本发明涉及探测器领域，尤其地涉及一种无机闪烁探测器装置和用于无机闪烁探测器的抗温度冲击的方法。
背景技术：
无机闪烁探测器是一种常用的核辐射探测器，一般由无机闪烁晶体和光电倍增管两部分构成。无机闪烁探测器具有荧光时间特性较好、灵敏体积大和探测效率高等优点。但它也存在缺点，除机械强度差外，对温度冲击很灵敏，一旦周围环境温度出现急剧变化，很可能造成闪烁晶体开裂等重大损坏。在现有的无机闪烁探测器中，主要采用加热片或聚氨酯泡棉等抗温度冲击方法。
在目前的抗温度冲击方法中，加热片只能应对从极热到极冷的温度冲击，无法解决从极冷到极热的温度冲击问题。此外，使用聚氨酯泡棉的情形中，由于聚氨酯泡棉的保温能力有限，无法应对极端的温度冲击。目前的无机闪烁探测器产品缺少面对周围环境温度的可能出现的极端变化的一种全面有效的抗温度冲击的产品和方法。
技术实现要素：
根据本发明的一个方面，提供一种无机闪烁探测器装置，包括无机闪烁探测器和密封地包裹无机闪烁探测器的保温层，所述保温层包括气凝胶毡复合材料。
在一个实施例中，气凝胶毡复合材料包括气凝胶和用于增加强度的纤维，并且气凝胶毡复合材料是柔性的。
在一个实施例中，无机闪烁探测器包括闪烁晶体外壳部和管座部，其中管座部的外径小于闪烁晶体外壳部的外径；
保温层包括包裹闪烁晶体外壳部的第一保温部和包裹管座部的第二保温部，第一保温部和第二保温部配置成使得第一保温部包裹闪烁晶体外壳部后的外径大体等于第二保温部包裹管座部后的外径。
在一个实施例中，其中第一保温部通过铝箔胶带缠绕压紧固定在闪烁晶体外壳部上，第二保温部通过铝箔胶带缠绕压紧固定在管座部上；并且，第一保温部的接缝和第二保温部的接缝的位置错开。
在一个实施例中，保温层还包括第三保温部，所述第三保温部包裹第一保温部和第二保温部。
在一个实施例中，第三保温部通过铝箔胶带缠绕压紧固定在第一保温部和第二保温部上，并且，第三保温部的接缝和第一保温部的接缝、第二保温部的接缝的位置错开。
在一个实施例中，保温层还包括覆盖无机闪烁探测器的第一端的第一端保温部和覆盖无机闪烁探测器的第二端的第二端保温部；
其中第三保温部在包裹第一保温部和第二保温部之后，在无机闪烁探测器的第一端和第二端分别留下第一端凹部和第二端凹部，第一端保温部和第二端保温部分别填充在第一端凹部和第二端凹部，使得第一端保温部和第二端保温部与第三保温部一起完整地覆盖所述无机闪烁探测器。
根据本发明的一个方面，提供一种用于无机闪烁探测器的抗温度冲击的方法，所述方法包括：
使用保温层包裹无机闪烁探测器，所述保温层包括气凝胶毡复合材料。
在一个实施例中，气凝胶毡复合材料包括气凝胶和用于增加强度的纤维，并且是柔性的。
在一个实施例中，无机闪烁探测器包括闪烁晶体外壳部和管座部，其中管座部的外径小于闪烁晶体外壳部的外径；
所述方法包括：裁剪气凝胶毡复合材料形成第一保温部和和第二保温部，使得第一保温部和和第二保温部分别包裹闪烁晶体外壳部和管座部，第一保温部和第二保温部配置成使得第一保温部包裹闪烁晶体外壳部后的外径大体等于第二保温部包裹管座部后的外径。
在一个实施例中，所述方法还包括：通过铝箔胶带将第一保温部缠绕压紧固定在闪烁晶体外壳部上，通过铝箔胶带将第二保温部缠绕压紧固定在管座部上；并且，第一保温部的接缝和第二保温部的接缝错开。
在一个实施例中，所述方法还包括：使用第三保温部包裹第一保温部和第二保温部；其中通过铝箔胶带将第三保温部缠绕压紧固定在第一保温部和第二保温部上，并且，第三保温部的接缝和第一保温部的接缝、第二保温部的接缝错开。
在一个实施例中，所述方法还包括：使用第一端保温部覆盖无机闪烁探测器的第一端和使用第二端保温部覆盖无机闪烁探测器的第二端；
