專利名稱：大面積薄窗核輻射探測器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于核輻射測量技術領域，特別涉及一種測量γ輻射，如低能γ輻射強度的探測器。
目前測量γ輻射通常使用四種探測器，即GM計數管，電離室，正比計數管和閃爍探頭(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外市場上均有產品銷售，并以電離室居多。但不論何種探測器都不能滿足輕物料質量計量的要求。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，因此對輕物料質量變化的感應就很弱，不能進行有效的質量計量，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射線穿透室壁時衰減太多，因而，輸出信號太弱，同樣不能有效地對輕物料質量進行計量。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。
本實用新型的目的在于要克服現有計數中存在的問題，提出一種大面積薄窗核輻射探測器。
本實用新型的大面積薄窗核輻射探測器的技術方案是它主要由左、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、保護膜和方形槽構成，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環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，整個電離室放在方形槽內，槽的上方安裝有防護膜。所述陶瓷密封絕緣端子是由電極引出管，上、下絕緣柱，接地保護環和封接環構成，其中的電極引出管固定在上絕緣柱上，保護環固定在下絕緣柱上，上、下絕緣柱的表面涂有防潮涂料，并通過封接環與左、右端蓋連接。所述高壓電極由左、右側板和底板組成，其截面大致呈U形。所述密封板通過密封圈和壓緊螺環將前置放大器密封在右密封罩內。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。
本實用新型的大面積薄窗核輻射探測器是一種全新結構的電離室，它的優點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，以實現現有探測器(包括現有電離室在內)所不能實現的對輕物料輸送的質量計量。
本實用新型把電離室設計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帶保護環的陶瓷密封絕緣子，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構，整個電離室材料均由不銹鋼構成。為保持電離室長期穩定的工作，所有焊接，包括不銹鋼箔的焊接均采用Ar弧焊接。
為進一步說明本實用新型的大面積薄窗核輻射探測器的結構，將參照附圖并結合實施例進行具體描述，其附圖有
圖1、2分別為本實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構示意圖。
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 21、多芯密封插座或電纜插座22、保護膜23、方形槽24、填充材料 25、電極引出管26、上絕緣柱 27、接地保護環28、下絕緣柱 29、封接環30、防潮涂料附圖1、2中，左端蓋1和右端蓋2上焊有帶保護環的陶瓷密封絕緣子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。左側板11、右側板12和底板13可以是一個整體，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20把前置放大器16密封在密封罩7內，以防止水汽和灰塵的進入。整個電離室放在一個方形槽23內，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之間設計有接地保護環27，使高壓引起的絕緣漏電流通過保護環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度。同時具有足夠的絕緣電阻。封接環29與左、右端蓋1、2連接。
電離室的工作原理是當低能γ射線穿過防護膜和不銹鋼箔后，進入電離室，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離子對，同時射線也可直接與氣體分子作用生成正負離子對，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，在外回路產生正比于入射γ輻射強度的電流信號，該信號經前置放大器放大后即可進入控制系統。
實施例如圖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，靜態長期穩定性好于0.25％。
權利要求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、保護膜和方形槽構成，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環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，整個電離室放在方形槽內，槽的上方安裝有防護膜。
2.如權利要求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，接地保護環和封接環構成，其中的電極引出管固定在上絕緣柱上，保護環固定在下絕緣柱上，上、下絕緣柱的表面涂有防潮涂料，并通過封接環與左、右端蓋連接。
3.如權利要求1或2所述的探測器，其特征在于所述高壓電極由左、右側板和底板組成，其截面大致呈U形。
4.如權利要求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將前置放大器密封在右密封罩內。
5.如權利要求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.如權利要求1所述的探測器，其特征在于探測器內充有惰性氣體氙、氬或混合氣體。
9.如權利要求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、保護密封罩、前置放大器、電纜插座和保護膜等部件。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環結構，并涂有防潮膠，中心電極采用圓柱式結構。該探測器適用于測量輻射的強度。特別適合于低能γ輻射強度的測量。
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 優先權日1995年6月16日
發明者趙秀清, 陸雙桐 申請人:趙秀清