Назначение
Системы дозиметрического контроля MediSmarts предназначены для непрерывного измерения мощности амбиентного эквивалента дозы, HI *(10) рентгеновского и гамма-излучений при нормальной и аварийной радиационных обстановках, выдачи аварийных сигналов при превышении установленных порогов, сохранения и передачи данных измерений на центральный компьютер станции управления.
Описание
Системы дозиметрического контроля MediSmarts (далее системы MediSmarts) применяются при радиационном дозиметрическом контроле в медицинских учреждениях с использованием циклотрона, в отделениях ядерной медицины и в центрах протонноэмиссионной томографии (ПЭТ - томографии).
Системы MediSmarts представляют собой автоматические системы непрерывного контроля радиации в режиме реального времени и объединяют в себе систему дозиметрического контроля и систему управления.
Системы MediSmarts обеспечивают:
- проведение анализа контроля;
- мониторинг различных зон в учреждении: бокс циклотрона, территория центра ПЭТ-исследований, вытяжной канал и вентиляционные фильтры, технологические камеры, мониторинг территории горячей лаборатории;
- совместимость с детекторами излучения различных типов;
- модульность, устройства локальной сигнализации и централизованную систему управления.
Системы MediSmarts состоят из трёх основных компонентов: один или несколько блоков детектирования, одно или несколько устройств обработки данных (DPU) и компьютер с установленным программным обеспечением, подключенный к сети связи.
Блоки детектирования для измерения мощностей амбиентных эквивалентов доз рентгеновского и гамма-излучений построены на основе счетчиков Гейгера-Мюллера типа ZP1313u ZP1201, соответственно детекторы GM-41 и GM-42, и включают в себя источники высокого напряжения для питания счетчиков, формирователи импульсов, индикаторы насыщения, детекторы-идентификаторы и обнаружители неисправности схемы.
Такая конфигурация детекторов минимизирует шумы, улучшает чувствительность и стабильность.
Системы MediSmarts также могут измерять радиоактивность в воздухе, обеспечивая измерение концентрации активности радионуклидов ПЭТ в выводящем воздуховоде здания.
Для измерения активности радионуклидов в воздухе используется детектор PM-11M на основе сцинтиллятора NaJ(Tl) размерами 51х51 мм2, калиброванный в единицах скорости счета (имп./с) в зависимости от активности радионуклидных источников в диапазоне энергий 390-730 кэВ, и размещается в вытяжной трубе.
Скорость потока воздуха, м/с в вытяжной трубе измеряется с помощью измерителя скорости потока воздуха Dwyer. C помощью специального программного модуля MediCal.exe, являющегося интегрированной частью программного обеспечения MediSmarts, калибруется сцинтилляционный детектор PM-11M, путем преобразования показаний в единицах скорости счета в единицы объемной активности (Ки/м3; Бк/м3) на месте эксплуатации с использованием изотопа углерода, С-11 с известной активностью в горячей камере. Калибровочный фактор пользователем может быть внесен в систему.
Принцип действия системы дозиметрического контроля MediSmarts основан на регистрации гамма-излучения детекторами на основе счетчиков Гейгера-Мюллера, импульсы
с которых поступают через соединительный узел на устройство обработки данных (DPU). На всех задействованных устройствах обработки данных светятся зеленые светодиоды «Готов» и «Сеть» и мигают желтые светодиоды «Связь».
Устройство DPU автоматически распознает тип детектора и его калибровочный коэффициент, обрабатывает сигнал с детектора с вычитанием фоновых показаний. Результаты измерения радиации отображаются на цифровом ЖК-мониторе, расположенном на лицевой панели устройства DPU.
Устройство DPU при превышении пороговых уровней радиации или неисправности активизирует выходные контакты реле и сигнализирует по порогу отображения и неисправности, передавая сигналы на локальное сигнальное устройство.
Устройства DPU передают обработанные данные по каналу связи через интерфейс RS485 на компьютер с установленной программой-приложением MediSmarts станции управления системы MediSmarts.
Подсоединение каналов мониторинга к компьютерной станции управления осуществляется через соединительный узел, включающий источник питания постоянного тока 24В, 5А, адаптер RS485-USB, кабель RS485 c разъемом USB.
На экране компьютера отображаются все точки измерения с показаниями соответствующих блоков детектирования - детекторов, подключенных ко всем каналам в учреждении.
Программное обеспечение
Системы дозиметрического контроля MediSmarts содержат как встроенное микроконтроллерное, так и прикладное программное обеспечение.
