I STYTUT CHEMII I TECH IKI JĄDROWEJ

I STYTUT CHEMII I TECH IKI JĄDROWEJ OPRACOWANIE WEWNĘTRZNE IChTJ nr... TYTUŁ PRACY: System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu Założenia AUTORZY: Adrian Jakowiuk, Bronisław Machaj STRESZCZENIE PRACY: Niniejsze założenia dotyczą zadania nr. 1 System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu opracowywanego w ramach projektu POIG 1.3.1 Nr UDA-POIG.01.03.01-14- 065/08-00, owa generacja inteligentnych urządzeń radiometrycznych z bezprzewodową teletransmisją informacji. W badaniach geofizycznych istnieje potrzeba jednoczesnego pomiaru stężenia radonu w wielu punktach jednocześnie zarówno powietrza glebowego jak i w wodzie. Ze względu na znaczne fluktuacje tego stężenia w czasie, pojedyncze i wyrywkowe pomiary są niekiedy mało przydatne, dlatego celowym jest zastosowanie pomiaru ciągłego. Rozwiązaniem powyższych dylematów będzie zintegrowana sieć monitoringu radonu. Sieć tworzyć będą sondy do pomiaru radonu w powietrzu, w wodzie, oraz sondy do pomiaru powietrza. glebowego. Wszystkie sondy komunikują się ze zbiorczym modułem za pomocą łączności bezprzewodowej bliskiego zasięgu, lub łącza telefonii komórkowej GSM jeśli odległość sondy od modułu zbiorczego jest duża. Jako moduł zbiorczy wykorzystany zostanie komputer wyposażony w moduł bezprzewodowej komunikacji typu do komunikacji z sondami pomiarowymi, typu GSM do komunikacji z internetem oraz interface do komunikacji z lokalną siecią ETERNET. Zatwierdzam:... (Kierownik Projektu) Możliwość zastosowania: System pomiarowy stężenia radonu może znaleźć zastosowanie w ośrodkach ochrony radiologicznej, ośrodkach ochrony środowiska, na uczelniach wyższych, kopalniach czy też w ośrodkach geologiczne.... (Kierownik Laboratorium)... (Dyrektor IChTJ) Laboratorium Technik Jądrowych Zakończono dnia 30-04-2009 Umowa nr: UDA-POIG.01.03.01-14-065/08-00 Symbol UKD: Symbol I IS: Ochrona inf. o pracy: 721.C D.22 C Słowa kluczowe: pomiar radonu w powietrzu, sondy do pomiaru radonu

Zadanie 3 - System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu Założenia Opracowano w ramach projektu PO IG 1.3.1 UDA-POIG.01.03.01-14-065/08-00 owa generacja inteligentnych urządzeń radiometrycznych z bezprzewodową teletransmisją informacji

