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RFM2040 - Fahrzeugmonitor

Allgemeines

Die Messeinrichtung führt im Überwachungsbereich vor dem inneren Schleusentor eine dynamische und statische Messung der Fahrzeuge durch. Der Fahrzeugmonitor RFM 2040 ist mit zwei Lichtschranken versehen, wodurch Kontaminationsmessungen automatisch gestartet und gestoppt werden. Das eigenentwickelte Messprogramm läuft autark und benötigt keine manuellen Eingaben durch einen Anwender. Grenzwertüberschreitungen werden sowohl optisch, als auch akustisch ausgegeben.
Die Lichtschranken ermöglichen die Ermittlung der Durchfahrtgeschwindigkeit und eine automatische Zuordnung in Ein- und Ausfahrten, sofern die Zufahrt Bidirektional genutzt wird. Durch die Anordnung der Detektoren in unterschiedlichen Höhen, eignet sich der RFM 2040 sowohl für LKW, als auch für PKW.

Fahrzeugschleuse RFS2040

Die dynamische Messung und Auswertung erfolgt bei der Durchfahrt des Fahrzeuges im Detektionsbereich. Die beiden Lichtschranken in Fahrtrichtung vor und hinter den Detektoreinheiten werden zur Überwachung der zulässigen Geschwindigkeit, der Durchfahrrichtung und zur Auswertung des Zählratenintegrals verwendet.
Bleibt ein Fahrzeug im Detektionsbereich stehen und ist eine Lichtschranke unterbrochen, so führt die Messeinrichtung neben der dynamischen Messung eine statische Messung mit der Dauer der Lichtschrankenunterbrechung durch.
Eine mögliche radiologische Grenzwertauslösung verhindert nicht automatisch die Weiterfahrt der Fahrzeuge oder greift in die Torsteuerung der Fahrzeugschleuse ein. Das Wachpersonal übernimmt die auffälligen Fahrzeuge und führt ggf. zusätzliche Handmessungen durch.
Im Überwachungsbereich sind 2 Detektoren des Typs RPD 140 x 50 x 5 vertikal links und rechts der Straße und gegenüberliegend aufgebaut. Neben der Einzelauswertung der Detektoren sind diese untereinander zu einem sog. Pseudokanal verrechnet. Hierdurch wird eine nahezu gleichmäßige Ansprechempfindlichkeit im Detektionsbereich, also auch in der Mitte der Durchfahrbreite, erreicht.
Das Auswerteverfahren auf signifikante Zählratenerhöhung funktioniert auf Basis der Brutto –oder Nettozählraten gleichermaßen. Der Unterschied ist bei der ständig laufenden dynamischen Messung eine reine Alarmierung aufgrund einer Bruttozählratenerhöhung in Form einer Zählraten-Glockenkurve, ohne das ein Aktivitätsergebnis ausgegeben werden kann. Zur dynamischen Messung wird die statische Messung gestartet, wenn mindestens eine Lichtschranke unterbrochen ist. Die Dauer (z.B. 5s) der statischen Messung ist parametrierbar. Solange eine Lichtschrankenunterbrechung vorliegt, werden fortlaufend 5s Messungen ausgeführt. Die Nettozählratenblöcke – hier ist ein Nulleffektwert der beiden Detektoren notwendig - können mit einem Wirkungsgrad, der in Straßenmitte ermittelt ist, zu einem Aktivitätswert berechnet, angezeigt und auf Grenzwertüberschreitung geprüft werden. Ist die Unterbrechung  der Lichtschranke kürzer als die parametrierte Messdauer, so wird dennoch über die Dauer von 2 x 5s gemessen. Hierdurch kann quasi dem Fahrzeug hinterher gemessen werden.

Das Auswerte-Verfahren stellt nach unserem Kenntnisstand speziell bei bewegten Messobjekten (Fahrzeugschleusen) derzeitig das Optimum an Leistung und Zuverlässigkeit bei geringsten Anforderungen an manuelle Operationen bei den Messungen dar. Voraussetzung für das Verfahren der zeitgleichen Korrelation ist allerdings, dass sich die Detektoreinheiten auf der linken- und rechten Durchfahrtsseite direkt gegenüberstehen. Andernfalls würden die Detektorsignale nicht zeitlich korreliert sein, dies würde die Effizienz der Messeinrichtung mindern und die nachweisbare Aktivität vergrößern.