Микроконтроллеры установлены в устройствах обработки данных (DPU) каналов дозиметрического контроля GM-41, GM-42 и каналов мониторинга вытяжной трубы РМ-11М и измерителя скорости воздушного потока Dwyer.
Микроконтроллерное программное обеспечение полностью закрыто и защищено от стороннего вмешательства. Оно обеспечивает собственный самоконтроль при запуске, автоматическое определение калибровочного коэффициента детектора, автоматическое определение неисправности детектора, вычитание фоновых показаний, накапливание и сохранение дозы, выходной сигнал при превышении пороговых уровней радиации, сигнализацию по порогу отображения и неисправности, передачу от подчиненного узла результатов по протоколу RS-485, Modbus в ПК.
Микроконтроллерное программное обеспечение является метрологически значимой частью системы дозиметрического контроля MediSmarts.
Прикладное программное обеспечение MediSmarts обеспечивает: функции передачи данных и команд через протоколы связи; представление данных, документирование и анализ, системную проверку сети, управление режимами функционирования системы; отображение графиков накопления дозы в точках контроля; выдачу звуковых и визуальных сигналов тревоги; исключение возможности несанкционированного доступа к настроечным параметрам и результатам работы системы.
Работа системы дозиметрического контроля MediSmarts осуществляется под управлением программного обеспечения MediSmarts, установленного на диске CD-R на компьютере в станции управления. При установке системы запускаются все необходимые приложения (MediSmarts, MediWrite и Medi-Communication.). Приложение MediSmarts открыто на экране компьютера, а приложения MediWrite.exe и Medi-Communication (TeleComm.exe) работают в фоновом режиме - их значки расположены в нижней панели инструментов.
Приложение TeleComm.exe отвечает за получение данных из сети контролируемых каналов (MCN) и отправку данных на консоль по протоколу обмена TCP/IP.
Приложение MediWrite.exe контролирует получение данных от приложения TeleComm.exe и построение графиков.
Программный Модудь GetPeaks.exe - дополнительная утилита программы MediSmarts с улучшенным вычислительным разрешением пиков, создания графиков и протоколов выбросов радиоактивности.
Приложение MediCal exe предназначено для установления коэффициента пересчета показаний блоков детектирования в стандартных единицах измерений (имп./с, м/с) к измерениям концентраций радиоактивности в вытяжной трубе в единицах, Бк/ м3 .
Идентификационные данные программного обеспечения системы радиационного контроля MediSmarts приведены в Таблице 1.
Таблица 1. Идентификационные данные прикладного программного обеспечения
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| MediSmarts | MediSmarts Setup.exe | 5.2 | 74ed5483b91e83e8daa91370 b734625b | MD5 |
| GetPeaks.eхe | 5.02 | 183eee87995d7928e839c52 f42bf6d32 | MD5 |
| Sol32.eхe | 5.02 | 0102883d7a42505d1dbacc0 cc8eeefb5 | MD5 |
| MediWrite.exe | 5.02 | 206E7D3C9F1E0F86B41E1 9DDEEE5FC4D | MD5 |
| MeDiag.eхe | 5.02 | 71d84ddc6b8ee5326b5466db 8059cb12 | MD5 |
| MediCal. ехе | 5.02 | 7146b2f740ce4fde53726bef5 142dcf3 | MD5 |
| TeleComm. ехе | 5.02 | 3ea499947ccfd52c40e86cfb1 b478c76 | MD5 |
| TeleSetup.ехе | 5.02 | 082c9ce9a3 ed35cd71f970f0c 09f6d9f | MD5 |
| Проверка версии встроенного программного обеспечения (версии прошивки) и идентификации поверяемых детекторов блоков DPU |
| d.41 для блоков с GM-41 | 237 | - | - |
| d.42 для блоков с GM-42 | 237 | - | - |
| d.2 для блоков с РМ-11М | 237 | - | - |
| d.20 для блоков c Dwyer | 233/240 | - | - |
В соответствии с разделом 2.6 МИ 3286-2010 и на основании результатов проверок уровень защиты ПО системы MediSmarts от непреднамеренных и преднамеренны изменений соответствует уровню «С».
Метрологически значимая часть ПО системы MediSmarts и измеренные данные достаточно защищены. Не требуется специальных средств защиты, исключающих возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимого ПО системы MediSmarts и измеренных данных.
