一种用于辐射发光材料的性能测试装置的制作方法

本实用新型涉及一种测试装置，尤其涉及一种辐射发光材料性能快速测试装置。

背景技术：

辐射发光材料是指辐射经过材料时，其能发射出红外、可见或紫外波段的发光材料。目前，无论在工业、医疗诊断或基础科研，辐射发光材料(辐射测量领域一般将其称为闪烁体)所制成的闪烁体探测器被广泛的用于辐射探测，并且是辐射探测的最主要方法之一。对辐射发光材料的研发和对待组装闪烁体探测器的闪烁体发光性能的测试，都要求其辐射发光材料的性能测试。目前，无论在工业界或是科研院所都是根据实际情况设计实验步骤来测量其发光性能，并没有统一的标准装置来测量辐射发光材料的性能。

目前，闪烁体(辐射发光材料)的测试主要有两种方式：对于少量的测试样品(如10个以内的单次测量)，通常使用不透光的黑胶带多层缠裹达到避光的目的，测试后拆除黑胶带；对于较多的样品测试，通常会制作一个暗箱或搭建一个暗室，暗箱壁上有信号线、高压线接头等，测试过程中将暗箱门关闭，测试后再行更换样品。

对于黑胶带缠裹的方法，待测样少，若多次测试，将会造成浪费，不透光的黑胶带不但要求其避光性能好，对其粘度的要求也较高，故成本较高；由于需包裹黑胶带，导致测量时间长，测量效率较低，而且很难保证每次测量的条件相同，而且使用黑胶带连接辐射发光材料和光电器件的机械性能较差，这与实际的工业情况(一般会采用机械的方法固定)是不同的，不能保证测试条件与实际情况相同；如果避光性能不是很好的，在要求较高的情况下，外边还要罩上黑色布或是塑料材料等，步骤较繁琐。

对于采用暗室的方法，虽然克服了胶带缠裹的方法，但是需将闪烁体的光电转换器件(如光电倍增管等)放在暗箱中，其体积较大，沉重不便，并且造价也较高；对于需要同时对若干个辐射发光材料(如晶体)的测量将需要多个暗箱，这是十分不便的。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种用于辐射发光材料的性能测试装置，使其更具有产业上的利用价值。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种用于辐射发光材料的性能测试装置，该装置可快速测量、且重复性好。

本实用新型的用于辐射发光材料的性能测试装置，包括

-用于包裹光电倍增管(PMT)、且与光电倍增管形配合的光电倍增管外壳(PMT外壳)，所述光电倍增管外壳的窄口端内壁上设有与光电倍增管端部相抵的凸环；

-用于放置辐射发光材料的柱形辐射发光材料外壳，所述辐射发光材料外壳一端的内壁设有台阶；

-外壳连接体，所述外壳连接体的横截面为凸形，其两端分别与光电倍增管外壳的一端和辐射发光材料外壳的一端连接。

进一步的，所述PMT外壳的内壁还设有用于屏蔽光电倍增管打拿极外的静磁场的磁屏蔽材料。优选坡莫合金材料，磁屏蔽材料固定在光电倍增管外壳的方式均是靠磁屏蔽材料自身的机械应力，并不借助任何胶等外力，最大程度的保证了磁屏蔽材料与待屏蔽PMT之间的距离最小化。

进一步的，所述凸环上还设有密封其与读取器件之间空隙的塑胶垫圈，既可起到光屏蔽的效果，又可以一定程度的降低读取器件(如DigiBase)与PMT外壳之间的机械摩擦。

进一步的，所述辐射发光材料外壳和光电倍增管外壳分别与外壳连接体螺纹连接。

进一步的，所述测试装置由铝材制成。

进一步的，所述测试装置设有支架，所述支架包括包裹PMT外壳的环形支撑圈以及设于所述支撑圈上的若干支腿。

本实用新型设计一个铝制外壳，将闪烁体测试过程中使用的光电倍增管(Photo Multiplier Tube，PMT)内置进去，该铝制外壳分为3个部分：PMT外壳、辐射发光材料外壳和外壳连接体；其中，PMT外壳主要用于包裹PMT，辐射发光材料外壳用于放置辐射发光材料，外壳连接体将这两者连接成一体，并对辐射发光材料外壳中的辐射发光材料与PMT之间提供适当的压合力，保证这两者之间有效的耦合在一起。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型的测试装置实现了快速测量、操作简便、重复性好并保证测量精度的目的；装置制作成本较低；铝材为轻型材质，结构简便，方便携带；本实用新型装置适合各种辐射发光材料的测试，如晶体，通用性强。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图；

图2是本实用新型中光电倍增管外壳的剖视结构示意图；

图3是本实用新型中辐射发光材料外壳的剖视结构示意图；

图4是本实用新型中外壳连接体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1至图4，本实用新型一较佳实施例所述的一种用于辐射发光材料的性能测试装置，包括

