CN105005069B - 多气隙阻性板室探测器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多气隙阻性板室探测器，多气隙阻性板室探测器包括：多个电极板，多个电极板沿上下方向间隔设置且相邻电极板之间具有气隙，每个电极板由多个阻性玻璃拼接而成，相邻阻性玻璃的间距小于等于1毫米且相邻阻性玻璃之间设有绝缘件；上读出板和下读出板，多个电极板被夹持在上读出板和下读出板之间，邻近上读出板的阻性玻璃的上表面设有上电极层，邻近下读出板的阻性玻璃的下表面设有下电极层；上绝缘层和下绝缘层，上绝缘层被夹持在上电极层和上读出板之间，下绝缘层被夹持在下电极层和下读出板之间。根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器具有探测面积大、适用性强、成本低、死区小、探测效率高、占用空间小等优点。

Description

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，具体而言，涉及一种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，MRPC以其高时间分辨率、高探测效率、低成本在大型重子对撞实验中发挥着重要作用，广泛应用与建造高能物理和核物理实验中的大型飞行时间器。它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，并运用于大型强子对撞机LHC上的ALICE飞行时间探测器。此外相对论重离子对撞机RHIC上的STAR飞行时间探测器、FAIR装置上CBM实验的飞行时间探测器等都使用了MRPC。

MRPC的主要结构有玻璃电极、窄气隙、绝缘膜和读出板，其中玻璃电极的加工工艺复杂、成份特殊，限制了其尺寸，为了使其能够应用于大型实验装置中，需要大面积的MRPC。为了扩大其面积，增加适用性，需将多块小型MRPC拼接起来。相关技术中的大型飞行时间探测器，多是将多个MRPC堆叠起来制成，这样既占空间，而且增加了成本。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种多气隙阻性板室探测器,该多气隙阻性板室探测器具有探测面积大、适用性强、成本低、死区小、探测效率高、占用空间小等优点。

为实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种多气隙阻性板室探测器，所述多气隙阻性板室探测器包括：多个电极板，多个所述电极板沿上下方向间隔设置且相邻电极板之间具有气隙，每个所述电极板由多个阻性玻璃拼接而成，相邻所述阻性玻璃的间距小于1毫米且相邻所述阻性玻璃之间设有绝缘件；上读出板和下读出板，多个所述电极板被夹持在所述上读出板和所述下读出板之间，邻近所述上读出板的阻性玻璃的上表面设有上电极层，邻近所述下读出板的阻性玻璃的下表面设有下电极层；上绝缘层和下绝缘层，所述上绝缘层被夹持在所述上电极层和所述上读出板之间，所述下绝缘层被夹持在所述下电极层和所述下读出板之间。

根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器，具有探测面积大、适用性强、成本低、死区小、探测效率高、占用空间小等优点。

另外，根据本发明上述实施例的多气隙阻性板室探测器还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述绝缘件为绝缘胶，相邻所述阻性玻璃通过所述绝缘胶粘接。

根据本发明的一个实施例，所述绝缘件为阻丝，且包括：多个竖直段，多个所述竖直段分别在水平方向上被夹持在相邻的两个所述阻性玻璃之间，所述上读出板和所述下读出板上设有分别在上下方向上两两相对的多个定位孔，每个所述竖直段的两端分别穿过位于所述上读出板上的定位孔和位于所述下读出板上的定位孔；多个上水平段，多个所述上水平段在所述上读出板的上表面间隔设置，且每个所述上水平段的两端分别与相邻两个所述竖直段的上端相连；多个下水平段，多个所述下水平段在所述下读出板的下表面间隔设置，且每个所述下水平段的两端分别与相邻两个所述竖直段的下端相连。

