CN103941277A - 一种新型的阻性板室探测器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型的阻性板室探测器，属于辐射探测技术领域。将穿在尼龙丝上的聚乙烯四氟管固定在两块平行的阻性玻璃之间，玻璃外侧的石墨层和电路板之间通过Mylar膜绝缘隔开，电路板外侧连接起支撑固定作用的蜂窝板。工作时放在一个密封的流气盒中。该阻性板室探测器不仅摒弃了传统的密封垫片，没有开胶的问题，而且造成的探测死区比密封垫片小，气隙均匀性也更好一些。

Description

一种新型的阻性板室探测器
技术领域
本发明涉及一种新型的阻性板室探测器，属于辐射探测技术领域。
背景技术
RPC从上世纪八十年代被发明以来，由于其结构简单、坚固，探测效率高，时间和空间性能优越等特点，在高能物理和核物理实验领域得到了广泛的应用。如美国的SLAC国家加速器实验室中的BaBar实验，欧洲核子研究组织(CERN)建造的大型强子对撞机(LHC)上的CMS和ATLAS探测器，以及西藏羊八井的ARGO-YBJ宇宙线实验等，都采用了大量的RPC。
RPC属于平行板气体探测器，一般是由两层高阻抗的平行电极板组成，中间留有2mm的间隙充工作气体；电极板的外表面覆盖有阻性电极；电极和外面读出电路板之间有一层绝缘Mylar膜。RPC两块电极四周通过高绝缘密封条密封，中间有垫片(spacer)支撑起整个阻性板探测器(RPC)。外面的读出电路板可通过感应得到信号。
目前，常用的垫片(spacer)是用聚碳酸酯做成的直径10mm左右的圆柱形垫片，垫片中间或周围的高度设计时小于2mm，以便涂胶后达到2mm来维持气隙的间隙。但是，此种技术的阻性板探测器(RPC)由垫片造成的探测死区大，同时由于涂胶的不均匀导致气隙均匀性稍差，且在一段时间的使用后，垫片(spacer)易开胶，从而影响探测器的性能。
发明内容
为了克服现有的阻性板室探测器(RPC)中的垫片(spacer)易开胶，死区大的问题，本发明设计了一种新型的阻性板室探测器，该阻性板室探测器不仅摒弃了传统的密封垫片，没有开胶的问题，而且造成的探测死区比密封垫片小，气隙均匀性也更好一些。
本发明解决问题所采用的技术方案是：
以聚乙烯四氟管充当阻性板室探测器的密封垫片，夹在两片浮法玻璃中间，在两片浮法玻璃的外侧分别涂覆石墨层，在石墨层外依次设置Mylar膜、电路板，并在电路板外侧连接蜂窝板。
所述聚乙烯四氟管为并列布置的若干根；每根聚乙烯四氟管分为多段，依次穿在一根尼龙丝上，在聚乙烯四氟管内注入粘接胶，使之在尼龙丝上固定。
所述两层电路板之间通过多个尼龙钉连接，并将两层电路板之间的Mylar膜、石墨层、浮法玻璃、聚乙烯四氟管固定；尼龙丝的两端缠绕固定在对应位置的尼龙钉上。
所述聚乙烯四氟管的直径为2mm，各根聚乙烯四氟管的间距为80mm，所述每段聚乙烯四氟管的长度为5mm。
所述电路板与蜂窝板之间设置读出条。
本发明的有益效果为：
采用由细尼龙丝穿起的聚四氟乙烯管(PTFE Tubes)来保持气隙的均匀性；
聚乙烯四氟管的直径为2mm，不需要涂胶，同时气隙的均匀性就直接由聚乙烯四氟管直径的均匀性来反映；
聚乙烯四氟管分段设置，且彼此之间存在适当的间距，对整个阻性板室探测器造成的探测死区小于1％；
聚乙烯四氟管通过连接在尼龙柱上的尼龙丝固定在浮法玻璃之间，浮法玻璃作为阻性板材料，硬度大、表面光滑度比较好、体电阻率比较均匀，受湿气影响也比较小；阻性板室探测器自身四周不密封，整个放在一个通有工作气体的密封铝盒中工作，避免了外界潮湿环境的直接影响。
附图说明
图1是本发明的断面结构示意图。
图2是本发明的立体结构示意图。
图3是探测器工作情形的示意图。
图中标号：
1-聚乙烯四氟管，2-尼龙丝，3-尼龙钉，4-浮法玻璃，5-石墨层，6-Mylar膜，7-电路板，8-读出条，9-蜂窝板，10-铝盒，11-高压接头，12-进气口，13-出气口，14-信号转接板。
具体实施方式
本发明提供了一种新型的阻性板室探测器，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
本发明的结构如图1所示，若干根聚乙烯四氟管1并列布置，每根聚乙烯四氟管1分为多段，依次穿在一根尼龙丝2上，在聚乙烯四氟管1内注入粘接胶，使之在尼龙丝2上固定。聚乙烯四氟管1的直径为2mm，各根聚乙烯四氟管的间距为80-100mm，所述每段聚乙烯四氟管的长度为5-12mm。以聚乙烯四氟管1充当阻性板室探测器的密封垫片，夹在两片浮法玻璃4中间，在两片浮法玻璃4的外侧分别涂覆石墨层5，以便加高压形成均匀电场；在石墨层5外依次设置Mylar膜6、电路板7，并在电路板7外侧连接蜂窝板9。Mylar膜6用来将石墨层5和电路板7隔开并绝缘。在电路板7与蜂窝板9之间设置读出条8，用来感应信号，蜂窝板9起支撑固定作用。
两层电路板7之间通过多个尼龙钉3连接，并将两层电路板7之间的Mylar膜6、石墨层5、浮法玻璃4、聚乙烯四氟管1固定；尼龙丝2的两端缠绕固定在对应位置的尼龙钉3上。这样两块浮法玻璃4之间的间距就等于聚乙烯四氟管1的直径，即2mm。
在图3所示的本发明的工作方案中，整个探测器放入一个铝盒10中，铝盒10在工作时是密封的，可屏蔽一定的外界辐射；工作气体通过进气口12，流入铝盒10中，进而扩散至探测器的气隙，从出气口13流出；高压加在铝盒外部高压接头11上，高压接头11与探测器的石墨层5连通的；读出条8感应到的信号通过信号线连在信号转接板14上，实现在铝盒10的外部获取信号。

