一种α、β辐射表面污染探测器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种α、β辐射表面污染探测器，包括探头和前置放大器，以及与前置放大器的输出端相接的单道脉冲幅度甄别器；探头包括壳体以及从下到上依次安装在壳体内的光导体、闪烁体和薄膜支架，闪烁体的底面与光导体通过硅油耦合剂紧密贴合在一起，薄膜支架的顶部张贴有镀铝薄膜，镀铝薄膜的顶部设置有罩在壳体顶部的网罩，壳体的侧面固定连接有与壳体内腔相连通的安装管，安装管内安装有光电倍增管，光电倍增管的端窗面通过耦合剂与光导体耦合连接；前置放大器的输入端与光电倍增管的输出端相接。本实用新型安装、调试和维护简捷、方便，均匀性指标好，α对β的串道率低，性能可靠，采购、运行、维修成本低，使用效果好，便于推广使用。
【专利说明】一种α、β辐射表面污染探测器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于核辐射检测【技术领域】，具体涉及一种α、β辐射表面污染探测器。
【背景技术】
[0002]随着核能和平开发利用的推进，从铀矿开采、矿石加工、铀的精制到核燃料元件制造以及核能发电等过程中，都可能涉及到各种放射性物质的生产与操作，这些放射性物质在生产与操作过程中，可能会产生放射性微粒物质而弥散于空气中形成放射性气溶胶；或者，放射性的微粒物或挥发物附着在工作人员体表或其他物体表面，形成物体表面污染。
[0003]α、β和γ放射性物质均可产生物体表面放射性污染。从辐射防护角度讲，人们主要关心的是α和β的表面污染，尤其是α粒子，沾污附着力强，并且α粒子进入人体内部而形成的内照射，对人体具有较大危害。因此，对工作人员手脚表面进行α和β污染情况进行检测，防止放射性污染扩散，保证工作人员职业健康有着重要意义。
[0004]目前，用于测量手脚α、β表面污染的探测器主要包含以下两种方法及缺点:
[0005]1、流气式正比计数管:探测面积可以做的较大，制作工艺要求高，而且需要工作气体，一般采用么1-014或41-(1)2，日常工作中一直有气体消耗，每台仪器(手脚α、β污染监测仪)的气体消耗量为4?8升/小时。
[0006]缺点:采用流气式正比计数管的α、β表面污染探测器，气体消耗量大，运行成本较高，并且，现场需要预留气路环路，增加了现场施工难度和现场安装工作量。此外，流气式正比计数管探测器的串道率较高。
[0007]2、ZnS(Ag)涂层的薄膜塑料闪烁体和空气收光探测器:将硫化锌(银激活)粉末与有机玻璃粉末按一定比例混合，溶解于有机溶剂二氯乙烷中，然后喷涂在塑料闪烁体上，硫化锌涂层一般厚度为8mg/cm2?10mg/cm 2，可切割成各种形状，ZnS发光效率高，对重带电粒子阻止本领很大，可以做的面积很大，因此，ZnS涂层的塑料闪烁体是测量α、β放射性最好的闪烁体。空气收光方式，即在光电倍增管和闪烁体组成的探测器壳体内表面喷涂MgO反射层，使闪烁发光光子通过反射层进入到光电倍增管，由于反射层每次反射均有能量损耗，因此，要力争使闪烁光子经过最少反射次数达到光电倍增管的光阴极，壳体反射层的角度、光电倍增管与闪烁体的距离和角度等，都是影响收光效率的重要因素。
[0008]缺点:目前多数采用ZnS(Ag)涂层的薄膜塑料闪烁体和空气收光作为探测部件的α、β污染监测仪产品，探测面积不能做到很大，目前已知最大单探测面积345cm2(15*23cm)，并且采用空气光收光方式，由于光电倍增管垂直位于探测器中心部位，探测面内的均匀性指标较差，串道率较大。
实用新型内容
[0009]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种α、β辐射表面污染探测器，其安装、调试和维护简捷、方便，集成度高，均匀性指标好，α对β的串道率低，性能可靠，采购、运行、维修成本低，使用效果好，便于推广使用。
[0010]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:包括用于探测α和/或β射线并形成电脉冲信号的探头和用于对探头输出的电脉冲信号进行放大的前置放大器，以及与前置放大器的输出端相接且用于从前置放大器输出的信号中甄别出α脉冲信号和β脉冲信号的单道脉冲幅度甄别器；所述探头包括壳体以及从下到上依次安装在壳体内的光导体、闪烁体和薄膜支架，所述闪烁体的底面与光导体通过硅油耦合剂紧密贴合在一起，所述薄膜支架的顶部张贴有用于对闪烁体的测量面进行避光处理的镀铝薄膜，所述镀铝薄膜的顶部设置有罩在壳体顶部的网罩，所述壳体的侧面固定连接有与壳体内腔相连通的安装管，所述安装管内安装有光电倍增管，所述光电倍增管的端窗面通过耦合剂与光导体耦合连接；所述前置放大器的输入端与光电倍增管的输出端相接。
