Аналитический обзор существующих радиационно-стойких телевизионных систем

Радиационно-стойкие телевизионные системы (РСТС) контроля и наблюдения стали неотъемлемой частью современной атомной промышленности. Они дают возможность следить за производственными процессами из безопасной для человека зоны. Так же с их помощью осуществляется автоматизация особо опасных для здоровья процессов (загрузка топливных элементов) и проведение осмотров трудно или вовсе недоступных для человека рабочих зон (трубы, шахты, заполненные жидкостью цистерны). В данное время существует больше количество разнообразных вариантов таких систем, специализированных для разных задач и спроектированных для работы в наижесточайших условиях.

Наиболее крупными и значимыми предприятиями, занимающимися разработкой и производством РСТС являются ЗАО «Диаконт» и ОАО «НИИПТ «Растр». Крупнейший их заграничный конкурент шведская компания Ahlberg Electronics. Данный доклад посвящен обзору современных радиационно-стойких телевизионных систем, производящимся как в России так и за рубежом.

Рассмотрим камеры, которые могут использоваться в составе РСТС, компании Ahlenberg Electronics.

Малогабаритная цветная камера N55Z (рис. 1) имеет авто-фокус и 10-ти кратное оптическое увеличение, предназначена для монтажа на инструмент для работы под водой или для осмотра труднодоступных зон.

Рисунок 1. Цветная камера для подводной съёмки N55Z

Камера N630Z (рис. 2) имеет встроенную подсветку и разработана для работы на несущем кабеле стандарта T32-12K.

Рисунок 2. Радиационно-стойкая цветная камера N630Z CMR

Цветная камера с автофокусом MRAD L PTZ (рис. 3) - с 10-ти кратным оптическим зумом и с 10-ти кратным цифровым, 4 регулируемых источника света. Она выдаёт изображение высокой чёткости с хорошей цветопередачей.

Рисунок 3. Цветная камера с системой наведения MRAD L PTZ каркасом и дополнительной подсветкой

Одной из самых распространенных камер, используемых в РСТС на атомных станциях для контроля дефектов реакторов, является черно-белая камера D20 разработки ЗАО «Диаконт» (рис. 4).

Рисунок 4. Компактная черно-белая камера D20

Она обладает повышенной для ПЗС камер стойкостью. Эта камера предназначена для задач, в которых стандартные ПЗС камеры не выдерживают действия радиации, а повышенная радиационная стойкость, которыми обладают камеры на видиконе не требуется. Благодаря своему диаметру - всего 20 мм, камера обеспечивает наблюдение в каналах малого диаметра и других труднодоступных зонах объектов атомной энергетики. Герметичное исполнение камеры, позволяет использовать D20 под водой, на глубине до 40 метров.

Система СТС «Протон» (рис. 5) является прибором нового поколения, работающим в телевизионном формате высокой четкости. Компактные размеры, прекрасное качество изображения, возможность дистанционного наведения ТВ камеры, встроенные осветители и объектив-трансфокатор делают её эффективным современным средством контроля.

Рисунок 5. Радиационно-стойкая телевизионная система СТС «Протон»

Особенности системы: изображение высокой четкости, радиационная стойкость, передающая часть системы выдерживает интегральную дозу-излучения до 105 рад и рабочую мощность дозы - излучения до 103 рад/ч, простота загрузки камеры, увеличенный угол поворота / наклона камеры, 10-ти кратное оптическое увеличение Zoom

Авто/ручная фокусировка

Регулировка яркости освещения

Работа на близких дистанциях

Безопасная конструкция

Камера S90 на базе радиационно-стойкого APS-датчика (рис. 6) сочетает в себе высокую радиационную стойкость, близкую к характеристикам камеры на видиконе и длительный срок службы, характерный для ПЗС камер. S90 предназначена для продолжительного непрерывного контроля технологических процессов в составе многокамерных систем промышленного телевидения. ТВ камера S90 может быть выполнена со стандартным, моно-фокусным объективом или 6-ти кратным объективом-трансфокатором из радиационно-стойкого стекла. Предусмотрена возможность установки ТВ камеры в охлаждающий кожух, обеспечивающий ее работоспособность при температуре до 90^оС.

Рисунок 6. Камера S90 на базе радиационно-стойкого APS-датчика

ОАО «НИИПТ «Растр», один из основных разработчиков в России телевизионной аппаратуры для экстремальных условий эксплуатации, выпускает систему (рис. 7), предназначенную для измерений геометрических размеров в плоскости х, у и глубины отклонений (дефектов), автоматизированного предэксплуатационного и эксплуатационного контроля основного металла, наплавленных покрытий и сварных соединений внутри корпуса реакторов типа ВВЭР.

СТС-К-78П - это уникальная радиационно-стойкая телевизионная система, обеспечивающая сканирование контролируемой поверхности с высокой скоростью и измерение выявленных отклонений с метрологически-аттестованной точностью.

Особенности камеры КТП-172-2 (рис. 8) обеспечивают её работоспособность в условиях воздействия радиоактивного излучения мощностью 10Ірад/час при суммарной дозе за время эксплуатации 10⁴рад, конструктивно обеспечивается дистанционное изменение диафрагмы объектива встроенного устройства наведения.

Рисунок 8. Камера телевизионная передающая КТП-172-2

Комплект телевизионной аппаратуры для наблюдения в радиационно-опасной зоне КТП-215 (рис. 9) предназначен для работы в условиях воздействия радиоактивного излучения мощностью 10⁶рад/час при суммарной дозе за время эксплуатации до 10⁸рад, в результате применения в КТП-215 радиационно-стойкого видикона-дефлектрона и радиационно-стойкого объектива. Работает в диапазоне температур окружающей среды от 0 до 70°С за счет применения в конструкции КТП микрохолодильников (только в КТП-215-М1). Все варианты исполнения телевизионной камеры КТП-215, устройство наведения УН-83 и два светильника ИС-12 заключены в герметичные прочные корпуса из нержавеющей стали. Конструктивное исполнение радиационно-стойких приборов позволяет проводить их дезактивацию и обеспечивает защиту от проникновения радиактивной пыли внутрь приборов.

Рисунок 9. Комплект телевизионной аппаратуры КТП-215 для наблюдения за процессами в радиационно-опасной зоне

Основные характеристики описанных в статье и некоторых других камер представлены в сводной таблице.

радиационный телевизионный метрологический реактор

РСТС относятся к системам, обеспечивающим безопасность технологических процессов таких техногенных объектов, как атомные электростанции. Именно поэтому их разработка и модификация является одной из приоритетных ветвей развития науки и производства не только нашей страны, но и всего мира.