He-3探测器防护带的制作方法_2

文档序号:8515974阅读:来源:国知局
26延伸比如图2中所示的更长或更短的距离。
[0018]中心结构40具有小于外壳20的截面尺寸,使得中心结构40从外壳20沿径向向内间隔开。具体而言,中心结构40的外表面44与外壳20的壁22沿径向间隔开。就此而言,间隙、空间等形成在外表面44与内部容积24内的壁22之间。当然,取决于中心结构40和外壳20的相应截面大小,该间隙/空间的尺寸可更大或更小。内部容积24的该间隙/空间可填充有包括例如氦-3(3HE)的气体(或气体混合物),以有助于中子探测。外壳20提供内部容积24的边界/密封部,以限制一种或多种气体进入/流出外壳20。在其它实例中,外壳20的壁22可覆盖和/或涂覆有材料来改进中子探测。
[0019]中心结构40可由各种金属构成,包括不锈钢、铝等。如将在下面更详细所述,中心结构40保持在第一电压下。在一个实例中,中心结构40用作电路的阳极。
[0020]现在转到绝缘部分60,绝缘部分60定位在外壳20与中心结构40之间。中子探测器10包括设置在第一端部12和第二端部14中的各个处的绝缘部分60。因此,尽管仅第一端部12处的绝缘部分60在图2中示出,但第二端部14处的绝缘部分60可在尺寸和形状上大体上相同。
[0021]绝缘部分60在中心结构40的外表面44与外壳20的壁22之间沿径向延伸。绝缘部分60与中心结构40和外壳20中的各个接触。绝缘部分60可由一定数量的材料形成,如,陶瓷材料等。因此,绝缘部分60用于将中心结构40与外壳20电性隔离的目的,以限制和/或防止电荷在中心结构40与外壳20之间经过。
[0022]绝缘部分60在内绝缘表面62与外绝缘表面64之间沿径向延伸。内绝缘表面62围绕中心结构40的外表面44沿周向延伸。就此而言,绝缘部分60支承和/或收纳中心结构40的一部分(例如,端部部分)。外绝缘表面64与外壳20的壁22的一部分接触。
[0023]绝缘部分60可以以任何数量的方式相对于中心结构40和外壳20附接。在一个实例中,绝缘部分60硬钎焊于中心结构40和外壳20中的任一个或两者。在此类实例中,附接结构(例如,带、金属带等)可提供用于硬钎焊于中心结构40和外壳20。当然,构想出其它附接手段,如,粘合剂、金属紧固件等。
[0024]绝缘部分60在第一绝缘端部66与相对的第二绝缘端部68之间延伸。第一绝缘端部66定位在外壳20的内部容积24内。绝缘部分60从第一绝缘端部66朝第二绝缘端部68沿纵向延伸。绝缘部分60可比如所示的延伸到外壳20的内部容积24中更长或更短的距离。第二绝缘端部68定位在外壳20的外部处。在一个实例中,第二绝缘部分68相比于外壳20的壳端部26更紧邻中心结构40的结构端部42。当然,绝缘部分60不限于图2中所示的特定构造。相反地,在其它实例中,第二绝缘端部68将比如所示的延伸更长或更短的距离,如,通过一直延伸至结构端部42。由于第二绝缘端部68位于外壳20的外侧,故在壳端部26与结构端部42之间延伸的外绝缘表面64的一部分大体上暴露于周围环境。
[0025]现在转到防护结构80,防护结构80围绕绝缘部分60沿周向延伸。将认识到的是,防护结构80在图2中略微大体/示意性地示出,因为防护结构80包括一定数量的不同尺寸和形状。大体上,防护结构80接触外绝缘表面64,同时围绕绝缘部分60延伸。防护结构80包括大体上圆形的截面形状(例如,所示实例中的椭圆),但在其它实例中,防护结构80包括圆形截面形状、具有圆角的四边形截面形状等。
[0026]防护结构80在壳端部26与结构端部42之间定位在绝缘部分60上。在所示的实例中,防护结构80定位成相比于壳端部26更紧邻结构端部42。然而,防护结构80不限于此类位置,并且在其它实例中,可定位成比如所示的更紧邻结构端部42 (或作为备选,更紧邻壳端部26)。在一个可能的实例中,防护结构80定位在绝缘部分60的第二绝缘端部68处。通过定位在绝缘部分60上,防护结构80与中心结构40电绝缘。
[0027]防护结构80可由各种金属构成,包括不锈钢、铝等。例如,防护结构80可包括传导材料,使得防护结构80可保持在第二电压下。在一个实例中,该第二电压与中心结构40的第一电压大致相同。当然,在另外的实例中,第一电压和第二电压不需要相同,并且改为可为不同电压。
