專利名稱：大面積薄窗核輻射探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于核輻射測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種測量γ輻射，如低能γ輻射強(qiáng)度的探測器。
目前測量γ輻射通常使用四種探測器，即GM計(jì)數(shù)管，電離室，正比計(jì)數(shù)管和閃爍探頭(即晶體加光電增管)，使用這四種探測器的皮帶核子稱在國內(nèi)外市場上均有產(chǎn)品銷售，并以電離室居多。但不論何種探測器都不能滿足輕物料質(zhì)量計(jì)量的要求。以電離室為例，不論單電極不銹鋼電離室，還是多電極碳鋼電離室，或者多電極全不銹鋼電離室均使用10-100mCi的137Cs放射源，由于其能量偏高，因此對輕物料質(zhì)量變化的感應(yīng)就很弱，不能進(jìn)行有效的質(zhì)量計(jì)量，如果采用低能的放射源(如241Am放射源)，則由于電離室壁都較厚，碳鋼電離室的壁更厚，使得低能γ射線穿透室壁時(shí)衰減太多，因而，輸出信號太弱，同樣不能有效地對輕物料質(zhì)量進(jìn)行計(jì)量。如果采用低能γ輻射并用閃爍探頭(即晶體加光電倍增管)作探測器，則要求使用大于皮帶寬度的線源，這不僅加大了成本，對使用也很不方便。
本實(shí)用新型的目的在于要克服現(xiàn)有計(jì)數(shù)中存在的問題，提出一種大面積薄窗核輻射探測器。
本實(shí)用新型的大面積薄窗核輻射探測器的技術(shù)方案是它主要由左、右端蓋、中心電極、陶瓷密封絕緣子、高壓電極、入射窗、密封罩，密封板、密封圈、電纜插座、排氣管、前置放大器、保護(hù)膜和方形槽構(gòu)成，其中的中心電極兩端通過左、右連接桿固定在左、右端蓋上，在左、右端蓋上分別裝有帶保護(hù)環(huán)的陶瓷密封絕緣子和密封罩，在左端蓋上還裝有排氣管，在右密封罩內(nèi)裝有前置放大器，前置放大器的電氣連接通過密封板上的電纜插座與二次儀表相連，入射窗與左、右端蓋、高壓電極固定在一起，整個(gè)電離室放在方形槽內(nèi)，槽的上方安裝有防護(hù)膜。所述陶瓷密封絕緣端子是由電極引出管，上、下絕緣柱，接地保護(hù)環(huán)和封接環(huán)構(gòu)成，其中的電極引出管固定在上絕緣柱上，保護(hù)環(huán)固定在下絕緣柱上，上、下絕緣柱的表面涂有防潮涂料，并通過封接環(huán)與左、右端蓋連接。所述高壓電極由左、右側(cè)板和底板組成，其截面大致呈U形。所述密封板通過密封圈和壓緊螺環(huán)將前置放大器密封在右密封罩內(nèi)。所述中心電極為一圓柱狀電極，如不銹鋼管，其有效長度為200-1200mm。所述入射窗為不銹鋼箔或鈦箔，其厚度為0.05-0.3mm，寬度為50-150mm，長度為250-1250mm。所述入射窗的厚度為0.05mm，寬度為100mm，長度為500-800mm。探測器內(nèi)充有惰性氣體氙、氬或混合氣體。所述在方形槽和電離室之間填有填充材料。
本實(shí)用新型的大面積薄窗核輻射探測器是一種全新結(jié)構(gòu)的電離室，它的優(yōu)點(diǎn)主要是不僅對能量較高的γ輻射(如137Cs源)具有很高的靈敏度，尤其對低能γ輻射(如241Am源)同樣具有很高的靈敏度，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有探測器(包括現(xiàn)有電離室在內(nèi))所不能實(shí)現(xiàn)的對輕物料輸送的質(zhì)量計(jì)量。
