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衰变池控制系统是确保放射性废水安全贮存、衰变及排放的核心管理单元，其设计需满足自动化、智能化和高可靠性要求。以下是控制系统的详细介绍：

一、系统架构与组成‌

控制层级‌

主控层‌：基于PLC（可编程逻辑控制器）或DCS（分布式控制系统）构建，负责协调全流程操作。
设备层‌：包括传感器、执行器（如泵阀）、放射性监测仪等现场设备。
监控层‌：人机界面（HMI）或上位机软件，提供实时数据可视化及远程操作功能。

核心模块‌

数据采集模块‌：整合液位、放射性活度（α/β/γ）、pH值、温度等传感器信号。
逻辑控制模块‌：执行进排水时序、衰变周期计算、故障诊断等程序。
通信模块‌：支持Modbus、Profinet等协议，实现与医院总控系统或环保部门的数据对接。
二、核心功能设计‌

自动控制逻辑‌

进排水控制‌：根据液位传感器反馈，自动启停废水泵，避免溢流或空转。
衰变周期管理‌：通过计时器或放射性活度监测，判断废水是否达到排放标准（如I-131需≥180天）。
多池体协同‌：支持池体交替使用（如A池注满后切换至B池），保障连续运行。

安全联锁与应急处理‌

辐射超标联锁‌：若放射性活度超过阈值，立即关闭排水阀并触发声光报警。
泄漏应急响应‌：检测到池体渗漏时，自动启动备用池并隔离故障区。
电源冗余‌：配置UPS不间断电源，确保断电后系统持续运行≥2小时。
三、关键硬件配置‌

传感器网络‌

放射性监测仪‌：在线γ谱仪或闪烁体探测器，检测总α/β活度及特定核素（如I-131、Tc-99m）。
液位传感器‌：超声波或浮球式，精度±1cm，耐腐蚀（材质：316L不锈钢）。
水质传感器‌：pH计（范围0-14，精度±0.1）、电导率仪（0-2000μS/cm）。

执行机构‌

电磁阀‌：耐辐射型（防护等级IP67），响应时间≤0.5秒。
排污泵‌：耐腐蚀离心泵（流量≥15m³/h，扬程≥10m），配备变频调速功能。

数据管理与追溯‌

实时记录运行数据（存储周期≥5年），生成报表（日报/月报/年报）。
支持历史数据回放、趋势分析及异常事件标记。

远程监控与维护‌

通过4G/5G或光纤网络实现远程访问，支持手机APP或Web端查看状态。
提供故障代码库（如E01：液位传感器故障；E02：辐射超标）及自诊断建议。
四、安全与合规要求‌

辐射防护设计‌

控制柜与传感器采用防辐射屏蔽（铅包裹或金属铠装），确保操作人员接触剂量≤1mSv/年。
系统满足《HJ 1188-2021》及《GB 18871-2002》对放射性废水管理的强制要求。

可靠性保障‌

关键部件（如PLC、传感器）冗余配置，MTBF（平均无故障时间）≥10万小时。
定期自检功能（每日自动校准传感器，每周模拟测试联锁逻辑）。
五、实际应用案例‌

某三甲医院衰变池控制系统配置‌：

PLC型号‌：西门子S7-1200，集成HMI（KTP700触摸屏）。
监测仪‌：ORTEC Gamma放射性活度在线监测系统。
通信接口‌：通过OPC UA协议与医院RIS系统（放射信息系统）对接。
运行效果‌：实现全年无人值守，放射性废水达标率100%，运维成本降低30%。
七、维护与升级‌
日常维护‌：每月清洁传感器探头，每季度校准放射性监测仪。
软件升级‌：支持在线固件更新，兼容新核素衰变参数扩展。
扩展性‌：预留IO接口，可接入新增池体或监测点位。

通过上述设计，衰变池控制系统在保障安全性的同时，显著提升了管理效率，成为核医学、工业探伤等领域放射性废水处理的关键技术支撑。