輻射監(jiān)測器以及通過輻射監(jiān)測器的靜電計測量電流的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種包括電離室的輻射監(jiān)測器，所述電離室用于檢測進入到所述電離室中的輻射。所述電離室響應(yīng)于檢測到的輻射而產(chǎn)生電流。靜電計電連接到所述電離室，以用于測量由所述電離室產(chǎn)生的電流。所述靜電計可基于所述電離室產(chǎn)生的所述電流的大小而以多種模式工作。本發(fā)明還提供一種通過輻射監(jiān)測器的靜電計測量電流的方法。
【專利說明】輻射監(jiān)測器以及通過輻射監(jiān)測器的靜電計測量電流的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及輻射監(jiān)測器，且更具體來說涉及一種包括靜電計的輻射監(jiān)測器，所述靜電計在一定溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出相對低的泄漏。
【背景技術(shù)】
[0002]輻射監(jiān)測器通常部署在接近已知輻射源(如核能發(fā)電站)的位置中，以便監(jiān)測輻射水平。響應(yīng)于檢測到輻射，輻射監(jiān)測器將產(chǎn)生與檢測到的輻射的量成比例的電流。輻射監(jiān)測器通常使用靜電計來將這個相對低的電流轉(zhuǎn)換成電壓信號以用于處理。
[0003]作為靜電計安排的一部分，開關(guān)用來提供使相關(guān)電容器復(fù)位(S卩，放電)的能力。有可能使用電子開關(guān)，如場效應(yīng)晶體管(FET)開關(guān)裝置。可使用一些特定的FET裝置，如MOSFET和JFET。另外，有可能使用機電開關(guān)，如簧片繼電器裝置。
[0004]FET裝置可能容易受到電流泄漏的影響。電流泄漏的量可隨溫度變化而變化。確切地說，升高的溫度將導(dǎo)致更大量的泄漏。例如，溫度每增加10攝氏度，泄漏的量就有可能增加一倍。這樣，在相對寬的溫度范圍內(nèi)，F(xiàn)ET可具有顯著變化量的電流泄漏。而且，這種電流泄漏可在低至35攝氏度的溫度下開始。電流泄漏可能成問題，因為它們會對輻射檢測的準(zhǔn)確度造成不利影響。
[0005]為努力避免電流泄漏的問題，可使用機電開關(guān)，如簧片繼電器裝置。然而，這些簧片繼電器裝置在尺寸上是相當(dāng)笨重/大的并且具有緩慢的切換速度。
[0006]有關(guān)基于溫度的泄漏變化和/或笨重/緩慢的問題在靜電計安排的某些使用中可能不足以成問題。然而，存在其中這些問題將成問題的一些情況。輻射監(jiān)測器內(nèi)的靜電計將是這種情況。輻射監(jiān)測器可能暴露于可上升到50至60攝氏度的環(huán)境溫度。因此，有利的是提供具有在寬的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出相對低的泄漏率且沒有笨重簧片繼電器裝置的靜電計的輻射監(jiān)測器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]下文是本發(fā)明的簡要概述，用于提供本發(fā)明一些示例性方面的基本理解。本概述并不是本發(fā)明的廣泛綜述。此外，本概述并不用于確定本發(fā)明的關(guān)鍵要素，也不限定本發(fā)明的范圍。本概述的唯一目的在于簡要地提出本發(fā)明的一些概念，以便引出下文的更詳細說明。
[0008]根據(jù)一個方面，輻射監(jiān)測器包括電離室，其用于檢測進入到所述電離室中的輻射。電離室響應(yīng)于檢測到的輻射而產(chǎn)生電流。靜電計電連接到電離室上，以用于測量由所述電離室產(chǎn)生的電流，其中所述靜電計經(jīng)配置可基于由所述電離室產(chǎn)生的電流的大小而以多種模式工作。
[0009]根據(jù)另一個方面，輻射監(jiān)測器包括電離室，其用于檢測進入到所述電離室中的輻射。電離室響應(yīng)于檢測到的輻射而產(chǎn)生電流。靜電計電連接到電離室上，以用于測量所述電離室的電流。靜電計經(jīng)配置可響應(yīng)于處于第一范圍內(nèi)的所測量電流以第一模式工作和響應(yīng)于處于大于所述第一范圍的第二范圍內(nèi)的所測量電流以第二模式工作。第一模式和第二模式下的電流泄漏被最小化。