[0011]上述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述闪烁体为表面设置有ZnS涂层的塑料闪烁体。
[0012]上述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述前置放大器包括三极管 Ql 和 Q2，电阻 R41、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R48 和 R49，非极性电容 C42，以及极性电容C41、C43、C45和C46 ;所述三极管Ql的基极为前置放大器的输入端SIG-1N，且通过串联的电阻R47和电阻R48接地，所述三极管Ql的集电极与极性电容C46的负极相接，且通过电阻R49接地，所述极性电容C6的正极与三极管Q2的基极相接，且通过电阻R45与三极管Ql的发射极相接，所述三极管Ql的发射极与极性电容C43的正极相接，且通过串联的电阻R43和电阻R41与+12V电源的输出端相接，所述电阻R42的一端和极性电容C43的负极均与电阻R47和电阻R48的连接端相接，所述电阻R42的另一端与电阻R43和电阻R41的连接端相接；所述三极管Q2的集电极接地，所述三极管Q2的发射极与极性电容C45的正极相接，且通过电阻R44与电阻R43和电阻R41的连接端相接，所述极性电容C45的负极与电阻R46的一端相接，所述电阻R46的另一端为前置放大器的输出端SIG-OUT，所述电阻R43和电阻R41的连接端通过并联的非极性电容C42和极性电容C41接地。
[0013]上述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述单道脉冲幅度甄别器包括依次相接的电压跟随电路、反相放大电路和同相放大电路，以及与同相放大电路的输出端相接的β脉冲信号甄别电路和α脉冲信号甄别电路，所述β脉冲信号甄别电路的输入端接有β上阈值电压和β下阈值电压，所述α脉冲信号甄别电路的输入端接有α阈值电压。
[0014]上述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述电压跟随电路包括型号为THS4281的芯片U2，电阻RU R6和R10，极性电容C8和C18，以及非极性电容C3、C4、C9和C16 ;所述芯片U2的第3引脚通过依次串联的电阻R6和非极性电容C9与前置放大器的输出端相接，所述非极性电容C9和电阻R6的连接端通过电阻RlO接地，所述芯片U2的第2引脚与第6引脚之间接有并联的电阻Rl和非极性电容C3，所述芯片U2的第7引脚与+5V电源的输出端相接，且通过并联的非极性电容C4和极性电容C8接地，所述芯片U2的第4引脚与-5V电源的输出端相接，且通过并联的非极性电容C16和极性电容C18接地，所述芯片U2的第6引脚为电压跟随电路的输出端。
[0015]上述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述反相放大电路包括型号为THS4281的芯片U3，电阻R2、R7、R9和R12，极性电容C6，以及非极性电容C2、C5、Cll和C12 ;所述芯片U3的第2引脚通过电阻R7与电压跟随电路的输出端相接，且通过非极性电容Cll接地，所述芯片U3的第3引脚通过电阻R12接地，所述芯片U3的第4引脚接地，所述芯片U3的第2引脚与第6引脚之间接有并联的电阻R2和非极性电容C5，所述芯片U2的第7引脚与+5V电源的输出端相接，且通过并联的非极性电容C2和极性电容C6接地，所述芯片U2的第6引脚与电阻R9的一端相接，所述电阻R9的另一端为反相放大电路的输出端且通过非极性电容C12接地。
[0016]上述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述同相放大电路包括型号为THS4281的芯片U4，滑动变阻器R5，电阻R3、R4、R8和R11，极性电容C7，以及非极性电容Cl和ClO ;所述芯片U4的第3引脚与反相放大电路的输出端相接，所述芯片U4的第2引脚与电阻R3的一端相接，且通过电阻R4接地，所述电阻R3的另一端与滑动变阻器R5的一个固定端相接，所述芯片U4的第4引脚接地，所述芯片U4的第6引脚与滑动变阻器R5的另一个固定端和滑动端以及非极性电容ClO的一端相接，所述非极性电容ClO的另一端与电阻R8的一端相接，且通过电阻Rll接地，所述电阻R8的另一端为同相放大电路的输出端Signal，所述芯片U4的第7引脚与+5V电源的输出端相接，且通过并联的非极性电容Cl和极性电容C7接地。
