专利名称：一种用于核测井仪的低温冷指的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及核能测井技术领域。
核测井是近年来才发展起来的技术，它利用金属元素不同的频谱来判断地下的资源情况，具有简单、准确、不破坏地貌，在现场就能分析处理、得出结论的特点。现有的核测井仪包括四大部分计算机、电子线路、低温冷指(含高纯锗探测器)、中子源，四大部分封装在一个金属外壳里(参照
图1)。工作时，由中子源发出γ射线穿透井下地貌，通过处于低温状态的高纯锗探测器吸收获得反馈信号，再由电子线路接受并通过计算机获得频谱值，从而根据金属元素不同的频谱值来判断地下资源的情况。上述核测井仪中使用的高纯锗(HPGe)探测器可在常温下保存，但在探测时必须降至－160℃的低温，并保持此温度下方能正常工作。现有技术采用低温液氨(LN2)预冷氟里里昂(F22)或丙烷，正因为采用低温液氮(LN2)预冷，则大大限制了高纯锗探测器的应用范围，如不能远离大城市，否则液氮冷源无法解决，同时，因冷量不足，在井下连续探测时间仅能维持6－8小时，对于1000米深的煤田和3500－4000米深的油田，完成一次提升探测至少要20小时以上，给野外测井作业带来极大不便。
本实用新型的目的在于提出一种用于核测井仪中高纯锗探测器上的低温冷指，能够使得高纯锗探测器在井下长时间连续探测，并能够满足高纯锗探测器在测井时的提升速度V＝50米／时的要求。
图1是核测井仪的结构示意图。
图2是本实用新型的结构原理图。
参照图1，核测井仪包括一中子源(4)，中子源(4)通过导线与其上的低温冷指(3)相联，低温冷指(3)上配置有电子线路(2)，电子线路(2)与计算机(1)相联，计算机(1)、电子线路(2)、低温冷指(3)、中子源(4)全部封闭在金属外壳(5)内。
工作时，由中子源(4)发射出γ射线，通过地貌反馈，由低温冷指(3)中的、处于低温状态的、高纯锗探测器所接收，通过电子线路(2)部分，经过计算机(1)处理后，得到不同的频谱值，从而根据不同的频谱值来判断地下矿藏的成份。
参照图2，本实用新型包括一高纯锗探测器及其上的制冷装置，所说的高纯锗探测器包括一放置在真空杜瓦瓶(6)的真空室(8)内的高纯锗晶体(10)，高纯锗晶体(10)的电气引线通过密封绝缘子(7)引出，为了保持可靠的真空度，可在高纯锗晶体(10)的外面封以隔热屏(9)。高纯锗晶体(10)放置在晶体台(11)上，其所需的低温冷量由置于上部的制冷装置提供；所说的制冷装置分为下部的膨胀腔部和上部的压缩腔部，膨胀腔部的膨胀腔(13)与高纯锗晶体(10)相配合，为了减少机械振动对高纯锗晶体(10)的采测影响，在膨胀腔(13)与高纯锗晶体(10)之间可设置一缓冲垫(12)，缓冲垫(12)可由200目的紫铜丝棉制成。
膨胀腔部包括膨胀腔(13)及其上的回热器(14)，回热器(14)与气缸活塞组(15)相配合，气缸活塞组(15)的活塞与谐振直线电机(17)相配合，为了限制活塞位移的大小，可在活塞两端设置下行档限位器(16)和上行档限位器(19)。回热器(14)可由200－300目的1Cr18Ni9Ti不锈钢丝网编制而成。其中填充了约600片热交换介质，气缸活塞组(15)可由工程陶瓷氮化硅Si3N4制成。
压缩腔部包括一气缸(20)，气缸(20)内配置有活塞(22)，气缸(20)和活塞(22)构成一向膨胀腔(13)提供一定压力气体的压缩腔(21)，活塞(22)与谐振直线电机(24)相配合。为了限制与保护压缩腔(21)不被撞坏，可在活塞(22)的两端设置下行限位器(23)和上行限位器(27)；整个压缩腔部具有一定的压力，由外壳(25)承受，谐振直线电机(24)由两组片状弹簧(26)支撑；为了保证整个低温冷指的工作效率，可在外壳(25)的顶端设置一气缸容积调节装置(28)，可随时调整所需的气缸容积。气缸(20)和活塞(22)可采用工程陶瓷氮化硅Si3N4制成。
本实用新型的工作原理是首先在制冷装置内腔充入一定压力的气体，然后接通电源，则谐振直线电机(24)带动活塞(22)作往复运动，将压缩腔(21)的气体压力升高，高压气体进入膨胀腔(13)进行膨胀、制冷，冷量通过缓冲垫(12)传给高纯锗晶体(10)。
由此可见，由于本实用新型采用制冷装置给高纯锗晶体提供冷量，因此，具有冷量大、维持时间长的特点。
权利要求1.一种用于核测井仪的低温冷指，包括一高纯锗探测器及其上的制冷装置，所说的高纯锗探测器包括一真空杜瓦瓶(6)，真空杜瓦瓶(6)内的高纯锗晶体(10)，本实用新型的特征是，所说的制冷装置分为下部的膨胀腔和上部的压缩腔部，所说的膨胀腔部的膨胀腔(13)与高纯锗晶体(10)相配合。
2.根据权利要求1所述的低温冷指，其特征在于，所说的膨胀腔部包括一与高纯锗晶体(10)相配合的膨胀腔(13)及其上的回热器(14)，回热器(14)与气缸活塞组(15)相配合，气缸活塞组(15)的活塞与谐振直线电机(17)相配合。
3.根据权利要求1、2所述的低温冷指，其特征在于，所说的压缩腔部包括一气缸(20)，气缸(20)内配置有活塞(22)，气缸(20)和活塞(22)构成一向膨胀腔(13)提供一定压力气体的压缩腔(21)，活塞(22)与谐振直线电机(24)相配合。
4.根据权利要求2所述的低温冷指，其特征在于，所说的气缸活塞组(15)的气缸和活塞均由工程陶瓷氮化硅Si3N4制成。
5.根据权利要求3所述的低温冷指，其特征在于，所述的活塞(22)、气缸(20)均由工程陶瓷氮化硅Si3N4制成。
专利摘要一种用于核测井仪的低温冷指，包括一高纯锗探测器及其上的制冷装置，所说的高纯锗探测器包括一真空杜瓦瓶，真空杜瓦瓶内的高纯锗晶体。通过制冷装置向高纯锗晶体提供冷量，从而满足了高纯锗晶体必须处于低温(-160℃)状态下才能吸收一定频谱射线的要求，可使得核测井仪连续探测30—50小时，并能满足核测井仪提升速度的要求，特别给野外测井作业带来了极大的方便。
文档编号G01N23/09GK2094096SQ9120471
公开日1992年1月22日 申请日期1991年3月25日 优先权日1991年3月25日
发明者叶士禄 申请人:西安交通大学