专利名称：大面积薄窗核辐射探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于核辐射测量技术领域，特别涉及一种测量γ辐射，如低能γ辐射强度的探测器。
目前测量γ辐射通常使用四种探测器，即GM计数管，电离室，正比计数管和闪烁探头(即晶体加光电增管)，使用这四种探测器的皮带核子称在国内外市场上均有产品销售，并以电离室居多。但不论何种探测器都不能满足轻物料质量计量的要求。以电离室为例，不论单电极不锈钢电离室，还是多电极碳钢电离室，或者多电极全不锈钢电离室均使用10-100mCi的137Cs放射源，由于其能量偏高，因此对轻物料质量变化的感应就很弱，不能进行有效的质量计量，如果采用低能的放射源(如241Am放射源)，则由于电离室壁都较厚，碳钢电离室的壁更厚，使得低能γ射线穿透室壁时衰减太多，因而，输出信号太弱，同样不能有效地对轻物料质量进行计量。如果采用低能γ辐射并用闪烁探头(即晶体加光电倍增管)作探测器，则要求使用大于皮带宽度的线源，这不仅加大了成本，对使用也很不方便。
本实用新型的目的在于要克服现有计数中存在的问题，提出一种大面积薄窗核辐射探测器。
本实用新型的大面积薄窗核辐射探测器的技术方案是它主要由左、右端盖、中心电极、陶瓷密封绝缘子、高压电极、入射窗、密封罩，密封板、密封圈、电缆插座、排气管、前置放大器、保护膜和方形槽构成，其中的中心电极两端通过左、右连接杆固定在左、右端盖上，在左、右端盖上分别装有带保护环的陶瓷密封绝缘子和密封罩，在左端盖上还装有排气管，在右密封罩内装有前置放大器，前置放大器的电气连接通过密封板上的电缆插座与二次仪表相连，入射窗与左、右端盖、高压电极固定在一起，整个电离室放在方形槽内，槽的上方安装有防护膜。所述陶瓷密封绝缘端子是由电极引出管，上、下绝缘柱，接地保护环和封接环构成，其中的电极引出管固定在上绝缘柱上，保护环固定在下绝缘柱上，上、下绝缘柱的表面涂有防潮涂料，并通过封接环与左、右端盖连接。所述高压电极由左、右侧板和底板组成，其截面大致呈U形。所述密封板通过密封圈和压紧螺环将前置放大器密封在右密封罩内。所述中心电极为一圆柱状电极，如不锈钢管，其有效长度为200-1200mm。所述入射窗为不锈钢箔或钛箔，其厚度为0.05-0.3mm，宽度为50-150mm，长度为250-1250mm。所述入射窗的厚度为0.05mm，宽度为100mm，长度为500-800mm。探测器内充有惰性气体氙、氩或混合气体。所述在方形槽和电离室之间填有填充材料。
本实用新型的大面积薄窗核辐射探测器是一种全新结构的电离室，它的优点主要是不仅对能量较高的γ辐射(如137Cs源)具有很高的灵敏度，尤其对低能γ辐射(如241Am源)同样具有很高的灵敏度，以实现现有探测器(包括现有电离室在内)所不能实现的对轻物料输送的质量计量。
本实用新型把电离室设计成截面为方形或长方形，射线的入射窗采用大面积不锈钢箔或钛箔，以利于低能γ射线的穿透。左右端盖上均有一个带保护环的陶瓷密封绝缘子，以降低漏电流对测量精度的影响。为保持电场的均匀，中心电极采用圆柱形结构，整个电离室材料均由不锈钢构成。为保持电离室长期稳定的工作，所有焊接，包括不锈钢箔的焊接均采用Ar弧焊接。
为进一步说明本实用新型的大面积薄窗核辐射探测器的结构，将参照附图并结合实施例进行具体描述，其附图有
图1、2分别为本实用新型的探测器的主视图和剖视图；图3为其中的陶瓷密封绝缘子的结构示意图。
在图1-3中1、2、左右端盖3、4、陶瓷密封绝缘子5、排气管 6、7、左右密封罩8、中心电极 9、10、左右连接杆11、12、左右侧板 13、底板14、入射窗15、压框16、前置放大器17、螺杆18、密封板19、密封圈20、压紧螺环 21、多芯密封插座或电缆插座22、保护膜23、方形槽24、填充材料 25、电极引出管26、上绝缘柱 27、接地保护环28、下绝缘柱 29、封接环30、防潮涂料附图1、2中，左端盖1和右端盖2上焊有带保护环的陶瓷密封绝缘子3、4，左端盖1上还焊有排气管5，供抽真空和充气用。左端盖1上还焊有左密封罩6，以防止灰尘和水汽污染陶瓷密封绝缘子3、4。中心电极8是一不锈钢管，它的长度即是电离室的有效长度，范围在200-1200mm，该电极通过左右连接杆9、10与左右端盖1、2焊接。左侧板11、右侧板12和底板13可以是一个整体，也可以分为三件焊接在一起。