[0017]上述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述β脉冲信号甄别电路由用于将脉冲信号转换为方波信号的第一脉冲信号整形电路和与第一脉冲信号整形电路相接的第一单稳态电路组成，所述第一脉冲信号整形电路包括型号为ΜΑΧ991的芯片U5，非极性电容C19和C23，以及电阻R13、R14、R15、R16、R17和R18 ;所述芯片U5的第2引脚和第6引脚均与同相放大电路的输出端相接，所述芯片U5的第3引脚与电阻R16的一端相接，所述电阻R16的另一端接有所述β下阈值电压，所述芯片U5的第I引脚为所述第一脉冲信号整形电路的β低压信号输出端V-f3L且通过依次串联的电阻R14和电阻R13接地；所述芯片U5的第5引脚与电阻R15的一端和非极性电容C19的一端相接，所述电阻R15的另一端接有所述β上阈值电压，所述芯片U5的第7引脚为所述第一脉冲信号整形电路的β高压信号输出端V-β H且通过依次串联的电阻R18和电阻R17接地，所述非极性电容C19的另一端与电阻R18和电阻R17的连接端相接；所述芯片U5的第4引脚接地，所述芯片U5的第8引脚与+5V电源的输出端相接，且通过非极性电容C23接地；所述第一单稳态电路包括型号为74HC123D的芯片U7，非极性电容C24、C26、C28和C29，以及电阻R22、R23、R31和R32 ;所述芯片U7的第I引脚通过电阻R23与芯片U7的第2引脚相接，且通过非极性电容C24接地，所述芯片U7的第2引脚和第9引脚均与所述第一脉冲信号整形电路的β低压信号输出端V-β L相接，所述芯片U7的第6引脚通过非极性电容C28与芯片U7的第7引脚相接，所述芯片U7的第7引脚通过电阻R32与+5V电源的输出端相接，所述芯片U7的第10引脚通过电阻R31与芯片U7的第9引脚相接，且通过非极性电容C29接地，所述芯片U7的第11引脚与所述第一脉冲信号整形电路的β高压信号输出端V-β H相接，所述芯片U7的第14引脚通过非极性电容C26与芯片U7的第15引脚相接，所述芯片U7的第15引脚通过电阻R22与芯片U7的第16引脚相接，所述芯片U7的第16引脚与+5V电源的输出端相接，且通过非极性电容C21接地，所述芯片U7的第13引脚为第一单稳态电路的β计数信号输出端。
[0018]上述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述α脉冲信号甄别电路由用于将脉冲信号转换为方波信号的第二脉冲信号整形电路和与第二脉冲信号整形电路相接的第二单稳态电路组成，所述第二脉冲信号整形电路包括型号为ΜΑΧ991的芯片U8，非极性电容C27和C30，以及电阻R26、R27和R28 ;所述芯片U8的第2引脚与同相放大电路的输出端相接，所述芯片U5的第3引脚与电阻R28的一端和非极性电容C27的一端相接，所述电阻R28的另一端接有所述α阈值电压，所述芯片U5的第I引脚为第二脉冲信号整形电路的α信号输出端V-α且通过依次串联的电阻R27和电阻R26接地，所述非极性电容C27的另一端与电阻R27和电阻R26的连接端相接；所述芯片U8的第4引脚接地，所述芯片U8的第8引脚与+5V电源的输出端相接，且通过非极性电容C30接地；所述第二单稳态电路包括型号为74HC123D的芯片U6，非极性电容C22和C25，以及电阻R21 ;所述芯片U6的第I引脚与所述第二脉冲信号整形电路的α信号输出端V-α相接，所述芯片U6的第2引脚和第3引脚均与+5V电源的输出端相接，所述芯片U6的第8引脚接地，所述芯片U6的第14引脚通过非极性电容C25与芯片U6的第15引脚相接，所述芯片U6的第15引脚通过电阻R21与芯片U6的第16引脚相接，所述芯片U6的第16引脚与+5V电源的输出端相接，且通过非极性电容C22接地，所述芯片U6的第13引脚为第二单稳态电路的α计数信号输出端。
[0019]上述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述β上阈值电压为2V，所述β下阈值电压为100mV，所述α阈值电压为2.1V。