本實(shí)用新型把電離室設(shè)計(jì)成截面為方形或長方形，射線的入射窗采用大面積不銹鋼箔或鈦箔，以利于低能γ射線的穿透。左右端蓋上均有一個(gè)帶保護(hù)環(huán)的陶瓷密封絕緣子，以降低漏電流對測量精度的影響。為保持電場的均勻，中心電極采用圓柱形結(jié)構(gòu)，整個(gè)電離室材料均由不銹鋼構(gòu)成。為保持電離室長期穩(wěn)定的工作，所有焊接，包括不銹鋼箔的焊接均采用Ar弧焊接。
為進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的大面積薄窗核輻射探測器的結(jié)構(gòu)，將參照附圖并結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行具體描述，其附圖有

圖1、2分別為本實(shí)用新型的探測器的主視圖和剖視圖；圖3為其中的陶瓷密封絕緣子的結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖1-3中1、2、左右端蓋3、4、陶瓷密封絕緣子5、排氣管 6、7、左右密封罩8、中心電極 9、10、左右連接桿11、12、左右側(cè)板 13、底板14、入射窗15、壓框16、前置放大器17、螺桿18、密封板19、密封圈20、壓緊螺環(huán) 21、多芯密封插座或電纜插座22、保護(hù)膜23、方形槽24、填充材料 25、電極引出管26、上絕緣柱 27、接地保護(hù)環(huán)28、下絕緣柱 29、封接環(huán)30、防潮涂料附圖1、2中，左端蓋1和右端蓋2上焊有帶保護(hù)環(huán)的陶瓷密封絕緣子3、4，左端蓋1上還焊有排氣管5，供抽真空和充氣用。左端蓋1上還焊有左密封罩6，以防止灰塵和水汽污染陶瓷密封絕緣子3、4。中心電極8是一不銹鋼管，它的長度即是電離室的有效長度，范圍在200-1200mm，該電極通過左右連接桿9、10與左右端蓋1、2焊接。左側(cè)板11、右側(cè)板12和底板13可以是一個(gè)整體，也可以分為三件焊接在一起。入射窗14為厚度0.05-0.3mm的不銹鋼箔，寬度為50-150mm，長度比中心電極8略長，范圍在250-1250mm，入射窗14與左右端蓋1、2、左右側(cè)板11、12及壓框15用Ar弧焊接。右端蓋2上焊有右密封罩7，罩內(nèi)裝有前置放大器16，它用三根螺桿17固定，前置放大器16的電氣連接通過密封板18上的多芯密封插座21與二次儀表連接，密封板18通過密封圈19和壓緊螺環(huán)20把前置放大器16密封在密封罩7內(nèi)，以防止水汽和灰塵的進(jìn)入。整個(gè)電離室放在一個(gè)方形槽23內(nèi)，槽與電離室之間有填充材料24，槽的上方安裝有防塵用的防護(hù)膜22。電離室充以惰性氣體氙或氬或混合氣體。
附圖3中，上絕緣柱26和下絕緣柱28之間設(shè)計(jì)有接地保護(hù)環(huán)27，使高壓引起的絕緣漏電流通過保護(hù)環(huán)27直接短路到地，而不參與信號輸出。電極引出管25與上絕緣柱26真空釬焊。所有金屬件采用可伐合金，絕緣柱26、28表面涂以防潮涂料30，絕緣柱26、28的直徑Ф10-25mm，高度8-15mm，這樣使絕緣柱26、28有足夠的抗沖擊和耐電擊穿強(qiáng)度。同時(shí)具有足夠的絕緣電阻。封接環(huán)29與左、右端蓋1、2連接。
電離室的工作原理是當(dāng)?shù)湍堞蒙渚€穿過防護(hù)膜和不銹鋼箔后，進(jìn)入電離室，在電極上打出次極電子，次極電子使惰性氣體電離生成正負(fù)離子對，同時(shí)射線也可直接與氣體分子作用生成正負(fù)離子對，在電離室極間電場的作用下，分別向極性相反的電極方向移動(dòng)，在外回路產(chǎn)生正比于入射γ輻射強(qiáng)度的電流信號，該信號經(jīng)前置放大器放大后即可進(jìn)入控制系統(tǒng)。