1. Wprowadzenie Niniejsze założenia dotyczą zadania nr. 3. System pomiaru stężenia radonu opracowywanego w ramach projektu POIG 1.3.1 Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka, Badania i Rozwój nowoczesnych Technologii. W badaniach geofizycznych istnieje potrzeba jednoczesnego pomiaru stężenia radonu w wielu punktach jednocześnie zarówno powietrza glebowego jak i w wodzie. Ze względu na znaczne fluktuacje tego stężenia w czasie, pojedyncze i wyrywkowe pomiary są niekiedy mało przydatne, dlatego celowym jest zastosowanie pomiaru ciągłego. Rozwiązaniem powyższych dylematów będzie zintegrowana sieć monitoringu radonu. Sieć tworzyć będą sondy do pomiaru radonu w powietrzu, w wodzie, oraz sondy do pomiaru powietrza. glebowego. Wszystkie sondy komunikują się ze zbiorczym modułem za pomocą łączności bezprzewodowej bliskiego zasięgu, lub łącza telefonii komórkowej GSM jeśli odległość sondy od modułu zbiorczego jest duża. Jako moduł zbiorczy wykorzystany zostanie komputer typu laptop wyposażony w moduł bezprzewodowej komunikacji typu do komunikacji z sondami pomiarowymi, typu GSM do komunikacji z internetem oraz interface do komunikacji z lokalną siecią ETERNET. W miejscach gdzie dokonywane są takie pomiary często brak jest zasilania z sieci elektrycznej stąd sondy zasilane są z lokalnego akumulatora każdej sondy. Pociąga to za sobą konieczność stosowanie układów elektronicznych o niskim poborze mocy. Dla zapewnienia długookresowej ciągłej pracy sond przewiduje się doładowywania akumulatorów sond z zewnętrznych baterii słonecznych. 2. Wymagania 2.1. Wymagania techniczne Układy elektroniczne sondy winny być oparte o miniaturowe mikroprocesory zagnieżdżone przystosowane do pracy w zakresie temperatury od 20 do + 40 C Konstrukcja sond winna być pyłoszczelna i kroploszczelna przystosowana do pracy sond na otwartym powietrzu Komunikacja bezprzewodowa typu pomiędzy sondą a komputerem dla odległości ok. 300 m, oraz łącza GSM poprzez internet dla odległości większych niż 300 m w przypadku, gdyby przeszkody terenowe nie pozwalały na użycie łącza bezprzewodowego (np. jaskinie) powinna być możliwość komunikacji przewodowej. Zasilanie z lokalnego akumulatora zapewniającego 14 dni pracy ciągłej sondy Winna istnieć możliwość ładowanie akumulatora sondy z zewnętrznej baterii słonecznej Dyfuzyjna komora Lucasa typu KS-11, o objętości 0.17 L, jako detektor stężenia radonu w powietrzu Przepływowa komora Lucasa KS-11, o objętości 0.17 L plus spiralna membrana dyfuzyjna o długości 4 m do pomiaru radonu w wodzie Programowalny czas powtarzania pomiarów 15, 30, 60 min Czułość pomiaru stężenia radonu w wodzie = 80 (cpm/bq/l) Czułość pomiaru radonu w powietrzu ok. 1 cph/(bq/m3) Zadanie 3: System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu - Założenia 1

2.2. Wymagania rozpoznawcze Przeprowadzenie badań mających na celu wykorzystanie Multi Pixel Photon Counter do detekcji impulsów światła kom,ory Lucasa, w miejsce fotopowielacza do sond pomiarowych radonu i w przypadku powodzenia opracować prototyp takiej sondy. 3. Schemat funkcjonalny sieci monitoringu radonu Na rys. 1 przedstawiono schemat funkcjonalny połączeń sond pomiarowych z komputerem (modułem zbiorczym) oraz lokalna siecią komputerową. Z punktu widzenia sposobu komunikacji z sondami, stosowane są dwa rodzaje sond: 1) Sonda z łączem bezprzewodowym GSM stosowanej w łączności telefonii komórkowej na duże i bardzo duże odległości pomiędzy sondą a komputerem. Komunikacja odbywa się poprzez system łączności GSM i poprzez internet (serwer) do komputera.. 2) Sonda z łączem bezprzewodowym typu do komunikacji na bliskie odległości ok. 300 m. Komputer łączy się za pomocą interface z siecią lokalną Eternet. System GSM GSM Internet Komputer Sonda 1 Eternet Sonda 2 Rys. 1. Komunikacja sond pomiarowych z komputerem zbiorczym. Sonda 1 za pomocą łącza GSM łączy się poprzez internet z komputerem.. Sonda 2 poprzez łącza bezprzewodowe. z komputerem. Komputer poprzez interface łączy się z siecią lokalną eternet. Na rys. 2. Przedstawiono przykładową sieć monitorngu radonu. We wspólnej obudowie każdej sondy znajduje układ pomiarowy stężenia radonu, oraz moduł transmisji danych (komunikacji z komputerem). Wyróżnić tu można 3 rodzaje modułów komunikacji: 1) moduł krótkiego zasięgu do 300 m, 2) moduł GSM z wykorzystaniem łączności telefonii komórkowej bez ograniczeń odległości, oraz 3) moduł przewodowej transmisji szeregowej RS485 gdy sonda pracuje w miejscach gdzie panuje wysokie tłumienie fal radiowych i oba wcześniejsze rodzaje komunikacji nie mogą być stosowane, np. w jaskiniach skalnych. W takim przypadku komunikacja sondy z komputerem odbywa poprzez lokalny port szeregowy RS485, który z kolei poprzez łącze GSM lub WiFI łączy się z komputerem zbiorczym. Z punktu widzenia funkcji pomiarowych sond wyróżnia się ich dwa rodzaje: 1) sonda do ciągłego pomiaru stężenia radonu w powietrzu z dyfuzyjną komorą scyntylacyjną (Lucasa) oraz 2) sonda do ciągłego pomiaru radonu w wodzie wyposażona w przepływową komorę Lucasa (z dwoma króćcami) do której dołączana jest głowica pomiarowa zanurzona w wodzie Zadanie 3: System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu - Założenia 2

