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BERTHOLD LB4460 辐射探测器模块

  • 内置16位高精度ADC与32位高性能微处理器,剂量率测量精度达5%,计数率精度2%,配合死时间补偿算法(死时间1μs),在高计数率(10⁶cps)场景下仍能保证数据准确性。具备1024道能谱分析功能,可采集并解析辐射源能谱特征,通过能谱比对实现辐射源识别(如区分⁶⁰Co与¹³⁷Cs源),为辐射污染溯源提供关键依据。支持数据平滑、基线校正等算法,可有效滤除环境噪声干扰,在电磁干扰强烈的工业现场,剂量率数据波动幅度0.5%。在环境辐射监测中,通过能谱分析可精准识别放射性气溶胶中的⁹⁰Sr、¹³⁷Cs等核素,监测精度较传统探测器提升30%。...
  • 产品详情

BERTHOLD LB4460

一、概述

BERTHOLD LB4460 是高性能辐射探测器模块,隶属于贝尔霍尔德LB系列在线辐射监测核心产品家族,核心定位为核工业、医疗放射、环境监测及工业无损检测等领域的“电离辐射精准探测与数据采集中枢”。该模块融合贝尔霍尔德在辐射探测领域的六十余年技术积淀,采用高灵敏度闪烁晶体探测架构、多通道信号处理设计及抗辐射加固方案,承担着电离辐射(α、β、γ、中子等)的强度探测、能谱分析、数据实时传输及异常报警等关键任务,同时具备与贝尔霍尔德监测主机、数据采集系统及第三方监控平台的高度兼容功能,确保辐射监测数据从探测到分析的高精准、高可靠传输。
作为LB系列的旗舰级在线辐射监测模块,LB4460 与贝尔霍尔德BH系列数据处理器、远程显示单元及辐射校准源深度兼容,可直接嵌入在线监测机柜或便携式检测设备,通过RS485、以太网等接口实现与后端系统的高速数据交互,无需额外配置信号调理模块即可完成探测参数校准、阈值设置、数据存储等全流程操作。其广泛应用于核电站 coolant 辐射监测、医院放射治疗室剂量监控、环境空气放射性气溶胶检测及工业无损检测射线防护监测等关键领域,为核反应堆运行状态辐射监控、放射治疗剂量精准控制、环境辐射污染溯源及射线检测人员安全防护等核心流程提供可靠支撑,是提升辐射监测精度、缩短响应时间、保障人员与环境安全的关键核心组件。模块具备高灵敏度探测、宽量程覆盖、强抗干扰性、恶劣环境适配及智能报警等特性,可适配高温、高湿、强电磁干扰及核辐射场等严苛场景,大幅提升辐射监测系统的稳定性与安全性。

BERTHOLD LB4460 (2).jpg

二、技术参数

参数类别
具体规格
详细说明
核心探测参数
探测类型
通用型电离辐射探测,支持α、β、γ、X射线及热中子探测(可通过更换探测晶体适配);标配CsI(Tl)闪烁晶体探测器,可选配NaI(Tl)、LiI(Eu)等晶体
量程范围
剂量率量程:0.01μSv/h - 10Sv/h(γ/X射线);计数率量程:1cps - 10⁶cps;累计剂量量程:0.001μSv - 10⁵Sv;中子剂量率量程:0.01nSv/h - 1Sv/h(选配中子探测组件)
探测精度
剂量率精度:±5%(在1μSv/h - 1Sv/h量程内,参考⁶⁰Co源);计数率精度:±2%(计数率≥100cps时);能量响应:40keV - 10MeV(γ/X射线),响应偏差≤±10%
探测效率
对⁶⁰Co(1.25MeV)γ射线:≥35%(标配CsI(Tl)晶体,晶体尺寸Φ30mm×30mm);对²⁴¹Am(59.5keV)α射线:≥85%(选配α探测组件);对热中子:≥20%(选配LiI(Eu)晶体)
响应时间
快速响应模式:≤10ms(剂量率≥1μSv/h时);常规模式:0.1s - 10s可调(根据量程自动适配);能谱采集响应时间:≤50ms/谱段
数据处理与通信参数
数据处理能力
内置16位高精度ADC;支持剂量率、计数率、累计剂量实时计算;具备能谱分析功能(1024道能谱分辨率);支持数据平滑、基线校正、死时间补偿算法
通信接口
标配RS485(Modbus-RTU协议)、以太网(Modbus-TCP协议);支持4-20mA模拟量输出(对应剂量率量程);具备报警硬接线输出(2路继电器);可选配无线4G/5G模块
数据存储与传输
内置16GB存储空间,可存储10年历史数据(采样间隔1分钟);以太网传输速率:100Mbps,数据延迟≤100ms;支持数据本地导出(USB接口),格式为CSV/Excel
抗干扰与防护参数
抗干扰性能
符合IEC 61000-4标准:ESD接触放电±8kV、空气放电±15kV;电磁辐射抗扰度:20V/m(80MHz-1GHz);具备电磁屏蔽外壳,屏蔽效能≥40dB(100MHz-1GHz)
辐射防护等级
探测器外壳防护等级:IP67;模块本体防护等级:IP54;耐辐射剂量:≤100kGy(总吸收剂量);具备探测器老化补偿功能
电源与环境参数
电源参数
输入电源:24VDC(18-32VDC宽幅适配);功耗:≤15W(正常工作)、≤3W(待机模式);具备过压、过流、反接保护功能;支持备用电池供电(续航≥4小时)
环境参数
工作温度:-20℃-60℃;存储温度:-40℃-85℃;相对湿度:5%-95%(无凝露);抗振动:5g(10-500Hz);抗冲击:20g(峰值,11ms)
物理与安装参数
尺寸规格
探测器单元:Φ50mm×120mm(直径×长度);模块主机:180mm×140mm×80mm(长×宽×高);整体重量:约1.8kg(含探测器)
安装方式
探测器:螺纹安装(M40×1.5)或法兰固定;模块主机:35mm DIN导轨安装或面板螺钉固定;探测器与主机连接:专用屏蔽电缆(最长支持50m)


