CN104614755A - 高计数率多气隙阻性板室探测器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高计数率多气隙阻性板室探测器，包括：多个MRPC；至少一个绝缘挡块，至少一个绝缘挡块用于使多个MRPC相互隔开预设距离；多个连接件；两个绝缘膜和两个读出电路板，至少一个绝缘挡块和多个MRPC在两个绝缘膜之间，两个绝缘膜在两个读出电路板之间，两个读出电路板通过多个连接件相连。本发明的高计数率多气隙阻性板室探测器中多个MRPC拼接在两个读出电路板之间，无需堆叠，成本低，所需空间(或厚度)小，且各MRPC的探测效率可以高达95％，时间分辨率优于100ps。

Description

高计数率多气隙阻性板室探测器

技术领域

本发明涉及辐射探测技术领域，特别涉及一种高计数率多气隙阻性板室探测器。

背景技术

多气隙阻性板室探测器(Multi-gap Resistive Plate Chamber，MRPC)是一种新型的气体探测器，最早由欧洲核子研究中心(CERN)的LHC-ALICE实验组于1996年研制而成。由于时间性能卓越，结构简单，材料价格便宜，便于大面积使用和大规模生产等特点，因而被广泛用于建造高能物理和核物理实验中的大型飞行时间器。例如，除大型强子对撞机LHC上的ALICE飞行时间探测器外，还有相对论重离子对撞机RHIC上的STAR飞行时间探测器以及FAIR装置上用于CBM实验的飞行时间探测器等。

MRPC主要由玻璃电极、窄气隙、绝缘膜和读出板组成。为了适应高亮度物理实验的需求，MRPC多采用低电阻玻璃作电极。但受玻璃成份和加工工艺的限制，目前低电阻玻璃的尺寸受到限制，最大尺寸只能到33cm×28cm。

相关技术中，为了制作大面积的高计数率多气隙阻性板室探测器，需将多个小MRPC进行拼接堆叠。

但是，相关技术存在以下缺陷：当空间(厚度)有限时，无法进行多个MRPC堆叠。

发明内容

本发明的目的旨在至少从一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种高计数率多气隙阻性板室探测器，该高计数率多气隙阻性板室探测器成本低，所需空间(或厚度)小。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种高计数率多气隙阻性板室探测器，该高计数率多气隙阻性板室探测器包括：多个MRPC；至少一个绝缘挡块，所述至少一个绝缘挡块用于使所述多个MRPC相互隔开预设距离；多个连接件；两个绝缘膜和两个读出电路板，所述至少一个绝缘挡块和所述多个MRPC在所述两个绝缘膜之间，所述两个绝缘膜在所述两个读出电路板之间，所述两个读出电路板通过所述多个连接件相连。

本发明实施例提出的高计数率多气隙阻性板室探测器将多个同结构的MRPC并在两个读出电路板之间，无需堆叠，成本低，所需空间(或厚度)小，且减小了死区面积。

进一步地，在本发明的一个实施例中，每个所述MRPC具有多个依次层叠的阻性玻璃，每个所述阻性玻璃与所述两个读出电路板平行，其中，相邻两层的阻性玻璃之间设有间隔开的多个预设器件以与所述相邻两层的阻性玻璃形成气隙。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述预设器件为长条形，在所述预设器件的延伸方向上相邻两个所述MRPC内的气隙一一对应。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在所述预设器件的延伸方向上，相邻两个所述MRPC内的所述预设器件为一体件。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述预设器件为尼龙鱼线。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述预设器件固定在所述连接件上。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述连接件包括尼龙螺钉和螺母。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述多个MRPC为四个。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述高计数率多气隙阻性板室探测器还包括：两个蜂窝板，所述两个读出电路板固定在所述两个蜂窝板之间。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个具体实施例的高计数率多气隙阻性板室探测器的内部结构示意图；

图2为根据本发明一个具体实施例的高计数率多气隙阻性板室探测器的内部结构示意图；以及

图3为根据本发明一个具体实施例的高计数率多气隙阻性板室探测器的前视结构示意图。

附图标记：绝缘挡块1、连接件2、绝缘膜3、读出电路板4、阻性玻璃5、尼龙鱼线6、尼龙螺钉7、螺母8、蜂窝板9、石墨10和读出条11。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的高计数率多气隙阻性板室探测器。

本发明实施例的高计数率多气隙阻性板室探测器包括：多个MRPC、至少一个绝缘挡块1、多个连接件2以及两个绝缘膜3和两个读出电路板4。其中，至少一个绝缘挡块1用于使多个MRPC相互隔开预设距离。至少一个绝缘挡块1和多个MRPC在两个绝缘膜3之间，两个绝缘膜3在两个读出电路板4之间，两个读出电路板4通过多个连接件2相连。