oraz pompka powietrza która wymusza przepływ powietrza przez komorę Lucasa, oraz głowicę pomiarową. Ten drugi rodzaj sondy pomiarowej może być wykorzystany do pomiaru stężenia radonu powietrza glebowego, oraz szybkości ekstrakcji radonu z gleby przez dołączenie odpowiednich głowic pomiarowych SRW SRW SRW GSM komputer Eternet SRP GSM Internet SRP RS RS GSM przekaźnik SRP SPG SPG Rys. 2. Przykładowy schemat funkcjonalny przykładowej sieci monitoringu radonu, SRW - sonda pomiaru stężenia radonu w wodzie, SPG - sonda pomiaru radonu w powietrzu glebowym, SRP - sonda pomiaru radonu w powietrzu, - moduł bezprzewodowej łączności na małe odległości, GSM - moduł bezprzewodowej łączności GSM poprzez internet na duże odległości, RS - port szeregowy RS485, Komputer - moduł zbiorczy, Eternet - interface lokalnej sieci komputerowej 4. Sonda do ciągłego pomiaru radonu w powietrzu Na rys. 3 przedstawiono schemat blokowy sondy do pomiaru stężenia radonu w powietrzu. Sonda wykonywana jest w trzech wersjach.: 1) z bezprzewodowym systemem łączności, 2) bezprzewodowym systemem łączności GSM oraz 3) przewodowym łączem szeregowym RS485 Zadanie 3: System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu - Założenia 3

E1 E2 Widmo radonu KS-10 dla 220 kbq/m3 A E1 L1 FP E2 L2 up GSM KL ZW DAC RS GL W 6V AC LK C Rys. 3. Schemat blokowy układów elektronicznych sondy radonowej do pomiaru stężenia radonu w powietrzu, oraz przykładowe widmo promieniowania alfa zmierzone komorą Lucasa o pojemności 0.17 L., KL - dyfuzyjna komora Lucasa, FP fotopowielacz, A - wzmacniacz impulsów, E1 - roboczy próg dyskryminacji dyskryminacji powyżej szumów fotopowielacza, L1 - licznik impulsów toru pomiarowego, E2 - próg dyskryminacji do regulacji wzmocnienie fotopowielacza, L2 - licznik impulsów do regulacji wzmocnienia fotopowielacza, DAC - przetwornik cyfrowo analogowy regulacji napięcia fotopowielacza, ZW - zasilacz wysokiego napięcia fotopowielacza fotopowielacz bez dzielnika oporowego, zasilacz z wielokrotnie powielaniem napięcia, AC - akumulator 6V/15 Ah, GL - gniazdo ładowarki akumulatora, W - wyłącznik napięcia, C - czujnik napięcia akumulatora, LK - lampka sygnalizacyjna, up - kontroler mikroprocesorowy, - układ komunikacji bezprzewodowej, GSM - układ komunikacji bezprzewodowej GSM z internetem, RS - port szeregowy RS-485 Impulsy z wyjścia fotopowielacza są wzmacniane we wzmacniaczu A, następnie są one podawane na dwa dyskryminatory impulsów E1 i E2.oraz są zliczane w licznikach impulsów L1 i L2 pod kontrolą układu mikroprocesorowego up. Dyskryminator E1 oraz Zadanie 3: System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu - Założenia 4

