一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置及演示方法

    专利查询2025-12-27  13


    本发明属于科普教具,尤其涉及一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置及演示方法。


    背景技术:

    1、核能是高能量密度的清洁能源。核电具有长期连续稳定提供电力的特性,是重要的低碳电力来源。核电辐射环境监测网在核电周边布设自动监测站,实时监测其气态流出物,采集站点的空气吸收剂量率等参数,为评估公众的照射剂量、风险感知等提供依据。核电辐射环境监测网是核电设施的最关键外围组成,是有序运营核电的最有力支持系统之一,是促进发展核电的最重要力量之一。

    2、科技创新和科学普及是实现创新发展的两翼,两者同等重要。沙盘是科学普及中常见的技术手段,是一种根据地形图、航空相片或实地地形,按比例用泥沙等材料制作的模型,具有立体感强、形象直观、制作简便、经济实用等特点。中国发明专利cn105225587b发明了一种关于核电站反应堆安全的科普教具和科普方法,科普教具包括:密封的安全壳、置于安全壳内的密封的一回路压力边界以及置于一回路压力边界内的密封的燃料包壳;科普教具还包括:安全壳排空阀、有色烟气发生器、设置在有色烟气发生器与一回路压力边界之间的管路上的有色烟气填充阀以及设置在一回路压力边界与安全壳之间的管路上的一回路泄漏阀;所述安全壳通过安全壳排空阀将内部气体排出;安全壳和一回路压力边界均为至少部分透明;燃料包壳内置光带;使用有色气体,来模拟核电站发生事故时放射性物质的扩散过程,将核电站三道安全屏障所发挥的作用,直观、生动地展示在大众面前。中国发明专利cn112131743a公开了一种核电厂设备的立体培训方法和系统,采用多级分解和组合方法对设备按照装配逻辑逐级分解,同时根据用户选择显示分解后组件/零部件的详细信息,从而兼顾模型的直观形象和图文资料的准确详细,整体功能清晰明了,针对性强且专业水平高,可供公众科普和专业人员培训使用。中国实用新型专利cn215220028u提供了一种用于受控核聚变科普的科普装置,通过设置安装座,使其受控核聚变模型能够安稳的放置,并将受控核聚变模型开设缺口,用于观察内部反应的情况,除此之外,还在仿真真空室内设置灯带,用于模拟真实受控核聚变反应的原理等,便于展示,讲解受控核聚变的结构和反应原理。中国发明专利cn104933948b发明了一种青少年科普教学专用的小型模拟海水自发电循环系统及应用,包括水车支架、水车主轴、水车旋转轮、发电机、一号旋水桶、二号旋水桶、三号旋水桶、四号旋水桶、五号旋水桶、围堤基台、一号蓄水池、二号蓄水池、三号蓄水池、四号蓄水池、泄水闸、五号蓄水池、战备用电电器、海上信号灯系统、生活用电装置、蓄电池组、垂吊式环链、左滑轨、环链手扳葫芦、右滑轨、斜坡潮汐蓄水围堤;既可作为守礁部队通过潮汐的海水力量带动发电机转动产生的电能通过电缆传送到礁上供其生活设备及战备仪器使用的示范性工程项目的参考模型,又能作为青少年科普教育的示范性教学系统,具有的科普教学实用价值和市场应用价值潜力巨大。中国发明专利cn106991883a一种光伏发电科普演示系统及方法,动态展示了光伏发电从太阳能到电能的全过程,可演示光照强度跟踪、光照位置跟踪、并网逆变控制过程,演示过程中可模拟光伏发电电流动态变化,这样开展光伏发电技术原理科普教育,可以帮助广大青少年了解光伏发电详细过程,学习新能源光伏发电知识,培养节约能源意识。中国发明专利cn112258944a公开了狭管效应气象科普演示模型及模拟方法,包括:底板;送风单元,设置在所述底板上;受风单元,设置在所述底板上并朝向所述送风单元,所述受风单元与所述送风单元之间形成气流通道;建筑模型单元,包括若干组,若干所述建筑模型单元设置于所述气流通道的一侧或两侧;通过改变建筑模型单元的形状结构、放置数量或者摆放位置,可以形成不同的演示比例,从而测得不同环境下的风速数据,同时,风速大小直观地体现在受风单元的状态上,进而反映出环境特征对狭管效应的影响,具有演示方法简单、便于控制变量得出对比例的优点。中国发明专利cn10545267125b发明了一种智慧车列交通系统沙盘演示装置及其控制方法,实现智慧车列交通系统的演示,控制车列中仿真车跟车行驶、进出站以及融入车列,对智能交通系统进行初步验证以及推广宣传。中国发明专利cn104658399b发明了一种用于监管监控道路运输车辆的沙盘模型及模拟方法,沙盘模型包括公共道路、建筑模型、检测站、危险区、检查区、智能车辆和监控中心,展示的是一幅立体的生动的功能展示模型,能够直观的体现出车辆道路安全监管监控系统的特点。中国发明专利cn1055599223a公开一种沙盘展示系统及沙盘展示方法,通过用户灵活控制不同城市系统的展示过程,从而让用户根据自己的需求来确定沙盘展现的内容,增加与用户之间的互动性。但是均未给出一种形象、直观的沙盘模型,通过电、声、光等形式展示核电外围辐射环境监督性系统。