[0010]根據(jù)另一個方面，提供了一種通過輻射監(jiān)測器的靜電計來測量電流的方法。所述方法包括以下步驟:提供用于檢測輻射的電離室，所述電離室響應(yīng)于檢測到的輻射而產(chǎn)生電流。所述方法包括以下步驟:提供電連接到電離室以用于測量所述電離室的電流的靜電計。所述方法進一步包括以下步驟:響應(yīng)于處于第一范圍內(nèi)的所測量電流以第一模式操作靜電計。所述方法還包括以下步驟:響應(yīng)于處于第二范圍內(nèi)的所測量電流以第二模式操作靜電計。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]通過參考附圖閱讀以下說明，本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于了解本發(fā)明的上述以及其他方面，在附圖中:
[0012]圖1是包括靜電計的示例性輻射監(jiān)測器的高度示意性框圖表示；
[0013]圖2是包括處于復(fù)位模式的靜電計的示例性輻射監(jiān)測器的電路示意圖；
[0014]圖3是包括處于第一模式的靜電計的示例性輻射監(jiān)測器的電路示意圖；
[0015]圖4是包括處于第二模式的靜電計的示例性輻射監(jiān)測器的電路示意圖；以及
[0016]圖5是通過輻射監(jiān)測器的靜電計測量電流的示例性方法的頂級流程圖。
【具體實施方式】
[0017]描述并且在附圖中示出包括本發(fā)明的一個或多個方面的示例性實施例。圖示的這些實例并不意圖限制本發(fā)明。例如，本發(fā)明的一個或多個方面可以用于其他實施例、乃至其他類型的裝置中。此外，特定術(shù)語僅出于便利用于本說明書中，且并不視作限制本發(fā)明。更進一步，在附圖中，采用相同參考數(shù)字來標(biāo)記相同元件。
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的示例性輻射監(jiān)測器10的高度示意性表示。簡單來說，輻射監(jiān)測器10包括用于檢測輻射的電離室12。電離室12電連接到靜電計14，所述靜電計14檢測電離室12內(nèi)的電離電流?？刂破?6控制靜電計14并且存儲和測量電離電流。在準(zhǔn)確地檢測寬范圍的電離電流的同時，靜電計14即使在相當(dāng)廣泛的溫度范圍(例如，高達50°C至60°C )中也提供相對低的電流泄漏。
[0019]應(yīng)了解，圖1出于說明性目的而以高度示意性/ 一般性表示描繪輻射監(jiān)測器10。事實上，圖1僅僅示出結(jié)構(gòu)/配置/等等的一個可能的實例，并且其他實例也涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。一般來說，輻射監(jiān)測器10設(shè)置在外部位置處，以執(zhí)行在局部區(qū)域大氣壓下監(jiān)測低水平伽馬輻射的功能。
[0020]首先轉(zhuǎn)向電離室12，應(yīng)了解，出于說明性目的而在圖1中示意性地描繪電離室12。事實上，電離室12包括任何數(shù)量的可能的結(jié)構(gòu)/配置/等等。電離室12可用在用于監(jiān)測和/或檢測輻射的多種多樣的應(yīng)用中。例如，電離室12可以結(jié)合輻射安全應(yīng)用、廢核燃料的輻射監(jiān)測、國土安全應(yīng)用等使用。當(dāng)然，電離室12并不限于這些應(yīng)用，并且可用在涉及監(jiān)測和/或檢測輻射的其他應(yīng)用中。
[0021]在至少一個實例中，電離室12包括具有陽極和陰極兩個電極的充氣室?？梢詫㈥枠O和陰極安排為圓柱形安排、平行板等。在陽極與陰極之間施加電壓偏置(例如，400伏)以在氣體中產(chǎn)生電場。所述電壓偏置可以由例如包括電池等的電源來提供。在一個實例中，向陰極施加電壓偏置，同時將陽極維持在地電勢。
[0022]經(jīng)過電離室12的伽馬光子將與氣體和電極之一(例如，陽極或陰極)交互，從而產(chǎn)生電離氣體分子。所產(chǎn)生的電離氣體分子的量是光子數(shù)量、伽馬射線能量、光子入射方向等的函數(shù)。所產(chǎn)生的電離將會被拂掠到陽極和陰極以產(chǎn)生電流。在一些實例中，在背景輻射水平下，這個電流相當(dāng)小，如大約為毫微微安培級(例如，10_15)。然而，在其他情況下，電流還可能更高，如在2.1微安培(例如，10_6)的范圍內(nèi)。電離室12因此可響應(yīng)于伽馬輻射的存在而產(chǎn)生這個電流。
