CN101644688B - 测沙电离室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测沙电离室，其电离室由上端管和下端管通过法兰盘连接并隔成两个独立的部分，上端管内部装有放大器板和装高压电源的高压电源架，温度传感器；下端管内部装有电极筒，并充有高压惰性气体，下端管的顶端装有铝窗，法兰盘上焊有陶瓷绝缘子，电极筒上的引线筒通过陶瓷绝缘子引线与高压电源架上的高压电极连接；高压电源架上的另一电极与放大器板的放大电路输入端连接，放大器板的放大电路输出端接到电缆线上，电缆线的另一端外接计算机；本发明对²⁴¹Amγ放射源提高效率达一个多量级；使用的放射源活度可以很大，统计误差小，稳定性好。具有抗恶劣环境强、信号长期稳定性好、量程宽、故障率低，因而适合于水下在线测泥沙的含沙量。

Description

测沙电离室

技术领域：

本发明涉及一种水文设备，尤其涉及一种根据γ射线低能源受水和沙吸收度不同的原理而发明的一种适合于水下在线测泥沙的含沙量的测沙电离室。

背景技术：

传统的同位素测沙均采用闪烁计数器和正比计数器作为探测器，此类探测器输出的是计数，统计误差大，稳定性差，虽经多年研究，始终未达到实用阶段。

电离室是不锈钢窗充有惰性气体的电离室，当辐射进入电离室后，使气体电离，产生正负离子对，离子对在高电压作用下向正负电极漂移，形成电离电流。电离电流大小与放射性核素活度、能量及电离室窗的厚度与材料有关。

目前的电离室在工业上已得到广泛应用，但是工业上使用的电离室因采用了不锈钢窗，不锈钢对低能γ射线源吸收强烈，导致探测效率很低，因此未在泥沙含沙量的测量领域得到应用。

发明内容：

为了扩大工业应用电离室在泥沙含量测试领域中的应用，本发明的目的是提供一种探测效率高、电离室稳定性好、使用寿命长的测沙电离室。

本发明的技术方案是以下述方式实现的：

一种测沙电离室，在电离室的端盖上装有压力传感器，其电离室内部分成两个独立的部分，上部分为上端管、下部分为下端管；上端管和下端管通过法兰盘连接并隔成两个独立的部分，上端管内部装有放大器板和装高压电源的高压电源架，温度传感器；下端管内部装有电极筒，并充有高压惰性气体，下端管的顶端装有不锈钢窗帽和铝窗，法兰盘上焊有陶瓷绝缘子，电极筒上的引线筒通过陶瓷绝缘子引线与高压电源架上的高压电极连接；高压电源架上的另一电极与放大器板的放大电路输入端连接，放大器板的放大电路输出端接到电缆线上，电缆线的另一端外接计算机。

在电离室的上端管的端盖上还装有防水帽，电缆线通过防水帽外接计算机将电信号引出。

陶瓷绝缘子呈圆柱体，中心是一根引线金属筒，金属筒穿入陶瓷筒内并焊在一起，陶瓷筒外再焊有引线金属筒，它与法兰盘焊在一起形成了中心导电而与法兰盘绝缘的电流引出线通道；电极筒上的引线从中心引线金属筒穿出并焊在一起，再与高压电源架的高压电极连接。

高压电源是由电池组构成。

上端管端带有法兰环，法兰环与端盖密封连接。

本发明的工作原理如下：

当核素²⁴¹Amγ射线穿过浑水时，γ射线受到水和沙的吸收，水中含沙量愈大，吸收愈强烈，透过的γ射线也愈少，透过的γ射线穿过铝窗进入电离室，使电离室中的惰性气体电离，产生正负离子对，离子对在高压的作用下向正负电极漂移，形成电离电流，电离电流经过放大器板的前置放大器放大，并转化成电压信号，再通过电缆线输出到计算机上；通过计算电压大小可以换算出浑水的含沙量。

本发明的积极效果是：

本发明采用铝窗大大提高的了低能γ射线的探测效率，对²⁴¹Amγ放射源提高效率一个多量级；采用了上端管，在上端管内装有高压电源、前置放大器，电流引出的陶瓷绝缘子也在上端管内。上端管腔内经过密封干燥处理，避免了湿气进入，因为湿气进入后会使前置放大器、陶瓷绝缘子绝缘电阻降低，漏电流增大，使电离室稳定性变差。避免湿气进入，也减少了电池组自然放电，延长电池组使用寿命；采用上端管与下端管成一体，更便于放在水中测沙；采用了高压电源架，高压电源架是装电池组的支架，高压电源是由电池组构成，采用电池组的高压电源，就可以消除市电带来的各种外界干扰，大大提高了测沙电离室的稳定性。

