CN103901462A - 一种全封闭光纤辐射探测传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明述及一种全封闭光纤辐射探测传感器，包括一个套筒、若干根石英闪烁光纤、一个反射镜和一个顶盖；所述反射镜嵌入套筒底部；所述若干根石英闪烁光纤集束塞入套筒内部；所述顶盖内嵌入一组耦合透镜和一个密封环；所述顶盖通过螺纹旋拧固定在套筒开口端；所述若干根石英闪烁光纤在辐射环境下受激辐射出光子，每根石英闪烁光纤的外侧面和所述反射镜镀有与激发光子波长一致的高反射薄膜。本发明采用全封闭结构和传感用石英闪烁光纤侧面进行镀膜处理，既避免了传感器外界光噪声的影响又实现了内部辐射激发光的传输，并可通过光纤法兰与传输光纤连接实现远距离检测的需求。

Description

一种全封闭光纤辐射探测传感器
技术领域
本发明述及一种全封闭光纤辐射探测传感器，属辐射探测传感领域。
背景技术
随着核技术在能源开发、医疗、军事等诸多领域的广泛应用，核安全也越来越受到关注。辐射探测及监测由于其特殊性直接关系到人员安全，尤其是对核电站、大型核医疗设备等设施操作人员及周边环境在发生故障时造成影响。因此，各类型的辐射传感器便要完成对辐射的实时、准确监测。
目前辐射探测传感器主要有两种：
（1）采用辐射敏感的晶体，如CsI(Tl) 和 NaI(Tl)。利用这种晶体辐射致发光特性，然后通过光电倍增管等电子器件进行光子计数。这种方式辐射致发光转化效率较高，并且可以制备较大直径的晶体增加光子产出额。但晶体易潮解，且晶体产生的光子不能长距离传输，必须紧跟光电探测。
（2）采用辐射致损耗方式。利用在辐射环境下，光纤内部结构会发生变化从而造成自身损耗增加的机理，在光纤传感器内部注入激光然后主动检测反射光损耗的方法来判断辐射剂量大小。这种方法可以在远距离进行辐射探测，但当光纤在辐射作用下出现损耗后将是不可逆的过程，不能反复使用。
发明内容：
本发明的目的在于解决辐射检测尤其是长距离、实时被动检测问题，提出了一种全封闭光纤辐射探测传感器。该传感器结构简单、可反复使用，具有无源被动检测的特点，并且可以与传输光纤连接实现长距离的远程检测。由于传感器内部采用多根石英闪烁光纤并进行了高反射膜镀膜处理，克服了石英闪烁光纤自身传输损耗大的不足，在经镀膜并将多根石英闪烁光纤集束耦合后可以最大限度的收集辐射致发光的光子满足高温环境下的核辐射检测需求。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种全封闭光纤辐射探测传感器，包括一个套筒、若干根石英闪烁光纤、一个反射镜和一个顶盖；所述反射镜嵌入套筒底部；所述若干根石英闪烁光纤集束塞入套筒内部；所述顶盖内嵌入一组耦合透镜和一个密封环；所述顶盖通过螺纹旋拧固定在套筒开口端；所述若干根石英闪烁光纤在辐射环境下受激辐射出光子，每根石英闪烁光纤的外侧面和所述反射镜镀有与激发光子波长一致的高反射薄膜。
所述套筒为一端开口的中空通孔结构，顶端有外螺纹，采用金属材质。
所述密封环为中空圆环，弹性的橡胶材质。
所述顶盖有中空台阶孔，孔内有螺纹，端面有中空通孔并镶有光纤法兰盘。
本发明的工作原理：
石英闪烁光纤在辐射环境下受激辐射出光子，光子的运动方向是不规则的，在石英闪烁光纤外侧镀有高反射薄膜并在传感器底端有高反射膜的反射镜，可将光子束缚并沿石英闪烁光纤输出到传感器顶端，通过透镜耦合到光纤法兰中与传输光纤连接后实现长距离传输。为了避免外界的光对传感光子的影响，在传感器两端分别采用橡胶密封环，密封环会在外力作用下挤压变形使得外界的光噪声无法进入传感器内部。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点： 
（1）可靠性高，操作简单；
（2）工作稳定，无源被动检测；
（3）可以长距离检测。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构框图。
具体实施方式
本发明的一个优选实施例并结合附图说明如下：
参见图1，一种全封闭光纤辐射探测传感器，包括一个套筒1、若干根石英闪烁光纤2、一个反射镜3和一个顶盖4；所述反射镜3嵌入套筒1底部；所述若干根石英闪烁光纤2集束塞入套筒1内部；所述顶盖4内嵌入一组耦合透镜6和一个密封环5；所述顶盖4通过螺纹旋拧固定在套筒1开口端；所述若干根石英闪烁光纤2在辐射环境下受激辐射出光子，每根石英闪烁光纤2的外侧面和所述反射镜3镀有与激发光子波长一致的高反射薄膜。
所述套筒1为一端开口的中空通孔结构，顶端有外螺纹，采用金属材质。所述密封环5为中空圆环，弹性的橡胶材质。所述顶盖4有中空台阶孔，孔内有螺纹，端面有中空通孔并镶有光纤法兰盘。 

Claims (4)

1.一种全封闭光纤辐射探测传感器，其特征在于，包括一个套筒（1）、若干根石英闪烁光纤（2）、一个反射镜（3）和一个顶盖（4）；所述反射镜（3）嵌入套筒（1）底部；所述若干根石英闪烁光纤（2）集束塞入套筒（1）内部；所述顶盖（4）内嵌入一组耦合透镜（6）和一个密封环（5）；所述顶盖（4）通过螺纹旋拧固定在套筒（1）开口端；所述若干根石英闪烁光纤（2）在辐射环境下受激辐射出光子，每根石英闪烁光纤（2）的外侧面和所述反射镜（3）镀有与激发光子波长一致的高反射薄膜。
2.根据权利要求1所述的全封闭光纤辐射探测传感器，其特征在于，所述套筒（1）为一端开口的中空通孔结构，顶端有外螺纹，采用金属材质。
3.根据权利要求1所述的全封闭光纤辐射探测传感器，其特征在于，所述密封环（5）为中空圆环，弹性的橡胶材质。
4.根据权利要求1所述的全封闭光纤辐射探测传感器，其特征在于，所述顶盖（4）有中空台阶孔，孔内有螺纹，端面有中空通孔并镶有光纤法兰盘。
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