[0023]接下來轉(zhuǎn)向靜電計14，靜電計14將檢測和/或測量電離室12中所產(chǎn)生的電流。靜電計14可操作地連接到電離室12，以使得靜電計14可以發(fā)送信號和/或從電離室12接收信號。
[0024]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向控制器16，控制器16可操作地連接到靜電計14?？刂破?6可計算并存儲進入或離開電離室12的電流的測量值?？刂破?6可包括與電離室相關(guān)聯(lián)并測量電離電流的任何數(shù)量的結(jié)構(gòu)，如模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、存儲器、處理器等。在一些實例中，控制器16包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAQ)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有相關(guān)聯(lián)的DAQ硬件和軟件，如計時器、處理器模塊、存儲器等。
[0025]控制器16可包括電源17。電源17可以向靜電計14和電離室12供電。在一個實例中，電源17可包括能夠向電離室12提供電壓偏置的高壓電源。舉例來說，電源17可包括電池、電池充電器、電壓調(diào)節(jié)器和/或與供電相關(guān)聯(lián)的其他裝置/結(jié)構(gòu)?？刂破?6可進一步包括處理器18。處理器18可發(fā)送/接收信號(例如，數(shù)字信號)并執(zhí)行對所述信號的任何必要的修正。處理器18可連接到電源17，以用于監(jiān)測供應(yīng)到靜電計14和/或電離室12的電力。
[0026]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，示出輻射監(jiān)測器10的實例的電路示意圖。應(yīng)了解，雖然在圖1中一般性地/示意性地描繪了靜電計14，但在圖2中更詳細地示出靜電計14的電路示意圖。靜電計14電連接到電離室12，以使得靜電計14將向/從電離室12發(fā)送/接收電流。在所示實例中，對電離室12施加負偏壓，以使得電流將從靜電計14流向電離室12。當(dāng)然,在其他實例中，可對電離室12施加正偏壓，其中電流從電離室12流向靜電計14。
[0027]應(yīng)了解，通過產(chǎn)生電流，電離室12可向/從靜電計14發(fā)送或接收電流。例如，在本實例中，對電離室12施加負偏壓。因此，電流將從靜電計14流向電離室12。在另一個實例中，可對電離室12施加正偏壓，以使得電流將從電離室12流向靜電計14。在這兩個實例的任一個中，響應(yīng)于檢測到的電離而產(chǎn)生電流，不管電流的方向如何。
[0028]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向靜電計14的細節(jié)，靜電計14包括運算放大器20。運算放大器20包括反相輸入端22和非反相輸入端24。非反相輸入端24接地。反相輸入端22電連接到電離室12。運算放大器20包括可附接到控制器16的輸出端26 (例如，電壓輸出端)。在一個實例中，運算放大器20可從電離室12接收信號(例如，電流信號)并將這個信號轉(zhuǎn)換成可由控制器16讀取的模擬電壓信號。在本實例中，反相輸入端22通過運算放大器20保持在虛擬接地。
[0029]靜電計14進一步包括第一電容器30。第一電容器30具有電連接到運算放大器20的反相輸入端22的第一端子32。第一電容器30進一步具有電連接到運算放大器20的輸出端26的第二端子34。在一個實例中，第一電容器30處于大約例如3微微法拉的范圍內(nèi)。在另一個實例中，第一電容器30處于大約例如4.7微微法拉的范圍內(nèi)。當(dāng)然，應(yīng)了解，第一電容器30并不限于這些值，且可包括其他電容。
[0030]靜電計14進一步包括至少一個開關(guān)。在一個實例中，所述至少一個開關(guān)包括第一開關(guān)40、第二開關(guān)46和第三開關(guān)54。在其他實例中，靜電計14并不限于包括三個開關(guān)，而是可包括多于或少于圖2中所示的三個開關(guān)。眾所周知，開關(guān)(例如，第一開關(guān)40、第二開關(guān)46和第三開關(guān)54)可選擇性地斷開或閉合以中斷流經(jīng)所述開關(guān)的電流。將圖2中的每個開關(guān)描繪為處于閉合狀態(tài)，但如將參照圖3和圖4進行描述，所述開關(guān)可類似地松開并移動至斷開狀態(tài)。在此實例中，每個所述開關(guān)包括單刀單擲開關(guān)，盡管也考慮其他開關(guān)。
