[doc] 耐辐照水下电视摄像机的特殊设计

耐辐照水下电视摄像机的特殊设计论文耐辐照水下电视摄象机的特殊设计上海无线电四厂张国华吴燕飞金庚辛(摘要随着我国核电工业的发展,应用电视进入核电配套使用领域,本文对经过多年研究,试验,试制并获得成功的耐辐照水下电视进行了总结,对电视摄象机的结构和电路的特殊设计,对核加固措施等方面作了实用性介绍.关键词耐辐照水下电视摄象机核电工业AbstractAlongwiththedevelopmentofthenuclearpowerindustryofourcountry,itisiI叼I庙霸伍atappliedtelevisionentersintothenuclearpowerfieldforapplication.ThethesishassummeduptheradiationresistantunderwaterTVcamerawhichisasuccessasbeingprovedbytestandtrailproductionforyeariAnditalsohasexpoundedthespecialarchitectureandthemeasuresofnucleararmouring.Keywords3RadiationresistantUnderwaterTVcameraNuclearpower_d.由于社会的发展,能源资源的消耗和对能源的需求日益增多,原有的能源供给形式已不能满足飞速发展的需要,在探索新的能源供给形式中i核电具有巨大的潜力和发展前景.“核电”所用的核燃料一旦”点燃”后,除产生巨大的热能被用来发电外,还释放出极强的放射性物质威胁着工作人员的人身安全.作为装卸核燃料的现场监察设备耐辐照水下应用电视必须具备耐辐照,耐高温,水密等基本要求.此外由于使用安装场合的条件所限,还必须具备小型轻便之特点.因此,在研制此类应用电视设备时,结构和电路的设计,在某些方面和常规的有着不同的特殊考虑和设计方法.这些特点集中表现在摄象机上.设备之摄象机直接置于”核岛”的辐射中心使用,且又必须安装在机械手装置的内,外套筒之间的间隙之中(见图1所示),故摄象机除应具备常规的技术指标外,还应具备下列特殊性能:1.耐y射线辐照通常剂量率为10Rads/h,累积剂量为101O.Rads2.耐高温.工作3.耐腐蚀置于2500P.P.m硼酸浓度的水中4.水密能在水深30m处工作5.小型轻便最大外径45mm.为达上述特殊要求之目的,在设计和制造摄像机时应采用一些特殊的方法,现分述于下.一Ill3_-IIccU.,.|ln-r一啊二二二二_二二I一,n一$/,/,能长期在水温为+50.c+55.C的环境下图1设备使用环境示意图2电视技术1991年第11期8一,结构I设讦,一口I,l主要考虑保证水密性能和合理安置各组合零部件.耐腐蚀性能则可通过合理选用外壳材料来保证,这里选用的是不锈钢.1.水密设计a.摄象机外型以圆柱形为佳,便于加工且易于保证水密性能.b.摄象机各连接环节的密封方式可以是径向密封,也可以是端面密封,有时还可以二者俱用.根据理论计算,采用径向密封和端面密封其效果是相同的.二者相比,我们实践的体会是应尽量采用端面密封方式,因为它对结构件的加工精度要求比径向密封方式为低,且能较方便地实现和密封件之间的最佳配合,装卸维护简单易行.最好是两种方式同时采用,国外的一些设备中已有采用.c.摄象机在待用期间是处于10m以上的浅水中,结构上因为我们采用自紧式水密,所以在这种近于无压力的水中是很易渗水的,根据我们的实践,对”0”型圈压缩量计算公式进行适当的修正是可取的.6=IF”一日-通常取=(1O%”-12%)Ur现取6=(1O%”-12)+KIV式中K为给定系数,是的相关值.2.组合零部件的安置依据预先设定的摄象机外径,光学镜头的几何尺寸和工作距离,摄象管外径等,用作图法确定各组合件的空间位置,然后再进一步确定有关电路的外形形状及要选用的(必要时也可自行设计)偏转聚焦组件的尺寸,如图3所示.根据下列公式,采用逐次逼近法可设计出所需的偏转聚焦组件.偏转线圈设计公式NI-等(安匝)式中:d屏蔽筒外径HI1l,Y,.,图2自紧式水密方法示意图d:”0”型圈内径:”0”型圈截面直径日:槽深6:下压量图3摄象机主结构示意图l光学镜头2端面安装板3外壳4安装简体5摄象管6一光学镜头工作距离曲s外壳外径外壳内径摄象管外径f偏转线包长度Is偏转距离日聚焦磁场强度聚焦线圈设计公式:=tg=争式中日聚焦磁场强度D聚焦筒内径J聚焦电流.f聚焦筒长度根据具体的情况,有些电路可制成特殊的形状(如圆环状,半月状,嵌入聚焦组件侧面或前端等),使有限的空间得到充分的利用.