专利名称：超高气压γ正比计数管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气体探测器，特别涉及一种超高气压γ正比计数管。
正比计数管做为一种结构简单，灵敏度高，分辨率好的探测器，在核探测领域中始终占有重要地位，并不断得到发展。但迄今的使用多限于实验室，而且是针对诸如软X射线类的能量探测，或能量在大约不超过10Kev区段的低能粒子探测。随着核技术的应用日益扩展到多种实验生产领域中，如核子秤、密度计、料位计、灰份仪、测厚仪等设备，对所需探测器除几何尺寸以应满足实际需求外，尚需能有较大的输出电流和较宽的测量能谱区段。由此出发，目前上述各类设备实际使用的多为电离室，尚未见有将正比计数管付诸此类工业实用者，但电离室的重量大，所需放射源强也过大(最高可达200毫居的量级)，而且其输出电流信号小(如10－10A量级)，上升时间也慢(如毫秒量级)。不仅对二次仪表性能要求高，从而增加了辐射防护的要求。
近年来出现的超高气压γ正比计数管(以N.I.M.A.292(1990)373－385报导为例)，系充以氩气与甲烷的混合气体，其中甲烷占2－10％，充气压力达3.5－27大气压。以此，其输出电流可达10－6A量级，但仍限于实验室用，测量寿命仅在1010个计数水平，无抗干扰装置，停留在实验室的研究工作中，依然不能满足工业实用所需要。
本实用新型的目的在于提出一种适于多种工业测量需要，可测量高能区段粒子能量，输出电流大，测量寿命长，抗电场干扰的γ正比计数管。
上述目的是以如下措施实现的。用铝或钛或不锈钢制成管状外壳及两端的端盖。为提高探测效率及适于工业现场实用所需，可依工矿实际条件将本实用新型计数管外壳直径取为30mm－150mm，长为200mm－2000mm，构成计数管的阴极。管状外壳壁厚可在0.5mm－2.5mm之间。两端盖中央镶有陶瓷支柱，用以固定张紧的中央丝极(阳极)。丝一端穿过一个瓷柱与二次仪表相接。端盖与管状外壳及陶瓷支柱均有良好的密封。
为提高探测效率，管内充有以氩气为主的混合气体，充气压力为1.5－27大气压之间。充气成分可为Ar＋CH4＋N2，其中CH4占0.2－20％，N2占0.3－2％。也可采用Ar＋Xe，其中Xe占10－90％。也可采用Ar＋CO2，其中CO2占0.5－2％，也可采用Ar＋C3H8，其中C3H8占0.5－2％等。选择上述CH4含量可使本实用新型正比计数管工作电压降低到2000V－2800V，若进一步降低CH4含量，则可使其工作电压降低到1400V－1600V。选择N2含量，坪特性曲线的坪长达200V。输出信号的上升时间小于3微秒，输出电流达10－8A量级。
本实用新型正比计数管的管壳内壁还敷有活性炭涂层，以提高测量使用寿命(可达1015个计数)。
本实用新型的γ正比计数管具有坪长长，测量能量区段宽达10Kev－1Mev，工作电压低，测量寿命长，可适合于如核子秤、密度计、料位计、灰份仪、测厚仪等多种工业测量实际所需。
以下结合附图，通过实施例详细说明本实用新型正比计数管的结构。
图1是本实用新型超高气压γ正比计数管的纵断面结构示意图。
图2是带有抗干扰装置及转换器的本实用新型γ正比计数管示意图。
图1所示的实施例中，管状外壳(6)及端盖(2)、(7)为铝制，取其直径为φ70mm，长为600mm，壁厚为1.5mm，中央丝极(钨丝阳极)(5)长为570mm，直径为0.03mm，其间加以1500V的工作电压。管中充有Ar＋CH4＋N2的混合气体，其中CH4及N2含量各占1％，充气压力为3.5大气压。管状外壳(阴极)(6)的内壁用沉积法敷有(厚度约为小于0.1毫克／每平方厘米)活性炭涂层(4)。中央丝极(5)通过弹簧(3)张紧地固定于陶瓷管柱(1)，(8)之间，其一端穿过瓷柱(1)与外部二次仪表相接。
图2表示本实用新型γ正比计数管外面增加了抗干扰装置，可进一步改善其抗干扰性能，使本计数管适应那种周围有强的电信号干扰的环境。其中(6)为本超高气压γ计数管，它置于抗干扰装置外壳(铝制)(14)的中央部位，其间的瓷支承(13)(15)及陶瓷固紧环(9)(12)电气绝缘。(16)为保护帽。