[0031]第一開關(guān)40包括第一端子41和第二端子42。第一端子41電連接到第一電容器30的第一端子32和運算放大器20的反相輸入端22。
[0032]第二開關(guān)46包括第一端子47和第二端子48。第二開關(guān)46的第一端子47電接地。第二開關(guān)46的第二端子48電連接到第一開關(guān)40的第二端子42。
[0033]第三開關(guān)54包括第一端子55和第二端子56。第一端子55電連接到第一開關(guān)的第二端子42和第二開關(guān)46的第二端子48。第三開關(guān)54的第二端子56電連接到第一電容器30的第二端子34和運算放大器20的輸出端26。
[0034]靜電計14進一步包括第二電容器60。第二電容器60具有第一端子62，所述第一端子62電連接到第一開關(guān)40的第二端子42、第二開關(guān)46的第二端子48和第三開關(guān)54的第一端子55。第二電容器60進一步具有第二端子64，所述第二端子64電連接到第三開關(guān)54的第二端子56、第一電容器30的第二端子34和運算放大器20的輸出端26。
[0035]在一個實例中，第二電容器60與第一電容器30相比具有更大的電容。例如，第二電容器60可處于大約例如470微微法拉的范圍內(nèi)。在另一個實例中，第二電容器60處于大約例如68毫微法拉的范圍內(nèi)。當(dāng)然，應(yīng)了解，第二電容器60并不限于這些值，且可包括可能更大或更小的其他電容。
[0036]仍參照圖2，現(xiàn)在將描述靜電計14的示例性操作。靜電計14可以多種不同模式操作，包括復(fù)位模式、第一模式和第二模式。復(fù)位模式(在圖2中示出)將允許通過使第一電容器30和第二電容器60放電來周期性地復(fù)位靜電計14。在另一個實例中，當(dāng)流經(jīng)運算放大器20的輸出端26的電流變得太高時，啟動復(fù)位模式。
[0037]在復(fù)位模式期間，閉合每個開關(guān)，包括第一開關(guān)40、第二開關(guān)46和第三開關(guān)54。這樣，電流將在復(fù)位模式期間流經(jīng)所述開關(guān)。眾所周知，第一電容器30和第二電容器60都存儲電荷。在復(fù)位模式內(nèi)，閉合第一開關(guān)40、第二開關(guān)46和第三開關(guān)54，以便允許從第一電容器30和第二電容器60放出電流。例如，第一電流70(以箭頭一般性地/示意性地示出)將從第一電容器30流出，穿過開關(guān)而到達地面(連接到第二開關(guān)46)。第一電流70可以沿兩條路徑之一行進。第一電流70的第一路徑從第一端子32開始，穿過第一開關(guān)40再穿過第二開關(guān)46而到達地面。第一電流70的第二路徑從第二端子34開始，穿過第三開關(guān)54再穿過第二開關(guān)46而到達地面。
[0038]除了第一電容器30外，第二電容器60也將在復(fù)位模式期間放電。例如，第二電流72 (以箭頭一般性地/示意性地示出)將從第二電容器60流出，穿過開關(guān)而到達地面。第二電流72可以沿兩條路徑之一行進。第二電流72的第一路徑從第一端子62開始，并且穿過第二開關(guān)46而到達地面。第二電流72的第二路徑從第二端子64開始，穿過第三開關(guān)54再穿過第二開關(guān)46而到達地面。
[0039]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3，示出靜電計14的第一操作模式。舉例來說，所述第一操作模式用于檢測第一范圍的電流，如電離室12中的相對小的電流。在一個可能的實例中，第一操作模式用于檢測產(chǎn)生相對小的電流水平的背景輻射水平。事實上，第一電容器30的電容(例如，3微微法拉至4.7pf,表不微微法拉)小于第二電容器60的電容(例如像470微微法拉至68毫微法拉)。第一電容器30與第二電容器60相比相對小的電容允許更準(zhǔn)確地檢測相對小的電流水平，如在背景輻射水平的監(jiān)測期間和/或低輻射周期期間。