licznik L1 stanowią główny tor pomiarowy szybkości liczenia impulsów od promieniowania rejestrowanego przez komorę Lucasa.. Dyskryminator impulsów E2 oraz licznik L2 stanowią pomocniczy układ do regulacji wzmocnienia fotopowielacza. Wysokie napięcie fotopowielacza ZWN kontrolowane jest poprzez przetwornik cyfrowo analogowy DAC przez układ mikroprocesorowy up. Sonda zasilana jest z akumulatora AC. Akumulator jest ładowany z zewnętrznej ładowarki podłączanej do gniazda GL. Wyłącznik W służy do podłączania zasilania do układów elektronicznych, oraz do zasilacza wysokiego ZWN. Czujnik napięcia akumulatora CN sygnalizuje światłem ciągłym (lampka LK) pełne naładowanie akumulatora. Światłem pulsującym sygnalizowane jest niepełne naładowanie akumulatora o częstotliwości pulsacji rosnącej gdy napięcia akumulatora maleje. Ten sam czujnik generuje sygnał rozładowania akumulatora wysyłany poprzez układ mikroprocesorowy do komputera centralnego. Standardowo dynody fotopowielacza zasilane są z dzielnika oporowego wysokiego napięcia. Taki sposób zasilania wymaga dużego poboru prądu z akumulatora. W opracowywanej sondzie zastosowany zostanie zasilacz wysokiego napięcia z wielokrotnym powielaniem napięcia. Napięcie zasilania dynod pobierane jest bezpośrednio z odczepów powielacza napięcia (bez dzielnika oporowego napięcia). Takie rozwiązanie wielokrotnie zmniejsza pobór prądu z akumulatora. Automatyczna regulacja wzmocnienia fotopowielacza działa na zasadzie pomiaru szybkości liczenia n1 i n2 powyżej dwu progów dyskryminacji E1 i E2. usytuowanych w stosunku do widma promieniowania radonu jak pokazano na rys. 3. Dla nominalnego wzmocnienia fotopowielacza przy napięciu zasilania Uo, w tym przypadku stosunek ten wynosi ko=n1/n2=8.2255. Przy zmianie wzmocnienia fotopowielacza stosunek przyjmuje nową wartość kx=n1/n2. Wyliczany jest stosunek kx/ko. Na tej podstawie wyznaczone zostaje napięcie U o jakie należy zmienić napięcie fotopowielacza by przywrócić wzmocnienie nominalne U=U+ U. Nowe napięcie fotopowielacza zapisane zostaje w pamięci mikroprocesora. Jest ono odczytywane z pamięci przy każdym uruchamianiu sondy. W pamięci mikroprocesora zapisana jest również wartość k0 Szybkość liczenia impulsów w miernikach stężenia radonu jest niska co powoduje że błąd przypadkowy stosunku kx/ko przy małej liczbie zliczeń jest duży. By uniknąć dużych błędów przypadkowych, zliczenia po pierwszym pomiarze trwającym krótko (np. 15 min) są sumowane ze zliczeniami z kolejnych pomiarów: N1=Σn1 i oraz N2=Σn2 i Gdy zgromadzona zostanie odpowiednio duża liczba zliczeń (szczególnie N2) wyliczany jest stosunek kx=n1/n2, stosunek kx/ko, napięcie korekcyjne U. i napięcie fotopowielacz a U=U+ U Tablica 1. Obliczenia na podstawie widma rgw4 alfa radonu i jego produktów rozpadu dk/k (%) E1 (kanal) E2 (kanal) n1 (imp) n2 (imp) k0 kx kx/k0-3 41.2 175..1 52 068 5 445-9.5623 1.1625-2 40.8 173.4-9.1046 1.1069-1 40.4 171.7 - - - 8.6315 1.0494 0 40 170 52 355 6 365 8.2255 1 1 39.6 168.3 - - - 7.8379 0.9529 2 39.2 166.6 7.4622 0.9073 3 38.8 164.9 52 624 7 367 7.1429 0.8684 dk/k - zmiana wzmocnienia w stosunku do nominalnego k0=n1/n2 przy wzmocnieniu nominalnym kx=n1/n2 przy wzmocnieniu innym niż nominalne zmiana wzmocnienia fotopowielacza dk/k=10% powoduje zmiany szybkości liczenia dn1/n1=sum(rgw4(40:300))/sumrgw4(44:300))=1.019 (1.9 %) przy progu dyskryminacji Zadanie 3: System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu - Założenia 5

