BRPI0712302A2 - sensor e sistema para detectar um feixe de elétrons - Google Patents

Abstract

SENSOR E SISTEMA PARA DETECTAR UM FEIXE DE ELéTRONS A invenção diz respeito a um sensor (10) para detectar uma intensidade de um feixe de elétrons gerado por meio de um gerador de feixe de elétrons ao longo de um percurso em direção a um alvo dentro da área de alvo, o feixe de elétrons saindo do gerador através de uma janela de saída (24). O sensor (10) compreende pelo menos uma área (26) de pelo menos uma camada condutora (28) posicionada dentro do percurso e conectada com um detector de corrente, sendo cada área (26) da pelo menos uma camada condutora (28) substancialmente blindada uma com relação à outra, com respeito ao ambiente circundante e com respeito à janela de saída (24) por meio de uma blindagem (32), a blindagem (32) sendo formada sobre a janela de saída (24). A invenção também se refere a um sistema compreendendo tal sensor.

Description

"SENSOR E SISTEMA PARA DETECTAR UM FEIXE DE ELÉTRONS"

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um sensor e a um sistema para detectar um feixe de elétrons.

Arte Anterior

Na indústria de embalagem de alimentos têm sido usadas há longo tempo embalagens formadas a partir de uma seção contínua ou peça em bruto de material de embalagem compreendendo diferentes camadas de papel ou papelão, barreiras de líquido de, por exemplo, polímeros, e barreiras de gás de, por exemplo, filmes finos de alumínio. Para estender a vida em prateleira dos produtos sendo embalados, é conhecido da arte anterior esterilizar uma seção contínua antes das operações de formação e enchimento, e esterilizar as embalagens parcialmente formadas (embalagens prontas para encher, embalagens RTF - "Ready-To-Fill") antes da operação de enchimento. Dependendo da duração que é desejada para a vida em prateleira e se a distribuição e armazenagem são feitas em temperatura fria ou temperatura ambiente, diferentes níveis de esterilização podem ser escolhidos. Uma maneira de esterilizar uma seção contínua é a esterilização química usando, por exemplo, um banho de peróxido de nitrogênio. Similarmente, uma embalagem pronta para encher pode ser esterilizada por meio de peróxido de hidrogênio, preferivelmente em fase gasosa.

Uma outra maneira de esterilizar material de embalagem é irradiá-lo por elétrons emitidos de um dispositivo de emissão de feixe de elétrons, tal como, por exemplo, um gerador de feixe de elétrons. Uma tal esterilização de uma seção contínua de material de embalagem é revelada, por exemplo, nas publicações de patente internacional WO 2004/110868 e WO 2004/110869. Irradiação similar de embalagens prontas para encher é revelada na publicação de patente internacional WO 2005/002973. As publicações acima são aqui incorporadas para referência. Para prover controle em linha da intensidade do feixe de elétrons, e para monitorar variações de uniformidade, sensores de elétrons são usados para medição de irradiação de dose. Um sinal do sensor é analisado e alimentado de volta em um sistema de controle de feixe de elétrons como um sinal de controle de realimentação. Na esterilização de material de embalagem, tal realimentação de sensor pode ser usada para assegurar um nível suficiente de esterilização.

Um tipo de sensores existentes para medir a intensidade de feixe de elétrons, com base em métodos de medição direta, usa um condutor colocado dentro de uma câmara de vácuo. A câmara de vácuo é usada para prover isolamento com relação ao ambiente circundante. Visto que os sensores baseados em vácuo podem ser relativamente grandes, eles são colocados em posições fora do percurso de feixe de elétrons direto para evitar o sombreamento de objetos-alvos. O sombreamento pode, por exemplo, tornar impossível a irradiação apropriada (e, assim, a esterilização apropriada) de material de embalagem. Por conseguinte, esses sensores contam com informação secundária a partir de uma periferia do feixe, ou informação a partir de irradiação secundária, para prover uma medição.

Na operação, elétrons do feixe de elétrons, os quais têm suficiente energia, penetrarão em uma janela, tal como uma janela de titânio (Ti) da câmara de vácuo, e serão absorvidos pelo condutor. Os elétrons absorvidos estabelecem uma corrente no condutor. A magnitude desta corrente é uma medida do número de elétrons que penetram na janela da câmara de vácuo. Esta corrente provê uma medida da intensidade do feixe de elétrons na posição de sensor.

