省級輻射環境自動監測站運維研究與探討

王 驊 錢貴龍 陳嘯炯 周 穎 陳趙飛

（浙江國輻環保科技有限公司，浙江 杭州310012）

1 運維目標

按照《輻射環境空氣自動監測站運行技術規范》（HJ1009-2019）的要求開展運維工作。自動站實時監測數據全年小時數據獲取率應達到95%以上，樣品采集率滿足全國輻射監測方案的要求，采集率應達到100%。

2 自動站設備運維方案

2.1 現場運維

（1）核實自動站現場設備。主要包括高壓電離室、γ 譜儀，干濕沉降、大流量氣溶膠、氚、碳-14、碘等采樣設備、氣象設備（風向、風速、雨量、溫濕度、氣壓、感雨、總輻射、凈輻射）等，以及設備安裝涉及到的鐵塔（風桿)、安裝支架、機箱機柜等。

（2）自動站現場端傳感器等采集采樣設備外觀及無氧化銹蝕等情況；設備機柜內外部整潔度是否符合運行要求；傳感器等采集采樣設備的狀態達到無位置形態偏差。

（3）雨量傳感器，保持內部清潔，無影響雨量計量準確性的干擾因素；輻射表量傳感器水平位置準確，符合氣象觀測規范要求；干濕沉降設備取樣容器清潔，狀態切換正常。

（4）氚、碳、碘、大（超）流量氣溶膠等采樣設備進出氣管路，符取樣規范要求。

（5）子站排線管路，無老化開裂等影響通訊供電的因素；防雷系統腐蝕，防雷模塊工作情況，接地電阻防雷性能保持設計值。

（6）采集機柜、防雷箱、設備安裝支架（包括鐵塔、風桿）的垂直度是否遵循規范要求，金屬部件外觀和防銹涂層完整情況。

（7）采集機柜內防浪涌保護器，外部及內部供電空氣開關狀態。

（8）所有機柜、設備及其支架接地連接線無松動或斷線。（9）現場攝像頭燈光控制系統和攝像頭各角度拍攝情況。（10）UPS 系統及蓄電池性能情況。

2.2 軟件系統與數據通信

（1）系統工作界面正常，系統及工作軟件數據獲取正常；各在線監測設備實時數據實時變化并顯示正常；設備一周或半月存儲數據保存正常無缺失、數據變化正常，沒有長時間因設備故障導致數據呆滯無變化情況；各設備沒有與實際情況不符數據出現。

（2）對所監測獲取的數據進行必要的判讀，檢查相關數據是否在合理的區間范圍內，是否有異常的波動。

（3）每周對數據中心的數據庫進行備份，每約對數據庫進行一次性能檢查，每季度對數據庫進行一次數據歸檔，包括高壓電離室劑量率、各氣象參數5min 均值，NaI 譜儀5min 劑量率均值和總計數，導出為Excel 文檔。

2.3 自動站站房

站房進出專有道路整潔，無破損、塌陷等。圍欄整齊，無破損、銹蝕、倒塌等；圍欄鑰匙、門窗鑰匙、設備機柜鑰匙等鎖具靈活開啟。

固定式站房門窗完整、無漏水、屋內布置整潔；地面型的觀測場地面整潔，場地無雜草、塌陷、積水等；屋頂型的站點屋頂整潔，無積水；方艙型站點方艙內整潔，方艙外表無大面積銹蝕、方艙頂無漏水、銹蝕等。設備基礎、錨位等無開裂、塌陷等影響設備安全情況。外部供電配電箱無銹蝕、漏水，配電箱內空氣開關、防雷模塊在正常工作位置。

2.4 采樣

按照現行《全國輻射環境監測方案》、《全國輻射環境監測質量保證方案》、和各省制定的輻射環境監測方案及輻射環境監測質量保證方案的要求開展采樣和送樣。

2.5 系統設備年度維護

每半年對系統的設備及備份設備進行一次全面、系統的檢修、維護、校準、清理除塵。

（1）維修自動站基礎設施設備（交流電源、技術設施、站房電器、通訊鏈路、避雷、空調、滅火器、數據中心的硬件設備等）、高壓電離室、碘化鈉譜儀、氣象設備，以及氣碘、干濕沉降和超大流量氣溶膠、大流量氣溶膠、氚、碳采樣器等儀器設備的故障。