三、功能特点

1. 高灵敏度宽量程探测,适配多类型辐射场景

采用高发光效率的CsI(Tl)闪烁晶体与低噪声光电倍增管组合架构,对γ射线探测效率≥35%(⁶⁰Co源),可精准捕捉低至0.01μSv/h的微弱辐射信号,同时耐受10Sv/h的强辐射场,量程覆盖7个数量级,无需更换探测器即可适配从环境本底监测到核事故应急监测的全场景需求。支持α、β、γ、X射线及中子等多类型辐射探测,通过更换不同材质探测晶体(如NaI(Tl)适配高能γ射线、LiI(Eu)适配中子),可灵活匹配不同应用场景。在核电站 coolant 监测中,可精准监测0.1μSv/h - 1Sv/h范围内的γ射线剂量率,响应时间≤10ms,及时发现 coolant 泄漏导致的辐射异常。

2. 高精度数据处理与能谱分析,探测数据可靠

内置16位高精度ADC与32位高性能微处理器,剂量率测量精度达±5%,计数率精度±2%,配合死时间补偿算法(死时间≤1μs),在高计数率(10⁶cps)场景下仍能保证数据准确性。具备1024道能谱分析功能,可采集并解析辐射源能谱特征,通过能谱比对实现辐射源识别(如区分⁶⁰Co与¹³⁷Cs源),为辐射污染溯源提供关键依据。支持数据平滑、基线校正等算法,可有效滤除环境噪声干扰,在电磁干扰强烈的工业现场,剂量率数据波动幅度≤±0.5%。在环境辐射监测中,通过能谱分析可精准识别放射性气溶胶中的⁹⁰Sr、¹³⁷Cs等核素,监测精度较传统探测器提升30%。

3. 多模式报警与快速响应,安全保障有力

支持多级报警机制,可设置低、中、高三个报警阈值(对应剂量率、计数率、累计剂量),报警方式包括声光报警(模块本地)、继电器硬接线输出(控制外部声光报警器)及网络报警(推送至监控平台),确保报警信息无遗漏。具备报警锁定、延时报警、报警复位等功能,可根据场景需求设置报警延迟时间(0.1s-10s可调),避免误报警。快速响应模式下响应时间≤10ms,在核辐射突发异常时,可在100ms内触发最高级别报警并上传数据,为人员撤离与应急处置争取时间。在医院放射治疗室,当治疗剂量超过阈值时,模块可在50ms内触发报警并切断放疗设备电源,保障患者安全。

4. 强环境适配与防护,严苛场景稳定运行

探测器外壳防护等级达IP67,可在水下1m深度持续工作,适配高湿、多粉尘的工业环境(如冶金厂射线检测现场);模块主机防护等级IP54,具备防尘、防溅水能力。工作温度范围覆盖-20℃-60℃,在寒冷的户外环境或高温的核反应堆厂房内均可稳定运行,无需额外恒温装置。耐辐射剂量达100kGy,可长期工作在核辐射场中而不影响性能;具备探测器老化补偿功能,通过定期校准自动修正探测器老化导致的误差,延长探测器使用寿命至5年以上。在核废料处理车间,模块可在辐射剂量5kGy的环境下连续工作,数据采集精度保持±5%。