Um conhecido sensor de feixe de elétrons que tem uma câmara de vácuo com um revestimento protetor, e um eletrodo que representa um fio metálico de sinal dentro da câmara, é descrito no pedido de patente norte- americano publicado como US2004/0119024. As paredes de câmara são usadas para manter um volume de vácuo em torno do eletrodo. A câmara de vácuo tem uma janela precisamente alinhada com o eletrodo para detectar a intensidade de feixe de elétrons. O sensor é configurado para colocação em uma posição, em relação a um artigo móvel sendo irradiado, oposto ao gerador de feixe de elétrons para detectar irradiação secundária.

Um similar sensor de feixe de elétrons é descrito na publicação de patente internacional WO 2004/061890. Em uma forma de concretização deste sensor, a câmara de vácuo é removida e o eletrodo é provido com uma camada ou filme de isolamento. A camada de isolamento é provida para evitar influência de campos eletrostáticos e elétrons de plasma criados por meio do feixe de elétrons, para não substancialmente influenciar a saída de eletrodo.

A patente norte-americana US 6,657,212 descreve um dispositivo de processamento de irradiação de feixe de elétrons, no qual um filme de isolamento é provido sobre um condutor, tal como um condutor de aço inoxidável, de uma unidade de detecção de corrente colocada fora de uma janela de um tubo de feixe de elétrons. Uma unidade de medição de corrente inclui um medidor de corrente que mede a corrente detectada. Esta patente descreve vantagens de um detector revestido de cerâmica.

Outro tipo de sensor está descrito no pedido de patente norte- americano de número de série USSN 11/258,212 depositado pela Tetra Lavai. O sensor compreende um fio metálico de condução e uma blindagem de isolamento que blinda pelo menos uma porção do fio metálico de condução contra exposição ao plasma. A blindagem de plasma também compreende uma camada condutora externa conectada com potencial terra para absorver o plasma. O detector é pequeno e pode ser colocado para a da janela de saída de elétrons à frente do feixe de elétrons. Por meio da adição de vários detectores e distribuição deles através da janela de saída de elétrons, pontos de medição múltiplos são atingidos, resultando em um mapeamento de dose do feixe de elétrons. No pedido de patente norte-americano de número de série USSN 11/258,215, também depositado pela Tetra Lavai, um detector multicamada é descrito, o qual pode ser usado para detectar um feixe de elétrons. O detector compreende um fio metálico condutor que é isolado a partir do meio ambiente por meio de um material de isolamento fino. No topo do material de isolamento, uma camada de material condutor é depositada, a qual é conectada com um potencial de terra. Somente elétrons do feixe de elétrons são capazes de penetrar nas camadas externas a serem absorvidas pelo fio metálico de condução. A camada de condução externa absorve plasma. O detector é pequeno e pode ser colocado fora da janela de saída de elétrons à frente do feixe de elétrons. Por meio da adição de vários detectores e distribuição dos mesmos através da janela de saída de elétrons, múltiplos pontos de medição são atingidos, resultando em um mapeamento de dose do feixe de elétrons.

No pedido de patente sueco SE 0502384-1, depositado pela Tetra Lavai, um outro sensor é descrito. O sensor compreende um condutor e uma carcaça de isolamento. A carcaça é fixada na janela de saída de elétrons do gerador de elétrons e forma uma câmara fechada juntamente com dita janela. O condutor é posicionado na câmara e é assim blindado com relação ao plasma.

Sumário da Invenção

Um objetivo da invenção foi o de prover um sensor para detectar um feixe de elétrons, sensor este que não requer espaço extra e que pode ser uma porção integrada da janela de saída de elétrons.

O objetivo é atingido com um sensor compreendendo pelo menos uma área de pelo menos uma camada condutora posicionada dentro do percurso e conectada com um detector de corrente, cada área da pelo menos uma camada condutora sendo substancialmente blindada uma com relação à outra, com respeito ao ambiente circundante e com respeito à janela de saída por meio de uma blindagem, a blindagem sendo formada sobre a janela de saída e pelo menos a porção da blindagem que está em contato com cada área é feita de material de isolamento. Desta maneira, um sensor é obtido, o qual é uma porção integrada da janela de saída e que requer uma quantidade desprezível de espaço extra. Os elétrons podem penetrar na estrutura de sensor delgada, e uma fração na faixa de aproximadamente pouca percentagem da energia dos elétrons será absorvida pelo material condutor do sensor. A energia absorvida origina correntes que provêem uma medida da intensidade do feixe de elétrons sobre o sensor.