-用于包裹光电倍增管(PMT)1、且与光电倍增管1形配合的光电倍增管外壳(PMT外壳)2，有效的固定光电倍增管1，所述光电倍增管外壳2的窄口端内壁上设有与光电倍增管1端部相抵的凸环3，用于卡住光电倍增管1的端部；

-用于放置辐射发光材料的柱形辐射发光材料外壳4，所述辐射发光材料外壳4一端的内壁设有台阶5，辐射发光材料外壳1的外壁厚5mm，前窗厚度为1mm，保证辐射发光材料将光信号传递给光电倍增管1。

-外壳连接体6，所述外壳连接体6的横截面为凸形，其两端分别与光电倍增管外壳2的一端和辐射发光材料外壳4的一端连接，避免了辐射发光材料外壳4较厚而导致的该测试装置测量到的单能谱的反散射峰较高，偏离一般的实际情况；外壳连接体6将这两者连接成一体，并对辐射发光材料外壳4中的辐射发光材料与光电倍增管1之间提供适当的压合力，保证这两者之间有效的耦合在一起。

所述PMT外壳2的内壁还设有用于屏蔽光电倍增管打拿极外的静磁场的磁屏蔽材料，优选坡莫合金材料，磁屏蔽材料固定在光电倍增管外壳2的方式均是靠磁屏蔽材料自身的机械应力，并不借助任何胶等外力，最大程度的保证了磁屏蔽材料与待屏蔽PMT1之间的距离最小化。

所述凸环3上还设有密封其与读取器件7之间空隙的塑胶垫圈，既可起到光屏蔽的效果，又可以一定程度的降低读取器件7(如DigiBase)与PMT外壳2之间的机械摩擦。

测试过程中，如需更换光电倍增管1或辐射发光材料，需要将外壳连接体6和辐射发光材料外壳4取下，为方便操作，所述辐射发光材料外壳4和光电倍增管外壳2分别与外壳连接体6螺纹连接，既保证了机械强度，又保证了遮光性，两处螺纹结构均采用1mm的牙间距，且为了保证机械强度，厚度均为5mm。

在一些实施方式中，以CR119型的PMT为例，该PMT1的最下端直径为56.5mm，打拿极所在直径为51.5mm，设计PMT外壳2的直径为57mm，该公差除了考虑机械加工的0.1mm的公差外，主要考虑到要在PMT1的打拿极外侧与PMT外壳2的内侧之间添加约1mm的磁屏蔽材料，用于屏蔽PMT1打拿极外的静磁场；同理，该PMT1的上端的直径为76mm，设计PMT外壳2的直径为78mm，也为了添加0.5-1.0mm的磁屏蔽材料；PMT外壳2中直径小的圆柱体内直径为53.5mm，有效的将外直径为56.5mm的PMT1卡死，同时与PMT1的14针信号距离约4mm，有效的防止该14针中的近1200V的高压与外壳击穿；凸环3上贴有柔性塑胶，在使用DigiBase等读取器件读出信号时，DigiBase将会很好的贴合在柔性塑胶的塑胶垫圈上，从而更有效的防止外界的光通过该端口进入测量装置中。

为装置轻便，方便携带且能起到一定屏蔽作用，所述测试装置由铝材制成。

为方便测试者做测试，所述测试装置设有支架，所述支架包括包裹PMT外壳2的环形支撑圈8以及设于所述支撑圈上的若干支腿9。

本实用新型的工作原理如下：

以测试NaI晶体的环境稳定性实验为例，配合ORTEC的Digi-Base进行信号处理，辐射发光材料外壳4是一个“杯状”的几何体，其内径和长度的尺寸根据待测的NaI晶体决定。待测试的NaI晶体有3块，每块均需要操作5次以上，来研究环境稳定性试验中的可重复测试，在每次测量前仅需将辐射发光材料外壳4拧下来，更换完晶体之后，拧上辐射发光材料外壳4，即可开始下轮测量。

为了研究单一因素对晶体的影响实验中，需要保证晶体经过该单一因素的影响后，在完全相同的条件下进行测试。如在脉冲反应堆上做的关于晶体的耐中子辐照实验中，需要对3块NaI晶体、3块BGO晶体、3块CsI晶体分别进行10⁹,10¹⁰,10¹¹,10¹²,10¹³,10¹⁴/cm²的测试实验，每次晶体辐照后，在晶体的活化活度下降到可测量的水平时，需要快速、同步的对着三种晶体进行能量分辨率等的测量；在该测量过程中，采用了本实用新型的快速测试装置，该测试装置机械结构设计巧妙、组装探测器方便，对晶体耐中子辐照实验的成功功不可没。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。