其中第三保温部在包裹第一保温部和第二保温部之后，在无机闪烁探测器的第一端和第二端分别留下第一端凹部和第二端凹部，第一端保温部和第二端保温部分别填充在第一端凹部和第二端凹部，使得第一端保温部和第二端保温部与第三保温部一起完整地覆盖所述无机闪烁探测器。
在一个实施例中，所述方法还包括：在使用保温层包裹无机闪烁探测器之前，在无机闪烁探测器的闪烁晶体的两端和之间部位附接传感器，以监测闪烁晶体的温度，获取在温度测试过程闪烁晶体的温度变化速率，确认包裹闪烁晶体外壳的第一保温部和第三保温部的最小厚度。
附图说明
图1为本发明一个实施例的无机闪烁探测器的示意图，其中示出多个传感器的布置位置；
图2是图1中的无机闪烁探测器包裹第一保温部和第二保温部之后的示意图；
图3是图1中的无机闪烁探测器包裹第三保温部之后的示意图；
图4是图1中的无机闪烁探测器包裹第一端保温部之后的示意图；
图5是图1中的无机闪烁探测器包裹第二端保温部之后的示意图。
具体实施方式
尽管本发明容许各种修改和可替换的形式，但是它的具体的实施例通过例子的方式在附图中示出，并且将详细地在本文中描述。然而，应该理解，随附的附图和详细的描述不是为了将本发明限制到公开的具体形式，而是相反，是为了覆盖落入由随附的权利要求限定的本发明的精神和范围中的所有的修改、等同形式和替换形式。附图是为了示意，因而不是按比例地绘制的。在本公开中，抗温度冲击指产品对周围环境温度急剧变化的适应性。
下面根据附图说明根据本发明的多个实施例。
本发明的实施例提供一种无机闪烁探测器装置，包括无机闪烁探测器和密封地包裹无机闪烁探测器10的保温层，所述保温层包括气凝胶毡复合材料。气凝胶毡复合材料包括气凝胶和用于增加强度的纤维，并且是柔性的。使用柔性的气凝胶毡是有利的，不但气凝胶毡具有良好的绝热性能，而且气凝胶毡的柔软特性可以减震，并且可以保护无机闪烁探测器被磕碰损坏。在本实施例中，无机闪烁探测器10可以是一种由无机闪烁晶体和光电倍增管组成的用于探测α、β、γ、x射线及中子的装置；无机闪烁晶体可以是nai(tl)、csi(na)、csi(tl)、csi(pure)、baf2、bgo、cdwo4。
在本实施例中，气凝胶毡复合材料以二氧化硅气凝胶为主体材料，将二氧化硅气凝胶复合于增强性纤维中，如玻璃纤维、预氧化纤维，合成的柔性保温材料。
本实施例提供的气凝胶毡复合材料导热系数非常低，有一定的抗拉及抗压强度，便于用于保温。此外，本实施例提供的气凝胶毡复合材料还具有柔软、易裁剪、密度小、无机防火、整体疏水等特性。
在一个实施例中，如图1所示，无机闪烁探测器10包括闪烁晶体外壳部11和管座部12，其中管座部12的外径小于闪烁晶体外壳部11的外径。在本实施例中，保温层包括包裹闪烁晶体外壳部11的第一保温部101和包裹管座部12的第二保温部201，第一保温部101和第二保温部201配置成使得第一保温部101包裹闪烁晶体外壳部11后的外径大体等于第二保温部201包裹管座部12后的外径。也就是说，在本实施例中，第一保温部101的厚度小于第二保温部201的厚度；或者准确地说，第二保温部201的厚度比第一保温部101的厚度大，差值为闪烁晶体外壳部11的外径和管座部12的外径之差。由此，在第一保温部101和第二保温部201分别包裹闪烁晶体外壳部11和管座部12后，第一保温部101和第二保温部201的表面基本上是平齐的，如图2所示。
在本实施例中，第一保温部101可以是不存在的，即仅设置第二保温部201。此时，第二保温部201的厚度为闪烁晶体外壳部11的外径和管座部12的外径之差。
在本公开的另一实施例中，无机闪烁探测器10例如是一种小型的无机闪烁探测器，此时管座部12的外径可以大于闪烁晶体外壳部11的外径。在本实施例中，第二保温部201的厚度比第一保温部101的厚度小，第一保温部101的厚度与第二保温部201的厚度的差值为管座部12的外径和闪烁晶体外壳部11的外径之差。应该知道，在本实施例中，可以仅设置第一保温部101，并且第一保温部101的厚度管座部12的外径和闪烁晶体外壳部11的外径之差。
