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一种环境 辐射剂量探测器

阅读：520发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种环境辐射剂量探测器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种环境辐射剂量探测器，包括DC/DC转换模块，DC/DC转换模块的输入端与外部电源相连，其输出端分别与高压电源模块和前置放大单元的输入端相连，高压电源模块的输出端与射线传感器的输入端相连，射线传感器的输出端与前置放大单元的输入端相连，前置放大单元的输出端与屏蔽电缆相连；射线传感器为高气压球形电离室，高气压球形电离室包括外球冠，外球冠上设有探射器接口和充气排气管，在外球冠内设置至少三个内球冠，其中一个内球冠通过导电管与探测器接口内的导电极相连，其它内球冠均通过导电管和与探测器接口相连的内球冠相连，导电极外侧环绕设置有双陶瓷三同轴密封头。本发明具有体积小、灵敏度高，能量响应好，更适用于工业现场的优点。，下面是一种环境辐射剂量探测器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种环境辐射剂量探测器，包括高压电源模块、射线传感器以及前置放大单元，高压电源模块的输出端与射线传感器的输入端相连，射线传感器的输出端与前置放大单元的输入端相连，所述射线传感器为高气压球形电离室，高气压球形电离室包括外球冠(1)，在外球冠(1)上设有探射器接口和充气排气管(2)，在外球冠(1)内设置有内球冠，探射器接口内设置有导电极，导电极(4)外侧环绕设置有双陶瓷三同轴密封头(5)，其特征在于：还包括DC/DC转换模块，所述DC/DC转换模块的输入端与外部电源相连，其输出端分别与高压电源模块的输入端和前置放大单元的输入端相连，前置放大单元的输出端与屏蔽电缆相连；在外球冠(1)内设置至少三个所述内球冠，其中一个内球冠通过导电管(3)与探测器接口内的导电极(4)相连，其它内球冠均通过导电管(3)和与探测器接口相连的内球冠相连。
2.根据权利要求1所述的环境辐射剂量探测器，其特征在于：所述内球冠为空心球。
3.根据权利要求2所述的环境辐射剂量探测器，其特征在于：所述内球冠均衡分布在外球冠(1)内部，每个内球冠的球心到外球冠内壁的距离均相等。
4.根据权利要求2所述的环境辐射剂量探测器，其特征在于：所述内球冠的个数为五个，五个内球冠的球心到外球冠内壁的距离均相等，五个内球冠分别为第一内球冠(6)、第二内球冠(7)、第三内球冠(8)、第四内球冠(9)和第五内球冠(10)，第一内球冠(6)通过导电管(3)与探测器接口内的导电极(4)相连，第二内球冠(7)、第三内球冠(8)、第四内球冠(9)和第五内球冠(10)均通过导电管(3)与第一内球冠(6)相连接。
5.根据权利要求1所述的环境辐射剂量探测器，其特征在于：所述外球冠(1)和内球冠的材料均为1Cr18Ni9Ti不锈钢。
6.根据权利要求4所述的环境辐射剂量探测器，其特征在于：1Cr18Ni9Ti 不锈钢的厚度为0.8mm～2.2mm。
7.根据权利要求5所述的环境辐射剂量探测器，其特征在于：1Cr18Ni9Ti不锈钢的厚度为1mm～2mm。
8.根据权利要求1～6任一所述的环境辐射剂量探测器，其特征在于：所述高气压球形电离室内部所充气体为高纯度氩气。
9.根据权利要求1～6任一所述的环境辐射剂量探测器，其特征在于：所述充气排气管(2)的内径至少为2mm，导电管(3)的内径至少为3.8mm。
10.根据权利要求1～6任一所述的环境辐射剂量探测器，其特征在于：所述外球冠(1)、充气排气管(2)和探测接头均采用密封焊接，内球冠之间为点焊接。

说明书全文

一种环境辐射剂量探测器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种辐射防护领域，尤其涉及一种应用于环境水平射线辐射剂量率测量的探测器。