ПО системы MediSmarts в меню Security (Безопасность) предоставляет в пункте Login (Имя пользователя) право входа в систему, вводя имя пользователя и пароль. Пароли могут вводить пользователи с правами менеджера Tools/Edit Password (Сервис / Изменить пароль). Пункт Guest (Гость) используется для отмены прав доступа высокого уровня и входа с правами Guest (Гость).
Меню Tools (Сервис) доступно только для пользователей с правами менеджера (локальные настройки, характеристики точек контроля, единицы измерения, общие параметры). Мигание точек предупреждения/тревоги и звуковой сигнал может остановить или отключить только пользователь с правами (Supervisor) администратора.
Рис. 1. Внешний вид измерительных каналов системы MediSmarts на основе блока детектирования GM-41 и блока детектирования PM-11M
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики системы MediSmarts приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Наименование | Значение |
| Диапазон измерения мощности амбиентного эквивалента дозы Й * (10), мощности экспозиционной дозы (X) рентгеновского и гамма-излучения: - блок детектирования GM-42 - блок детектирования GM-41 | от 0,1 мкЗв/ч до 10 мЗв/ч (от 10 мкР/ч до 1Р/ч) от 1,0 мкЗв до 1,0 Зв/ч (от 100 мкР/ч до 100 Р/ч) |
| Пределы основной относительной погрешности измерения мощности амбиентного эквивалента дозы, Й * (10), мощности экспозиционной дозы, (X),% | ±15 |
| Диапазон регистрируемых энергий фотонов, - блок детектирования GM-42 - блок детектирования GM-41 | от 50 кэВ до 1,3 МэВ |
| Наименование | Значение |
| Энергетическая зависимость чувствительности блоков детектирования GM-42 и GM-41b диапазоне регистрируемых энергий фотонов относительно энергии радионуклида 137Cs (0,.662 МэВ),% | не более ±25 |
| Анизотропия чувствительности блоков детектирования GM-42 и GM-41 в диапазоне углов ±45° относительно оси потока излучения, % | не более ±20 |
| Диапазон измерения скорости счета сцинтилляционного блока детектирования гамма-излучения РМ-11М ( имп/с) и основная относительная погрешность, % | 0-5000 не более ±15 |
| Диапазон измерения скорости (V) воздушного потока, м/с и допускаемая абсолютная погрешность измерителя Dwyer, м/с | 0,1-15 (0,03+0,08V) |
| Габаритные размеры составных частей системы MediSmarts, ( длина х диаметр), мм - блок детектирования GM-42, - блок детектирования GM-41, - блок детектирования РМ-11М, ( длина х высота х ширина), мм - устройство управления и обработки данных (DPU), - соединительная коробка, - первый соединительный блок, -источник постоянного тока | 197 х 38 170 х 38 350 х70 200 х 90 х 35 159 х 140 х 25 196 х 65 х 140 154 х 175 х 83 |
| Масса составных частей системы MediSmarts, кг - блок детектирования GM-42, - блок детектирования GM-41, - блок детектирования РМ-11М, - устройство управления и обработки данных (DPU), - соединительная коробка, - первый соединительный блок, -источник постоянного тока | 0,250 0,200 1750 0,400 0,240 0,520 1150 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С, - атмосферное давление, кПа, - относительная влажность воздуха, % | 10-50 101,3 (+5,4;-15,3) 60 (+20; -30) |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульном листе Руководства по эксплуатации системы дозиметрического контроля MediSmarts методом компьютерной графики.
Комплектность
В комплект поставки систем MediSmarts входят составные части и эксплуатационная документация, указанные в таблице 3.
