一种高纯锗探测器及其测试系统的制作方法

1.本实用新型属于辐射探测领域，特别涉及一种高纯锗探测器及其测试系统。


背景技术：

2.高纯锗探测器是一种利用纯度达到13n的锗单晶制成的一种辐射探测器，其本质是一种pn结半导体探测器，探测的射线进入灵敏区，产生电离，生成大量的电子-空穴对，在外加电场作用下，电子和空穴分别迅速向正负两极漂移、被收集，在输出电路中形成脉冲电信号半导体探测器中的电子-空穴对称为探测器的信息载流子，可有效测量中高能带电粒子的核辐射。
3.高纯锗探测器可以在室温下保存，但工作时应处于液态氮温度。目前缺少一种可以为高纯锗探测器提供稳定可靠的环境。
4.因此，如何为高纯锗探测器提供稳定可靠的环境，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种高纯锗探测器及其测试系统，可以为高纯锗探测器提供稳定可靠的测试环境。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高纯锗探测器，包括：
7.具有容纳腔的壳体，包括杯盖、上盖和下盖，所述上盖为两端开口的筒状结构，所述杯盖和所述下盖分别可拆卸设置于所述上盖的两端，所述杯盖上设置有高压接口、低压接口和bnc转接头；
8.探测器、bnc、探针和前置放大器；
9.固定板和pcb，所述固定板上设置有用于固定所述pcb的卡槽，所述固定板与所述杯盖的位于所述容纳腔一侧连接；
10.支架和压板，均设置于所述下盖上，所述支架与所述前置放大器连接，所述探测器固定在所述压板上，所述探针与所述探测器对接；
11.液氮杯，所述液氮杯的一端开口，所述壳体置于所述液氮杯中，所述杯盖与所述液氮杯的开口端连接，所述液氮杯的内壁与所述壳体之间填充有液氮。
12.可选的，在上述高纯锗探测器中，所述上盖和所述下盖通过螺纹连接。
13.可选的，在上述高纯锗探测器中，所述液氮杯的底部设置有底座。
14.可选的，在上述高纯锗探测器中，所述底座上设置有用于安装所述液氮杯的卡槽。
15.可选的，在上述高纯锗探测器中，所述支架为高度可调节支架。
16.可选的，在上述高纯锗探测器中，所述支架包括横板以及连接所述横板两端的两个侧板，所述横板上设置用于安装所述前置放大器的安装孔，所述横板和所述侧板中的一者设置有条形孔且另一者设置有螺栓孔，所述横板和所述侧板通过螺栓紧固连接。
17.可选的，在上述高纯锗探测器中，所述bnc转接头通过固定板连接于所述杯盖上。
18.可选的，在上述高纯锗探测器中，所述杯盖上设置有用于向所述液氮杯加注液氮的液氮加注口。
19.可选的，在上述高纯锗探测器中，所述压板上设置有用于安装所述探测器的安装槽，所述压板通过螺栓连接于所述下盖上。
20.本案还提供一种高纯锗探测器的测试系统，包括：
21.手套箱，用于构成封闭测试环境；
22.以及，如上文所述的高纯锗探测器，所述高纯锗探测器设置于所述手套箱内，通过所述手套箱对所述高纯锗探测器进行测试操作。
23.本实用新型提供了一种高纯锗探测器及其测试系统，其有益效果在于：
24.通过将高纯锗探测器设计成可拆卸的装配式结构，实现操作简单方便，方便拆卸安装与搬运，同时利用液氮杯提供的液氮环境，可实现对高纯锗探测器的快速制冷，进而可以为高纯锗探测器提供稳定可靠的测试环境。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
26.图1为本实用新型实施例提供的一种高纯锗探测器的测试系统的结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例提供的一种高纯锗探测器的剖面图；
28.图3为本实用新型实施例提供的一种高纯锗探测器的透视图。
29.上图中：
30.1-手套箱；
31.2-高纯锗探测器；
32.201-杯盖；202-上盖；203-下盖；204-液氮杯；205-底座；206-探测器；207-压板；208-探针；209-支架；210-前置放大器；211-固定板；212-高压接口；213-bnc转接头；214-低压接口。
具体实施方式
33.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
34.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
35.在本实用新型的描述中，多个的含义是两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术
特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
36.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
37.本实用新型的核心是提供一种高纯锗探测器及其测试系统，可以为高纯锗探测器提供稳定可靠的测试环境。
38.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
39.具体地，请参考图1-图3，图1为本实用新型实施例提供的一种高纯锗探测器的测试系统的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种高纯锗探测器的剖面图；图3为本实用新型实施例提供的一种高纯锗探测器的透视图。