二,电路设计主要考虑是使耐),射线辐照的能力尽可能地提高.电视技术1991年第11期31.正确选用各种元器件和材料通过查阅资料和对要选用的材料及元器件做应有的耐辐照试验来确定选用原则,并确定对某些元器件(尤其是器件)需施加的核加固措施.这里要强调的是,经我们反复试验同一型号的器件由于生产厂家不同,其耐辐照性能的差别是会相当大的.橡胶J均触电阻,聚乙怖I10.云母电容L”19磁性材料.I辐射总剂量(rads)旨4各类材料和器件的极限耐辐照情况2.核加固所谓核加固就是设法降低元器件,电路,材料及整机对核辐照的敏感程度,减小核辐照所致的破坏作用.通常采用增大距离(远离辐照源),逸角承受辐照性能强的元器件和材料,采取有效的屏蔽防护等三种方法来实现.增大距离在这里是不适用的.对元器件的核加固也不作介绍.8.辐照筛选对选用的元器件和材料首先抽样进行辐照试验,合格后再行辐照筛选.对有源器件(如晶体三极管),先进行预辐照,剔除对辐照敏感的器件,然后在一定的温度下退火消除辐照损伤.b.电路的核加固首先,电路中的元器件应具有较强构瓣辐照性能指标,这是基本的条件.其次,电路中的发热器件和有源器件尽可能地移至远离辐射源处,因为在核辐射的环境4图5分立元件式预放器电路图7场效应管式预放电路注:场鼓应管应是结型场效应管下伴同核辐射会产生热效应.再次,对元器件进行降额使用,采用适当的屏蔽,去耦,旁路,滤波和反馈,减小和消除脉冲剂量率等的不利影响.下面是三种实用的耐辐照预放器电路.(1)分立元件组成的预放电路,如图5所示.(2)集成电路式预放电路,如图6所示.(3)场效应管式预放电路,如图7所示.c.屏;ii6c射线的穿透能力很强,5cm厚的铅板才能使射线构强度减弱烈原来韵十分之一.对电视技术1991年第11期准分离伴音系统和,BTSC电视多路伴音接收机设计与实践福建厦fl厦华电子公司黄金水摘要电视接收机为获得高质量的立体声和双伴音,必须设法降低系统动态噪声和内载波峰音.本文在分析了现行电视机中产生内载波蜂音的原因之后,介绍了准分离式伴音系统原理和应用单片Zenith-dbx解码集成电路设计的BTSC制式电视多路伴音接收机.关键词多路伴音准分离式伴音附加相位调喇第二伴音节目AbstractHighqualitystereoanddualsoundforaTVreceiverrequireimprovementsinthedynamicta)iseperformanceandtheintercarrierbuzz.ThispaperanalysestheintercarrierbuzzphenomenoninTVreceiveranddescribesaOuasi-SplitSIFsystemandthedesignofTVreceiverforBTSCmultichannelsoundwithsinglechipZenithdbxdecoder.KeywordsMultichannelsound(MCS)Oaasi-splitsoundIidcntalplsemodulation(Ip囊ISecondaudioprogram(SAP)广播电视继黑白电视过渡为彩色电视之后,许多国家对电视多路伴音技术进行了大量的试验研究,先后开办了电视双伴音和立体声伴音广播从而使电视的视听效果更趋完美.1984年4月美国联邦通讯委员会(FCC)正式批准了Zenith公司的传输系统和dbx公司爵!盛扩降噪系统作为美国正式奄视多路伴音制式,被命名为广播电视制式委员会(BTSC)系统.该系统除了可以播送一套5O一15O00tI的立体声伴音之外,还可以同时广播独立的第二套伴音节目(SAP),此外又可开办数据传输,无线电呼叫等非广播业务.本文是BTSCA篦射线摄象槐曰搪,由于受使用环境的空问位置限制,故不能依赖增加外壳屏蔽层的厚度来实现对设备的核加固.但是,掌握材料的特性,注意和排除各分电路之间的耦合或串扰,采用适当的屏蔽措施仍可达到对设备进行核加固.首先,尽可能采用高密度材料,高原子序数(高Z)材料作屏蔽材料.其次,在用两种材料组合成屏蔽层时,应注意屏蔽材料的安放次序.不同的次序,屏蔽效果将有明显的差别,如图8所示.A1(铝)原子序数是13,sn(锡)原子序数是5O,两个不同的取向,屏蔽的效果将相差5倍.设计时应将高原子序数盼材料安放在辐射韵入射方向.再次,对屏蔽尽可能采用多点接地,使信号不会受射频干扰.有效地使用接地母线,在接地母线上选择恰当的接地点,使较敏感的电路得到有效的隔离.参考资料1电子器件核加固基础国防工业出版社(2化工部HG4333一G6标硅3电视学北京邮电学院电视技术1991年第11期5