[0020]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0021]1、本实用新型采用了表面设置有ZnS涂层的塑料闪烁体，并结合光导体进行光收集，其无需工作气体，无日常运行消耗，安装、调试和维护简捷、方便。
[0022]2、本实用新型使用光导体能有效提高探测器效率，并且探测器均匀性指标非常好。
[0023]3、本实用新型设置了对闪烁体的测量面进行避光处理的镀铝薄膜，且闪烁体的底面与光导体通过硅油耦合剂紧密贴合在一起，闪烁体产生的闪烁光子通过光导体传播，遇到反射层被反射重新进入光导体内传播，反射层光子能量损失较少，光子经过反射最终进入到光导体一侧的光电倍增管，被光阴极收集。采用光导体进行光收集与空气腔体收光相比，大大减少了光子能量损失，和流气式正比计数管探测器相比，灵敏面积内的探测器均匀性指标大大提尚，并且α对β的串道率明显降低。
[0024]4、本实用新型的集成度高、性能可靠，运行成本低，采购和维修成本低，使用效果好，便于推广使用。
[0025]综上所述，本实用新型安装、调试和维护简捷、方便，集成度高，均匀性指标好，α对β的串道率低，性能可靠，采购、运行、维修成本低，使用效果好，便于推广使用。
[0026]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型的结构示意图。
[0028]图2为本实用新型前置放大器的电路原理图。
[0029]图3为本实用新型单道脉冲幅度甄别器的电路原理框图。
[0030]图4为本实用新型电压跟随电路、反相放大电路和同相放大电路的电路连接关系示意图。
[0031]图5为本实用新型第一脉冲信号整形电路的电路原理图。
[0032]图6为本实用新型第一单稳态电路的电路原理图。
[0033]图7为本实用新型第二脉冲信号整形电路的电路原理图。
[0034]图8为本实用新型第二单稳态电路的电路原理图。
[0035]附图标记说明:
[0036]I一壳体；2—光导体； 3—闪烁体；
[0037]4一薄膜支架；5—锻销薄膜；6—网罩；
[0038]7—安装管； 8—光电倍增管；9一前置放大器；
[0039]10—单道脉冲幅度甄别器；10-1—电压跟随电路；
[0040]10-2—反相放大电路；10-3—同相放大电路；
[0041]10-4 — β脉冲信号甄别电路；10-5 — α脉冲信号甄别电路。
【具体实施方式】
[0042]如图1所示，本实用新型包括用于探测α和/或β射线并形成电脉冲信号的探头和用于对探头输出的电脉冲信号进行放大的前置放大器9，以及与前置放大器9的输出端相接且用于从前置放大器9输出的信号中甄别出α脉冲信号和β脉冲信号的单道脉冲幅度甄别器10 ;所述探头包括壳体I以及从下到上依次安装在壳体I内的光导体2、闪烁体3和薄膜支架4，所述闪烁体3的底面与光导体2通过硅油耦合剂紧密贴合在一起，所述薄膜支架4的顶部张贴有用于对闪烁体3的测量面进行避光处理的镀铝薄膜5，所述镀铝薄膜5的顶部设置有罩在壳体I顶部的网罩6，所述壳体I的侧面固定连接有与壳体I内腔相连通的安装管7，所述安装管7内安装有光电倍增管8，所述光电倍增管8的端窗面通过耦合剂与光导体2耦合连接；所述前置放大器9的输入端与光电倍增管8的输出端相接。
[0043]本实施例中，所述闪烁体3为表面设置有ZnS涂层的塑料闪烁体。
[0044]如图2所示，本实施例中，所述前置放大器9包括三极管Ql和Q2，电阻R41、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R48 和 R49，非极性电容 C42，以及极性电容 C41、C43、C45 和 C46 ；所述三极管Ql的基极为前置放大器9的输入端SIG-1N，且通过串联的电阻R47和电阻R48接地，所述三极管Ql的集电极与极性电容C46的负极相接，且通过电阻R49接地，所述极性电容C6的正极与三极管Q2的基极相接，且通过电阻R45与三极管Ql的发射极相接，所述三极管Ql的发射极与极性电容C43的正极相接，且通过串联的电阻R43和电阻R41与+12V电源的输出端相接，所述电阻R42的一端和极性电容C43的负极均与电阻R47和电阻R48的连接端相接，所述电阻R42的另一端与电阻R43和电阻R41的连接端相接；所述三极管Q2的集电极接地，所述三极管Q2的发射极与极性电容C45的正极相接，且通过电阻R44与电阻R43和电阻R41的连接端相接，所述极性电容C45的负极与电阻R46的一端相接，所述电阻R46的另一端为前置放大器9的输出端SIG-OUT，所述电阻R43和电阻R41的连接端通过并联的非极性电容C42和极性电容C41接地。
