕСТ» в 2014 г.
Перечень основных средств поверки:
- установка поверочная нейтронного излучения 2 разряда удовлетворяющая требованиям ГОСТ 8.521-84, диапазон МАЭД поля нейтронного излучения от 1-10-6 до 3-10’3 Зв/ч, относительная погрешность ±12 % при доверительной вероятности 0,95;
- образцовый закрытый источник нейтронного излучения с радионуклидом калифорний-252 типа NCf2.P01, номинальной активностью 1,2105 Бк, относительная погрешность по потоку нейтронов ±4 % при доверительной вероятности 0,95;
- источник нейтронного излучения типа ИБН-21, максимальной активностью '1,2 1010 Бк, относительная погрешность по потоку нейтронов ±10 % при доверительной вероятности 0,95.
Нормативные документы
1. ГОСТ 27451-87 Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия
2. ГОСТ 29075-91Системы ядерного приборостроения для атомных станций. Общие Требования
3. ГОСТ 8.033-96 Государственная поверочная схема для средств измерений активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников
4. ЕКДФ.412113.001 ТУ Устройства детектирования УДМН-226Е. Технические условия
Рекомендации к применению
Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
