专利名称：一种大面积便携式β表面污染监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及辐射探测技术领域，特别涉及一种用于快速便携测量工作场所内大面积β表面污染监测仪。
背景技术：
在核事故应急、核设施退役过程中，快速便携的测量放射性表面污染至关重要。现有的β表面污染监测仪主要是塑料闪烁体探测器或流气式正比技术管阵列探测器。塑料闪烁体探测器，采用面积较小的薄片式塑料闪烁体与光电倍增管光阴极直接相对的方式。 由于光阴极面积有限，这种表面污染监测仪灵敏面积普遍小于100cm2。流气式正比计数管阵列式表面污染监测仪，探测面积可达1000cm2，但工作中需要载气支持，在复杂环境下无法便携测量。国外相关文献中公开了一种污染监测仪，该监测仪是将一根波长转换光纤排列成圆环状嵌入光导中作为塑料闪烁体的衬底，波长转换光纤的两端分别对接两根光电倍增管。这种结构的监测仪灵敏面积较小，而且会出现探测均勻性不一致的情况，探测器中心位置的探测效率相对较高，边缘区域则会出现探测“死区”。目前，国内尚无相关技术文献和产品的报道。
发明内容本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种结构简单，探测均勻性好，灵敏面积大、便携式的大面积β表面污染监测仪。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的—种大面积便携式β表面污染监测仪，包括光学有机玻璃、波长转换光纤、塑料闪烁体、入射窗、光电倍增管，所述的塑料闪烁体为薄片式塑料闪烁体，塑料闪烁体上方设有入射窗，塑料闪烁体下方衬有光学有机玻璃；波长转换光纤并排嵌入有机玻璃上，在光学接触面均涂有硅油；每根波长转换光纤输出端与塑料传输光纤连接，波长转换光纤的盲端镀有铝反射层；所有的塑料传输光纤汇聚成光缆，光缆通过法兰与光电倍增管对接。本发明还可以所述的波长转换光纤并排嵌入有机玻璃上是指波长转换光纤等距均勻的并排嵌入有机玻璃上。所述的薄片式塑料闪烁体的厚度为0.5mm 1.5mm。所述的光学有机玻璃的厚度为1. 5mm 5mm。所述的每根波长转换光纤输出端与塑料传输光纤连接是指每根波长转换光纤光输出端与塑料传输光纤通过环氧树脂用光纤连接键连接。所述的有机玻璃下表面涂有反光材料。与现有技术相比，本发明的有益效果是(1)本实用新型的波长转换光纤采用并排布置在塑料闪烁体的有机玻璃上，极大地提高了探测的均勻性，也提高了系统的机械强度。(2)波长转换光纤盲端采用磁控溅射方法镀铝反射层，使波长转换光纤收集到的荧光最大程度传入塑料传输光纤，最大限度的保证收集到得荧光从塑料传输光纤传出。(3)采用大面积薄片式塑料闪烁体，灵敏面积可达1200cm2以上，最大限度减少天然本底的影响，同时将波长转换光纤嵌入塑料闪烁体上，实现便携式测量。(4)波长转换光纤与塑料传输光纤连接，由于塑料传输光纤单位长度的光损失很小，传输光纤的长度可以很长，光电倍增管与塑料闪烁体之间可有较长的距离，这样即使在强β污染辐射场下，有效的保护了光电倍增管不受影响，实现光电倍增管在远处收集荧光信号的特点。
图1便携式β表面污染监测仪示意图图2便携式β表面污染监测仪截面示意图1铝反射层、2波长转换光纤、3塑料闪烁体、4光纤连接键、5塑料传输光纤、6光缆法兰、7光电倍增管、8入射窗、9光学有机玻璃、10反射材料、11硅油
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述如图1、图2所示一种大面积便携式β表面污染监测仪，该装置采用大面积薄片式塑料闪烁体3作为探测器。塑料闪烁体3具有携带轻便，经久耐用等特点。本装置主要包括光学有机玻璃9、波长转换光纤2、塑料闪烁体3、入射窗8、光电倍增管7，塑料闪烁体3 上方设有入射窗8，入射窗8为镀有金属的聚酯薄膜制成，入射窗8直接覆盖在塑料闪烁体 3上方，防止系统漏光。塑料闪烁体3下方衬有光学有机玻璃9，光学有机玻璃9表面开有并排的凹槽，波长转换光纤2嵌入在光学有机玻璃9表面的凹槽中，在光学接触面均涂有硅油11。