[0040]在第一操作模式期間，可以斷開第一開關(guān)40和第三開關(guān)54，同時閉合第二開關(guān)46。由于第二開關(guān)46閉合并在第一端子47處接地，因此在第一開關(guān)40上存在零電壓電勢。在兩個端子(例如，第一開關(guān)40的第一端子41和第二端子42)上的電勢為零時，電流將不會流經(jīng)所述端子。這個零電壓電勢將限制第一開關(guān)40上的電流泄漏。這樣，電流74將從第一電容器30行進，穿過第一端子32而到達電離室12。
[0041]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，示出靜電計14的第二操作模式。舉例來說，所述第二操作模式用于檢測第二范圍的電流，如與第一操作模式相比，電離室12中的相對大的電流。在一個可能的實例中，響應(yīng)于電離室12內(nèi)的相對較高水平的輻射而產(chǎn)生相對大的電流。事實上，第一電容器30的電容(例如,3微微法拉至4.7pf,表不微微法拉)結(jié)合第二電容器60的電容(例如像470微微法拉至68納米法拉)顯著大于第一電容器30單獨的電容(在圖3中示出)。第一電容器30結(jié)合第二電容器60的此相對較大的電容允許更準(zhǔn)確地檢測相對較大的電流水平，如在高水平的輻射的監(jiān)測期間。
[0042]在第二操作模式期間，閉合第一開關(guān)40。斷開第二開關(guān)46和第三開關(guān)54。這樣，電流80將從第二電容器60行進，穿過第一端子62，穿過第一開關(guān)40，而到達電離室12。類似地，電流82將從第一電容器30行進，穿過第一端子32而到達電離室12。
[0043]第一開關(guān)40、第二開關(guān)46和第三開關(guān)54的斷開和閉合以任何數(shù)量的方式來控制。在一個可能的實例中，所述開關(guān)包括光隔離器(例如，光耦合器、光電耦合器、光學(xué)隔離器等)。在這個實例中，光源(如發(fā)光二極管(LED))可選擇性地照射在光電傳感器上以引起開關(guān)斷開或閉合。所述光源可以由例如控制器16來控制。示例性裝置為東芝(Toshiba)TLP3250光電耦合器。當(dāng)然，所述開關(guān)并不限于這個實例，且可以任何數(shù)量的方式選擇性地斷開和閉合。
[0044]第一開關(guān)40、第二開關(guān)46和第三開關(guān)54可以選擇性地斷開或閉合，以使得靜電計14將以復(fù)位模式(圖2)、第一操作模式(圖3)或第二操作模式(圖4)操作。以第一模式或第二模式進行的操作是基于被引入到電離室12中的電流的大小。具體來說，在向電容器施加電壓時，所述電容器產(chǎn)生由方程式I = C x(dV/dt)決定的電流。I表示電流輸出，C表不電容器(例如，第一電容器30和/或第二電容器60)的電容,并且(dV/dt)是輸入電壓的變化率。因此，在一個實例中，如果從電源17向電容器之一或兩者施加的電壓以恒定的速率斜升，那么(dV/dt)變?yōu)槌?shù)。因此，如果電容器的電容保持恒定，那么由所述電容器產(chǎn)生的所得電流信號將具有恒定的大小。
[0045]使用這個關(guān)系式，靜電計14將在第一操作模式、第二操作模式或復(fù)位操作模式之間進行切換。在第一操作模式內(nèi)，由電離室12檢測到的輻射水平相對低(例如，背景輻射水平)。這樣，產(chǎn)生了與低輻射水平成比例的相對小的電流。在此實例中，由于對電離室12施加負偏壓，所以此低水平的電流是從靜電計14引入到電離室12中。
[0046]引入到電離室12中的所述低水平的電流將產(chǎn)生進入到電容器(例如，第一電容器30)中、具有淺坡度(shallow slope)的相對低的斜坡電壓。這個低的斜坡電壓由控制器16檢測到并且作為響應(yīng)，啟動第一操作模式。如上所述，在第一操作模式期間，斷開第一開關(guān)40和第三開關(guān)54，同時閉合第二開關(guān)46。因此，使第一開關(guān)40和第三開關(guān)54上的電流泄漏最小化，并且實現(xiàn)了對輻射水平的準(zhǔn)確測量。
[0047]在第二操作模式內(nèi)，由電離室12檢測到的輻射水平相對高。這樣，產(chǎn)生了與更高輻射水平成比例的相對更大的電流。引入到電離室12中的所述更高水平的電流將產(chǎn)生進入到電容器(例如，第一電容器30和第二電容器60)中、具有相對較陡峭的坡度的更高的斜坡電壓。這個更高的斜坡電壓由控制器16檢測到并且作為響應(yīng)，啟動第二操作模式。如上所述，在第二操作模式期間，閉合第一開關(guān)40，同時斷開第二開關(guān)46和第三開關(guān)54。因此，使第二開關(guān)46和第三開關(guān)54上的電流泄漏最小化，并且實現(xiàn)了對輻射水平的準(zhǔn)確測量。