E1=40 kanał. >>> (dn1/n1)/(dk/k)=0.19 5 zmiana dn1/n1 = 0.19% przy zmianie dk/k o 1 % Dla N1 = 1000 imp (minimalna liczba zliczeń): Dla stężenia radonu C(Bq/m3)=55*n(cpm),.oraz czasu pomiaru t=18. godz przy stężeniu radonu 55 Bq/m 3 otrzyma się 990 imp. Odchylenie std stosunku (N1/N2) =sqrt(1/990+1/120) =9.7 % >>> fluktuacje dk/k= ±1% tzn. fluktuacje dn1/n1 = ±0.19%, patrz tablica 1. Przy stężeniu radonu 1000 Bq/m3 n1=1000/55=18.2 cpm t=1000/18.2 = 55 min. 10 ma - uklady elektroniczne 10 ma - zasilacz wysokiego napięcia 400 ma - łącze GSM w czasie nadawania. Przy szybkości transmisji 250 kb, wysłanie wyniku jednego pomiaru zajmuje ok. 600 bajtów = 600*8=4800 bitów. Czas trwania transmisji = 4.8/250=0.0192 s. Przy wysyłaniu wyniku pomiaru co 15 min. średni pobór prądu wyniesie 0.0192/(15*60)*400=0.0085 ma - można pominąć w stosunku do 20 ma układów elektronicznych i zasilacza wysokiego napięcia. Pojemność akumulatora = 20 ma * 24 godz*14 dni = 6.72 Ah. Ze względu na spadek pojemności akumulatora przy niskich temperaturach przyjęto akumulator o pojemności 15 Ah. 4.1. Oprogramowanie sondy Program sondy winien zapewnić wykonywanie poniższych finkcji zaprogramowania czasu repetycji pomiarów: 15 / 30 / 60 / 120 min Periodyczne pomiary szybkości liczenia impulsów i wyliczania stężenia radonu z zależności 1000 C = n* = n*k [Bq/m3] 60*v*3* ε m n = - rzeczywista szybkość liczenia, [imp/min] 1 m * τ m = m n b - szybkość liczenia m po odjęciu tła n b, [ imp/min] τ - czas martwy toru pomiarowego, [minuty], τ = ok. s*10-6 = min*1.7*10-8 v - objętość komory Lucasa = 0.17 L ε - wydajność detekcji promieniowania alfa k= 32.68/ε - współczynnik proporcjonalności ( ε wynosi ok. 0.6) Impulsy komory Lucasa zliczane są w czasie całego cyklu pomiarowego i są normalizowane do (imp/min) Każdy wynik wykonanego pomiaru jest wysyłany do komputera zalecany jest zapis wyników pomiaru w pamięci sondy (gdy z jakichś powodów łączność z komputerem jest przerwana odtwarzany jest zapis z pamięci) Winna być możliwość pomiaru tła komory Lucasa i jej zapis w pamięci (licznik impulsów) Sygnalizacja rozładowania akumulatora Kontrola pracy sondy licznik impulsów Zadanie 3: System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu - Założenia 6

Automatyczna regulacja wzmocnienia Zapis, ręczny w pamięci: napięcia fotopowielacza, współczynnika k0, wydajności detekcji promieniowania alfa radonu Minimalnej sumowanej liczby zliczeń N1 powyżej progu dyskryminacji E1 4.2. Konstrukcja sondy pomiaru radonu w powietrzu Koncepcję rozwiązania konstrukcyjnego sondy przedstawiono na rys. 4 Uchwyt sondy Akumulator wspornik Blok elektroniki sondy, rys. 3. Skręcanie na gwint Pierścień z otworami dostępu do wyłącznika napięcia zasilania, gniazda ładowania akumulatora, oraz podłączenia anteny bezprzewodowego łącza. Otwory wyłącznika i gniazda ładowania.zakręcane na śrubę. Gniazdo anteny wodoszczelne Skręcanie na gwint Fotopowielacz wspornik Dyfuzja radonu do komory Osłona termiczna Rys. 4. Koncepcja rozwiązania konstrukcji sondy Zadanie 3: System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu - Założenia 7

