本發明屬于核用檢測，具體涉及一種高耐輻照長壽期監視系統。

背景技術：

1、一種高耐輻照長壽期監視系統主要用于強放射性環境下的空氣或水下監視工作，在反應堆堆倉監控與測量、換料檢修、乏燃料檢查與同位素研制等工作中提升遠程監控設備可靠性，同時降低體積與重量，提升設備模塊化安裝與更換效率。

2、高耐輻照長壽期監視系統用于對在高輻照環境中的目標進行成像，并通過光纖傳像束傳像和遠距離通信將目標圖像在遠端上位機上進行顯示，便于操作人員進行遠程觀測和操作。光學系統除具有普通相機光學系統的作用外，還可對相機圖像處理系統中的芯片、電路等有較大破壞效果的射線(如γ射線)進行有效過濾、屏蔽，保護相機，提高可靠性。

3、在高放射性場景下需要使用鉛層等屏蔽材料對放射源進行中子射線、α射線與γ射線屏蔽，導致內部工作情況不可見。普通的監控系統由于其傳感器、玻璃與電路結構沒有進行耐輻照設計，在高放射性環境中往往會性能大幅降低或快速損壞，導致設備可靠性不高、無法使用等嚴重后果。現有耐輻照監視系統通常采用具有一定耐輻照性能的圖像傳感器芯片及圖像處理芯片并通過冗余的方式提高監視系統整機耐輻照性能，耐輻照總劑量可達到5000gy級別，但更高的輻照劑量環境，芯片極易受損，功能失效，無法正常工作。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種高耐輻照長壽期監視系統，可以實現適用于高放射性環境的可靠監視工作，并具備水下工作能力與較大的溫度、壓力等環境適應性，結合電動調焦與對焦等輔助功能，實現核用及工業高放射性場景的實時監控功能，提高工作效率與可靠性，降低操作人員受輻照劑量與安全性。

2、本發明的技術方案如下：一種高耐輻照長壽期監視系統，包括非輻射區系統和輻射區系統，輻射區系統工作在輻射環境中，對輻射環境中的目標物光線進行匯聚，并通過光纖傳像束傳輸到非輻射區系統；非輻射區系統對來自光纖傳像束的光線進行匯聚，并通過光學耦合系統，將光線投射到相機機芯圖像傳感器上，通過接頭通信線纜傳遞圖像數據。

3、所述的輻射區系統包括保護玻璃窗、密封圈、物鏡、第二殼體、對焦機構、充氣孔、線纜接頭和光纖傳像束，其中，第二殼體的上部設有線纜接頭，第二殼體的上部設有光纖傳像束，光纖傳像束貫穿第二殼體的上部并伸入到第二殼體內部，光纖傳像束的下方設置有對焦機構，對焦機構的下方為物鏡。

4、所述的物鏡的軸線與光線傳像束端面垂直，將通過的光線全部匯聚在光纖傳像束端面上。

5、所述的保護玻璃窗安裝在物鏡正前方，與物鏡軸線垂直。

6、所述的密封圈安裝在保護玻璃窗與第二殼體間。

7、所述的充氣孔設置在第二殼體頂部。

8、所述的非輻射區系統包括第一殼體、目鏡、機芯和電纜，其中，第一殼體一端套裝有光纖傳像束，第一殼體的另一端套裝有目鏡，第一殼體的上方設置有機芯和電纜，機芯和電纜相互連接。

9、所述的目鏡將光纖傳像束傳遞過來的光線投射到相機機芯上，目鏡軸線與光線傳像束端面垂直。

10、所述的目鏡的軸線與機芯圖像傳感器端面垂直，機芯將光信號轉換變成電信號，對信號進行處理后通過電纜輸出到上位機中。

11、本發明的有益效果在于：

12、(1)通過光纖傳像束實現高耐輻照性能

13、本發明通過光纖傳像束結構，將鏡頭與機芯分別布置與輻照區與非輻照區，避免了機芯與關鍵傳感芯片與電路長時間接收高放射線照射，實現高耐輻照性能。

14、(2)成像系統調焦實現

15、本發明光學系統的對焦都采用遠程電控調節，操作人員無需進入輻射區，無需中斷工作就可以通過電腦進行監視系統各項參數調節。在調節過程中，需要通過后端圖像顯示單元，對調節變焦和對焦過程進行實時監測，以達到最佳調節效果。