本发明采用测沙电离室作探测器，电离室输出的是电流，使用的放射源活度可以很大，统计误差小，稳定性好。测沙电离室是一密封焊接起来的不锈钢桶，具有抗恶劣环境强、信号长期稳定性好、量程宽、故障率低等优点，因而适合于水下在线测泥沙的含沙量。

附图说明：

图1为本发明的原理结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

由图1可以看出：本测沙电离室的内部分成两个独立的部分，上部分为上端管6、下部分为下端管8；上端管6端带有法兰环5，法兰环5与端盖4密封连接，端盖4上装有压力传感器3；上端管6和下端管8通过法兰盘7连接并隔成两个独立的部分，上端管6内部装有放大器板14和装高压电源的高压电源架13，温度传感器15；下端管8内部装有电极筒9，并充有高压惰性气体，下端管8的顶端装有不锈钢窗帽11和铝窗12，法兰盘7上焊有陶瓷绝缘子，电极筒9上的引线筒通过陶瓷绝缘子引线与高压电源架13上的高压电极连接；高压电源架13上的另一电极与放大器板14的放大电路输入端连接，放大器板14的放大电路输出端接到电缆线1上，电缆线1的另一端外接计算机；

由图1还可以看出：在电离室的上端管的端盖4上还装有防水帽2，电缆线1通过防水帽外接计算机将电信号引出。

由图1还可以看出：陶瓷绝缘子呈圆柱体，中心是一根引线金属筒，金属筒穿入陶瓷筒内并焊在一起，陶瓷筒外再焊有引线金属筒，它与法兰盘7焊在一起形成了中心导电而与法兰盘7绝缘的电流引出线通道；电极筒9上的引线从中心引线金属筒穿出并焊在一起，再与高压电源架13的高压电极连接；

高压电源是由电池组构成。采用电池组的高压电源，就可以消除市电带来的各种外界干扰，大大提高了测沙电离室的稳定性。

由图1还可以看出：本发明先把铝窗12与不锈钢窗帽11通过焊接点10使两者密封焊接在一起，再与下端管8氩弧焊接，以使下端管8内部承受很高的气压，不会漏气，又可使低能γ射线较容易的穿入铝窗12，进入下段管8内部。γ射线与惰性气体产生电离，形成正负离子对，在电极高电压的作用下，形成电离电流，收集在电极筒9上，引入到上端管6的放大器板14上，经放大，形成测沙信号。压力传感器3用于测量水深，温度传感器15用于测量水温，水深、水温与测沙信号一起通过电缆线1送入计算机。

Claims (5)

1.一种测沙电离室，在电离室的端盖(4)上装有压力传感器(3)，其特征在于：电离室内部分成两个独立的部分，上部分为上端管(6)、下部分为下端管(8)；上端管(6)和下端管(8)通过法兰盘(7)连接并隔成两个独立的部分，上端管(6)内部装有放大器板(14)和装高压电源的高压电源架(13)，温度传感器(15)；下端管(8)内部装有电极筒(9)，并充有高压惰性气体，下端管(8)的顶端装有铝窗(12)，法兰盘(7)上焊有陶瓷绝缘子，电极筒(9)上的引线筒通过陶瓷绝缘子引线与高压电源架(13)上的高压电极连接；高压电源架(13)上的另一电极与放大器板(14)的放大电路输入端连接，放大器板(14)的放大电路输出端接到电缆线(1)上，电缆线(1)的另一端外接计算机。

2.根据权利要求1所述的测沙电离室，其特征在于：在电离室的上端管的端盖(4)上还装有防水帽(2)，电缆线(1)通过防水帽外接计算机将电信号引入计算机。

3.根据权利要求1或2所述的测沙电离室，其特征在于：陶瓷绝缘子呈圆柱体，中心是一根引线金属筒，金属筒穿入陶瓷筒内并焊在一起，陶瓷筒外再焊有引线金属筒并与法兰盘(7)焊在一起形成了中心导电而与法兰盘(7)绝缘的电流引出线通道；电极筒(9)上的引线从中心引线金属筒穿出并焊在一起，再与高压电源架(13)的高压电极连接。

4.根据权利要求3所述的测沙电离室，其特征在于：铝窗(12)与不锈钢窗帽(11)密封焊接在一起后再与下端管(8)氩弧焊接。

5.根据权利要求1或2所述的测沙电离室，其特征在于：高压电源是由电池组构成。

Images