该高计数率多气隙阻性板室探测器将多个同结构的MRPC并在两个读出电路板4之间，无需堆叠，成本低，所需空间(或厚度)小，且减小了死区面积。

进一步地，在本发明的一个实施例中，每个MRPC可以具有多个依次层叠的阻性玻璃5，每个阻性玻璃5与两个读出电路板4平行，其中，相邻两层的阻性玻璃5之间设有间隔开的多个预设器件以与相邻两层的阻性玻璃5形成气隙。具体地，在本发明的一个实施例中，预设器件可以为长条形，且在预设器件的延伸方向上相邻两个MRPC内的气隙一一对应。具体地，在本发明的一个实施例中，阻性玻璃5的厚度可以为0.7mm。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在预设器件的延伸方向上，相邻两个MRPC内的预设器件可以为一体件(即同一个预设器件)。具体地，在本发明的一个实施例中，预设器件可以为尼龙鱼线6。

进一步地，在本发明的一个实施例中，预设器件可以固定在连接件2上。具体地，在本发明的一个实施例中，连接件2可以包括尼龙螺钉7和螺母8。

进一步地，在本发明的一个实施例中，高计数率多气隙阻性板室探测器还可以包括两个蜂窝板9，两个读出电路板4固定在两个蜂窝板9之间。

具体地，在本发明的一个具体实施例中，如图1所示，多个MRPC为四个，四个同样的MRPC并在一起，中间用如图1所示的绝缘挡块1隔开，使高计数率多气隙阻性板室探测器前端的左右两个MRPC相距预设距离(例如5mm)，后端的左右两个MRPC相距预设距离(例如5mm)，前端的MRPC和后端的MRPC之间也相距预设距离(例如5mm)。然后，这四个MRPC共用整块的两个绝缘膜3和两个读出电路板4，两个读出电路板4外侧分别用两个蜂窝板9进行固定支撑，从而四个MRPC形成一个拼接型的整体，不仅降低了成本，也减小了死区面积。其中，四个同样的MRPC中每个MRPC包括6个依次层叠的阻性玻璃5。另外，如图1所示，每个MRPC的多个阻性玻璃5中外侧阻性玻璃5靠近读出电路板4的一侧涂有石墨10以形成电极，电极和读出电路板4之间通过绝缘膜3绝缘隔开。

具体地，在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，相邻两层的阻性玻璃5之间设有间隔开的10个尼龙鱼线6，其中，5个尼龙鱼线6均匀间隔设置在高计数率多气隙阻性板室探测器前端的相邻两层的阻性玻璃5之间，另5个尼龙鱼线6均匀间隔设置在高计数率多气隙阻性板室探测器后端的相邻两层的阻性玻璃5之间。另外，如图2所示，多个绝缘挡块1为5个，其中一个绝缘挡块1设置在四个MRPC的中间，其它四个绝缘挡块1分别设置在前端的左右两个MRPC之间、后端的左右两个MRPC之间、左端的上下两个MRPC之间、右端的上下两个MRPC之间。具体地，在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，每个尼龙鱼线6的一端缠绕固定在该尼龙鱼线6的延伸方向上的一对尼龙螺钉7和螺母8上，每个尼龙鱼线6的另一端缠绕固定在该尼龙鱼线6的延伸方向上的另一对尼龙螺钉7和螺母8上。另外，如图3所示，可以通过读出条11来读取读出电路板4读出的气体探测信号。

本发明实施例提出的高计数率多气隙阻性板室探测器的有益效果是：有效节省了成本，减小了探测死区面积，所需空间(或厚度)小，且实验证明，各MRPC的探测效率(计数率)可以高达95％，且时间分辨率优于100ps。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种高计数率多气隙阻性板室探测器，其特征在于，包括：

多个多气隙阻性板室探测器MRPC；

至少一个绝缘挡块，所述至少一个绝缘挡块用于使所述多个MRPC相互隔开预设距离；

多个连接件；以及

两个绝缘膜和两个读出电路板，所述至少一个绝缘挡块和所述多个MRPC在所述两个绝缘膜之间，所述两个绝缘膜在所述两个读出电路板之间，所述两个读出电路板通过所述多个连接件相连。

2.根据权利要求1所述的高计数率多气隙阻性板室探测器，其特征在于，每个所述MRPC具有多个依次层叠的阻性玻璃，每个所述阻性玻璃与所述两个读出电路板平行，其中，相邻两层的阻性玻璃之间设有间隔开的多个预设器件以与所述相邻两层的阻性玻璃形成气隙。

3.根据权利要求2所述的高计数率多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述预设器件为长条形，在所述预设器件的延伸方向上相邻两个所述MRPC内的气隙一一对应。

4.根据权利要求3所述的高计数率多气隙阻性板室探测器，其特征在于，在所述预设器件的延伸方向上，相邻两个所述MRPC内的所述预设器件为一体件。

5.根据权利要求2所述的高计数率多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述预设器件为尼龙鱼线。

6.根据权利要求2所述的高计数率多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述预设器件固定在所述连接件上。

7.根据权利要求6所述的高计数率多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述连接件包括尼龙螺钉和螺母。

8.根据权利要求1所述的高计数率多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述多个MRPC为四个。

9.根据权利要求1所述的高计数率多气隙阻性板室探测器，其特征在于，还包括：

两个蜂窝板，所述两个读出电路板固定在所述两个蜂窝板之间。