16、(3)系統結構防水設計

17、系統結構的防水設計中，均采用聚氨酯橡膠密封圈進行緊壓防水，聚氨酯橡膠材料具有好的壽命和彈性，密封圈的接觸面光滑無缺陷，可以保障在高放射區域的水下密封效果，相機圖像輸出信號和電控信號也通過防水接頭連接，實現整體良好的防水性能。

技術特征：

1.一種高耐輻照長壽期監視系統，其特征在于：包括非輻射區系統和輻射區系統，輻射區系統工作在輻射環境中，對輻射環境中的目標物光線進行匯聚，并通過光纖傳像束傳輸到非輻射區系統；非輻射區系統對來自光纖傳像束的光線進行匯聚，并通過光學耦合系統，將光線投射到相機機芯圖像傳感器上，通過接頭通信線纜傳遞圖像數據。

2.如權利要求1所述的一種高耐輻照長壽期監視系統，其特征在于：所述的輻射區系統包括保護玻璃窗、密封圈、物鏡、第二殼體、對焦機構、充氣孔、線纜接頭和光纖傳像束，其中，第二殼體的上部設有線纜接頭，第二殼體的上部設有光纖傳像束，光纖傳像束貫穿第二殼體的上部并伸入到第二殼體內部，光纖傳像束的下方設置有對焦機構，對焦機構的下方為物鏡。

3.如權利要求2所述的一種高耐輻照長壽期監視系統，其特征在于：所述的物鏡的軸線與光線傳像束端面垂直，將通過的光線全部匯聚在光纖傳像束端面上。

4.如權利要求2所述的一種高耐輻照長壽期監視系統，其特征在于：所述的保護玻璃窗安裝在物鏡正前方，與物鏡軸線垂直。

5.如權利要求2所述的一種高耐輻照長壽期監視系統，其特征在于：所述的密封圈安裝在保護玻璃窗與第二殼體間。

6.如權利要求2所述的一種高耐輻照長壽期監視系統，其特征在于：所述的充氣孔設置在第二殼體頂部。

7.如權利要求1所述的一種高耐輻照長壽期監視系統，其特征在于：所述的非輻射區系統包括第一殼體、目鏡、機芯和電纜，其中，第一殼體一端套裝有光纖傳像束，第一殼體的另一端套裝有目鏡，第一殼體的上方設置有機芯和電纜，機芯和電纜相互連接。

8.如權利要求7所述的一種高耐輻照長壽期監視系統，其特征在于：所述的目鏡將光纖傳像束傳遞過來的光線投射到相機機芯上，目鏡軸線與光線傳像束端面垂直。

9.如權利要求7所述的一種高耐輻照長壽期監視系統，其特征在于：所述的目鏡的軸線與機芯圖像傳感器端面垂直，機芯將光信號轉換變成電信號，對信號進行處理后通過電纜輸出到上位機中。

技術總結
本發明屬于核用檢測技術領域，具體涉及一種高耐輻照長壽期監視系統。包括非輻射區系統和輻射區系統，輻射區系統工作在輻射環境中，對輻射環境中的目標物光線進行匯聚，并通過光纖傳像束傳輸到非輻射區系統；非輻射區系統對來自光纖傳像束的光線進行匯聚，并通過光學耦合系統，將光線投射到相機機芯圖像傳感器上，通過接頭通信線纜傳遞圖像數據。本發明的有益效果在于：本發明通過光纖傳像束結構，將鏡頭與機芯分別布置與輻照區與非輻照區，避免了機芯與關鍵傳感芯片與電路長時間接收高放射線照射，實現高耐輻照性能。

技術研發人員：安彥波,陳相羽,溫忻,于天達,杜華,楊敏,何培峰,馬山林,王炳炎,崔懷明,王貞力,彭航,李豪,陳書華,湛卉
受保護的技術使用者：中國核動力研究設計院
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24