[0045]如图3所示，本实施例中，所述单道脉冲幅度甄别器10包括依次相接的电压跟随电路10-1、反相放大电路10-2和同相放大电路10-3，以及与同相放大电路10-3的输出端相接的β脉冲信号甄别电路10-4和α脉冲信号甄别电路10-5，所述β脉冲信号甄别电路10-4的输入端接有β上阈值电压和β下阈值电压，所述α脉冲信号甄别电路10-5的输入端接有α阈值电压。
[0046]如图4所示，本实施例中，所述电压跟随电路10-1包括型号为THS4281的芯片U2，电阻Rl、R6和R10,极性电容C8和C18，以及非极性电容C3、C4、C9和C16 ;所述芯片U2的第3引脚通过依次串联的电阻R6和非极性电容C9与前置放大器9的输出端相接，所述非极性电容C9和电阻R6的连接端通过电阻RlO接地，所述芯片U2的第2引脚与第6引脚之间接有并联的电阻Rl和非极性电容C3，所述芯片U2的第7引脚与+5V电源的输出端相接，且通过并联的非极性电容C4和极性电容C8接地，所述芯片U2的第4引脚与-5V电源的输出端相接，且通过并联的非极性电容C16和极性电容C18接地，所述芯片U2的第6引脚为电压跟随电路10-1的输出端。
[0047]如图4所示，本实施例中，所述反相放大电路10-2包括型号为THS4281的芯片U3，电阻R2、R7、R9和R12，极性电容C6，以及非极性电容C2、C5、C11和C12 ;所述芯片U3的第2引脚通过电阻R7与电压跟随电路10-1的输出端相接，且通过非极性电容Cll接地，所述芯片U3的第3引脚通过电阻R12接地，所述芯片U3的第4引脚接地，所述芯片U3的第2引脚与第6引脚之间接有并联的电阻R2和非极性电容C5，所述芯片U2的第7引脚与+5V电源的输出端相接，且通过并联的非极性电容C2和极性电容C6接地，所述芯片U2的第6引脚与电阻R9的一端相接，所述电阻R9的另一端为反相放大电路10-2的输出端且通过非极性电容C12接地。
[0048]如图4所示，本实施例中，所述同相放大电路10-3包括型号为THS4281的芯片U4，滑动变阻器R5，电阻R3、R4、R8和R11，极性电容C7，以及非极性电容Cl和ClO ;所述芯片U4的第3引脚与反相放大电路10-2的输出端相接，所述芯片U4的第2引脚与电阻R3的一端相接，且通过电阻R4接地，所述电阻R3的另一端与滑动变阻器R5的一个固定端相接，所述芯片U4的第4引脚接地，所述芯片U4的第6引脚与滑动变阻器R5的另一个固定端和滑动端以及非极性电容ClO的一端相接，所述非极性电容ClO的另一端与电阻R8的一端相接，且通过电阻Rll接地，所述电阻R8的另一端为同相放大电路10-3的输出端Signal，所述芯片U4的第7引脚与+5V电源的输出端相接，且通过并联的非极性电容Cl和极性电容C7接地。
[0049]如图5和图6所示，本实施例中，所述β脉冲信号甄别电路10-4由用于将脉冲信号转换为方波信号的第一脉冲信号整形电路和与第一脉冲信号整形电路相接的第一单稳态电路组成，所述第一脉冲信号整形电路包括型号为ΜΑΧ991的芯片U5，非极性电容C19和C23，以及电阻R13、R14、R15、R16、R17和R18 ;所述芯片U5的第2引脚和第6引脚均与同相放大电路10-3的输出端相接，所述芯片U5的第3引脚与电阻R16的一端相接，所述电阻R16的另一端接有所述β下阈值电压，所述芯片U5的第I引脚为所述第一脉冲信号整形电路的β低压信号输出端V-13L且通过依次串联的电阻R14和电阻R13接地；所述芯片U5的第5引脚与电阻R15的一端和非极性电容C19的一端相接，所述电阻R15的另一端接有所述β上阈值电压，所述芯片U5的第7引脚为所述第一脉冲信号整形电路的β高压信号输出端V-β H且通过依次串联的电阻R18和电阻R17接地，所述非极性电容C19的另一端与电阻R18和电阻R17的连接端相接；所述芯片U5的第4引脚接地，所述芯片U5的第8引脚与+5V电源的输出端相接，且通过非极性电容C23接地；所述第一单稳态电路包括型号为74HC123D的芯片U7，非极性电容C24、C26、C28和C29，以及电阻R22、R23、R31和R32 ;所述芯片U7的第I引脚通过电阻R23与芯片U7的第2引脚相接，且通过非极性电容C24接地，所述芯片U7的第2引脚和第9引脚均与所述第一脉冲信号整形电路的β低压信号输出端V-β L相接，所述芯片U7的第6引脚通过非极性电容C28与芯片U7的第7引脚相接，所述芯片U7的第7引脚通过电阻R32与+5V电源的输出端相接，所述芯片U7的第10引脚通过电阻R31与芯片U7的第9引脚相接，且通过非极性电容C29接地，所述芯片U7的第11引脚与所述第一脉冲信号整形电路的β高压信号输出端V-β H相接，所述芯片U7的第14引脚通过非极性电容C26与芯片U7的第15引脚相接，所述芯片U7的第15引脚通过电阻R22与芯片U7的第16引脚相接，所述芯片U7的第16引脚与+5V电源的输出端相接，且通过非极性电容C21接地，所述芯片U7的第13引脚为第一单稳态电路的β计数信号输出端。
[0050]如图7和图8所示，本实施例中，所述α脉冲信号甄别电路10_5由用于将脉冲信号转换为方波信号的第二脉冲信号整形电路和与第二脉冲信号整形电路相接的第二单稳态电路组成，所述第二脉冲信号整形电路包括型号为ΜΑΧ991的芯片U8，非极性电容C27和C30，以及电阻R26、R27和R28 ;所述芯片U8的第2引脚与同相放大电路10_3的输出端相接，所述芯片U5的第3引脚与电阻R28的一端和非极性电容C27的一端相接，所述电阻R28的另一端接有所述α阈值电压，所述芯片U5的第I引脚为第二脉冲信号整形电路的α信号输出端V-α且通过依次串联的电阻R27和电阻R26接地，所述非极性电容C27的另一端与电阻R27和电阻R26的连接端相接；所述芯片U8的第4引脚接地，所述芯片U8的第8引脚与+5V电源的输出端相接，且通过非极性电容C30接地；所述第二单稳态电路包括型号为74HC123D的芯片U6，非极性电容C22和C25，以及电阻R21 ;所述芯片U6的第I引脚与所述第二脉冲信号整形电路的α信号输出端V-α相接，所述芯片U6的第2引脚和第3引脚均与+5V电源的输出端相接，所述芯片U6的第8引脚接地，所述芯片U6的第14引脚通过非极性电容C25与芯片U6的第15引脚相接，所述芯片U6的第15引脚通过电阻R21与芯片U6的第16引脚相接，所述芯片U6的第16引脚与+5V电源的输出端相接，且通过非极性电容C22接地，所述芯片U6的第13引脚为第二单稳态电路的α计数信号输出端。
[0051]本实施例中，所述β上阈值电压为2V，所述β下阈值电压为100mV，所述α阈值电压为2.1V。
[0052]本实用新型能够用作手脚α、β污染监测仪的手部探测器和脚部探测器，本实用新型的工作过程是:当α或β粒子照射闪烁体3时，会使闪烁体3的原子激发，受激原子在退激过程中发光，光子穿过闪烁体3和光导体2，一部分到达光电倍增管8的光阴极，在光阴极上打出光电子，光电子经过光电倍增管的倍增，便产生一个电脉冲信号，经过前置放大器9放大后送入单道脉冲幅度甄别器10，单道脉冲幅度甄别器10剥离出β信号，并区分开α信号和β信号后输出，为计数装置对α信号和β信号进行计数，进而判断α、β辐射表面污染程度提供了数据源。
[0053]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:包括用于探测α和/或β射线并形成电脉冲信号的探头和用于对探头输出的电脉冲信号进行放大的前置放大器(9)，以及与前置放大器(9)的输出端相接且用于从前置放大器(9)输出的信号中甄别出α脉冲信号和β脉冲信号的单道脉冲幅度甄别器(10);所述探头包括壳体(I)以及从下到上依次安装在壳体⑴内的光导体(2)、闪烁体(3)和薄膜支架(4)，所述闪烁体⑶的底面与光导体(2)通过硅油耦合剂紧密贴合在一起，所述薄膜支架(4)的顶部张贴有用于对闪烁体(3)的测量面进行避光处理的镀铝薄膜(5)，所述镀铝薄膜(5)的顶部设置有罩在壳体(I)顶部的网罩出)，所述壳体(I)的侧面固定连接有与壳体(I)内腔相连通的安装管(7)，所述安装管(7)内安装有光电倍增管(8)，所述光电倍增管(8)的端窗面通过耦合剂与光导体(2)耦合连接；所述前置放大器(9)的输入端与光电倍增管(8)的输出端相接。
2.按照权利要求1所述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述闪烁体(3)为表面设置有ZnS涂层的塑料闪烁体。