入射窗14为厚度0.05-0.3mm的不锈钢箔，宽度为50-150mm，长度比中心电极8略长，范围在250-1250mm，入射窗14与左右端盖1、2、左右侧板11、12及压框15用Ar弧焊接。右端盖2上焊有右密封罩7，罩内装有前置放大器16，它用三根螺杆17固定，前置放大器16的电气连接通过密封板18上的多芯密封插座21与二次仪表连接，密封板18通过密封圈19和压紧螺环20把前置放大器16密封在密封罩7内，以防止水汽和灰尘的进入。整个电离室放在一个方形槽23内，槽与电离室之间有填充材料24，槽的上方安装有防尘用的防护膜22。电离室充以惰性气体氙或氩或混合气体。
附图3中，上绝缘柱26和下绝缘柱28之间设计有接地保护环27，使高压引起的绝缘漏电流通过保护环27直接短路到地，而不参与信号输出。电极引出管25与上绝缘柱26真空钎焊。所有金属件采用可伐合金，绝缘柱26、28表面涂以防潮涂料30，绝缘柱26、28的直径Ф10-25mm，高度8-15mm，这样使绝缘柱26、28有足够的抗冲击和耐电击穿强度。同时具有足够的绝缘电阻。封接环29与左、右端盖1、2连接。
电离室的工作原理是当低能γ射线穿过防护膜和不锈钢箔后，进入电离室，在电极上打出次极电子，次极电子使惰性气体电离生成正负离子对，同时射线也可直接与气体分子作用生成正负离子对，在电离室极间电场的作用下，分别向极性相反的电极方向移动，在外回路产生正比于入射γ辐射强度的电流信号，该信号经前置放大器放大后即可进入控制系统。
实施例如图1-3中所示的低能γ辐射高精度皮带核子秤上使用的大面积薄窗核辐射探测器。探测器(电离室)的横截面为110×110mm，入射窗为不锈钢箔，它的厚度为0.05mm，宽度为110mm，长度为720mm，中心电极的有效宽度为700mm，绝缘柱直径为15mm，高度为10mm。电离室的灵敏度1.5×10-4A·C-1·Kg·h，本底电流(包括漏电流)小于1×10-12A，在距100mCi的241Am辐射源1米处测试时，静态长期稳定性好于0.25％。
权利要求1.一种大面积薄窗核辐射探测器，其特征在于它主要由左、右端盖、中心电极、陶瓷密封绝缘子、高压电极、入射窗、密封罩、密封板、密封圈、电缆插座、排气管、前置放大器、保护膜和方形槽构成，其中的中心电极两端通过左、右连接杆固定在左、右端盖上，在左、右端盖上分别装有带保护环的陶瓷密封绝缘子和密封罩，在左端盖上还装有排气管，在右密封罩内装有前置放大器，前置放大器的电气连接通过密封板上的电缆插座与二次仪表相接，入射窗与左、右端盖、高压电极固定在一起，整个电离室放在方形槽内，槽的上方安装有防护膜。
2.如权利要求1所述的探测器，其特征在于所述陶瓷密封绝缘端子是由电极引出管，上、下绝缘柱，接地保护环和封接环构成，其中的电极引出管固定在上绝缘柱上，保护环固定在下绝缘柱上，上、下绝缘柱的表面涂有防潮涂料，并通过封接环与左、右端盖连接。
3.如权利要求1或2所述的探测器，其特征在于所述高压电极由左、右侧板和底板组成，其截面大致呈U形。
4.如权利要求1所述的探测器，其特征在于所述密封板通过密封圈和压紧螺环将前置放大器密封在右密封罩内。
5.如权利要求1所述的探测器，其特征在于所述中心电极为一圆柱状电极，如不锈钢管，其有效长度为200-1200mm。
6.如权利要求1所述的探测器，其特征在于所述入射窗为不锈钢箔或钛箔，其厚度为0.05-0.3mm，宽度为50-150mm，长度为250-1250mm。
7.如权利要求1或6所述的探测器，其特征在于所述入射窗的厚度为0.05mm，宽度为100mm，长度为500-800mm。
8.如权利要求1所述的探测器，其特征在于探测器内充有惰性气体氙、氩或混合气体。
9.如权利要求1所述的探测器，其特征在于所述在方形槽和电离室之间填有填充材料。
专利摘要本实用新型涉及一种核辐射探测器，主要包括左右端盖、高压电极、中心电极、入射窗、绝缘子、保护密封罩、前置放大器、电缆插座和保护膜等部件。探测器的入射窗采用大面积的薄不锈钢箔。两端绝缘子采用保护环结构，并涂有防潮胶，中心电极采用圆柱式结构。该探测器适用于测量辐射的强度。特别适合于低能γ辐射强度的测量。
文档编号G01T1/00GK2257927SQ95213899
公开日1997年7月16日 申请日期1995年6月16日 优先权日1995年6月16日
发明者赵秀清, 陆双桐 申请人:赵秀清