MWS3-Messwertsender
Der MWS3-Messwertsender der dritten Generation wird im ODL-Messnetz zur Messung der Ortsdosisleistung (ODL) im Rahmen des Strahlenschutzvorsorgegesetz eingesetzt. Er ist ein Gerät zur automatischen Fernmessung radioaktiver Umgebungsstrahlung und wurde vom Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) in Eigenleistung entwickelt. Die erste produktive Installation erfolgte im November 2005 in Hamburg. Der MWS3 basiert auf einem Einplatinenrechner mit dem Betriebssystem Linux. Dieses bietet eine hohe Flexibilität der eingesetzten Software und erlaubt Zugriff auf einen großen Pool fertiger Programme und Protokolle. Der MWS3 kann seine Messwerte sowohl über Festnetz, Funknetz (GSM/GPRS) oder direkt per Internet (z.B.: DSL) versenden und ist damit den älteren Systemen weit überlegen.
Die Sonde, die mit zwei Geiger-Müller Zählrohren zur Erfassung der ODL zwischen 10 nGy/h und 5 Gy/h ausgestattet ist, ist über ein Kabel an dem MWS3 angeschlossen. Die Gammapulse die mit dem Hochdosis oder dem Niederdosis Zählrohr in der Sonde mit Hilfe einer kleinen Zählplatine, auf Basis einer Atmel AT89C52 CPU, erfasst wurden, werden durch ein ASCII-Datagramm an dem MWS3 übertragen. Die Zählplatine erfasst zusätzlich weitere Parameter wie die Temperatur im Sondengehäuse, Echo- und Koinzidenzzählraten und wird vom MWS3 alle 10 Sekunden abgefragt. Durch die Verwendung einer RS485 Schnittstelle kann die Entfernung zwischen Sonde und System über 1000m betragen.
Die Messwerte werden im MWS3 zu 1 und 10 Minuten Messwerten akkumuliert und um einige statistische Momente (Mittelwert, Standardabweichung, Trend, etc.) erweitert. In festgelegten Zeitintervallen werden die Daten gepackt und mittels FTP (File Transfer Protocol) an einen Server beim Bundesamt für Strahlenschutz übertragen. Der Datenversand über scp und Mail ist ebenfalls möglich, wird aber nur in Ausnahmefällen verwendet. Im Falle von besonderen Vorkommnissen (Sondenausfall, Messung erhöhter ODL, Energieproblemen) wird automatisch eine Sofortmeldung vom MWS3 abgesetzt.
Die Verwendung der offenen Protokolle war unbedingt notwendig um den Austausch der Teilsysteme zu ermöglichen, ohne das Gesamtsystem neu entwickeln zu müssen.
Das System ist normalerweise an das Stromnetz angeschlossen, kann jedoch durch den eingebauten Akkupuffer bis zu 72 Stunden nach einem Stromausfall unterbrechungsfrei weiterarbeiten. Neben der Standardanwendung, der Erfassung der ODL mit einer Sonde, ist das System in der Lage die Daten von zwei weiteren Sonden zu erfassen. Diese können ebenfalls ODL-Sonden sein, es werden aber auch spektroskopierende Systeme und Sonden anderer Hersteller unterstützt.
Software
Die Software wurde ebenso wie die Hardware in Eigenleistung vom BfS erstellt. Die Entwicklungssprache für die Hauptprogramme ist C, hinzu kommen verschiedene Shell-Skripte. Das Hauptprogramm verfügt über drei unabhängige Threads zur Sondenabfrage, LED-Anzeige und Statistik/Transfer. Die Konfiguration und Systemüberprüfung des MWS3 erfolgt über ein komfortables Web-Interface. Die Software ist so ausgelegt, dass sie prinzipiell auch auf anderen Linux-Systemen eingesetzt werden kann. Damit ist die Software im Prinzip unabhängig vom MWS3 einsetzbar. Die Eigenentwicklung der Software macht das System unabhängig von externen Softwareherstellern, was sich vor allem im Preis und der Geschwindigkeit und Flexibilität bei Änderungen auszeichnet.
Hardware
Der MWS3 besteht aus einer Backplane, der CPU Platine, einem Netzteil, das auch für die Ladungserhaltung der Notstrombatterien zuständig ist und je nach Anbindung der Datenübertragung einem Modem. Die Hardware des Hauptsystems (Backplane und CPU Platine) ist ausgelegt, um in einem 19 Zoll Rahmen aufgebaut zu werden. Dies unterstützt die einfache Erneuerung der Altsysteme und ermöglicht eine weitgehende Weiternutzung von alten Komponenten:
- CPU: AXIS ETRAX 100LX MCM 4+16 (32bit, RISC-CPU) mit einer Taktfrequenz von 100MHz
- Flash-Memory: 8 MByte (4MB in der CPU + 4MB extern)
- RAM: 64 MByte (3 x 16MB extern + 1 * 16 MB in der CPU)
- Umgebungstemperatur: -20 bis +55°C
- Spannungsversorgung: 3,3 Volt-Regler auf der CPU-Platine
- Schnittstellen: 2xRS232, 1xRS485, Parallel Port, 2xUSB, Netzwerk 10/100Mbit/sec
Weblinks
- Tagesmittelwerte und Standorte der Messsonden
- Offizielle Broschüre des ODL-Messnetz vom BfS
- Offizielle Broschüre des BfS zu IMIS
- MWS3 Vortrag (pdf)
- MWS 3 in der Projektsammlung des OSS-Kompetenzzentrum des BMI