Obudowa sondy składa się z dwu cylindrów, każdy zamknięty z jednej strony a z drugiej zaopatrzony w gwint, do skręcania (góra i dół sondy), oraz cylindrycznego pierścienia z otworami pozwalającymi na dostęp do gniazda ładowania akumulatora, do wyłącznika napięcia zasilania i do gniazda anteny bezprzewodowego portu. Po naładowaniu akumulatora, oraz po załączeniu napięcia zasilania otwory zamykane będą za pomocą nakrętek śrubowych. Gniazdo anteny winno być uszczelnione za pomocą odpowiedniej żywicy. (kleju). Na czas transportu antena bezprzewodowego portu powinna być wyjmowana (wykręcana) z obudowy sondy. Ze względu na pracę sondy w otwartym powietrzu przy niskich temperaturach otoczenia. cała sonda otoczona jest materiałem izolacyjnym. Góra i dół wewnątrz sondy jest również wyłożona materiałem izolacyjnym. W okresie zimowym, na skutek wydzielanego ciepła od układów elektronicznych, temperatura wewnątrz sondy będzie wyższa niż temperatura otoczenia. (ochrona przed skraplaniem się pary wodnej). W porze letniej izolacja termiczna chronić będzie sondę przed nadmiernym nagrzaniem na skutek promieni słonecznych. Komora w której znajduje się fotopowielacz winna być światłoszczelna gdy osłona górna (elektroniki i akumulatora) jest zdjęta. 5. Przekaźnik sygnału portu szeregowego na łącze bezprzewodowe GSM Schemat blokowy lokalnego przekaźnika sygnału w komunikacji pomiędzy komputerem a sondą pomiarową wyposażoną w port szeregowy RS485, patrz, rys. 2, przedstawiono na rys. 5. Przekaźnik wykonywany jest w dwu wersjach: z komunikacją bezprzewodową GSM oraz z komunikacją.. RS1 GSM RS2 up RS3 GL Z W 6V AC LK C Rys. 5. Schemat blokowy przekaźnika lokalnego, RS1, RS2, RS3 - port szeregowy RS- 485, up - kontroler mikroprocesorowy, GSM - moduł komunikacji GSM, WiFI - moduł komunikacji WiFI, AC akumulator, W - załączenie zapięcia zasilania, C - czujnik napięcia akumulatora, LK - lampka sygnalizacyjna, Z - zasilacz niskiego napięcia, GL - gniazdo zewnętrznej ładowarki akumulatora Zadanie 3: System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu - Założenia 8

Lokalny przekaźnik sygnału odczytuje sygnał trzech portów szeregowych RS-485 przetwarza je na sygnał sterowania modułu komunikacji GSM i uruchamia transmisję GSM. Analogicznie przy odbiorze sygnału z sieci GSM odczytuje sygnał GSM, dekoduje adres portu szeregowego i wysyła sygnał komputera z dekodowanym portem szeregowym. Oszacowanie poboru prądu 10 ma - układy elektroniki 5 ma - RS485 w czasie transmisji 400 ma - GSM w czasie transmisji Przy szybkości transmisji 250 kb, wysłanie wyniku jednego pomiaru zajmuje ok. 600 bajtów = 600*8=4800 bitów. Czas trwania transmisji = 4.8/250=0.0192 s. Przy wysyłaniu wyniku pomiaru co 15 min. średni pobór prądu wyniesie 0.0192/(15*60)*405=0.0086 ma - można pominąć w stosunku do 10 ma układów elektronicznych Pojemność akumulatora = 10 ma * 24 godz*14 dni = 3.4 Ah. Ze względu na spadek pojemności akumulatora przy niskich temperaturach przyjęto pojemność akumulatora 7 Ah. 5.1. Oprogramowanie przekaźnika Odbiór sygnału z portów szeregowych i wysyłanie ich do sieci GSM razem z numerem portu Odbiór sygnału z sieci GSM, dekodowanie adresu portu szeregowego i wysyłanie sygnału portem szeregowym Sygnalizacja rozładowania akumulatora do komputera. 5.2. Konstrukcja mechaniczna przekaźnika Koncepcję rozwiązania konstrukcyjnego sondy przedstawiono na rys. 4. Obudowa sondy składa się z dwu cylindrów, każdy zamknięty z jednej strony a z drugiej zaopatrzony w gwint, do skręcania (góra i dół sondy), oraz cylindrycznego pierścienia z otworami pozwalającymi na dostęp do gniazda ładowania akumulatora, do wyłącznika napięcia zasilania, do gniazda anteny bezprzewodowego portu, i do 3 gniazd portu szeregowego. Po naładowaniu akumulatora, oraz po załączeniu napięcia zasilania otwory zamykane będą za pomocą nakrętek śrubowych. Gniazdo anteny, oraz gniad portów szeregowych winno być uszczelnione za pomocą odpowiedniej żywicy. (kleju). Na czas transportu antena bezprzewodowego portu powinna być wyjmowana (wykręcana) z obudowy sondy. Zadanie 3: System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu - Założenia 9