在一个实施例中，第一保温部101通过铝箔胶带缠绕压紧固定在闪烁晶体外壳部11上，第二保温部201通过铝箔胶带缠绕压紧固定在管座部12上。第一保温部101的接缝和第二保温部201的接缝错开。接缝指的是块状的气凝胶毡复合材料形成第一保温部101或第二保温部201的时候，两个端部之间的接缝。根据本实施例，第一保温部101的厚度设置成不足以满足应对急冷情形下的要求，换句话说，第一保温部101的厚度较小。使用铝箔胶带缠绕第一保温部101和第二保温部201以压紧固定保温层是有利的，因为铝箔胶带具有良好的保温性能，能够固定保温层的同时进一步提高保温层的保温性能。
根据本公开的实施例，第一保温部101和第二保温部201可以通过玻璃丝布缠绕压紧固定在闪烁晶体外壳部11上。使用玻璃丝布是有利的，因为在一些例如建筑领域，玻璃丝布既可以满足装置的使用需要，还可以降低成本。
根据本实施例，保温层还包括第三保温部301，所述第三保温部301包裹第一保温部101和第二保温部201。第三保温部301通过铝箔胶带缠绕压紧固定在第一保温部101和第二保温部201上，并且，第三保温部301的接缝和第一保温部101的接缝、第二保温部201的接缝错开。在本实施例中，在闪烁晶体外壳部11之上缠绕有第一保温部101和第三保温部301。使用第一保温部101和第三保温部301的叠层来包裹闪烁晶体外壳部11是有利的，不但可以改善保温效果，而且可以方便地通过设置第三保温部301的厚度来设置叠加在闪烁晶体外壳部11外部的气凝胶毡的总厚度。进一步，在一些情况下，由于最外层的第三保温部301可能会被损坏或老化，因而可以仅更换第三保温部301，不必更换第一保温部101和第二保温部201，节省气凝胶毡材料；进一步，由于设置有厚度不同的第一保温部101和第二保温部201使得包裹第一保温部101和第二保温部201之后无机闪烁探测器10外表面大体平齐，因而第三保温部301整体厚度是均匀的，从而在更换保温层的时候不必制作具有不同厚度部分的保温层，使得维修更加方便。
在本公开的另一实施例中，第三保温部301包括多个子保温部，因而第三保温部301可以看作是多层结构，其中第三保温部301的最外层子保温部厚度最大。每一层子保温部通过铝箔胶带缠绕压紧固定在第一保温部外表面，多层子保温部叠层配置。根据本实施例，多层结构的第三保温部301是有利的，可以大幅度提高保温效果，使得无机闪烁探测器装置的整体保温层厚度减小，同时满足保温需要。
需要说明的是，在一些实施例中，无机闪烁探测器整体尺寸是一致的，即闪烁晶体外壳部11和管座部12的外径大体一致或接近，此时，仍然可以使用第一保温部101和第三保温部301来包裹闪烁晶体外壳部11，可以改善保温效果，并且仅需要更换外层保温层从而降低维修成本。
第一保温部101和第三保温部301的厚度之和根据需要进行设置，即，在满足保温要求的情况下，第一保温部101和第三保温部301的厚度之和尽可能小，这样满足安装或其他情况下的尺寸需要，并且可以降低成本。
例如，可以设置较小厚度的第一保温部101，再根据需要设置最小厚度的第三保温部301。
保温层还包括覆盖无机闪烁探测器10的第一端的第一端保温部401和覆盖无机闪烁探测器10的第二端的第二端保温部501；其中第三保温部301在包裹第一保温部101和第二保温部201之后，在无机闪烁探测器10的第一端和第二端分别留下第一端凹部和第二端凹部，第一端保温部401和第二端保温部501分别填充在第一端凹部和第二端凹部，使得第一端保温部401和第二端保温部501与第三保温部301一起完整地覆盖所述无机闪烁探测器10。