[0028]仍参照图2,电路100操作性地附接于中子探测器10。将理解的是,所示实例中的电路仅包括一个可能的布线示意图。实际上,构想出用于电路100的各种其它可能布线方法。
[0029]电路100包括用于将功率供应至中子探测器10的电源102。电源102例如将功率供应至中心结构40和防护结构80。在一个实例中,电源102为高压电源,如,1500伏电源。当然,电源102不限于1500伏,因为构想出其它电压。
[0030]电源102由第一连接器件104电连接于防护结构80。第一连接器件104可包括用于电连接防护结构80和电源102的线或其它类似装置。电流从电源102流过第一连接器件104,并且流至防护结构80。就此而言,防护结构80保持在一电压下(例如,如上文所述,第二电压)。
[0031]电源102还通过第二连接器件106电连接于中心结构40。第二连接器件106可包括用于电连接中心结构40和电源102的线或其它类似装置。电流从电源102流过第二连接器件106,并且流至中心结构40。就此而言,中心结构40保持在一电压下(例如,如上文所述,第一电压),使得中心结构40用作阳极。
[0032]电路100还包括电连接于电源102的一个或更多个电气构件108。这些电气构件108可包括例如电阻器、电容器等。电气构件108提供成使得用于一个路径(S卩,从电源102穿过第一连接器件104至防护结构80)的阻抗大致类似于用于另一个路径(即,从电源102穿过第二连接器件106至中心结构40)的阻抗。当然,在其它实例中,电路100不限于图2中所示的电气构件108的特定布局,因为构想出其它构造。
[0033]电路100还包括探测电子设备110。探测电子设备110在图2中略微大体/示意性地绘出。探测电子设备110电连接于中子探测器10。探测电子设备110可测量来自中子探测器10的信号,特别是中心结构40 (例如,阳极)。探测电子设备110还可提供用于软件评估的数字输出。探测电子设备110可包括例如数据采集构件、数据采集软件、控制器等。
[0034]仍参照图2,现在将描述中子探测器10的一个示例性操作。最初,一定量的(多种)气体如3He气体添加至外壳20的内部容积24。气体可仅为3He气体,或者3He气体可与其它(多种)气体如氩和急冷气体混合。当中子反应引起的离子或颗粒穿过内部容积24时,自由电子由于与3He气体碰撞而产生。这些自由电子朝中心结构40吸入,中心结构40用作阳极,因此自由电子收集成生成信号或电子脉冲。
[0035]由于用作阳极的中心结构40与用作阴极的外壳20之间的电压差,故产生的电子吸引至中心结构40。收集在中心结构40上的自由电子导致放大和/或数字化的信号或电子脉冲。接着分析该信号来确定若干可测量的量,如,中子计数率等。
[0036]泄漏电流(S卩,并未源于中心结构40上的自由电子的电流)可试图沿绝缘部分60朝中心结构40迀移。如果此类泄漏电流到达中心结构40,则其将不利地影响中子探测器10的测量能力。例如,泄漏电流将生成中心结构40中的错误中子计数结果。该泄漏电流可源于外绝缘表面64处的退化/故障,这引起绝缘部分60上的电荷累积。根据本发明的方面,防护结构80限制和/或减少该泄漏电流到达中心结构40 (例如,中心结构40的结构端部 42)。
[0037]如提到的,防护结构80可保持在第二电压下,该第二电压可与中心结构40的第一电压大致相同。因此,绝缘部分60(即,壳端部26与防护结构80之间)的外绝缘表面64上的泄漏电流由防护结构80吸收和/或中断,使得泄漏电流将不涉及中心结构40。因此,防护结构80将限制/防止该泄漏电流沿外绝缘表面64经过,并且至中心结构40的结构端部42。就此而言,将减小中心结构40处的错误中子计数的可能性。
[0038]现在转到图3,示出了利用中子探测器10探测中子的示例性方法200。方法200可与上文参照图1和2示出和描述的示例性中子探测器10关联执行。另外,将认识到的是,方法200提出为一系列线性步骤。该线性序列仅为了方便,并
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