    3、因此,提出一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置及演示方法,能够形象、直观的沙盘模型,通过电、声、光等形式展示核电外围辐射环境监督性系统,通过人机互动和模拟仿真等环节,提高趣味性和可视性,使公众能够较深入了解核电生产对周围环境的影响,是本领域技术人员亟需解决的问题。


    技术实现思路

    1、本发明提出一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置及演示方法,通过交互式手段向公众展示核电辐射环境监测网的工作方式。

    2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

    3、一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置,包括:

    4、核电站周围环境沙盘模型、演示触摸屏、投影仪、rs485总线、通信网络、应用服务器、在役服务器;

    5、演示触摸屏通过rs485总线与核电站周围环境沙盘模型通信连接,通过通信网络分别和应用服务器、投影仪通信连接;应用服务器通过通信网络和在役服务器通信连接;

    6、核电站周围环境沙盘模型用于实时数据显示和仿真模拟演示;

    7、演示触摸屏用于通过通信网络从应用服务器读取获得实时数据、历史数据,并将实时数据组成协议报文数据;演示触摸屏根据实时数据、历史数据绘制区域等高线色彩图,通过投影仪投射到核电站周围环境沙盘模型上;

    8、应用服务器用于通过通信网络从在役服务器中读取获得实时数据、历史数据;

    9、投影仪用于将区域等高线色彩图投射到核电站周围环境沙盘模型上。

    10、上述的装置,可选的,核电站周围环境沙盘模型,包含1个核电站示意装置和若干个自动站示意装置;1个核电站示意装置、若干个自动站示意装置通过同一个rs485总线与演示触摸屏通信连接。

    11、上述的装置,可选的,核电站示意装置和自动站示意装置,包括入式微处理器、rs485电路、彩色lcd显示板组成;

    12、rs485电路、嵌入式微处理器和彩色lcd显示板依次通信连接。

    13、上述的装置,可选的,实时数据、历史数据包括hpic剂量率、温度、湿度、风向、风速。

    14、上述的装置,可选的,演示触摸屏包括辐射数据按键、温度按键、湿度按键、风向按键和风速按键。

    15、一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘演示方法,应用上述任一项所述的一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置,包括实时数据显示服务和仿真模拟演示服务。

    16、上述的方法,可选的,实时数据显示服务包括以下步骤:

    17、s701:从应用服务器读取获得实时数据;

    18、s702:将实时数据组成协议报文数据,通过rs485总线发送到核电站周围环境沙盘模型中n个自动站示意装置;

    19、s703:n个自动站示意装置显示实时数据;

    20、s704:核电站示意装置的彩色lcd显示板进入灭状态;

    21、s705:演示触摸屏会根据n个自动站的实时数据,绘制区域等高线色彩图,通过控制投影仪将区域等高线色彩图投射到沙盘上,然后结束本次服务。

    22、上述的方法,可选的,仿真模拟演示服务包括以下步骤:

    23、s801:用户交互:使用按键修改设置对应的数据;

    24、s802:演示触摸屏会读取当前数据,调用核电外围辐射环境数据仿真模型进行分析,计算获得n个自动站对应的辐射数据估算值;

    25、s803:将n个自动站对应的辐射数据估算值组成协议报文,通过rs485总线发送到核电站周围环境沙盘模型中1个核电站示意装置和n个自动站示意装置,核电站示意装置和自动站示意装置的彩色lcd显示板进入亮状态,各自显示各自的辐射数据估算值;

    26、s804:核电站示意装置的彩色lcd显示板进入亮状态;

    27、s805:演示触摸屏会根据n个自动站的辐射数据估算值,绘制区域等高线色彩图,通过控制投影仪将区域等高线色彩图投射到沙盘上,然后结束本次服务。

    28、经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明提供了一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置及演示方法,具有以下有益效果:

    29、通过沙盘模型清晰直观地展示核电及其周围的辐射环境状况,以数字显示、灯光投影等演示环境辐射状况,使效果更加生动,且具有较强的互动性,有助于克服辐射数据专业性晦涩难懂的问题。


    技术特征:

    1.一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置,其特征在于:核电站周围环境沙盘模型,包含1个核电站示意装置和若干个自动站示意装置;1个核电站示意装置、若干个自动站示意装置通过同一个rs485总线与演示触摸屏通信连接。

    3.根据权利要求1所述的一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置,其特征在于:核电站示意装置和自动站示意装置,包括入式微处理器、rs485电路、彩色lcd显示板组成;

    4.根据权利要求1所述的一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置,其特征在于:实时数据、历史数据包括hpic剂量率、温度、湿度、风向、风速。

    5.根据权利要求1所述的一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置,其特征在于:演示触摸屏包括辐射数据按键、温度按键、湿度按键、风向按键和风速按键。

    6.一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘演示方法,应用于权利要求1-5任一项所述的一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置,其特征在于:包括实时数据显示服务和仿真模拟演示服务。

    7.根据权利要求6所述的一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘演示方法,其特征在于:

    8.根据权利要求6所述的一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘演示方法,其特征在于:


    技术总结
    本发明公开了一种核电外围辐射环境监督性系统的沙盘展示装置及演示方法,涉及科普教具技术领域。具体包括:核电站周围环境沙盘模型、演示触摸屏、投影仪、RS485总线、通信网络、应用服务器、在役服务器。本发明通过交互式手段向公众展示核电辐射环境监测网的工作方式。

    技术研发人员:刘欣萍,吴允平,林明贵,苏伟达
    受保护的技术使用者:福建师范大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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