根据本发明的一个实施例，所述上读出板的下表面设有彼此平行且沿水平方向间隔开的多个上读出条，所述下读出板的上表面设有彼此平行且沿水平方向间隔开的多个下读出条。

根据本发明的一个实施例，所述上读出板的上表面设有上蜂窝板，所述下读出板的下表面设有下蜂窝板。

根据本发明的一个实施例，所述上电极层为涂覆在邻近所述上读出板的所述阻性玻璃的上表面的石墨层，所述下电极层为涂覆在邻近所述下读出板的所述阻性玻璃的下表面的石墨层。

根据本发明的一个实施例，所述多气隙阻性板室探测器还包括：间隔件，所述间隔件被夹持在相邻两个所述电极板之间以在相邻两个所述电极板之间形成所述气隙。

根据本发明的一个实施例，所述上读出板和所述下读出板通过多对绝缘螺栓和螺母相连。

根据本发明的一个实施例，所述间隔件为阻丝且缠绕在至少一个所述绝缘螺栓上。

根据本发明的一个实施例，多个电极板的阻性玻璃的形状相同且尺寸相等，多个电极板的绝缘件在上下方向上位置相对。

附图说明

图1是根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器的结构示意图。

图2是根据本发明一个具体实施例的多气隙阻性板室探测器的局部结构示意图。

图3是根据本发明另一个具体实施例的多气隙阻性板室探测器的局部结构示意图。

图4是根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器的局部结构示意图。

附图标记：多气隙阻性板室探测器1、阻性玻璃110、绝缘件120、竖直段121、上水平段122、绝缘挡块130、气隙140、上读出板200、上读出条210、上蜂窝板220、下读出板300、下读出条310、下蜂窝板320、上电极层400、下电极层500、上绝缘层600、下绝缘层700、间隔件800、绝缘螺栓910、螺母920。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器1。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器1包括多个电极板、上读出板200、下读出板300、上绝缘层600和下绝缘层700。

多个所述电极板沿上下方向间隔设置(上下方向如图1-图3中的箭头A所示)，且相邻所述电极板之间具有气隙140，每个所述电极板由多个阻性玻璃110拼接而成，相邻阻性玻璃110的间距小于等于1毫米，且相邻阻性玻璃110之间设有绝缘件120。

多个所述电极板被夹持在上读出板200和下读出板300之间，邻近上读出板200的阻性玻璃110的上表面设有上电极层400，邻近下读出板300的阻性玻璃110的下表面设有下电极层500。上绝缘层600被夹持在上电极层400和上读出板200之间，下绝缘层700被夹持在下电极层500和下读出板300之间。

根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器1，通过将多个阻性玻璃110拼接成所述电极板，可以形成较大面积的所述电极板，使多气隙阻性板室探测器1具有更大的探测面积，从而使多气隙阻性板室探测器1能够适用于大型核物理试验中。

并且，通过设置上读出板200和下读出板300，可以利用上读出板200和下读出板300读出多个所述电极板的信号，而且由于每个所述电极板中的多个阻性玻璃110的信号均通过上读出板200和下读出板300读出，可以降低多气隙阻性板室探测器1的成本。

此外，由于相邻阻性玻璃110的间距小于1毫米，可以减小所述电极板的死区面积，增大多气隙阻性板室探测器1的有效探测范围，一方面可以提高多气隙阻性板室探测器1的探测效率，另一方面可以节约多气隙阻性板室探测器1占用的空间，降低多气隙阻性板室探测器1的成本。而且由于相邻阻性玻璃110之间设有绝缘件120，不仅可以便于控制相邻阻性玻璃110之间的间距，以防止死区过大，而且可以利用绝缘件120对阻性玻璃110进行定位，以便于对阻性玻璃110进行固定，提高阻性玻璃110的稳定性。

因此，根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器1具有探测面积大、适用性强、成本低、死区小、探测效率高、占用空间小等优点。

下面参考附图描述根据本发明具体实施例的多气隙阻性板室探测器1。

在本发明的一些具体实施例中，如图1-图4所示，根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器1包括多个电极板、上读出板200、下读出板300、上绝缘层600和下绝缘层700。