O sensor é ainda definido por meio das reivindicações dependentes anexadas 2 a 13.

A invenção também se refere a um sistema para detectar um feixe de elétrons, sistema este que compreende o sensor descrito acima. O dito sistema ainda compreende um gerador de feixe de elétrons adaptado para gerar um feixe de elétrons ao longo de um percurso em direção a um alvo em uma área de alvo, o feixe de elétrons saindo do gerador através de uma janela de saída. O sensor é formado sobre a janela de saída para detectar e medir a intensidade de feixe de elétrons. O sistema ainda compreende um suporte para suportar o alvo dentro da área de alvo.

O sistema é ainda definido por meio das reivindicações dependentes anexas 15 a 19.

Breve Descrição dos Desenhos

A seguir, uma forma de concretização presentemente preferida da invenção será descrita em maior detalhe, com referência aos desenhos anexos, nos quais os mesmos números de referência foram usados para designar os mesmos elementos, nos quais:

a figura 1 mostra esquematicamente um sistema de exemplo para irradiar um alvo na forma de uma seção contínua com um feixe de elétrons, a figura 2 mostra esquematicamente uma seção transversal de um sensor de acordo com a invenção,

a figura 3 mostra esquematicamente uma vista superior plana do sensor na figura 2, onde as tiras da camada condutora são depositadas, mas não a camada de isolamento externa.

a figura 4 mostra esquematicamente uma seção transversal de uma segunda forma de concretização do sensor de acordo com a invenção,

a figura 5 mostra esquematicamente um diagrama que representa energia de saída de um gerador de feixe de elétrons e energia absorvida em cada camada condutora,

a figura 6 mostra esquematicamente um sistema de exemplo, similar àquele na figura 1, mas para irradiar um alvo na forma de uma embalagem pronta-para-encher, e

a figura 7 mostra esquematicamente seções transversais de porções de uma alternativa para o sensor na figura 2 e uma alternativa para o sensor na figura 4.

Deve ser notado que as espessuras das camadas mostradas nas figuras foram exageradas, e que as figuras não são desenhadas de acordo com a escala.

Descrição de Formas de Concretização Preferidas

A figura 1 mostra um sistema 2, de exemplo, para irradiar uma área de alvo 4 dentro de um feixe de elétrons 6 emitido ao longo de um percurso. O sistema 2, de exemplo, inclui meios para emitir, tais como um gerador de feixe de elétrons 8, para emitir um feixe de elétrons 6 ao longo de um percurso. O sistema 2 também inclui meios, tais como o sensor 10, para detectar feixes de elétrons 6. Assim, o sistema 2 inclui tanto um gerador de feixe de elétrons 8 quanto um sensor 10. O sensor 10 é provido para detectar uma intensidade do feixe de elétrons 6 gerado por meio de o gerador de feixe de elétrons 8 ao longo de um percurso que irradia a área de alvo 4. O gerador de feixe de elétrons 8 inclui uma câmara de vácuo 12. O sensor de feixe de elétrons 10 é formado e posicionado de uma maneira para ser capaz de detectar e medir a intensidade do feixe de elétrons 6 que sai da câmara de vácuo 12.

Um suporte 14 é provido para suportar um alvo 16 dentro da área de alvo 4. Na forma de concretização mostrada na figura 1, o alvo é uma seção contínua de material de embalagem 16, e o suporte 14 para o alvo pode, por exemplo, ser um rolo de transporte de material de seção contínua ou qualquer outro dispositivo apropriado de uma máquina de embalagem. Ainda, o suporte 14 pode ser usado para manter o alvo 16 na área de alvo 4 em uma posição de medição desejada em relação ao sensor 10 e ao gerador 8.

O gerador de feixe de elétrons 8, como mostrado na figura 1, inclui um fornecimento de energia de alta tensão 18, apropriado para prover suficiente tensão para acionar o gerador de feixe de elétrons 8 para a aplicação desejada. O gerador de feixe de elétrons 8 também inclui um fornecimento de energia de filamento 20, o qual transforma energia do fornecimento de energia de alta tensão 18 para uma tensão de entrada apropriada para um filamento 22 do gerador 8. Em adição, o fornecimento de energia de alta tensão 18 inclui um controle de grade 19 para controlar uma grade 21 usada para difundir o feixe de elétrons 6 em um feixe mais uniforme e para focar o feixe de elétrons para a área de alvo 4.