背景技术

[0002] 环境辐射剂量率监测室环境监测的一个重要方面，通过实时监测大气环境射线辐射量量，获取环境中放射性物质的辐射强度，监测环境的辐射安全性，为保证人身安全提供可靠依据。

[0003] 尤其是在特殊行业中，如医院CT室、使用核子秤、电子皮带秤、核子料位计、核子在线煤灰分仪等具有核放射元素的环境，必须保障附近人员的安全性，必须实时监测工作环境的中射线剂量，若射线剂量过大，将对附近人员的人身造成极大的伤害。

[0004] 传统的环境辐射剂量率检测仪主要采用GM管形式的射线探测器和NaI晶体形式的射线探测器对环境中射线进行实时监测，但上述两种探测器存在以下缺点：GM管形式的射线探测器的探测效率低，一般只是在高剂量率的情况下使用；NaI晶体形式的射线探测器采用光电倍增管结构，其探测效率虽然高，但其怕摔，只适用于实验室等震动性较小的场合，对于震动性较大的工业现场却无法适用。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种环境辐射剂量探测器，它具有灵敏度(探测效率)高，能量响应好，测量下限可低至50keV，线性好，线性量程提高了50倍以上的优点。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0007] 一种环境辐射剂量探测器，包括DC/DC转换模块、高压电源模块、射线传感器以及前置放大单元，所述DC/DC转换模块的输入端与外部电源相连，其输出端分别与高压电源模块的输入端和前置放大单元的输入端相连，高压电源模块的输出端与射线传感器的输入端相连，射线传感器的输出端与前置放大单元的输入端相连，前置放大单元的输出端与屏蔽电缆相连；所述射线传感器为高气压球形电离室，高气压球形电离室包括外球冠，在外球冠上设有探射器接口和充气排气管，在外球冠内设置至少三个内球冠，其中一个内球冠通过导电管与探测器接口内的导电极相连，其它内球冠均通过导电管和与探测器接口相连的内球冠相连，所述导电极外侧环绕设置有双陶瓷三同轴密封头。

[0008] 所述内球冠为空心球。

[0009] 所述内球冠均衡分布在外球冠内部，每个内球冠的球心到外球冠内壁的距离均相等。

[0010] 所述内球冠的个数为五个，五个内球冠的球心到外球冠内壁的距离均相等，五个内球冠分别为第一内球冠、第二内球冠、第三内球冠、第四内球冠和第五内球冠，第一内球冠通过导电管与探测器接口内的导电极相连，第二内球冠、第三内球冠、第四内球冠和第五内球冠均通过导电管与第一内球冠相连接。

[0011] 所述外球冠和内球冠的材料均为1Cr18Ni9Ti不锈钢。

[0012] 1Cr18Ni9Ti 不锈钢的厚度为0.8mm～2.2mm。

[0013] 1Cr18Ni9Ti不锈钢的厚度为1mm～2mm。

[0014] 所述高气压球形电离室内部所充气体为高纯度氩气。

[0015] 所述充气排气管的内径至少为2mm，导电管的内径至少为3.8mm。

[0016] 所述外球冠、充气排气管和探测接头均采用密封焊接，内球冠之间为点焊接。

[0017] 在现有技术中，绝大多数的高气压球形电离室，使用不锈钢制作，但其测量下限高，射线能力在80keV以上才能准备测量，当需要测量80keV以下的射线辐射时，需要使用特殊材质制作，如高透射率的铝、铝合金才能完成，而本发明通过对高气压球形电离室内部结构的升级改变，使用普通不锈钢及其它钢性材质，可使测量下限值低至50keV，即，采用上述方案的本发明具有灵敏度(探测效率)高，能量响应好、线性好的优点，而且本发明的体积小、便携，适用于工业现场。附图说明