这样既解决了大面积薄片式塑料闪烁体3荧光收集的困难，也提高了塑料闪烁体3 的机械强度。入射β射线透过入射窗8，在大面积薄片式塑料闪烁体3上沉积能量，产生荧光， 荧光被并列排布在光学有机玻璃9表面凹槽的波长转换光纤2收集，为了更好的提高探测的均勻性，本实施例优选采用波长转换光纤2等距均勻的并排嵌入光学有机玻璃9上的等距均勻的凹槽中。考虑到塑料闪烁体3厚度与波长转换光纤2直径相当，无法将波长转换光纤2嵌入塑料闪烁体3，同时大面积薄片式塑料闪烁体3机械强度较差，所以在塑料闪烁体3表面衬有光学有机玻璃9，波长转换光纤2嵌入光学有机玻璃9上与塑料闪烁体3接触面的凹槽中，光学有机玻璃9其余表面涂有反光材料10，以提高光收集效率。每一根波长转换光纤2输出端与一根塑料传输光纤5通过环氧树脂用光纤连接键 4连接，波长转换光纤2的盲端镀有铝反射层1，最大限度保证收集到的荧光从塑料传输光纤5传出，所有的塑料传输光纤5汇聚成光缆，光缆通过其端部光缆法兰6与光电倍增管7 光阴极面对接，所有的塑料传输光纤5端面经过精细的打磨剖光。其中波长转换光纤2的纤芯为聚苯乙烯，外壳为聚甲基苯烯酸酯，操作温度为-10°c 50°C。本实用新型中对波长转换光纤2盲端打磨，并采用磁控溅射镀铝的方法， 向光纤盲端镀铝对光纤损伤小，并且反射层不易脱落。影响本实用新型探测效率的有薄片式塑料闪烁体3厚度，本实施优选采用厚度为0. 5mm 1. 5mm塑料闪烁体3，光学有机玻璃9的厚度为1. 5mm 5mm的范围内，在能够嵌入波长转换光纤2的基础上有机玻璃越薄越好。本装置的工作原理如下入射β射线透过入射窗8，在大面积薄片式塑料闪烁体3的相互作用沉积能量并伴随产生的荧光，闪烁荧光被并列排布的塑料闪烁体3下面的光学有机玻璃9凹槽中的波长转换光纤2收集，并沿着波长转换光纤2轴向向两端传输。荧光直接传入或从盲端经反射层反射传入塑料传输光纤5，并沿着塑料传输光纤5汇聚成光缆输出到光电倍增管7。
权利要求1.一种大面积便携式β表面污染监测仪，包括光学有机玻璃、波长转换光纤、塑料闪烁体、入射窗、光电倍增管，其特征在于，所述的塑料闪烁体为薄片式塑料闪烁体，塑料闪烁体上方设有入射窗，塑料闪烁体下方衬有光学有机玻璃；波长转换光纤并排嵌入有机玻璃上，在光学接触面均涂有硅油；每根波长转换光纤输出端与塑料传输光纤连接，波长转换光纤的盲端镀有铝反射层；所有的塑料传输光纤汇聚成光缆，光缆通过法兰与光电倍增管对接。
2.根据权利要求1所述的一种大面积便携式β表面污染监测仪，其特征在于，所述的波长转换光纤并排嵌入有机玻璃上为波长转换光纤等距均勻的并排嵌入有机玻璃上。
3.根据权利要求1所述的一种大面积便携式β表面污染监测仪，其特征在于，所述的薄片式塑料闪烁体的厚度为0. 5mm 1. 5mm。
4.根据权利要求1所述的一种大面积便携式β表面污染监测仪，其特征在于，所述的光学有机玻璃的厚度为1. 5mm 5mm。
5.根据权利要求1所述的一种大面积便携式β表面污染监测仪，其特征在于，所述的每根波长转换光纤输出端与塑料传输光纤连接是指每根波长转换光纤光输出端与塑料传输光纤通过环氧树脂用光纤连接键连接。
6.根据权利要求1所述的一种大面积便携式β表面污染监测仪，其特征在于，所述的有机玻璃下表面涂有反光材料。
专利摘要本实用新型公开了一种大面积便携式β表面污染监测仪，包括光学有机玻璃、波长转换光纤、塑料闪烁体、入射窗、光电倍增管，所述的塑料闪烁体为薄片式塑料闪烁体，塑料闪烁体上方设有入射窗，塑料闪烁体下方衬有光学有机玻璃；波长转换光纤并排嵌入有机玻璃上，在光学接触面均涂有硅油；每根波长转换光纤输出端与塑料传输光纤连接，波长转换光纤的盲端镀有铝反射层；所有的塑料传输光纤汇聚成光缆，光缆通过法兰与光电倍增管对接。该实用新型提供了一种结构简单，探测均匀性好，灵敏面积大、便携式的大面积β表面污染监测仪。
文档编号G01T1/167GK202102118SQ201120191569
公开日2012年1月4日 申请日期2011年6月9日 优先权日2011年6月9日
发明者侯杰, 曲延涛, 马吉增 申请人:中国原子能科学研究院