Uchwyt przekaźnika wspornik Blok elektroniki sondy, rys. 35 Skręcanie na gwint Pierścień z otworami dostępu do wyłącznika napięcia zasilania, gniazda ładowania akumulatora, podłączenia anteny bezprzewodowego GSM, 3 portów szeregowych. Wszystkie otwory.zakręcane na śrubę. Gniazdo anteny i RS bryzgoszczlne Skręcanie na gwint akumulator Osłona termiczna Rys. 6. Koncepcja rozwiązania konstrukcyjnego przekaźnika sygnałów sond pomiarowych i komputera. Wykorzystuje się tu rozwiązania konstrukcyjne sondy pomiarowej, rozdz. 4.2. 7. Zasilanie z baterii słonecznych Monitoring radonu wymaga długookresowej ciągłej pracy mierników zasilanych z akumulatora, są one bowiem umieszczane w miejscach gdzie nie ma zasilania napięciem sieci. Tam gdzie sondy pomiarowe są zainstalowane w miejscach nasłonecznionych akumulatory sond mogą być ładowane z baterii słonecznych. W pierwszej kolejności należy dokonać przeglądu dostępnych na rynku ładowarek z paneli słonecznych., a do opracowania własnych ładowarek przystąpić gdy nie będą one dostępne na rynku. 8. Centralny komputer Komputer centralny w postaci laptop w wykonaniu przemysłowym wyposażony jest w układy komunikacji bezprzewodowej i interface Eternet, oraz odpowiednie oprogramowanie. zapewniające poprawną pracę sieci pomiarowej: Równoczesna praca do 10 sond w sieci pomiarowej pod nadzorem komputera centralnego Po załączeniu napięcia sond pomiarowych i komputera centralnego na ekranie monitora wyświetlana jest informacja jakie sondy znajdują się w sicie pomiarowej, oraz jaki jest stan akumulatorów sond, ewentualnie wynik testu sond. Zadanie 3: System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu - Założenia 10

Wykonywane funkcje Programowanie parametrów pomiaru Czas repetycji pomiarów i zliczania impulsów przez sondy 15, 30, 60 120 min Wykonywanie pomiarów Odczytywanie wyników pomiaru sond i ich bieżąca prezentacja w postaci wykresu Zapis wyników pomiaru w formacie tekstowym. Przeglądanie wyników pomiaru Wyświetlenie dostępnych plików z wynikami pomiarów Wykres wyników pomiaru wybranych sond pomiarowych Wydruk wybranych wyników pomiaru w postaci wykresu Wydruk wybranych wyników pomiaru w postaci tabelarycznej Funkcje kontrolne i serwisowe Zapis napięcia Uo fotopowielacza w pamięci sondy Zapis k0 w pamięci sondy Zapis tablicy napięć korekcyjnych fotopowielacza Kontrola poprawności pracy wybranych sond licznik impulsów 9. Podsumowanie W ramach projektu opracowane i przebadane zostaną: Sonda do ciągłego pomiaru stężenia radonu w powietrzu z łączem Sonda do ciągłego pomiaru stężenia radonu w powietrzu z łączem GSM Przekaźnik sygnału portu szeregowego na łącze bezprzewodowe GSM Zakupiona lub opracowana zostanie ładowarka akumulatorów z paneli słonecznych Przeprowadzone zostaną badania i kalibracja sond Stworzona zostanie sieć z wyżej wymienionych sond pomiarowych Opracowany zostanie program obsługi sieci za pomocą komputera typu laptop oraz sprawdzone zostanie jego działanie. Wykonana zostanie dokumentacja techniczna i ruchowa Zadanie 3: System Pomiaru Stężenia Radonu w Powietrzu - Założenia 11