Claims (5)

1.一种新型的阻性板室探测器，其特征在于，以聚乙烯四氟管充当阻性板室探测器的密封垫片，夹在两片浮法玻璃中间，在两片浮法玻璃的外侧分别涂覆石墨层，在石墨层外依次设置Mylar膜、电路板，并在电路板外侧连接蜂窝板。
2.根据权利要求1所述的新型的阻性板室探测器，其特征在于，所述聚乙烯四氟管为并列布置的若干根；每根聚乙烯四氟管分为多段，依次穿在一根尼龙丝上，在聚乙烯四氟管内注入粘接胶，使之在尼龙丝上固定。
3.根据权利要求2所述的新型的阻性板室探测器，其特征在于，所述两层电路板之间通过多个尼龙钉连接，并将两层电路板之间的Mylar膜、石墨层、浮法玻璃、聚乙烯四氟管固定；尼龙丝的两端缠绕固定在对应位置的尼龙钉上。
4.根据权利要求1所述的新型的阻性板室探测器，其特征在于，所述聚乙烯四氟管的直径为2mm，各根聚乙烯四氟管的间距为80-100mm，所述每段聚乙烯四氟管的长度为5-12mm。
5.根据权利要求1所述的新型的阻性板室探测器，其特征在于，所述电路板与蜂窝板之间设置读出条。
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