（2）每半年高壓電離室比對。采用已檢定的高壓電離室，對子站的高壓電離室進行比對，要求在子站高壓電離室兩側比對，每側比對時間不少于30 分鐘兩臺，兩臺高壓電離室處于同一高度上，間距50～130cm，記錄好高壓電離室期間的數值及方位。期間核查要求采用放射源（省輻射站提供）對子站的高壓電離室進行校準，放射源相對高壓電離室的位置必須固定（或采用固定裝置），每次校準時間不低于1 小時，記錄高壓電離室期間的數值。期間做好放射源的安全監管和保管工作，并對操作人員受照劑量進行監測。

（3）對NaI 譜儀采用Cs-137 或Co-60 密封源（或其他源項）進行刻度校準；統計與校準針對K-40 核素的譜峰飄移，通過校準傳感器電壓等方式，保證相關譜分析結果在合理范圍之內；校準NaI 譜儀的能量響應確保在正常范圍內, 并進行劑量率的期間核查。期間做好放射源的安全監管和保管工作，并對操作人員受照劑量進行監測。選用經檢定合格的氣象設備對子站的氣象設備進行比對，控制子站氣象設備誤差在合理范圍之內。對于風速、風向的比對工作可予以放寬；總輻射、凈輻射的比對工作可不予開展。

（4）做好各數據中心的設備管理、安防工作、保證衛生整潔；前沿站應做好備品備件庫的出入庫登記。

在年度維護結束后，填寫年度維護記錄表。

2.6 備用設備

每月對所有備用儀器進行開機檢查，檢查儀器各主要參數、校準結果是否正常，保證備用機處于良好的工作狀態，在需要時能及時替換使用；如開機時發現儀器有異常情況，應馬上維修。

2.7 應急響應

（1）當發生核或輻射事故時，馬上啟動響應方案，派遣專業人員到場，保證系統儀器正常運行，監測數據準確，傳輸暢通。

（2）做好自動站的自然災害應急工作，對有預警信息的自然災害要組織完成自動站的加固工作，并在災情過后對站點的受影響情況進行統計，形成報告歸檔。對受影響的站點應及時恢復正常運行。

（3）當系統儀器出現故障在24 小時內無法排除，直接使用備用機替代工作。

（4）如果發生通訊故障，數據不能傳輸，技術人員及時檢查通訊線路、MODEM、數據采集器；如果故障是由通訊線路導致的，通知通訊運營單位維修。

3 運行維護難點及建議

3.1 難點

（1）設備功耗大，電池續航能力不足，電池運行時間長后容易老化，不能長時間確保斷電后72 小時設備運行時間。

（2）系統可靠性不強，容易造成雷擊，經常損壞設備，并造成數據丟失等。

（3）系統維修及維護困難，一般情況下需要專業人員進行維修維護。

（4）系統設備環境適應性差，在極端氣候條件下，容易造成設備故障。

3.2 建議

（1）定期對供電系統進行充放電，提高電池的壽命。可采用低功耗備，并對采集系統進行模塊化設計，在模塊化集成設計中，各模塊的功耗獨立核算，保證所有設備功耗小于50W(包括輻射氣象傳感器功耗)，采用大容量鉛酸電池，證電池在損耗一半電量的情況下仍可以維持系統在斷電情況下正常運行72 小時。

（2）可要求系統集成商提供的整套系統采用工業級或以上的數據采集設備，具備有效的緩震、抗電磁干擾、抗雷擊、抗電過載等措施。各種監測數據及管理數據通過計算機網絡系統得到及時的存儲備份，能在線恢復。實現與數據接受中心的網絡化數據交換。

（3）對子站主要設備進行模塊化集成設計，具有獨立功能，主要設備安裝于集成箱體內，便于維修及更換。

（4）采取設備箱體內加入隔熱保溫材料來提高電池壽命，提高系統在惡劣環境條件下的運行穩定性。