[发明专利]用光纤布拉格光栅传感器测定温度和放射线的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用光纤布拉格光栅(fiber bragg grating，FGB)传感器来同时测定温度和放射线量的装置及方法。具体地说，就是涉及一种使用两个光纤布拉格光栅传感器，在一个传感器上罩上中空型放射线屏蔽构件以通过两个传感器将放射线量和温度值分离从而可以进行准确测定的技术。

背景技术

福岛发生核事故时，由于初期应对措施的不足，导致事故处理延迟，直到1年后的今天仍然没有很好地解决。这是由于传感器设在事故现场，从而向测定温度、放射线量的传感器供给的电源被切断，传感器丧失了功能，由此导致事故现场的信息不能向外界传递。

作为解决上述问题的有力对策，可选用驱动时无需电源并可以在远距离测定远程环境的光纤传感器。光纤布拉格光栅温度传感器在数公里以外的地方，即使不向传感器供给电源，也能够通过测定光纤布拉格光栅反射的波长的位移从而精确测定所设置的环境温度。但是，上述波长的变化不仅受温度影响，而且也受放射线的影响。因此，使用一个光纤布拉格光栅传感器作为测定放射线环境的温度的传感器，存在一定的技术局限。

发明内容

技术问题

本发明就是为解决上述问题而研发的，本发明的目的在于，解决以下课题：

第一，在放射线照射的环境下，用于温度测量的线性频率位移量和放射线辐射量同时具有线性特性，因此，提供一种将两个值区分来进行传感的装置及方法。

第二，提供一种使用两个光纤布拉格光栅传感器，在一个传感器上罩上中空型放射线屏蔽构件以通过两个传感器将放射线量与温度值分离从而可以准确测定的新型装置及方法。

本发明所要解决的课题并不仅局限于以上提到的内容，未提到的其它课题，本领域技术人员通过下面的说明就会有明确的了解。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供一种将光纤布拉格光栅传感器同时作为温度和放射线量传感器的装置，其包括：曝露于放射线下的光纤；设置在上述光纤的芯上的第1光纤布拉格光栅传感器和与上述第1光纤布拉格光栅传感器间隔设置的第2光纤布拉格光栅传感器；以及设置在上述第2光纤布拉格光栅传感器周围具有放射线屏蔽半值层厚度(B)的中空型放射线屏蔽构件。其中，将上述第1光纤布拉格光栅传感器测定的放射线量与被上述中空型放射线屏蔽构件包围的第2光纤布拉格光栅传感器测定的放射线量值比较，从而可以对温度和放射线量进行测定。

另外，利用上述装置的测定温度和放射线量的方法中，提供的利用光纤布拉格光栅传感器测定温度和放射线量的方法，其包括：从上述第1光纤布拉格光栅传感器及第2光纤布拉格光栅传感器测定波长位移量的S1步骤；计算出从第1光纤布拉格光栅传感器测定的波长位移量与从第2光纤布拉格光栅传感器测定的波长位移量差值的S2步骤；将与上述S2步骤中计算的波长位移量差值相等的放射线量乘以2求出总放射线量的S3步骤；从第1光纤布拉格光栅传感器测定的波长位移量减去因在S3步骤中求出的总放射线量所导致的波长位移量从而计算出因温度所导致的波长位移量的S4步骤；以及通过上述S4步骤中求出的因温度所导致的波长位移量求出温度的S5步骤。

有益效果

依据本发明的将光纤布拉格光栅传感器同时作为温度和放射线量传感器的装置及方法，当发生核事故时可以对核电站内部区域的温度分布进行实时测定，当发生放射线泄漏时可以对放射线量及泄漏位置进行测定。因此，通过测定温度和放射线量，可以诊断核电站内部的状态，迅速查明事故原因，防止事故扩大。

另外，在处于正常状态的核电站或是在产生放射线的设施等，可适用为对其温度和放射线量信息同时进行测定的常用传感器系统，并且可实现商用化。同时，当发生核电事故时，本发明还可用作通过一个光纤线路同时远程测定掌握事故环境内部信息的决定性因素，即，温度和放射线辐射量的传感器系统，从而发挥重要的功能。特别是，即使是在电源缺失的状态下，也能够在离事故现场数公里以外的地方进行远程测定。因此，可以为事故处理提供重要信息，发挥其核心作用。

本发明的效果并非仅局限于上面提到的部分，未提到的其它效果，本领域技术人员通过下面的说明会有明确的了解。

附图说明

图1是依据本发明的光纤布拉格光栅的概念图。

图2是依据本发明一个实施例的光纤布拉格光栅传感器的构成图。

图3是罩有中空型放射线屏蔽构件的光纤布拉格光栅传感器剖面图。

图4是在中空型放射线屏蔽构件上设置支撑构件并显示其与光纤的连接关系的剖面图。

附图编号说明