5. 丰富通信与数据管理,系统集成便捷

标配RS485与以太网接口,支持Modbus-RTU/TCP工业标准协议,可直接接入核工业DCS系统、环境监测平台或第三方SCADA系统,无需协议转换器。具备4-20mA模拟量输出接口,可与传统模拟量采集设备兼容,降低系统升级成本。可选配4G/5G无线模块,实现无布线场景的数据传输(如偏远地区环境监测站)。内置16GB存储空间,可存储10年历史数据,支持USB本地导出与网络远程下载,数据格式兼容Excel、MATLAB等软件,便于后期数据分析与报告生成。在辐射监测组网中,最多可实现100个LB4460模块组网,通过以太网实现数据集中管理与远程监控。

6. 便捷校准与运维,使用成本可控

支持自动与手动两种校准模式,通过连接贝尔霍尔德标准校准源(如⁶⁰Co、²⁴¹Am),可一键完成剂量率、探测效率等参数校准,校准过程无需专业人员操作,耗时≤5分钟。模块具备自诊断功能,可实时监测探测器、电源、通信等组件状态,当出现故障时自动记录故障代码并报警,运维人员通过故障代码可快速定位问题。支持远程校准与固件升级,运维人员通过监控平台即可完成参数校准、固件更新等操作,无需现场值守,降低运维成本。探测器采用模块化设计,损坏时可单独更换,无需更换整个模块,大幅降低维修成本。

BERTHOLD LB4460 (1).jpg

四、常见故障及解决办法

故障现象
可能原因
解决办法
注意事项
模块无法启动,电源指示灯不亮
1. 24VDC电源未接入或接线松动;2. 电源电压超出18-32VDC范围;3. 电源正负极反接;4. 内部电源保险管熔断;5. 备用电池电量耗尽(仅备用供电时)
1. 检查电源接线,重新插拔并紧固端子;2. 用万用表测量电源电压,确保在适配范围内;3. 调换电源正负极接线;4. 更换同规格保险管(1A/250V);5. 连接主电源为备用电池充电(充电时间≥4小时)
操作前必须确保辐射场安全,断开电源并佩戴辐射防护用品;保险管需选用原厂同规格产品
探测数据异常(偏高/偏低/波动大)
1. 探测器被污染或有异物遮挡;2. 探测器老化未校准;3. 屏蔽电缆损坏或接触不良;4. 环境电磁干扰过强;5. 探测晶体损坏
1. 用无水乙醇清洁探测器窗口,去除异物;2. 连接标准校准源执行自动校准;3. 更换专用屏蔽电缆,重新紧固接头;4. 增加电磁屏蔽罩,远离干扰源;5. 更换探测器模块并重新校准
清洁探测器时需佩戴无尘手套,避免二次污染;校准必须使用溯源至国家计量标准的校准源
通信故障,无法与监控平台连接
1. 通信线缆松动、断线或屏蔽层接地不良;2. 通信参数(地址、波特率、协议)配置错误;3. 通信接口损坏;4. 监控平台端口故障;5. 网络防火墙阻断通信(以太网通信时)
1. 更换通信线缆,确保屏蔽层可靠接地;2. 核对模块与平台的通信参数,重新配置后重启;3. 更换通信接口或模块主机;4. 检查监控平台端口,重启平台软件;5. 配置防火墙规则,放行模块IP与端口
修改通信参数后需重启模块生效;屏蔽层接地电阻需≤4Ω
无报警或误报警频繁
1. 报警阈值设置不当;2. 报警延迟时间设置不合理;3. 探测器数据波动过大;4. 报警输出回路故障;5. 报警继电器损坏
1. 根据场景重新设置报警阈值(参考辐射防护标准);2. 调整报警延迟时间(建议0.5-1s);3. 执行数据平滑算法配置,增强抗干扰能力;4. 检查报警输出接线,重新紧固;5. 更换报警继电器模块
报警阈值设置需符合GB/T 14583等相关辐射防护标准;修改后需进行模拟报警测试验证
能谱分析功能异常(无谱线/谱线失真)
1. 探测器高压供电异常;2. 能谱采集参数配置错误;3. 探测晶体性能衰减;4. ADC采集电路故障;5. 校准源能量与配置不匹配
1. 检查探测器高压供电模块,故障则更换;2. 恢复能谱采集默认参数,重新配置;3. 更换探测器晶体并校准;4. 更换模块主机;5. 更换与配置匹配的标准校准源
能谱参数配置需由专业工程师操作;更换高压模块时需断电并放电,避免触电

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