O filamento 22 pode ser alojado na câmara de vácuo 12. Em uma forma de concretização de exemplo, a câmara de vácuo 12 pode ser hermeticamente selada. Na operação, elétrons e" do filamento 22 são emitidos ao longo de um percurso de feixe de elétrons 6 em uma direção para a área de alvo 4.

Ainda, o gerador de feixe de elétrons 8 é provido com uma janela de saída de elétrons 24, através da qual os elétrons saem da câmara de vácuo. A janela 24 pode ser feita de uma lâmina delgada de metal 25, mostrada na figura 2, tal como, por exemplo, titânio, e pode ter uma espessura na ordem de 4-12 μm Uma rede de suporte 27 formada de alumínio ou cobre suporta a lâmina delgada de metal 25 a partir do interior do gerador de feixe de elétrons 8.

O sensor 10 é formado sobre a janela de saída 24 e é, assim, uma porção integrada da janela. Ele compreende pelo menos uma área 26 de pelo menos uma camada condutora 28 posicionada dentro do percurso de feixe de elétrons 6. Em uma primeira forma de concretização presentemente preferida, o sensor 10 compreende uma camada condutora 28.

Dita camada condutora 28 é constituída de várias áreas 26 de material condutor. Cada área 26 é formada como uma tira colocada através da janela de saída 24. Isto está mostrado na figura 3. Para isolar as tiras 26 uma da outra está presente um interstício 30 entre elas. Neste exemplo, a largura das tiras 26 é na faixa de 10-30 mm e as tiras são posicionadas aproximadamente 1 mm uma afastada da outra. Ainda, cada tira 26 tem substancialmente a mesma área.

Para a blindagem das tiras 26 na camada condutora 28, uma da outra, com respeito ao ambiente circundante e a partir da lâmina delgada de metal da janela de saída de elétrons 24, uma blindagem 32 de material de isolamento é provida. A função da blindagem 32 é de proteger as tiras 26 contra o plasma contido no ambiente circundante em torno da janela de saída 24, e para ter certeza que as tiras 26 não estão em contato direto com qualquer outro material condutor, por exemplo a lâmina delgada de metal de titânio da janela de saída 24 e das outras tiras 26.

A blindagem 32 de acordo com esta primeira forma de concretização compreende pelo menos uma primeira e uma segunda camada de isolamento 32a, 32b. A primeira camada de isolamento 32a cobre substancialmente toda a lâmina delgada de metal da janela de saída 24. No topo da camada de isolamento 32a, as tiras 26 da camada condutora 28 são formadas. Sobre as tiras 26 e sobre a primeira camada de isolamento 32a, ainda parcialmente exposta, a segunda camada de isolamento 32b é formada. Assim, as tiras 26 da camada condutora 28 serão encapsuladas pelo material de isolamento.

O sensor 10 é formado sobre a lâmina delgada de metal 25 da janela de saída 24. Isto significa que o sensor 10 é posicionado fora da câmara de vácuo 12 e está voltado para o ambiente circundando o gerador de feixe de elétrons 8.

As camadas, tanto as camadas de isolamento 32a, 32b quanto a camada condutora 28, são muito delgadas e podem ser formadas usando tecnologia de deposição. Por exemplo, a técnica de deposição de vapor de plasma ou de deposição de vapor químico pode ser usada. Outras técnicas para formar camadas delgadas de material são, evidentemente, também possíveis.

Preferivelmente, a mesma técnica é usada para todas das camadas no sensor 10. As áreas, isto é, as tiras 26, da camada condutora 28 podem ser depositadas por meio da provisão de uma máscara para a primeira camada de isolamento 32a para cobrir as porções onde qualquer área condutora 26 é não desejada.

A espessura selecionada para as camadas pode ser de qualquer dimensão apropriada. Por exemplo, camadas delgadas podem ser usadas. Em uma forma de concretização de exemplo, as camadas podem ser na faixa de aproximadamente 0,1-1 μπι, ou menor ou maior, quando desejado. Preferivelmente, a espessura é a mesma ou substancialmente a mesma para todas as camadas dentro do sensor 10.

As camadas de isolamento 32a, 32b podem ser feitas de qualquer material de isolamento que pode resistir a temperaturas na ordem de poucas centenas de 0C até aproximadamente 400°C. Preferivelmente, o material de isolamento é um óxido. Um óxido que pode ser usado é óxido de alumínio (AI2O3). Outros materiais de isolamento podem, evidentemente, ser usados, por exemplo, diferentes tipos de material cerâmico. Com o termo "isolamento" é entendido que o material nas camadas de isolamento é eletricamente isolante, isto é, não condutor.