由此，无机闪烁探测器10整体被气凝胶毡复合材料包裹。
在实际应用中，使用气凝胶毡形成第一保温部101和第三保温部301时，可以选用多种厚度，常见范围0～10mm。根据无机闪烁探测器10的外形尺寸和包裹厚度，可选择一种或多种厚度。将气凝胶毡裁剪出包裹一圈所需的宽度。裁剪宽度可通过使用条状的气凝胶毡直接包裹测量的方式确定，并预留出10～20mm的搭接量。将裁剪好的气凝胶毡紧贴所述无机闪烁探测器10进行包裹，用铝箔胶带通过螺旋缠绕法压紧固定，缠绕方向与气凝胶毡搭接方向一致。双层包裹时，应逐层缠绕铝箔胶带以压紧固定气凝胶毡。根据一个实施例，同层气凝胶毡的接缝错开，两层气凝胶毡的接缝错开，外层气凝胶毡压住内层气凝胶毡的接缝，改善保温效果。为了包裹无机闪烁探测器10的两个端部，外层气凝胶毡，即第三保温部301长度(沿无机闪烁探测器10的长度方向)可以比无机闪烁探测器10的长度大，这样在外层气凝胶毡包裹无机闪烁探测器10一圈后，在无机闪烁探测器10的两端形成凹陷空间，即第一端凹部和第二端凹部，使用相应尺寸的气凝胶毡填充在第一端凹部和第二端凹部完成无机闪烁探测器10整体包裹。
本公开的另一方面提供一种用于无机闪烁探测器10的抗温度冲击的方法。所述方法包括：使用保温层包裹无机闪烁探测器10，所述保温层包括气凝胶毡复合材料。气凝胶毡复合材料包括气凝胶和用于增加强度的纤维，并且是柔性的。
在一个实施例中，无机闪烁探测器10包括闪烁晶体外壳部11和管座部12，其中管座部12的外径小于闪烁晶体外壳部11的外径，如图1所示。在本实施例中，所述方法包括：裁剪气凝胶毡复合材料形成第一保温部101和和第二保温部201，使用第一保温部101和和第二保温部201分别包裹闪烁晶体外壳部11和管座部12，第一保温部101和第二保温部201配置成使得第一保温部101包裹闪烁晶体外壳部11后的外径大体等于第二保温部201包裹管座部12后的外径。也就是说，在本实施例中，第一保温部101的厚度小于第二保温部201的厚度；或者准确地说，第二保温部201的厚度比第一保温部101的厚度大，差值为闪烁晶体外壳部11的外径和管座部12的外径之差。
在一个实施例中，所述方法包括：通过铝箔胶带将第一保温部101缠绕压紧固定在闪烁晶体外壳部11上，通过铝箔胶带将第二保温部201缠绕压紧固定在管座部12上；并且，第一保温部101的接缝和第二保温部201的接缝错开。
如图1和2所示，根据无机闪烁探测器10的管座部12与闪烁晶体外壳部11的尺寸，分别裁剪出能够包裹管座部12与闪烁晶体外壳部11一圈所需的两片气凝胶毡块，并分别进行包裹，用铝箔胶带分别螺旋缠绕包裹管座部12与闪烁晶体外壳部11的气凝胶毡块，压紧固定气凝胶毡块。在本实施例中，用于管座部12的气凝胶毡块厚度大于用于闪烁晶体外壳部11的气凝胶毡块厚度，从而使得包裹气凝胶毡块后的闪烁晶体外壳部11和管座部12的气凝胶毡的外表面大体平齐。
在一个实施例中，所述方法还包括：使用第三保温部301包裹第一保温部101和第二保温部201；其中第三保温部301通过铝箔胶带缠绕压紧固定在第一保温部101和第二保温部201上，并且，第三保温部301的接缝和第一保温部101的接缝、第二保温部201的接缝错开。在闪烁晶体外壳部11之上缠绕第一保温部101和第三保温部301来为无机闪烁晶体保温是有利的，不但可以改善保温效果，而且可以方便地通过设置第三保温部301的厚度来设置叠加在闪烁晶体外壳部11外部的气凝胶毡的总厚度。进一步，在一些情况下，由于最外层的第三保温部301可能会被损坏或老化，因而可以仅更换第三保温部301，不必更换第一保温部101和第二保温部201，节省气凝胶毡材料；进一步，由于设置有厚度不同的第一保温部101和第二保温部201使得包裹第一保温部101和第二保温部201之后无机闪烁探测器10外表面大体平齐，因而第三保温部301整体厚度是均匀的，从而在更换保温层的时候不必制作具有不同厚度部分的保温层，使得维修更加方便。