[0048]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5，示出一種用于通過輻射監(jiān)測器10的靜電計14測量電流的示例性方法200的流程圖。這種方法200可以結(jié)合參照圖1至圖4示出和描述的示例性輻射監(jiān)測器10和靜電計14來執(zhí)行。所述方法200可以包括斷開所有開關(guān)的初始步驟204。具體來說，最初可選擇性地斷開第一開關(guān)40、第二開關(guān)46和第三開關(guān)54。接下來，在步驟208中，控制器16可以確定電流是否處于可接受的限度內(nèi)。例如，如果電流太低或太高(即，稱作“觸碰軌線(hitting the rails) ”)，那么電流不在可接受的限度內(nèi)。
[0049]接下來，如步驟212中所示，響應(yīng)于太低或太高的電流而閉合所有開關(guān)。在閉合所有開關(guān)的情況下，靜電計14處于復(fù)位模式(在圖2中示出)。復(fù)位模式允許通過使第一電容器30和第二電容器60放電來周期性地復(fù)位靜電計14。
[0050]接下來，如步驟216中所示，控制器16可以確定是否檢測到高電流。如果檢測到高電流，那么控制器16可以觸發(fā)將要松開/斷開的第二開關(guān)46和第三開關(guān)54 (在步驟220中示出)。事實上，如以上參照圖4所描述，在第一開關(guān)40閉合同時第二開關(guān)46和第三開關(guān)54斷開時，靜電計14處于第二模式。舉例來說，此第二模式用于檢測流入電離室12中的相對大的電流。第二模式允許相對準(zhǔn)確地檢測到較大的電流水平，如在高輻射水平的監(jiān)測期間。
[0051]如果在步驟216中未檢測到高電流，以致相對低的電流流入電離室12中，那么控制器16可以觸發(fā)將要松開/斷開的第一開關(guān)40和第三開關(guān)54 (在步驟224中示出)。如以上參照圖3所描述，在第一開關(guān)40和第三開關(guān)54斷開同時第二開關(guān)46閉合時，靜電計14處于第一模式。舉例來說，此第一模式用于檢測流入電離室12中的相對小的電流。所述第一模式允許相對準(zhǔn)確地檢測到較小的電流水平。
[0052]通過為靜電計14提供第一開關(guān)40、第二開關(guān)46和第三開關(guān)54，可以在具有發(fā)生最小電流泄漏的情況下監(jiān)測相對快速的增益變化。進一步來說，即使在寬的溫度范圍內(nèi)也限制了電流泄漏。事實上，即使在例如50至60攝氏度的范圍內(nèi)和/或超過35攝氏度的環(huán)境溫度，開關(guān)和電容器的配置將也確保了最小電流泄漏。
[0053]已經(jīng)參照上述示例性實施例來對本發(fā)明進行描述。讀者在閱讀并且理解本說明書后將想到各種修改和改變。涵蓋本發(fā)明的一個或多個方面的示例性實施例意圖包括包含在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有此類修改和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種福射監(jiān)測器,其包括: 電離室，所述電離室用于檢測進入到所述電離室中的輻射，所述電離室響應(yīng)于檢測到的輻射而產(chǎn)生電流；以及 靜電計，所述靜電計電連接到所述電離室，以用于測量由所述電離室產(chǎn)生的所述電流，其中所述靜電計經(jīng)配置可基于由所述電離室產(chǎn)生的所述電流的大小而以多種模式工作。
2.如權(quán)利要求1所述的輻射監(jiān)測器，其中所述靜電計包括多個電容器。
3.如權(quán)利要求2所述的輻射監(jiān)測器，其中所述多個電容器包括具有第一電容的第一電容器和具有第二電容的第二電容器，所述第一電容器和所述第二電容器電連接到所述電離室。
4.如權(quán)利要求1所述的輻射監(jiān)測器，其中所述靜電計包括電連接到所述電離室的至少一個開關(guān)，所述至少一個開關(guān)配置用于選擇性地允許電流在所述電離室與所述靜電計之間流動。