Preferivelmente, a camada condutora 28 é de metal. Um metal que pode ser usado é alumínio. Outros materiais condutores evidentemente podem ser também usados, por exemplo, diamante, carbono similar a diamante (DLC) e materiais dopados.

Para ser possível medir a intensidade de feixe de elétrons, cada tira 26 é conectada com um detector de corrente 34. Conectores (não mostrados) entre as tiras 26 e o detector de corrente 34 são preferivelmente posicionados na armação externa da janela 24.

Elétrons do feixe de elétrons 6 irão penetrar a janela de saída 24 e, diferentemente dos sensores da arte anterior mencionados na parte de introdução, também penetram na delgada estrutura de sensor. Conseqüentemente, os elétrons não serão totalmente absorvidos pelo material condutor, mas somente uma fração, na faixa de aproximadamente uma pequena percentagem, da energia dos elétrons será absorvida pelo material condutor do sensor. A energia absorvida origina uma corrente na tira 26 e o sinal de cada tira condutora 26 é separadamente detectado e manipulado por meio de um detector de corrente 34 e provê uma medida da intensidade do feixe de elétrons sobre a tira. O detector de corrente 34 pode compreender um amplificador e um voltímetro em combinação com um resistor, ou um amperímetro, ou qualquer outro dispositivo apropriado.

A este respeito, deve ser notado que, em comparação com os sensores da arte anterior discutidos, uma maior porção da janela de saída 24 pode ser coberta pelo sensor 10, mas que o sinal detectado será muito menor por unidade de área.

Uma saída do detector de corrente 34, em comparação com um valor pré-ajustado ou a ser fornecido a um controlador 36, o qual, por sua vez, pode servir como um meio para ajustar a intensidade do feixe de elétrons em resposta a uma saída do sensor 10. Nas formas de concretização de exemplo, o feixe de elétrons pode ser emitido com uma energia de, por exemplo, menor que 100 keV, por exemplo, 60 a 80 keV.

A figura 4 mostra um sensor 10' de acordo com uma segunda forma de concretização presentemente preferida.

O sensor 10' pode ser de um tipo de estrutura em sanduíche e compreender uma primeira e uma segunda camadas condutoras 28', 38, cada compreendendo pelo menos uma área 26' para detectar intensidade de feixe de elétrons. Neste caso, a primeira e segunda camadas 28', 38, cada, compreendem várias áreas 26' na forma de tiras, similares às tiras 26 na primeira forma de concretização previamente descrita. A primeira e a segunda camadas 28', 38 são colocadas uma no topo da outra, mas é evidentemente necessário ter isolamento com relação à blindagem da mesmas uma da outra, da lâmina delgada de metal de janela de saída 25' e com respeito ao ambiente circundante. Para encapsular as camadas condutoras 28', 38, a blindagem 32' compreende primeira, segunda e terceira camadas de isolamento 32a', 32b', 32c. A primeira camada 32a' cobre, Neste caso, substancialmente toda a lâmina delgada de metal 25' da janela de porta de saída 24' e a primeira camada condutora 28', isto é, as tiras 26' da primeira camada condutora 28' são depositadas sobre a primeira camada de isolamento 32a'. No topo da primeira camada de isolamento 32a', ainda parcialmente exposta, e no topo das tiras 26' da primeira camada condutora 28', a segunda camada de isolamento 32b' é depositada. Assim, as tiras 26' da primeira camada condutora 28' são encapsuladas pelo material de isolamento. A segunda camada de isolamento 32b' porta a segunda camada condutora 38, isto é, as áreas, neste caso, as tiras 26', de material condutor, são depositadas sobre a segunda camada de isolamento 32b'. No topo da segunda camada de isolamento 32b', ainda parcialmente exposta, e das tiras 26' da segunda camada condutora 38, a terceira camada de isolamento 32c é depositada. Assim, as tiras 26' da segunda camada condutora 38 são encapsuladas pelo material de isolamento.

