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上海硬X射线自由电子激光装置SHINE运行时具有较强的辐射剂量和电磁辐射剂量,在运行期间需要测量束流损失辐射剂量并拍摄实时图像;在停机时,需要在完成强排风换气后进行整条隧道辐射的快速测量。由于人工进行该工作可能会接触大剂量辐射,工作人员的人身安全存在极大风险。
(1)防护与监测平台
在SHINE项目超导直线加速器隧道以及波荡器隧道内安装一套远程操控式巡测小车,安装地点位于地下约30m深隧道内。
放置在自动升降平台上的伽玛探测器外设置铅屏蔽体隔离罩壳,可自动开合,降低各种辐射的影响。同时,用屏蔽体材料制作远程操控式巡测小车外壳,用于电离辐射防护。
(2)手动控制
本项目配有专门的远程操作手柄,用于手动控制巡检小车在隧道中移动底盘和升降机构,控制其平动、旋转、升降机构的升降等运动,可以通过远程操作手柄对运动速率调节。
(3)自动巡航与远程监控
本远程操控式巡测小车具备自动巡航模式。在该模式下,系统根据预设的程序,能够沿着指定路径移动,同时在指定的区域升降平台并开合隔离罩壳。机载传感器能够对作业环境中的相关项目进行数据采集,在匹配采集时间、采集位置和剂量后生成数据帧,该数据帧将存储在机器本地,并可根据预定的逻辑上传至远程监控端。远程监控端能够显示这些数据。
(4)无线AP网络覆盖
本项目中的隧道环境较长,在这种环境中进行检测信息及控制指令无线传输需要完成AP覆盖,本方案采用多AP的无线漫游技术来连接后台与前端远程操控式巡测小车本体,无线设备采用支持802.11ac标准的高性能,高带宽,多功能无线设备,支持802.11n的MIMO(多进多出)技术。
(5)巡测小车功能
● 避障功能
本项目中的远程操控式巡测小车具有较高的安全性要求,为了保证巡检小车在运行过程中有效地避开隧道中已布置的管线和其他障碍物,
实现巡检小车在隧道中的多维度安全监控,可根据隧道情况设置各安全检测距离,在巡检小车工作过程中全方位的避障,保证巡检小车与环境之间的安全性,能够安全高效地完成巡检工作。
● 全方位移动控制功能
● 监测平台升降功能
● 监测设备屏蔽控制功能
● 参数设置功能
● 自动充电功能
● 摄像头图像显示功能
● 本项目配备带云台的监控摄像头,放置在巡测小车的前方,用于监控任务过程中的环境情况,视频画面实时显示在远程上位机界面上,用于操作人员的实时监控。
● 电量管理功能
(6)上位机监控软件
本项目提供远程上位机监控软件。上位机作为远程操控式巡测小车与工作人员的交互界面具有多种功能。上位机监控软件支持多线程并发,可同时接入视频数据、环境数据、巡检小车数据等。
■ 功能特点
巡检小车
基于定位导航技术与路径规划技术,巡测小车能够携带测量设备在隧道内完成全向移动,并测量不同高度平面上的辐射剂量。工作人员不仅能手动遥控巡检移动车完成指定位置的数据采集还能制定任务进行自动巡测。