實(shí)施例如圖1-3中所示的低能γ輻射高精度皮帶核子秤上使用的大面積薄窗核輻射探測器。探測器(電離室)的橫截面為110×110mm，入射窗為不銹鋼箔，它的厚度為0.05mm，寬度為110mm，長度為720mm，中心電極的有效寬度為700mm，絕緣柱直徑為15mm，高度為10mm。電離室的靈敏度1.5×10-4A·C-1·Kg·h，本底電流(包括漏電流)小于1×10-12A，在距100mCi的241Am輻射源1米處測試時(shí)，靜態(tài)長期穩(wěn)定性好于0.25％。
權(quán)利要求1.一種大面積薄窗核輻射探測器，其特征在于它主要由左、右端蓋、中心電極、陶瓷密封絕緣子、高壓電極、入射窗、密封罩、密封板、密封圈、電纜插座、排氣管、前置放大器、保護(hù)膜和方形槽構(gòu)成，其中的中心電極兩端通過左、右連接桿固定在左、右端蓋上，在左、右端蓋上分別裝有帶保護(hù)環(huán)的陶瓷密封絕緣子和密封罩，在左端蓋上還裝有排氣管，在右密封罩內(nèi)裝有前置放大器，前置放大器的電氣連接通過密封板上的電纜插座與二次儀表相接，入射窗與左、右端蓋、高壓電極固定在一起，整個(gè)電離室放在方形槽內(nèi)，槽的上方安裝有防護(hù)膜。
2.如權(quán)利要求1所述的探測器，其特征在于所述陶瓷密封絕緣端子是由電極引出管，上、下絕緣柱，接地保護(hù)環(huán)和封接環(huán)構(gòu)成，其中的電極引出管固定在上絕緣柱上，保護(hù)環(huán)固定在下絕緣柱上，上、下絕緣柱的表面涂有防潮涂料，并通過封接環(huán)與左、右端蓋連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的探測器，其特征在于所述高壓電極由左、右側(cè)板和底板組成，其截面大致呈U形。
4.如權(quán)利要求1所述的探測器，其特征在于所述密封板通過密封圈和壓緊螺環(huán)將前置放大器密封在右密封罩內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的探測器，其特征在于所述中心電極為一圓柱狀電極，如不銹鋼管，其有效長度為200-1200mm。
6.如權(quán)利要求1所述的探測器，其特征在于所述入射窗為不銹鋼箔或鈦箔，其厚度為0.05-0.3mm，寬度為50-150mm，長度為250-1250mm。
7.如權(quán)利要求1或6所述的探測器，其特征在于所述入射窗的厚度為0.05mm，寬度為100mm，長度為500-800mm。
8.如權(quán)利要求1所述的探測器，其特征在于探測器內(nèi)充有惰性氣體氙、氬或混合氣體。
9.如權(quán)利要求1所述的探測器，其特征在于所述在方形槽和電離室之間填有填充材料。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種核輻射探測器，主要包括左右端蓋、高壓電極、中心電極、入射窗、絕緣子、保護(hù)密封罩、前置放大器、電纜插座和保護(hù)膜等部件。探測器的入射窗采用大面積的薄不銹鋼箔。兩端絕緣子采用保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)，并涂有防潮膠，中心電極采用圓柱式結(jié)構(gòu)。該探測器適用于測量輻射的強(qiáng)度。特別適合于低能γ輻射強(qiáng)度的測量。
文檔編號G01T1/00GK2257927SQ95213899
公開日1997年7月16日 申請日期1995年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月16日
發(fā)明者趙秀清, 陸雙桐 申請人:趙秀清