A forma de concretização ainda presentemente preferida do sensor 10 pode compreender qualquer número de camadas adicionais de material condutor. Neste caso, as camadas condutoras são ensanduíchadas uma por uma entre camadas de isolamento. Similar à primeira e segunda formas de concretização, esta estrutura de sanduíche começa com uma primeira camada de isolamento formada sobre a janela de saída e uma última camada de isolamento cobrindo pelo menos a última camada condutora para protegê-la com respeito ao ambiente circundante.

Um sensor com várias camadas de material condutor em uma estrutura de sanduíche pode ser usado para verificar a tensão de aceleração, isto é, a saída de energia do gerador de feixe de elétrons. Tal informação pode constituir um parâmetro usado para supervisionar a operação correta 'do gerador. Além disto, uma combinação de medições tanto na saída de energia quanto na intensidade de feixe de elétrons podem ser usada para ainda assegurar que o material de embalagem é tratado com uma suficiente dosagem de esterilização.

Em um sensor que tem, por exemplo, três camadas condutoras, a primeira camada condutora, estando mais próximas do filamento 21, absorverão mais energia que a segunda camada, que, por sua vez, absorverá mais energia que a terceira camada. Na figura 5, o eixo vertical representa a energia absorvida na camada, ΔΕ. O eixo horizontal representa as camadas condutoras (denotadas 1, 2 e 3) da estrutura de sensor. Por meio da plotagem da energia absorvida em cada camada para um gerador que têm uma energia de saída de, por exemplo, aproximadamente 80 keV, é possível formar uma função substancialmente bem definida. Por simplicidade, a figura 5 mostra funções na forma de linhas substancialmente retilíneas. Se a plotagem da energia absorvida em cada camada para um gerador que têm uma energia de saída de, por exemplo, aproximadamente 100 keV, ele será tão bom quanto possível formar uma função substancialmente bem definida, mas a função diferirá da função prévia. Uma outra função substancialmente bem definida pode ser formada se a plotagem da energia para um gerador que tem uma energia de saída de, por exemplo, aproximadamente 60 keV. A diferença nos gráficos das funções pode ser usada para detectar se a saída de energia atual do gerador corresponde à saída esperada, isto é, se a saída atual está dentro da certa faixa tolerável. Ainda, se uma linha substancialmente retilínea não for formada, isto é, se uma ou várias das energias ΔΕ se desviarem da esperada, pode ser assumido que o gerador não está operando corretamente.

Para facilitar a medição, a espessura das camadas condutoras e das camadas de isolamento é preferivelmente a mesma.

Como mencionado, uma das funções da blindagem é a de proteger a camada ou camadas condutoras contra plasma e elétrons secundários. A seguir, o termo ou conceito de plasma ou elétrons secundários será descrito. Quando um elétron e" emitido do filamento 22 da figura 1 se desloca para a área de alvo 4, ele colidirá com moléculas de ar ao longo deste percurso. Os elétrons emitidos podem ter suficiente energia para ionizar o gás ao longo deste percurso, criando assim plasma, o qual contém íons e elétrons. Elétrons de plasma são elétrons secundários, ou elétrons térmicos, com baixa energia em comparação com os elétrons do feixe de elétrons 6. Os elétrons de plasma têm velocidade vetorial tornada aleatória e pode somente se deslocar por uma distância cujo comprimento é uma pequena fração do percurso livre médio para os elétrons de feixe.

Possivelmente existirá plasma no ambiente circundante, isto é, fora da janela de saída 24 do gerador de feixe de elétrons 8, devido à presença de ar. Todavia, uma vez que plasma não tem energia suficiente para penetrar na camada de isolamento mais externa, a qual está cobrindo a camada condutora mais externa, irá funcionar como uma própria blindagem de plasma.

Outra função previamente mencionada da blindagem 32, 32' é a de isolar as tiras 26, 26' da camada condutora uma da outra, e onde apropriado, isolar as camadas condutoras 28', 38 uma da outra. Assim, existirá um sinal separado que pode ser detectado a partir de cada tira 26, 26', os quais, juntos, podem originar uma imagem clara, ou mapa, da dosagem provida para o material 16 que deve ser esterilizado. Informação de cada tira (por exemplo, amplitudes de sinal, diferenças/relações de sinal, posições de tira, e outros) pode ser usada para produzir um registro de intensidade de emissão através de um processador.