在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，绝缘件120可以为绝缘胶，相邻阻性玻璃110可以通过所述绝缘胶粘接。具体而言，所述绝缘胶的胶宽小于1毫米。由此不仅可以便于控制相邻的阻性玻璃110之间的间距，而且可以利用所述绝缘胶对阻性玻璃110进行定位，以便于将多个阻性玻璃110拼接成所述电极板。

在本发明的另一个具体实施例中，如图3所示，绝缘件120可以为阻丝，且绝缘件120可以包括多个竖直段12、多个上水平段122和多个下水平段。多个竖直段121可以分别在水平方向上被夹持在相邻的两个阻性玻璃110之间，上读出板200和下读出板300上可以设有分别在上下方向上两两相对的多个定位孔，每个竖直段121的两端可以分别穿过位于上读出板200上的定位孔和位于下读出板300上的定位孔。

多个上水平段122可以在上读出板200的上表面间隔设置，且每个上水平段122的两端可以分别与相邻两个竖直段121的上端相连。多个所述下水平段可以在下读出板300的下表面间隔设置，且每个所述下水平段的两端可以分别与相邻两个竖直段121的下端相连。

具体而言，所述阻丝的直径小于1毫米。

由此不仅可以利用多个竖直段121将相邻阻性玻璃110间隔开，以便于控制相邻阻性玻璃110之间的距离，而且可以利用所述阻丝对阻性玻璃110进行定位，以便于多气隙阻性板室探测器1的组装。

具体而言，多个竖直段121、多个上水平段122和多个所述下水平段可以由一根阻丝折弯而成。由此可以简化多气隙阻性板室探测器1的装配工艺，提高多气隙阻性板室探测器1的生产效率。

更为具体地，每个所述电极板的边沿处可以设有绝缘挡块130。由此可以进一步便于对所述电极板进行定位。

图1-图3示出了根据本发明具体示例的多气隙阻性板室探测器1。如图1所示，上读出板200的下表面可以设有彼此平行且沿水平方向间隔开的多个下读出条310，下读出板300的上表面可以设有彼此平行且沿水平方向间隔开的多个下读出条310。由此可以便于利用上读出板200和下读出板300将多个所述电极板的信号进行导出，

具体地，如图1-图3所示，上读出板200的上表面可以设有上蜂窝板220，下读出板300的下表面可以设有下蜂窝板320。由此可以利用上蜂窝板220对上读出板200进行支撑固定，利用下蜂窝板320对下读出板300进行支撑固定，以保证多气隙阻性板室探测器1的位置精度和可靠性。

可选地，上电极层400可以为涂覆在邻近上读出板200的阻性玻璃110的上表面的石墨层，下电极层500可以为涂覆在邻近下读出板300的阻性玻璃110的下表面的石墨层。具体而言，上电极层400和下电极层500均与所加高压相接触。由此可以便于上电极层400和下电极层500的形成。

图1-图4示出了根据本发明一个具体实施例的多气隙阻性板室探测器1。如图1和图4所示，多气隙阻性板室探测器1还可以包括间隔件800。间隔件800可以被夹持在相邻两个所述电极板之间以在相邻两个所述电极板之间形成气隙140。由此不仅可以利用间隔件800将相邻两个所述电极板间隔开，以便于气隙140的形成，而且可以利用间隔件800对所述电极板进行定位，一方面可以便于控制相邻两个所述电极板之间的距离，另一方面可以保证所述电极板的位置精度。

具体地，如图1和图4所示，上读出板200和下读出板300可以通过多对绝缘螺栓910和螺母920相连。由此不仅可以实现上读出板200个下读出板300的连接，而且可以保证下读出板300和上读出板200之间的部件紧密接触，此外由于绝缘螺栓910的绝缘性，可以防止上读出板200和下读出板300相互干涉，从而保证利用多气隙阻性板室探测器1进行试验的准确性和可靠性。