5.如權(quán)利要求4所述的輻射監(jiān)測器，其中所述至少一個開關(guān)包括第一開關(guān)、第二開關(guān)和第三開關(guān)，所述第二開關(guān)接地。
6.如權(quán)利要求5所述的輻射監(jiān)測器，其中所述靜電計可使用的所述多種模式包括第一模式，在所述第一模式下，所述第一開關(guān)和所述第三開關(guān)斷開，而所述第二開關(guān)閉合。
7.如權(quán)利要求6所述的輻射監(jiān)測器，其中所述多種模式包括第二模式，在所述第二模式下，所述第二開關(guān)和所述第三開關(guān)斷開，而所述第一開關(guān)閉合。
8.如權(quán)利要求7所述的輻射監(jiān)測器，其中所述多種模式包括復(fù)位模式，在所述復(fù)位模式下，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)和所述第三開關(guān)中的每一個都閉合。
9.如權(quán)利要求7所述的輻射監(jiān)測器，其中所述靜電計經(jīng)配置可響應(yīng)于處于第一范圍內(nèi)的所述測量電流而以所述第一模式工作。
10.如權(quán)利要求9所述的輻射監(jiān)測器，其中所述靜電計經(jīng)配置可響應(yīng)于處于大于所述第一范圍的第二范圍內(nèi)的所述測量電流而以所述第二模式工作。
11.一種福射監(jiān)測器,其包括: 電離室，所述電離室用于檢測進入到所述電離室中的輻射，所述電離室響應(yīng)于檢測到的輻射而產(chǎn)生電流；以及 靜電計，所述靜電計電連接到所述電離室，以用于測量所述電離室的所述電流，所述靜電計經(jīng)配置可響應(yīng)于處于第一范圍內(nèi)的所測量電流以第一模式工作和響應(yīng)于處于大于所述第一范圍的第二范圍內(nèi)的所測量電流以第二模式工作，其中所述第一模式和所述第二模式下的電流泄漏被最小化。
12.如權(quán)利要求11所述的輻射監(jiān)測器，其中所述靜電計包括多個電容器。
13.如權(quán)利要求12所述的輻射監(jiān)測器，其中所述多個電容器包括具有第一電容的第一電容器和具有第二電容的第二電容器，所述第一電容器和所述第二電容器電連接到所述電離室。
14.如權(quán)利要求11所述的輻射監(jiān)測器，其中所述靜電計包括電連接到所述電離室的至少一個開關(guān)，所述至少一個開關(guān)配置用于選擇性地允許電流在所述電離室與所述靜電計之間流動。
15.如權(quán)利要求14所述的輻射監(jiān)測器，其中所述至少一個開關(guān)包括第一開關(guān)、第二開關(guān)和第三開關(guān)，所述第二開關(guān)接地。
16.如權(quán)利要求15所述的輻射監(jiān)測器，其中在所述第一模式下，所述第一開關(guān)和所述第三開關(guān)斷開，而所述第二開關(guān)閉合。
17.如權(quán)利要求16所述的輻射監(jiān)測器，其中在所述第二模式下，所述第二開關(guān)和所述第三開關(guān)斷開，而所述第一開關(guān)閉合。
18.如權(quán)利要求17所述的輻射監(jiān)測器，其中所述靜電計進一步配置用于可以復(fù)位模式工作，在所述復(fù)位模式下，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)和所述第三開關(guān)中的每一個都閉口 ο
19.如權(quán)利要求15所述的輻射監(jiān)測器，其中所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)中的至少一個開關(guān)包括光隔離器。
20.一種通過輻射監(jiān)測器的靜電計測量電流的方法，其包括: 提供用于檢測輻射的電離室，所述電離室響應(yīng)于檢測到的輻射而產(chǎn)生電流； 提供所述靜電計，所述靜電計電連接到所述電離室，以用于測量所述電離室的電流； 響應(yīng)于處于第一范圍內(nèi)的所測量電流以第一模式操作所述靜電計；以及 響應(yīng)于處于第二范圍內(nèi)的所測量電流以第二模式操作所述靜電計。
【文檔編號】G01T1/185GK103969674SQ201410041865
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】F.Y-F.仇 申請人:通用電氣公司