40.本实用新型提供的一种高纯锗探测器，包括：壳体、探测器206、前置放大器210、pcb、bnc、固定板211、支架209、压板207以及液氮杯204。
41.其中，高纯锗探测器2的支撑单元包括壳体、固定板211、支架209和压板207。高纯锗探测器2的电子单元包括探测器206(即晶体)、pcb、bnc、探针208和前置放大器210，可视为光电转换器。高纯锗探测器2的制冷单元包括液氮杯204。
42.壳体包括杯盖201、上盖202和下盖203，上盖202为两端开口的筒状结构，杯盖201和下盖203分别可拆卸设置于上盖202的两端，以形成具有容纳腔的壳体。杯盖201上设置有高压接口212、低压接口214和bnc转接头213。工装整体采用装配式结构，装配操作简单方便，方便拆卸安装与搬运。
43.固定板211上设置有用于固定pcb的卡槽，固定板211与杯盖201的位于容纳腔一侧连接。支架209和压板207均设置于下盖203上，支架209与前置放大器210连接，探测器206固定在压板207上，探针208与探测器206对接。
44.液氮杯204的一端开口，壳体置于液氮杯204中，杯盖201与液氮杯204的开口端连接，液氮杯204的内壁与壳体之间填充有液氮。通过液氮直接对探测器206进行制冷，可提高工作效率，节约成本。
45.本实用新型提供的一种高纯锗探测器2，安装时，探测器206通过压板207固定于下盖203上，再在下盖203上安装支架209，支架209上设置有bnc、前置放大器210和探针208，前置放大器210与bnc的接头对接，并将pcb与固定板211对接固定，固定板211设置于杯盖201，而后下盖203与上盖202的底部可拆卸连接，杯盖201与上盖202的顶部可拆卸连接。
46.在一具体实施例中，上盖202和下盖203通过螺纹连接，即上盖202和下盖203的连接面上均设置螺纹，如上盖202设置内螺纹，并且下盖203设置外螺纹，上盖202扣于下盖203并通过螺纹拧紧。采用螺纹装配式连接，可以方便探测器206的固定与拆卸，同时，采用螺纹密封，可保证壳体与液氮杯204中的液氮彻底隔绝。
47.同样的，杯盖201可采用可拆卸面板，杯盖201与上盖202螺纹连接，杯盖201大于上盖202端口的面积，其上可用于固定bnc接头及高压、低压信号，方便接头的拆卸与安装，又可以保证密封性。
48.在一具体实施例中，液氮杯204的底部设置有底座205，底座205起到稳定支撑的作用。为了便于连接，底座205上设置有用于安装液氮杯204的卡槽。
49.进一步地，为了更好的适配不同厚度的探测器206，支架209为高度可调节支架209。具体地，支架209包括横板以及连接横板两端的两个侧板，横板上设置用于安装前置放大器210的安装孔，横板和侧板中的一者设置有条形孔且另一者设置有螺栓孔，横板和侧板通过螺栓紧固连接。
50.支架209通过条形孔设计，可实现探针208的上下调节，可匹配不同厚度的探测器206。结合探针208的弹性调节范围，可实现不同厚度晶体的测试需求。
51.bnc转接头213通过固定板211连接于杯盖201上，具体地，在固定板211上设置卡槽，bnc转接头213置于卡槽中，并通过螺栓连接固定板211和杯盖201，方便连接与拆卸。
52.杯盖201上设置有用于向液氮杯204加注液氮的液氮加注口。
53.压板207上设置有用于安装探测器206的安装槽，压板207通过螺栓连接于下盖203上。
54.此外，本案还提供一种高纯锗探测器2的测试系统，包括：手套箱1和如上文中的高纯锗探测器2，高纯锗探测器2设置于手套箱1内，通过手套箱1对高纯锗探测器2进行测试操作。
55.可移动搬运的高纯锗探测器2的壳体，安装到液氮杯204中，可适配不同手套箱1组成测试系统。手套箱1内形成封闭环境，特别是构成低水氧含量测试环境，结合上文设计的高纯锗探测器2，使得高纯锗晶体进出液氮环境时，表面不会结水结霜，不会损坏高纯锗晶体，实现了液氮直接裸浸操作的可重复测试。
56.上述测试系统的具体操作过程如下：
57.1、首先将底座205放于手套箱1内，放于合适位置，将液氮杯204放于底座205之上。
58.2、在手套箱1外部，将探测器206通过压板207固定于下盖203之上，而后，安装固定支架209，安装好支架209后，安装bnc和探针208，通过条形孔调节到合适位置后锁紧，将前置放大器210通过bnc接头对扣上，并将固定板211与pcb通过卡槽固定，而后将下盖203通过螺纹与上盖202连接，整体再与杯盖201通过螺栓连接。
59.3、整体装配好后，放入手套箱1中，盖在液氮杯204之上，通过液氮加注口加注液氮，后进行测试。
60.综上所述，本案具有以下优势：
61.1、本专利可实现对高纯锗探测器的快速制冷，提高效率，节约成本；
62.2、本专利可实现不同场景下的使用要求，可匹配性高；
63.3、本专利节约工人的操作时间；
64.4、本专利可单人操作，使用简单；
65.5、本专利装配及拆卸简单，可实现快速搬运和转场。
66.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
67.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。