可选地，如图4所示，间隔件800可以为阻丝，且间隔件800可以缠绕在至少一个绝缘螺栓910上。具体而言，作为间隔件800的阻丝可以与作为绝缘件120的阻丝材料相同且直径相等，间隔件800可以包括多个间隔段，每个所述间隔段的两端可以分别缠绕在两个绝缘螺栓910上。由此不仅可以节约成本，而且可以便于所述阻丝的定位。

有利地，如图1-图4所示，多个电极板的阻性玻璃110的形状可以相同且尺寸可以相等，多个所述电极板的绝缘件120可以在上下方向上位置相对。由此不仅可以节约多气隙阻性板室探测器1的成本，便于多气隙阻性板室探测器1的组装，而且可以保证多气隙阻性板室探测器1的探测结果的准确性。

具体而言，如图1-图4所示，所述电极板可以为6个，每个所述电极板可以由四个阻性玻璃110拼接而成。阻性玻璃110的长可以为33厘米且宽可以为28厘米，且在阻性玻璃110之间间距小于1毫米的情况下，多气隙阻性板室探测器1的探测效率可以高于95％，时间分辨率可以高于100PS。

根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器1的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种多气隙阻性板室探测器，其特征在于，包括：

多个电极板，多个所述电极板沿上下方向间隔设置且相邻电极板之间具有气隙，每个所述电极板由多个阻性玻璃拼接而成，相邻所述阻性玻璃的间距小于等于1毫米且相邻所述阻性玻璃之间设有绝缘件；

上读出板和下读出板，多个所述电极板被夹持在所述上读出板和所述下读出板之间，邻近所述上读出板的阻性玻璃的上表面设有上电极层，邻近所述下读出板的阻性玻璃的下表面设有下电极层；

上绝缘层和下绝缘层，所述上绝缘层被夹持在所述上电极层和所述上读出板之间，所述下绝缘层被夹持在所述下电极层和所述下读出板之间，

其中，所述绝缘件为阻丝，且包括：

多个竖直段，多个所述竖直段分别在水平方向上被夹持在相邻的两个所述阻性玻璃之间，所述上读出板和所述下读出板上设有分别在上下方向上两两相对的多个定位孔，每个所述竖直段的两端分别穿过位于所述上读出板上的定位孔和位于所述下读出板上的定位孔；

多个上水平段，多个所述上水平段在所述上读出板的上表面间隔设置，且每个所述上水平段的两端分别与相邻两个所述竖直段的上端相连；

多个下水平段，多个所述下水平段在所述下读出板的下表面间隔设置，且每个所述下水平段的两端分别与相邻两个所述竖直段的下端相连。

2.根据权利要求1所述的多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述绝缘件为绝缘胶，相邻所述阻性玻璃通过所述绝缘胶粘接。

3.根据权利要求1所述的多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述上读出板的下表面设有彼此平行且沿水平方向间隔开的多个上读出条，所述下读出板的上表面设有彼此平行且沿水平方向间隔开的多个下读出条。

4.根据权利要求1所述的多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述上读出板的上表面设有上蜂窝板，所述下读出板的下表面设有下蜂窝板。

5.根据权利要求1所述的多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述上电极层为涂覆在邻近所述上读出板的所述阻性玻璃的上表面的石墨层，所述下电极层为涂覆在邻近所述下读出板的所述阻性玻璃的下表面的石墨层。

6.根据权利要求1所述的多气隙阻性板室探测器，其特征在于，还包括：间隔件，所述间隔件被夹持在相邻两个所述电极板之间以在相邻两个所述电极板之间形成所述气隙。

7.根据权利要求6所述的多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述上读出板和所述下读出板通过多对绝缘螺栓和螺母相连。

8.根据权利要求7所述的多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述间隔件为阻丝且缠绕在至少一个所述绝缘螺栓上。

9.根据权利要求1所述的多气隙阻性板室探测器，其特征在于，多个电极板的阻性玻璃的形状相同且尺寸相等，多个电极板的绝缘件在上下方向上位置相对。