專利名稱：一體化x射線探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種X射線探測器，特別是一體化X射線探測器。
背景技術(shù)：
目前，X射線探測器通常由X射線探測器件(如電離室、正比計數(shù)管、NaI(Tl)閃爍晶體、半導(dǎo)體探測器等)和電子電路組成。電子電路包括探測器所需的高、低壓穩(wěn)壓電源及弱電信號的放大與整形。
探測器件與電子電路間的傳統(tǒng)裝配工藝一直采用探測器件與前置放大器合為一個部件；高壓電源、主放與成型電路各為一個獨立部件；它們之間由高壓電纜和信號電纜連接。這種連接與裝配工藝使用起來十分不方便，經(jīng)常發(fā)生電纜接插頭松動，接線斷頭等故障。尤其因電纜長短不一，分布電容變化較大，影響傳送信號的穩(wěn)定性，特別是當(dāng)電纜的屏蔽線接法不妥或接觸不良將會產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。這種結(jié)構(gòu)與連接一直沒有改變，其主要原因有三點第一，某些場合對X射線探測器允許上述的工藝安裝，滿足使用；第二，有功元器件不能低功耗，高壓電源無法小型化；第三，元器件集成度低，體積大，難于實現(xiàn)電子電路小型化，且元器件之間的干擾也較難消除。
上述結(jié)構(gòu)工藝的X射線探測器若應(yīng)用在十個通道波長色散X射線熒光分析儀上，接在分光計上的探測器至少需要兩根屏蔽電纜線和三根低壓電源線，可以設(shè)想50根配線將會帶來極大的不便，更重要的是高壓、低壓和電子電路的供地不良以及長線電容的變化使得信號傳送穩(wěn)定性差，抗干擾能力差。以往多在抗干擾方面采取措施，沒有實現(xiàn)一體化式x射線探測器的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于設(shè)計一種一體化X射線探測器，它從根本上克服上述弊端，是一種實用性強(qiáng)的新型一體化X射線探測器。
本實用新型的技術(shù)方案一種一體化X射線探測器，其特征在于它由頂蓋、中盤、中腔、U形電極、通氣孔、電極引線、高壓屏蔽罩、高壓帽、支柱、絕緣柱、承壓網(wǎng)、探測膜、陽極絲構(gòu)成流氣式正比計數(shù)管，由外屏蔽罩、高壓隔離墊、高壓元件板、前置放大板、主放成形板、隔離板、高壓連接板、高壓模塊構(gòu)成二次儀表；所說的流氣式正比計數(shù)管依其電極引線連接二次儀表的輸入端。
上述所說的流氣式正比計數(shù)管管窗的承壓網(wǎng)為49根0.15-0.20mm絲和間隙0.25-0.3mm的狹縫構(gòu)成；X射線透射率≥60％。
上述所說的制備一塊附加的高壓元件板，由二次儀表提供的高壓經(jīng)過高壓元件板連接到流氣式正比計數(shù)管的電極引線上。
上述所說的前置放大器由電荷靈敏放大器和放大電路組成，電荷靈敏放大器所用結(jié)型場效應(yīng)管包括3DJ6G、3DJ4G、3DJ4F、3DJ4E、3DJ4D、2N4220、2N4339、2N4338；運算放大器型號包括TLE2072、TLE2071、AD829、LM6165、LF157/257/357、OP-64、LM6164、LH4124。
上述所說的主放放大器由五級放大電路和一級跟隨電路組成，選用的運算放大器包括LF412、LF411、TLE2072、TLE2071、MAX4477、LM6165、LF157/257/357、OP-64；其輸出幅度≤2.4，可調(diào)增益范圍為10-400倍，輸出脈沖寬度≤2us。
上述所說的放大電路和跟隨電路的元器件全部采用貼片式器件。
上述所說的二次儀表高壓電源采用厚膜電路集成的模塊式電源，其穩(wěn)定度優(yōu)于0.05％，紋波小于5mV。
上述所說的二次儀表的高壓元件板、前置放大板、主放與成型板與高壓電源模塊四個部分之間均采用隔離屏蔽。