Um sensor como o sensor descrito pode também ser usado em conexão com a irradiação de alvos na forma de embalagens parcialmente formadas. Embalagens parcialmente formada são normalmente aberas em uma extremidade e seladas para formar um fundo ou topo na outra e são comumente denotadas embalagens prontas para encher {"Ready-To-Fill") (embalagens RTF). Na figura 6, um sistema 2" é esquematicamente exposto, compreendendo um gerador de feixe de elétrons 8" para irradiação de uma embalagem pronta-para-encher 16". A embalagem 16" é aberta em seu fundo 40 e é provida na outra extremidade com um topo 42 e um dispositivo de abertura e fechamento 44. Durante a esterilização, a embalagem 16" é colocada de ponta cabeça (isto é, o topo é colocado para baixo) em um suporte (não mostrado). O suporte pode ser na forma de um suporte de um transportador que transporta a embalagem 16" através de uma câmara de esterilização. O sistema compreende meios (não mostrados) para prover um movimento relativo (ver a seta) entre a embalagem 16" e o gerador de feixe de elétrons 8" para levá-los para uma posição na qual o gerador 8" é posicionado pelo menos parcialmente na embalagem 16" para tratá-la. Ou o gerador 8" é abaixado para dentro da embalagem 16", ou a embalagem 16" é elevada para envolver o gerador 8", ou cada um é movimentado um para o outro. Um sensor 10, por exemplo, sendo o sensor as descrito na figura 2 é formada sobre uma janela de saída 24" do gerador 8".

Embora a presente invenção tenha sido descrita com respeito a formas de concretização preferentemente preferidas, deve ser entendido que várias modificações e alterações podem ser feitas sem fugir do objetivo e escopo da invenção como definida nas reivindicações anexas.

Nas formas de concretização descritas, a primeira camada de isolamento 32a, 32a' cobre substancialmente toda a lâmina delgada de metal de janela de saída 25, 25' e uma camada de isolamento sobrejacente cobre substancialmente uma camada de isolamento subjacente. Todavia, deve ser entendido que as camadas de isolamento praticamente não precisam cobrir mais que o necessário de cada outra camada e da lâmina delgada de metal de janela 25, 25' para encapsular cada área 26, 26' da camadas condutoras presentes na estrutura do sensor. A figura 7 mostra duas diferentes formas de concretização alternativas.

As áreas nas formas de concretização previamente descritas foram descritas como tiras 26, 26'. Todavia, é facilmente entendido que as áreas podem ter qualquer forma, tal como, por exemplo, círculos, segmentos de círculo, elipses, arcos, fios metálicos, formas retangulares e faixas, apropriados para obter um mapa de dosagem suficiente.

Foi também descrito que o sensor é formado no exterior da janela de saída de elétrons. Deve ser entendido que é possível formar o sensor no interior da janela, isto é, sobre a superfície voltada para a câmara de vácuo 12.

Finalmente, a forma de concretização descrita compreende uma blindagem de material de isolamento. A blindagem pode também compreender ainda camadas ou porções de natureza protetora para proteger fisicamente as camadas condutoras e isolantes, que são algumas vezes frágeis. Tais camadas ou porções podem ser colocadas entre a primeira camada de isolamento, e a lâmina delgada de metal de janela pode ser de qualquer material apropriadamente usado conjuntamente com o material na dita lâmina delgada de metal. Uma camada protetora adicional pode também ser provida sobre o exterior da camada de isolamento mais externa para a proteção a partir do ambiente.

Claims (19)

1. Sensor (10, 10') para detectar um feixe de elétrons, para detectar uma intensidade de um feixe de elétrons (6, 6") gerado por meio de um gerador de feixe de elétrons (8, 8") ao longo de um percurso em direção a um alvo (16, 16") dentro de uma área de alvo (4, 4"), o feixe de elétrons (6, 6") saindo do gerador (8, 8") através de uma janela de saída (24, 24"), caracterizado pelo fato de que o sensor (10, 10') compreende pelo menos uma área (26, 26') de pelo menos uma camada condutora (28, 28') posicionada dentro do percurso e conectada com um detector de corrente (34), cada área (26, 26') da pelo menos uma camada condutora (28, 28') sendo substancialmente blindada uma com relação à outra, com respeito ao ambiente circundante e com respeito à janela de saída, por meio de uma blindagem (32, 32'), a blindagem (32, 32') sendo formada sobre a janela de saída (24, 24') e pelo menos a porção da blindagem que está em contato com cada área (26, 26') é feita de material de isolamento.