3.按照权利要求1所述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述前置放大器(9)包括三极管Ql和Q2，电阻R41、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R48和R49，非极性电容C42，以及极性电容C41、C43、C45和C46 ;所述三极管Ql的基极为前置放大器(9)的输入端SIG-1N，且通过串联的电阻R47和电阻R48接地，所述三极管Ql的集电极与极性电容C46的负极相接，且通过电阻R49接地，所述极性电容C6的正极与三极管Q2的基极相接，且通过电阻R45与三极管Ql的发射极相接，所述三极管Ql的发射极与极性电容C43的正极相接，且通过串联的电阻R43和电阻R41与+12V电源的输出端相接，所述电阻R42的一端和极性电容C43的负极均与电阻R47和电阻R48的连接端相接，所述电阻R42的另一端与电阻R43和电阻R41的连接端相接；所述三极管Q2的集电极接地，所述三极管Q2的发射极与极性电容C45的正极相接，且通过电阻R44与电阻R43和电阻R41的连接端相接，所述极性电容C45的负极与电阻R46的一端相接，所述电阻R46的另一端为前置放大器(9)的输出端SIG-OUT，所述电阻R43和电阻R41的连接端通过并联的非极性电容C42和极性电容C41接地。
4.按照权利要求1所述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述单道脉冲幅度甄别器(10)包括依次相接的电压跟随电路(10-1)、反相放大电路(10-2)和同相放大电路(10-3)，以及与同相放大电路(10-3)的输出端相接的β脉冲信号甄别电路(10-4)和α脉冲信号甄别电路(10-5)，所述β脉冲信号甄别电路(10-4)的输入端接有β上阈值电压和β下阈值电压，所述α脉冲信号甄别电路(10-5)的输入端接有α阈值电压。
5.按照权利要求4所述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述电压跟随电路(10-1)包括型号为THS4281的芯片U2，电阻Rl、R6和R10，极性电容C8和C18，以及非极性电容C3、C4、C9和C16 ;所述芯片U2的第3引脚通过依次串联的电阻R6和非极性电容C9与前置放大器(9)的输出端相接，所述非极性电容C9和电阻R6的连接端通过电阻RlO接地，所述芯片U2的第2引脚与第6引脚之间接有并联的电阻Rl和非极性电容C3，所述芯片U2的第7引脚与+5V电源的输出端相接，且通过并联的非极性电容C4和极性电容C8接地，所述芯片U2的第4引脚与-5V电源的输出端相接，且通过并联的非极性电容C16和极性电容C18接地，所述芯片U2的第6引脚为电压跟随电路(10-1)的输出端。
6.按照权利要求4所述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述反相放大电路(10-2)包括型号为THS4281的芯片U3，电阻R2、R7、R9和R12，极性电容C6，以及非极性电容C2、C5、C11和C12 ;所述芯片U3的第2引脚通过电阻R7与电压跟随电路(10_1)的输出端相接，且通过非极性电容Cll接地，所述芯片U3的第3引脚通过电阻R12接地，所述芯片U3的第4引脚接地，所述芯片U3的第2引脚与第6引脚之间接有并联的电阻R2和非极性电容C5，所述芯片U2的第7引脚与+5V电源的输出端相接，且通过并联的非极性电容C2和极性电容C6接地，所述芯片U2的第6引脚与电阻R9的一端相接，所述电阻R9的另一端为反相放大电路(10-2)的输出端且通过非极性电容C12接地。
7.按照权利要求4所述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述同相放大电路(10-3)包括型号为THS4281的芯片U4，滑动变阻器R5，电阻R3、R4、R8和Rl I，极性电容C7，以及非极性电容Cl和ClO ;所述芯片U4的第3引脚与反相放大电路(10-2)的输出端相接，所述芯片U4的第2引脚与电阻R3的一端相接，且通过电阻R4接地，所述电阻R3的另一端与滑动变阻器R5的一个固定端相接，所述芯片U4的第4引脚接地，所述芯片U4的第6引脚与滑动变阻器R5的另一个固定端和滑动端以及非极性电容ClO的一端相接，所述非极性电容ClO的另一端与电阻R8的一端相接，且通过电阻Rll接地，所述电阻R8的另一端为同相放大电路(10-3)的输出端Signal，所述芯片U4的第7引脚与+5V电源的输出端相接，且通过并联的非极性电容Cl和极性电容C7接地。