上述所說的優(yōu)化后的二次儀表置于屏蔽罩內(nèi)，其裝配尺寸為Ф60mm×75mm。
本實用新型的工作原理以可拆裝的流氣式正比計數(shù)管為x射線的探測器件。配置模塊化離壓電流、低功耗，低噪聲電荷靈敏放大器，主放成型放大器、實現(xiàn)x射線信息的模擬量的轉(zhuǎn)換，滿足多道分析器采集與分析。
上述各電子電路采用模塊電路板結(jié)構(gòu)以大面積覆銅作為屏蔽層等合理有效的措施，把一體化X射線探測器的外型尺寸縮小到Ф70mm×105mm，其中，正比計數(shù)管為Ф70mm×30mm，電子電路為Ф60mm×75mm。
本實用新型的優(yōu)越性在于1、流氣正比計數(shù)管結(jié)構(gòu)合理，管窗可以承受1.3個大氣壓差，同時保持X射線的透射率不低于60％，絕緣性能好，陽極絲更換清洗方便；2、特別配置一個高壓器件板把高壓器件與低壓器件有效隔離，減少計數(shù)管陽極負(fù)載分布電容；3、由低噪聲N溝道結(jié)型場效應(yīng)管、低功耗運算放大器制作正比計數(shù)管前置放大器和主放大器，最大輸出幅度控制在≤2.4V，脈沖寬度≤1us；4、計數(shù)管采用的高壓模塊，其高壓輸出由0---5V控制，紋波小，穩(wěn)定性高；5、計數(shù)管高壓器件(即高壓濾波網(wǎng)絡(luò)、高壓負(fù)載電阻、高壓隔直電容)集中在一塊電路板上，直接和計數(shù)管陽極連接，經(jīng)過隔離層與電荷靈敏放大器分開，解決高壓因漏電和電磁輻射對電荷靈敏放大器的干擾。
附圖為本實用新型所涉一種一體化X射線探測器整體結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1為頂蓋、2為中盤、3為中腔、4為U形電極、5為通氣孔、6為電極引線、7為高壓屏蔽罩、8為高壓帽、9為支柱、10為絕緣柱、11為承壓網(wǎng)、12為探測膜、13為陽極絲、14為外屏蔽罩、15為高壓隔離墊、16為高壓元件板、17為前置放大板、18為主放成形板、19為隔離板、20為高壓連接板、21為高壓模塊。
具體實施方式
實施例一種一體化X射線探測器(見附圖)，其特征在于它由頂蓋1、中盤2、中腔3、U形電極4、通氣孔5、電極引線6、高壓屏蔽罩7、高壓帽8、支柱9、絕緣柱10、承壓網(wǎng)11、探測膜12、陽極絲13構(gòu)成流氣式正比計數(shù)管，由外屏蔽罩14、高壓隔離墊15、高壓元件板16、前置放大板17、主放成形板18、隔離板19、高壓連接板20、高壓模塊21構(gòu)成二次儀表；所說的流氣式正比計數(shù)管依其電極引線6連接二次儀表的輸入端。
上述所說的流氣式正比計數(shù)管管窗的承壓網(wǎng)11為49根0.20mm絲和間隙0.3mm的狹縫構(gòu)成；X射線透射率≥60％。
上述所說的制備一塊附加的高壓元件板16，由二次儀表提供的高壓經(jīng)過高壓元件板16連接到流氣式正比計數(shù)管的電極引線6上。
上述所說的前置放大器由電荷靈敏放大器和放大電路組成，電荷靈敏放大器所用結(jié)型場效應(yīng)管為3DJ4G；運算放大器型號為TLE2072。
上述所說的主放放大器由五級放大電路和一級跟隨電路組成，選用的運算放大器包括LF412；其輸出幅度≤2.4，可調(diào)增益范圍為10-400倍，輸出脈沖寬度≤2us。
上述所說的放大電路和跟隨電路的元器件全部采用貼片式器件。
上述所說的二次儀表高壓電源采用厚膜電路集成的模塊式電源，其穩(wěn)定度優(yōu)于0.05％，紋波小于5mV。
上述所說的二次儀表的高壓元件板16、前置放大板17、主放與成型板18與高壓電源模塊21四個部分之間均采用隔離屏蔽。
上述所說的優(yōu)化后的二次儀表置于屏蔽罩內(nèi)，其裝配尺寸為Ф60mm×75mm。
