電離電流的測量裝置和測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測量裝置和測量方法，尤其涉及一種電離電流的測量裝置和測量方法。
【背景技術】
[0002]因為電離電流的大小非常小，只有pA數量級。而現有的電離電流的測量儀器和測量方法檢測精度難以滿足測量精度要求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種電離電流的檢測裝置和檢測方法，漏電量小，檢測精度高。
[0004]為實現上述目的，本發明提供了一種電離電流的檢測裝置，所述電離電流的檢測裝置包括:
[0005]電離室，包括高壓極和收集極，射線照射電離室時，由于電離室內部空氣電離，由收集極收集產生的電離電荷，從而形成待測電流；
[0006]靜電計，與所述收集極相連接，所述待測電流向所述精密電容充電，所述靜電計測量所述待測電流值；
[0007]精密電容，一端與靜電計相連接，所述待測電流向所述精密電容充電；
[0008]計時器，與所述靜電計相連接；
[0009]補償電壓源，一端與所述精密電容的另一端相連接，向所述精密電容提供補償電壓；
[0010]電壓計，與所述補償電壓源和精密電容相連接，測量所述精密電容的電壓值；
[0011]所述補償電壓源向所述精密電容提供補償電壓；射線照射所述電離室，所述電離室產生待測電流向所述精密電容充電；所述靜電計測量所述待測電流值，當精密電容的極間電壓達到預定電壓時，所述計時器開始計時；所述電壓計測量所述精密電容的電壓值；所述補償電壓源減小所述補償電壓值，形成電流對所述精密電容反向充電，所述靜電計回零；所述補償電壓降為0，所述靜電計指示上升到所述預定電壓，所述計時器停止計時。
[0012]進一步的，所述電離電流的檢測裝置還包括:高壓源，與所述高壓極相連接，為所述高壓極提供電壓。
[0013]進一步的，所述高壓源和補償電壓源接地，所述精密電容通過接地開關接地。
[0014]進一步的，所述電離室、精密電容、靜電計、計時器、補償電壓源和電壓計之間通過連接線和連接器相連接。
[0015]進一步的，所述連接線和連接器為三同軸雙層屏蔽結構，包括用來通過電流信號的內芯和用來接地的兩層屏蔽。
[0016]進一步的，所述精密電容為密封的干燥空氣精密電容。
[0017]進一步的，所述精密電容放置于恒溫恒濕且電磁屏蔽的干燥柜中。
[0018]為實現上述目的，本發明還提供了一種電離電流的檢測方法，所述方法包括:
[0019]步驟1，補償電壓源向精密電容提供補償電壓；
[0020]步驟2，靜電計測量所述待測電流值，當達到預定電壓時，所述計時器開始計時；
[0021]步驟3，射線照射電離室的高壓極，所述電離室的收集極產生待測電流向精密電容充電；
[0022]步驟4，電壓計測量所述精密電容的電壓值為所述補償電壓；所述補償電壓源減小所述補償電壓值，形成電流對所述精密電容反向充電，所述靜電計回零；
[0023]步驟5，所述補償電壓降為0，所述靜電計指示上升到所述預定電壓，所述計時器停止計時。
[0024]進一步的，所述步驟I之前還包括:接地開關閉合，所述精密電容放電。
[0025]進一步的，所述補償電壓小于20V。
[0026]本發明電離電流的檢測裝置和檢測方法，漏電量小，檢測精度高。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明電離電流的檢測裝置的示意圖；
[0028]圖2為本發明電離電流的檢測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0030]圖1為本發明電離電流的檢測裝置的示意圖，如圖所示本發明電離電流的檢測裝置包括:電離室1、靜電計2、精密電容3、計時器4、補償電壓源5和電壓計6。
[0031]電離室I包括高壓極10和收集極11，射線照射電離室時，電離室內部空氣被電離，由于高壓極10和收集極11之間有電壓差，因此電離的離子對分別向高壓極10和收集極11運動，從而產生待測電流。靜電計2的一端與收集極11相連接，待測電流向精密電容3充電。精密電容3與靜電計2相連接，待測電流向精密電容3充電時，靜電計2測量待測電流值。計時器4與靜電計2相連接。補償電壓源5的一端與精密電容3的另一端相連接，向精密電容3提供補償電壓。電壓計6與補償電壓源5和精密電容3相連接，測量精密電容3的電壓變化值。
[0032]再如圖1所示，本發明電離電流的檢測裝置還包括:高壓源7，與高壓極10相連接，為高壓極10提供電壓。
[0033]進一步的，高壓源7和補償電壓源5接地，精密電容3通過接地開關8接地。
[0034]補償電壓源5向精密電容3提供補償電壓；射線照射高壓極10，收集極11產生待測電流向精密電容3充電；靜電計2測量待測電流值，當達到預定電壓時，計時器4開始計時；電壓計6測量精密電容3的電壓值；補償電壓源5減小補償電壓值，形成電流對精密電容3反向充電，靜電計2回零；補償電壓降為0，靜電計2指示上升到預定電壓時，計時器4停止計時。
[0035]電離室1、精密電容3、靜電計2、計時器4、補償電壓源5和電壓計6之間通過連接線和連接器相連接。連接線和連接器為三同軸雙層屏蔽結構，包括用來通過電流信號的內芯和用來接地的兩層屏蔽。精密電容3為密封的干燥空氣精密電容。精密電容3放置于恒溫恒濕且電磁屏蔽的干燥柜中。
[0036]具體的，由于測量的電流值只有幾pA到幾十pA，同時為了保證所有的測量結果都能夠溯源至國家標準。因此，為了降低測量結果的統計誤差，為了減小漏電，做如下處理:
[0037]I)本發明電離電流的檢測裝置各個結構通過連接線和連接器連接，連接線與連接器均采用三同軸雙層屏蔽結構，內芯用來通過電流信號，內外兩重屏蔽網接地和連接高壓，以便屏蔽周圍電磁輻射對信號的影響；在制作接線器的過程中，嚴格保證各零部件的潔凈和干燥，防止污染帶來的絕緣電阻的降低。
[0038]2)精密電容，使用密封的干燥空氣精密電容，主要為了滿足高絕緣、和精密電容值穩定這兩個要求。
[0039]為了保證精密電容不受外界空氣濕度的變化影響，以減小可能造成的漏電。采用干燥柜放置精密電容，精密電容在干燥柜內始終處于恒溫恒濕的環境中，大大減小了精密電容帶來的漏電，并且干燥柜的鋼制全封閉結構給精密電容提供了很好的電磁屏蔽。在干燥柜背板打孔安裝接線器與其他儀器裝置相連。