8.按照权利要求4所述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述β脉冲信号甄别电路(10-4)由用于将脉冲信号转换为方波信号的第一脉冲信号整形电路和与第一脉冲信号整形电路相接的第一单稳态电路组成，所述第一脉冲信号整形电路包括型号为ΜΑΧ991的芯片U5，非极性电容C19和C23，以及电阻R13、R14、R15、R16、R17和R18 ;所述芯片U5的第2引脚和第6引脚均与同相放大电路(10-3)的输出端相接，所述芯片U5的第3引脚与电阻R16的一端相接，所述电阻R16的另一端接有所述β下阈值电压，所述芯片U5的第I引脚为所述第一脉冲信号整形电路的β低压信号输出端V-β L且通过依次串联的电阻R14和电阻R13接地；所述芯片U5的第5引脚与电阻R15的一端和非极性电容C19的一端相接，所述电阻R15的另一端接有所述β上阈值电压，所述芯片U5的第7引脚为所述第一脉冲信号整形电路的β高压信号输出端V-βΗ且通过依次串联的电阻R18和电阻R17接地，所述非极性电容C19的另一端与电阻R18和电阻R17的连接端相接；所述芯片U5的第4引脚接地，所述芯片U5的第8引脚与+5V电源的输出端相接，且通过非极性电容C23接地；所述第一单稳态电路包括型号为74HC123D的芯片U7，非极性电容C24、C26、C28和C29，以及电阻R22、R23、R31和R32 ;所述芯片U7的第I引脚通过电阻R23与芯片U7的第2引脚相接，且通过非极性电容C24接地，所述芯片U7的第2引脚和第9引脚均与所述第一脉冲信号整形电路的β低压信号输出端相接，所述芯片U7的第6引脚通过非极性电容C28与芯片U7的第7引脚相接，所述芯片U7的第7引脚通过电阻R32与+5V电源的输出端相接，所述芯片U7的第10引脚通过电阻R31与芯片U7的第9引脚相接，且通过非极性电容C29接地，所述芯片U7的第11引脚与所述第一脉冲信号整形电路的β高压信号输出端V-β H相接，所述芯片U7的第14引脚通过非极性电容C26与芯片U7的第15引脚相接，所述芯片U7的第15引脚通过电阻R22与芯片U7的第16引脚相接，所述芯片U7的第16引脚与+5V电源的输出端相接，且通过非极性电容C21接地，所述芯片U7的第13引脚为第一单稳态电路的β计数信号输出端。
9.按照权利要求4所述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述α脉冲信号甄别电路(10-5)由用于将脉冲信号转换为方波信号的第二脉冲信号整形电路和与第二脉冲信号整形电路相接的第二单稳态电路组成，所述第二脉冲信号整形电路包括型号为ΜΑΧ991的芯片U8，非极性电容C27和C30，以及电阻R26、R27和R28 ;所述芯片U8的第2弓丨脚与同相放大电路(10-3)的输出端相接，所述芯片U5的第3引脚与电阻R28的一端和非极性电容C27的一端相接，所述电阻R28的另一端接有所述α阈值电压，所述芯片U5的第I引脚为第二脉冲信号整形电路的α信号输出端V-α且通过依次串联的电阻R27和电阻R26接地，所述非极性电容C27的另一端与电阻R27和电阻R26的连接端相接；所述芯片U8的第4引脚接地，所述芯片U8的第8引脚与+5V电源的输出端相接，且通过非极性电容C30接地；所述第二单稳态电路包括型号为74HC123D的芯片U6，非极性电容C22和C25，以及电阻R21 ;所述芯片U6的第I引脚与所述第二脉冲信号整形电路的α信号输出端V-α相接，所述芯片U6的第2引脚和第3引脚均与+5V电源的输出端相接，所述芯片U6的第8引脚接地，所述芯片U6的第14引脚通过非极性电容C25与芯片U6的第15引脚相接，所述芯片U6的第15引脚通过电阻R21与芯片U6的第16引脚相接，所述芯片U6的第16引脚与+5V电源的输出端相接，且通过非极性电容C22接地，所述芯片U6的第13引脚为第二单稳态电路的α计数信号输出端。
10.按照权利要求4所述的一种α、β辐射表面污染探测器，其特征在于:所述β上阈值电压为2V，所述β下阈值电压为100mV，所述α阈值电压为2.1V。
【文档编号】G01T1/208GK204203472SQ201420693650
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】高新占, 申双喜, 刘杰, 于建新 申请人:西安核仪器厂