[0018] 图1是本发明提供的一种环境辐射剂量探测器实施例的组成结构图。

[0019] 图2是图1中高气压球形电离室的结构示意图。

[0020] 图3是图2的A-A向剖视图。

具体实施方式

[0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0022] 如图1、图2和图3所示，本发明提供的一种环境辐射剂量探测器实施例包括DC/DC转换模块、高压电源模块、射线传感器以及前置放大单元，所述DC/DC转换模块的输入端与外部电源相连，其输出端分别与高压电源模块的输入端和前置放大单元的输入端相连，高压电源模块的输出端与射线传感器的输入端相连，射线传感器的输出端与前置放大单元的输入端相连，前置放大单元的输出端与屏蔽电缆相连；所述射线传感器为高气压球形电离室，高气压球形电离室包括外球冠1，在外球冠1上设有探射器接口和充气排气管2，在外球冠1内设置的内球冠，内球冠为空心球，所述内球冠的个数为5个，五个内球冠分别为第一内球冠6、第二内球冠7、第三内球冠8、第四内球冠9和第五内球冠10，第一内球冠6通过导电管3与探测器接口内的导电极4相连，第二内球冠7、第三内球冠8、第四内球冠9和第五内球冠
10均通过导电管3与第一内球冠6相连接，所述导电极4外侧环绕设置有双陶瓷三同轴密封头5。关于内球冠的个数，设计人员可根据实际需要，将内球冠的个数设置为3个、4个、6个，或者将内球冠的个数设置为不小于3的任意正整数个，至于内球冠在外球冠内的分布，均衡分布较好，每个内球冠的球心到外球冠内壁的距离均相等，其中一个内球冠通过导电管3与探测器接口内的导电极4相连，其它内球冠均通过导电管3和与探测器接口相连的内球冠相连；所述高气压球形电离室内部所充气体为高纯度氩气，外球冠1、充气排气管2和探测接头均采用密封焊接，内球冠之间为点焊接。在其它条件选定的情况下，因本实施例中内球冠的设置，增加了板极大小，且减小了两极间的距离，从而提升了能量响应性能。

[0023] 作为本发明的改进：所述外球冠1和内球冠的材料均为1Cr18Ni9Ti不锈钢，与通常使用的铝材质相比，不锈钢便于制作且成本低；设计人员可不锈钢的厚度设置为2mm，除此之外，设计人员也根据实际需要将不锈钢的厚度设置为0.7mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、1.9mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm，当然，设计人员也可根据实际需要将不锈钢的厚度设置在0.7mm～2.3mm之间。

[0024] 所述充气排气管2的内径为3mm，除此之外，设计人员也根据实际需要将充气排气管2的内径设置为2mm、2.2mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.5mm、4mm，当然，设计人员也可根据实际需要将充气排气管2的内径设置为不小于2mm；导电管3的内径为5mm，除此之外，设计人员也根据实际需要将导电管3的内径设置为3.5mm、3.8mm、4.5mm、4.8mm、5.2mm、5.5mm，当然，设计人员也可根据实际需要将导电管3的内径设置为不小于3.5mm。

[0025] 本发明的工作原理如下：如图1所示，本发明提供的一种环境辐射剂量探测器实施例包括DC/DC转换模块、高压电源模块、射线传感器以及前置放大单元，所述DC/DC转换模块的输入端与外部电源相连，其输出端分别与高压电源模块的输入端和前置放大单元的输入端相连，高压电源模块的输出端与射线传感器的输入端相连，射线传感器的输出端与前置放大单元的输入端相连，前置放大单元的输出端与屏蔽电缆相连；外部电源可采用直流电压12V(DC12V)，也可采用DC8V，外部电源经DC/DC转换模块转换后给本实施例内部电路使用；电离信号经超低输入偏的前置放大电路调整为DC-1V～DC5V电压信号，此电压信号通过屏蔽电缆连接至射线监测仪表的信号输入端。

[0026] 本发明中的高气压球形电离室的原理如下：射线辐射在高气压球形电离室内的气体中，与气体中的介质相互作用，产生次级电子，这些电子在其运动轨迹上使气体中的原子电离，产生一系列正负离子对，在电场作用下，电子、正离子分别向两级漂移，形成电离电流，此电流正比于外部射线的辐射量。

[0027] 为了满足简洁的要求，本说明书每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分可相互参见。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。

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