2. Sensor (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a blindagem (32) compreende pelo menos primeira e segunda camadas de isolamento (32a, 32b), a primeira camada (32) cobrindo pelo menos uma porção da janela de saída (24), e porta a pelo menos uma área (26) da pelo menos uma camada condutora (28), com a segunda camada de isolamento (32b) cobrindo pelo menos cada área (26) da camada condutora (28) de modo que ela é encapsulada pelo material de isolamento.

3. Sensor (10') de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: compreende pelo menos uma primeira e uma segunda camada condutora (28', 38), cada uma compreendendo pelo menos uma área (26'); a blindagem (32') compreende pelo menos primeira, segunda e terceira camadas de isolamento (32a', 32b', 32c); a primeira camada de isolamento (32a') cobre pelo menos uma porção da janela de saída (24') e porta a pelo menos uma área (26') da primeira camada condutora (28'); a segunda camada de isolamento (32b') cobre pelo menos cada área (26') da primeira camada condutora (28') de modo que ela é encapsulada pelo material de isolamento; a segunda camada de isolamento (32b') porta a pelo menos uma área (26') da segunda camada condutora (38); e, a terceira camada de isolamento (32c) cobre pelo menos cada área (26') da segunda camada condutora (38) de modo que ela é encapsulada pelo material de isolamento.

4. Sensor (10') de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que: compreende várias camadas condutoras; e, as camadas condutoras são ensanduíchadas uma por uma entre camadas de isolamento, e uma primeira camada de isolamento (32a') é formada sobre a janela de saída (24') e uma última camada de isolamento está cobrindo pelo menos a última camada condutora para protegê-la com respeito ao ambiente circundante.

5. Sensor (10, 10') de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o detector de corrente (34) é adaptado para detectar corrente elétrica na área (26, 26') da camada condutora (28, 28') como uma medida de intensidade de feixe de elétrons.

6. Sensor (10, 10') de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o sensor é formado sobre a lâmina delgada de metal externa (25, 25') da janela de saída (24, 24', -24") usando tecnologia de deposição.

7. Sensor (10, 10') de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o material de isolamento é um óxido.

8. Sensor (10, 10') de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o material condutor é um metal.

9. Sensor (10, 10') de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o material de isolamento é óxido de alumínio, o material condutor é alumínio e a lâmina delgada de metal de janela de saída (25, 25') é feita de titânio.

10. Sensor (10, 10') de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a cada área (26, 26') da camada condutora (28, 28', 38) é uma tira colocada através da janela de saída (24, 24', 24").

11. Sensor (10, 10') de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ele pode compreender várias tiras (26, 26') colocadas através da janela de saída (24, 24', 24"), as tiras sendo colocadas com interstícios (30) entre elas.

12. Sensor (10, 10') de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o alvo é uma embalagem (16'), preferivelmente uma embalagem pronta-para-encher.

13. Sensor de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o alvo é uma seção contínua (16) de material de embalagem.

14. Sistema (2, 2") para detectar um feixe de elétrons, compreendendo um sensor (10, 10') de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema (2, 2") compreende ainda um gerador de feixe de elétrons (8, 8") adaptado para gerar um feixe de elétrons (6, 6") ao longo de um percurso em direção a um alvo (16, 16") em uma área de alvo (4, 4"), o feixe de elétrons (6, 6") saindo do gerador (8, 8") através de uma janela de saída (24, 24', 24"), o sensor (10, 10') sendo formado sobre a janela de saída (24, 24', 24") e adaptado para detectar e medir a intensidade de feixe de elétrons, e o sistema (2, 2") ainda compreende um suporte (14) para suportar o alvo (16, 16") dentro da área de alvo (4, 4").

15. Sistema (2) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o alvo é uma seção continua (16) de material de embalagem.

16. Sistema (2) de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o suporte (14) para manter o alvo (16) na área de alvo (4) compreende pelo menos um rolo de transporte de seção contínua de material de embalagem.

17. Sistema (2") de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o alvo é uma embalagem (16"), preferivelmente uma embalagem pronta-para-encher.

18. Sistema (2") de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender meios para prover um movimento relativo entre a embalagem (16") e o gerador de feixe de elétrons (8") para levá-los para uma posição na qual o gerador (8") é posicionado pelo menos parcialmente na embalagem (16") para tratá-la.

19. Sistema (2, 2") de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 18, caracterizado pelo fato de compreender um controlador de feixe de elétrons (36) adaptado para ajustar a intensidade do feixe de elétrons (6, 6") em resposta a uma saída do sensor de feixe de elétrons (10, 10').