Unter den statistischen Kriterien besitzt die Messeinrichtung nach DIN 25457 Teil 1 eine Nachweisgrenze von 30 kBq Co-60 (unabgeschirmte Quelle), wenn die Fahrbahnbreite 6m, die Fahrzeuggeschwindigkeit 4 km/h und die Umgebungsstrahlung 0,1 µSv/h beträgt.

Nulleffektmethode

Mit der Unterbrechung einer der beiden Lichtschranken wird die kontinuierliche Nulleffektmessung gestoppt und die letzten 10s (einstellbar) aus der Historie verworfen. Verlässt das Fahrzeug den Detektionsbereich und keine Lichtschranke ist mehr unterbrochen, so wird die Nulleffektmessung nach Ablauf einer einstellbaren Zeit, von z.B. 10s, wieder gestartet.

Detektoren

2 großflächige Szintillationsdetektoren vom Typ RPD 140 x 50 x 5 bestehend aus:

Detektorgehäuse: Aluminium 5 mm gekantet und geschweißt, Al-Messfenster 1,5 mm (140 x 50 cm) mit Gehäuse lichtdicht verklebt, Befestigungslaschen für Schrankbefestigung auf Schwingmetallen.

Die Detektor-Gehäuse enthalten jeweils einen Gamma-Plastik-Szintillator:

Breite:  1400 mm
Höhe:   500 mm
Tiefe:    50 mm (Materialstärke)

Software

Die RaTec Monitorsoftware ist für die Windows Umgebung unter C++ Builder XE2 formuliert. Sie bietet dem Anwender die für Windows typische Oberfläche der grafischen Fenstertechnik. Die gesamte Benutzerführung für z.B. Parameter-Einstellung, Funktionsprüfung und Datensicherung erfolgt im Dialogverkehr.

Im Folgenden werden einige für die Gerätefunktion und die Benutzeroberfläche wichtige Programmaspekte kurz dargestellt:

  • Erfassung und Darstellung der individuellen Detektorimpulsraten (netto) und des Pseudokanals
  • Erfassung, Berechnung und Darstellung der individuellen Nulleffekte
  • Prüfung des Netto- und Pseudozählraten Signalverlaufs auf Alarmschwellen-Kriterium
  • Prüfung des Netto- und Pseudozählraten Signalverlaufs auf Alarmschwellen-Kriterium
  • Messdatenspeicherung auf der Festplatte oder SSD. Grafische Darstellung mit wählbaren Zeitbereichen (von/bis: Datum/Uhrzeit) oder Alarmkriterien (z.B. die Alarmzustände im Zeitbereich von/bis Datum/Uhrzeit.
  • In einer automatischen Logdatei „Tagesprotokoll“ werden alle außergewöhnlichen Betriebszustände chronologisch erfasst. Dazu gehören z.B. Parameteränderungen, im System angemeldete Personen, Kalibrierungen, manuell gestartete Nulleffektmessungen und Systemstörungen (Min./Max.-Schwellen etc.)

 

Parameter-Einstellungen, menügeführt:

  • Hochspannungseinstellung (500 ... 2000 V), individuell für jeden Detektor
  • Diskriminatorschwelle (0 ... 4095 mV), integral, individuell für jeden Detektor
  • Min.- Max.-Schwellen für die Impulsraten, individuell für jeden Detektor
  • Alarmschwelle
  • Steuerparameter

 

Sonstige Systemeigenschaften:

  • passwortabhängiger Zugriff auf verschiedene Nutzerrechte
  • Parameter-Protokoll mit Datum/Uhrzeit (Nach Parameteränderungen wird mit Verlassen des Menüs automatisch eine neue Nulleffektmessung gestartet)
  • Test-Funktion der potentialfreien Wechslerkontakte
  • Permanente Datenspeicherung, nach Netzausfall erfolgt automatischer Start des Systems bei Netzwiederkehr; abhängig von der Unterbrechungszeit wird bei kurzer Unterbrechung ohne neue Nulleffektmessung sofort die Messbereitschaft mit den alten Messwerten wieder hergestellt.
  • Status "Prüfbetrieb":
    zur Funktionskontrolle und der wiederkehrenden Prüfung „WKP“ der Messeinrichtung. Die anfallenden Daten werden mit Kennzeichen "Prüfbetrieb" markiert