權(quán)利要求1.一種一體化X射線探測器，其特征在于它由頂蓋、中盤、中腔、U形電極、通氣孔、電極引線、高壓屏蔽罩、高壓帽、支柱、絕緣柱、承壓網(wǎng)、探測膜、陽極絲構(gòu)成流氣式正比計數(shù)管，由外屏蔽罩、高壓隔離墊、高壓元件板、前置放大板、主放成形板、隔離板、高壓連接板、高壓模塊構(gòu)成二次儀表；所說的流氣式正比計數(shù)管依其電極引線連接二次儀表的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化X射線探測器，其特征在于流氣式正比計數(shù)管管窗的承壓網(wǎng)為49根0.15-0.20mm絲和間隙0.25-0.3mm的狹縫構(gòu)成；X射線透射率≥60％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化X射線探測器，其特征在于制備一塊附加高壓元件板，由二次儀表提供的高壓經(jīng)過高壓元件板連接到流氣式正比計數(shù)管的電極引線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化X射線探測器，其特征在于前置放大器由電荷靈敏放大器和放大電路組成，電荷靈敏放大器所用結(jié)型場效應(yīng)管包括3DJ6G、3DJ4G、3DJ4F、3DJ4E、3DJ4D、2N4220、2N4339、2N4338；運算放大器型號包括TLE2072、TLE2071、AD829、LM6165、LF157/257/357、OP-64、LM6164、LH4124。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化X射線探測器，其特征在于主放放大器由五級放大電路和一級跟隨電路組成，選用的運算放大器包括LF412、LF411、TLE2072、TLE2071、MAX4477、LM6165、LF157/257/357、OP-64；其輸出幅度≤2.4，可調(diào)增益范圍為10-400倍，輸出脈沖寬度≤2us。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體化X射線探測器，其特征在于所說的放大電路和跟隨電路的元器件全部采用貼片式器件。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化X射線探測器，其特征在于二次儀表高壓電源采用厚膜電路集成的模塊式電源，其穩(wěn)定度優(yōu)于0.05％，紋波小于5mV。
8.據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化X射線探測器，其特征在于二次儀表的高壓元件板、前置放大板、主放與成型板與高壓電源模塊四個部分之間均采用隔離屏蔽。
9.據(jù)權(quán)利要求8所述的一體化X射線探測器，其特征在于優(yōu)化后的二次儀表置于屏蔽罩內(nèi)，其裝配尺寸為Φ60mm×75mm。
專利摘要一種一體化X射線探測器，其特征在于它由頂蓋、中盤、中腔、U形電極、通氣孔、電極引線、高壓屏蔽罩、高壓帽、支柱、絕緣柱、承壓網(wǎng)、探測膜、陽極絲構(gòu)成流氣式正比計數(shù)管，由外屏蔽罩、高壓隔離墊、高壓元件板、前置放大板、主放成形板、隔離板、高壓連接板、高壓模塊構(gòu)成二次儀表；所說的流氣式正比計數(shù)管依其電極引線連接二次儀表的輸入端。本實用新型的優(yōu)越性在于1、流氣正比計數(shù)管結(jié)構(gòu)合理，絕緣性能好，陽極絲更換清洗方便；2、低功耗；3、采用的高壓模塊，紋波小，穩(wěn)定性高；4、解決了高壓因漏電和電磁輻射對電荷靈敏放大器的干擾。
文檔編號G01T1/00GK2791640SQ20052010544
公開日2006年6月28日 申請日期2005年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月18日
發(fā)明者姜文貴, 戚士元, 陳鵬, 鄒湘 申請人:天津中和科技有限公司