Таблица 3
| № | Наименование | Обозначение | Количество |
| 1 | Компьютерная станция дозиметрического контроля: -PC Компьютер Pentium 3,750 МГц, 20 Гб, HD -монитор 15’’, - клавиатура, -мышка | ВАК-2391 СМР-0060 СМР-0070 ВАК-1250 СМР-0080 | 1 |
| 2 | Набор для подключения каналов контроля: -источник питания постоянного тока 24В с кабелем, - первый соединительный блок; | ВАК-2401 ВАК-1300 ВАК-1140 | 1 |
| № | Наименование | Обозначение | Количество |
| - адаптер RS485-USB - кабель RS485-USB - кабель (источник питания - соединительный блок) | ВАК-0020 ВАК-0022 ВАК-0860 | |
| 3 | GM-41 Измерительный канал контроля горячих камер: - блок детектирования GM-41, - блок обработки данных (DPU), - соединительный блок , - кабель (блок DPU- блок GM-41) - кабель ( блок DPU- блок соединительный) - монтажный клип блока GM-41 - монтажная консоль блока DPU | ВАК-2630 ВАК-1190 ВАК-1040 ВАК-1000 ВАК-7100 ВАК-0790 ВАК-1200 ВАК-1050 | от 1 до 3 шт. |
| 4 | GM-42 Измерительный канал контроля участка: - блок детектирования GM-42, - блок обработки данных (DPU), - соединительный блок, - кабель (блок DPU- блок GM-42) - кабель (блок DPU- блок соединительный) - -монтажный клип блока GM-42 - монтажная консоль блока DPU | ВАК-2421 ВАК-1210 ВАК-1040 ВАК-1000 ВАК-0660 ВАК-0790 ВАК-1200 ВАК-1050 | от 1 до 20 шт. |
| 5 | РМ-11М Канал контроля выбросов в вытяжной трубе: - блок детектирования РМ-11М, - блок обработки данных (DPU), - соединительный блок, - кабель (блок DPU- блок РМ-11М), - кабель (блок DPU- блок соединительный), - монтажный клип блока РМ-11М, - -монтажная консоль блока DPU | ВАК-2451 ВАК-1500 ВАК-1040 ВАК-1000 ВАК-0710 ВАК-0790 ВАК-1560 ВАК-1050 | от 1 до 3 шт. |
| 6 | Канал контроля расходомера в вытяжной трубе: -измеритель потока (Dwyer) датчик и консоль, -блок обработки данных (DPU), -соединительный блок, - кабель (блок DPU- датчик Dwyer) - кабель (блок DPU- блок соединительный) - монтажная консоль блока DPU | ВАК-2461 ВАК-1160 ВАК-1040 ВАК-1000 ВАК-0950 ВАК-0790 ВАК-1050 | от 1 до 3 шт. |
| 7 | Кабель для соединения каналов контроля | ВАК-0985 | 1 шт. |
| 8 | Сигнальный кабель (две витые пары) | | 1 шт. |
| 9 | Сигнальное устройство локальное ** | | от 1 до 20 шт. |
| 10 | Комплект запасных частей | | 1 шт. |
| 11 | Руководство по эксплуатации «Система дозиметрического контроля MediSmarts» | | 1 шт. |
| Инструкция по установке и настройке « Система дозиметрического контроля MediSmarts» | | 1 шт. |
| 12 | Методика поверки МП 2103-001-2012 «Система дозиметрического контроля MediSmarts» | | 1 шт. |
| 13 | Программное обеспечение «MediSmarts» | Диск Cd | 1 шт. |
Примечания:
* Тип и количество согласуется при заказе.
* * Поставка при необходимости по карте заказа.
Поверка
осуществляется по документу МП 2103-001-2012 «Системы дозиметрического контроля MediSmarts. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в марте 2012г.
При поверке систем MediSmarts применяются:
Рабочие эталоны 1-го разряда по ГОСТ 8.034-2012:
- установки 1-го разряда эталонные дозиметрические гамма-излучения 0,06-3 МэВ и
- установки 1-го разряда эталонные дозиметрические рентгеновского излучения 5-300кВ, аттестованные с погрешностью не более ±4% по мощности амбиентного эквивалента дозы H *(10);
• эталонные источники фотонного излучения радионуклидные спектрометрические закрытые типа ОСГИ-3 из радионуклида 22Na активностью 7-9 кБк и набор источников из радионуклида 137Cs активностью от 200 до 800 кБк , аттестованные с погрешностью не более ±4%.
• эталонные аэродинамические измерительные установки по ГОСТ 8.542-86 в диапазоне скоростей воздушного потока от 0,1 до 60 м/с с пределами допускаемых абсолютных погрешностей от (0,01+0,02 V) до (0,04+0,04 V) м/с.
Сведения о методах измерений
«Системы дозиметрического контроля MediSmarts. Руководство по эксплуатации».
«Системы дозиметрического контроля MediSmarts. Инструкция по установке и настройке»
Нормативные документы
ГОСТ 27451-87 «Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия».
ГОСТ Р 8.034-2012 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений кермы в воздухе, мощности кермы в воздухе, экспозиционной дозы, мощности экспозиционной дозы, амбиентного, направленного и индивидуального эквивалентов дозы, мощностей амбиентного, направленного и индивидуального эквивалентов дозы и потока энергии рентгеновского и гамма-излучений».
ГОСТ 8.033-96 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников».
ГОСТ 8.542-86 «ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений скорости воздушного потока».
Рекомендации к применению
- при выполнении работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда;
- при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях;