在本公开的另一实施例中，使用第三保温部301包裹第一保温部101和第二保温部201；并且，第三保温部301包括多个子保温部，因而第三保温部301可以看作是多层结构，其中第三保温部301的最外层子保温部厚度最大。每一层子保温部通过铝箔胶带缠绕压紧固定在第一保温部外表面，多层子保温部叠层配置。根据本实施例，多层结构的第三保温部301是有利的，可以大幅度提高保温效果，使得无机闪烁探测器装置的整体保温层厚度减小，同时满足保温需要。
根据本公开的实施例，第一保温部101和第三保温部301的厚度之和根据需要进行设置，即，在满足保温要求的情况下，第一保温部101和第三保温部301的厚度之和尽可能小，这样满足安装或其他情况下的尺寸需要，并且可以降低成本。在一个实施例中，所述方法还包括：使用第一端保温部401覆盖无机闪烁探测器10的第一端和使用第二端保温部501覆盖无机闪烁探测器10的第二端；其中第三保温部301在包裹第一保温部101和第二保温部201之后，在无机闪烁探测器10的第一端和第二端分别留下第一端凹部和第二端凹部，第一端保温部401和第二端保温部501分别填充在第一端凹部和第二端凹部，使得第一端保温部401和第二端保温部501与第三保温部301一起完整地覆盖所述无机闪烁探测器10。
参照图3，示出了包裹无机闪烁探测器10的整体保温层301。根据设定的保温层厚度，选取相应厚度的气凝胶毡。根据无机闪烁探测器10的整体外形以及上下两端预留的凹部的深度，裁剪出包裹一圈所需的气凝胶毡片材并进行包裹，用铝箔胶带通过螺旋缠绕气凝胶毡片材将气凝胶毡片材压紧固定。可通过多层包裹的方式加大保温层厚度。保温层301是多层结构，或者，换句话说，可以使用多层气凝胶毡包裹在第一保温部101的外部，构成多层子保温部。例如，在第一保温部101的外部包裹多层不同厚度的气凝胶毡或厚度相同的气凝胶毡，每一层气凝胶毡通过使用铝箔胶带缠绕压紧固定在无机闪烁探测器的外表面上，形成叠层的第三保温部301。根据一个实施例，第三保温部301的最外层的子保温部厚度最大。
参照图4，示出包裹无机闪烁探测器10的顶部端盖保温层401(第一端保温部401)。根据顶部预留的凹部深度，选取相应厚度的气凝胶毡；然而，也可以根据端部使用的气凝胶毡的厚度，设置凹部的深度。根据顶部凹部的尺寸，裁剪出相应的气凝胶毡圆片，用铝箔胶带压紧固定。在另一实施例中，使用玻璃丝布缠绕而压紧固定气凝胶毡。
参照图5，示出包裹无机闪烁探测器10的底部端盖保温层501(第二端保温部501)。
由此，使用气凝胶毡将无机闪烁探测器10完全包裹。
下面说明确定气凝胶毡厚度的方法或步骤。在一个实施例中，所述方法还包括：在使用保温层包裹无机闪烁探测器10之前，在无机闪烁探测器10的闪烁晶体的两端和之间部位附接多个传感器102、103和104。传感器用以监测闪烁晶体多个部位的温度，从而获取在温度测试过程中无机闪烁晶体的温度变化速率。当无机闪烁探测器10外部温度急剧上升或降低时，通过多个传感器获取无机闪烁晶体的表面温度变化速率，从而通过多次尝试确定包裹闪烁晶体外壳的第一保温部101和第三保温部301的最小厚度和。
虽然本总体专利构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体专利构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。