为使用方便及缩短输出信号传输路线，还可进一步在抗干扰装置外壳的一端设置转换器电路板(11)。该电路板包括电荷灵敏放大器，主放大器，分频器，脉冲成形器及高压电源。这样实现一体化后的整个装置经电缆(10)供给±12V的输入电源电压，输出测量信号5－10V。
上述γ正比计数管的探测效率可超过0.7％，这远远超过前述文献所记正比计数管的探测效率0.07％的水平。本计数管的输出信号在10－6A量级，上升时间小于3μs，通过转换器可给出信号为5－10V。输出脉冲宽度为4μs。整个计数管的测量寿命大于1015个计数。
权利要求1.一种超高气压γ正比计数管，由做为阴极的管状外壳(6)，端盖(2)，(7)组成管壳，端盖中镶有陶瓷支柱(1)，(8)，其间固定有做为阳极的中央丝极(5)，丝极一端自支柱(1)穿出，管内充有混合气体，其特征在于管状外壳(6)的内壁敷有活性涂炭层(4)，管内所充气体为Ar，CH4和N2的混合气体，其中CH4占0.2-20%，N2占0.3-2%，充气压力为1.5-27大气压。
2.一种如权利要求1所述的γ正比计数管，其特征在于管内所充混合气体中CH4占0.2－20％，N2占0.3－2％。
3.一种如权利要求1或2所述的γ正比计数管，其特征在于所说管状外壳(6)的直径为30mm－150mm，长为200mm－2000mm，壁厚为0.5mm－2.5mm。
4.一种如权利要求1或2所述的γ正比计数管，其特征在于所说管壳的端盖(2)中镶有陶瓷支柱(1)，在其外面装有转换器电路板，该转换器包括电荷灵敏放大器、主放大器、分频器、脉冲成形器和高压电源。
5.一种如权利要求3所述的γ正比计数管，其特征在于所说外壳的端盖(2)中镶有陶瓷支柱(1)，在其外面装有转换器电路板，该转换器包括电荷灵敏放大器、主放大器、分频器、脉冲成形器和高压电源。
6.一种如权利要求1或2所述的γ正比计数管，其特征在于所述管状外壳(6)的直径为30mm－150mm，长为200mm－2000mm，壁厚为0.5mm－2.5mm。
7.一种如权利要求4所述的γ正比计数管，其特征在于所述管状外壳(6)的直径为30mm－150mm，长为200mm－2000mm，壁厚为0.5mm－2.5mm。
8.一种如权利要求5所述的γ正比计数管，其特征在于所述管状外壳(6)的直径为30mm－150mm，长为200mm－2000mm，壁厚为0.5mm－2.5mm。
9.一种如权利要求1或2所述的γ正比计数管，其特征在于所述阴极和阳极之间加有1400V－2800V的工作电压。
10.一种如权利要求3所述的γ正比计数管，其特征在于所述阴极和阳极之间加有1400V－2800V的工作电压。
11.一种如权利要求4所述的γ正比计数管，其特征在于所述阴极和阳极之间加有1400V－2800V的工作电压。
12.一种如权利要求5所述的γ正比计数管，其特征在于所述阴极和阳极之间加有1400V－2800V的工作电压。
13.一种如权利要求6所述的γ正比计数管，其特征在于所述阴极和阳极之间加有1400V－2800V的工作电压。
14.一种如权利要求7所述的γ正比计数管，其特征在于所述阴极和阳极之间加有1400V－2800V的工作电压。
15.一种如权利要求8所述的γ正比计数管，其特征在于所述阴极和阳极之间加有1400V－2800V的工作电压。
16.一种如权利要求1或2所述的γ正比计数管，其特征在于所说管状外壳(6)及端盖(2)，(7)均用铝制成。
专利摘要一种超高气压γ正比计数管，由铝或不锈钢制成管状外壳及端盖，管状外壳长200mm—2000mm，直径为30mm—150mm，内充以氩气为主的混合气体，并含有0.2—20％的甲烷和氮气，充气气压达1.5—27大气压，管状外壳内部敷有活性炭涂层，互作电压为1400V—2800V。为进一步减少外界强电信号干扰，还可将本正比计数管置于抗干扰装置之中，进一步还可将转换器电路与本计数管制成一体。本正比计数管输出信号强，测量能量区宽，测量寿命长。
文档编号G01T1/18GK2123082SQ9222206
公开日1992年11月25日 申请日期1992年5月20日 优先权日1992年5月20日
发明者纪裕盈, 尚秀兰, 陈君六, 陈伯显, 邸生才, 钱永庚, 刘桂梅, 安纪刚, 刘桂林, 史印球, 刘运昌, 冯忠潜, 张治明, 李宝林, 尚卫东 申请人:纪裕盈