CN105122421A - 外壳设计固有的壳体减压机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种辐射检测组件，该辐射检测组件包括电离室以用于检测辐射。该电离室包括一定体积的加压气体。外部壳体将电离室容纳在内部体积内。该外部壳体包括易碎部段。释放组件限定了从电离室到外部壳体的易碎部段的气流路径。当电离室内的加压气体超过预定压力时，易碎部段从电离室内释放压力，使得至少一些加压气体流过释放组件并且流过外部壳体的易碎部段。加压气体然后被释放到外部壳体的外部。还提供了一种降低辐射检测组件内的压力的方法。

Description

外壳设计固有的壳体减压机构

技术领域

本发明总体涉及使用高压电离室的环境辐射监测，并且具体地涉及用于释放电离室内的压力的减压组件。

背景技术

环境辐射监测器是众所周知的并且用于检测特定位置处的辐射的量。辐射监测器能够被部署在接近辐射源(例如核能发电站)的位置处，以监测辐射水平。

在一种类型的辐射监测器中，利用电离室(例如高压电离室)。电离室被密封并且填充有气体(例如氮气、氩、其它气体的混合物等)。存储于电离室内的气体被保持在相比环境压力较高的压力下。在某些情况下，电离室内的压力可以升高至高于期望加压的水平。例如，可能发生的压力累积的情况包括暴露于相对较高的温度、向电离室施加的破碎力等。因此，当压力上升超过期望加压时，安全地释放电离室内的压力是需要并且有利的。

发明内容

以下是对本发明的简要概述，以便提供对本发明的一些示例性方面的基本理解。本概述不是对本发明的广泛综述。此外，本概述并不旨在确定本发明的关键元件也并非旨在划定本发明的范围。本概述的唯一目的是以简化形式提出本发明的一些理念作为下文将提供的更加详细的描述的前序。

根据一个方面，本发明提供一种辐射检测组件，该辐射检测组件包括电离室以用于检测辐射，该电离室包括一定体积的加压气体。该辐射检测组件包括外部壳体，该外部壳体将电离室容纳在内部体积内。该外部壳体包括易碎部段。释放组件限定了从电离室到外部壳体的易碎部段的气流路径。当电离室内的加压气体超过预定压力时，易碎部段从电离室内释放压力，使得至少一些加压气体流过释放组件并且流过外部壳体的易碎部段，由此加压气体被释放到外部壳体的外部。

根据另一个方面，本发明提供一种辐射检测组件，该辐射检测组件包括电离室以用于检测辐射。该电离室包括一定体积的加压气体。该辐射检测组件包括外部壳体，该外部壳体将电离室容纳在内部体积内。外部壳体包括易碎部段，该易碎部段被模制到外部壳体中。释放组件限定了从电离室到外部壳体的易碎部段的气流路径。释放组件定位在内部体积内并且在外部壳体和电离室中的每一个之间形成密封。当电离室内的加压气体超过预定压力时，易碎部段从电离室内释放压力，使得至少一些加压气体流过释放组件并且流过外部壳体的易碎部段，由此加压气体被释放到外部壳体的外部。

根据另一个方面，本发明提供一种降低辐射检测组件内的压力的方法。该方法包括以下步骤：提供电离室，该电离室包括一定体积的加压气体。该方法还包括提供外部壳体的步骤，该外部壳体将电离室容纳在内部体积内，该外部壳体包括易碎部段。该方法包括提供释放组件的步骤，该释放组件限定从电离室到外部壳体的易碎部段的气流路径。该方法还包括通过在电离室内的加压气体超过预定压力时通过使易碎部段破裂从而使得加压气体流过易碎部段来降低电离室内的压力的步骤。

附图说明

通过结合附图阅读下文的描述，本发明的上述和其它的方面对于本发明所属领域内的技术人员而言将变得显而易见，在附图中：

图1是根据本发明的一个方面的示例性辐射检测组件的局部剖开视图，该示例性辐射检测组件包括示例性电离室；

图2是示例性释放组件的沿图1的圆形截面2截取细节的放大图；

图3是沿图2的线3-3截取的释放组件的示例性支承结构的放大平面图；

图4是沿图2的线4-4截取的释放组件的示例性易碎部段的放大平面图；以及

图5是类似于图2的释放组件和易碎部段的视图，其中大体示出了通过释放组件和易碎部段的气流。

具体实施方式

描述并且图示了结合了本发明的一个或多个方面的示例性实施例。这些图示的例子并不旨在对本发明构成限制。例如，本发明的一个或多个方面能够用于其它实施例中以及甚至其它类型的装置中。此外，特定的术语在本文中的使用仅仅是为了方便起见并且不应当被理解成对本发明构成限制。此外，在附图中，相同的附图标记用于表示相同的元件。

图1示出了根据本发明的一个方面的局部剖开的辐射检测组件10的示例性实施例。应当领会，图1仅示出了可能的结构/构造的一个例子并且能够在本发明的范围内构想其它的例子。总体而言，辐射检测组件10被放置在外部位置处，以执行监测局部区域大气中的伽玛辐射的功能。该伽玛辐射可以来自已知或未知的来源。

辐射检测组件10包括外部壳体12。外部壳体12包括外部壁14，该外部壁限定内部体积16。在该例子中，外部壳体12具有大体椭球/卵形形状，但是能够构想其它的形状。例如，在其它例子中，外部壳体12包括不同尺寸的立方体形状或者其它的多边三维形状。应当领会，外部壳体12在图1中被示为局部剖开以用于说明性目的并且以便更清楚地示出内部体积16。然而，在操作中，外部壳体12完全封闭，使得内部体积16通常不可见。外部壁14由刚性、大体不可弯曲材料形成，该刚性、大体不可弯曲材料保护内部体积16不受环境影响(例如，水分、碎屑等)。外部壳体12包括多种的不同材料，包括聚合物材料(例如，塑料等)、金属、材料的组合等。

辐射检测组件10还包括电离室20以用于检测辐射。电离室20被包含/容纳在外部壳体12的内部体积16内。电离室20可以包括支承结构(例如，紧固件、螺钉、螺栓等)，以相对于外部壳体12固定电离室20。电离室20限定体积22，该体积为电离室20的单个部件提供空间。应当领会，图1中的电离室20被剖开，以便更清楚地示出体积22。然而，在操作中，电离室20将被完整地封闭，使得体积22不可见。

图2中略微大体地示出了电离室20，应当理解，电离室20包括多种可能的布置。在一个例子中，电离室20可以包括高压电离室(HPIC)。电离室20具有大体球形形状，但是能够构想其它的形状。

电离室20包括一对电极(包括阴极24和阳极26)。阴极24限定体积22。在一个例子中，阴极24被密封并且填充有加压气体(例如氮气、氩、其它气体的混合物等)。这样一来，体积22内的该加压气体被相对限制以免于不故意地泄漏到电离室20之外。阴极24能够由例如金属的多种材料(其中包括不锈钢、铝等)构成。

电离室20还包括阳极26，该阳极延伸到阴极24的体积22中。阳极26能够包括支承构件。这样一来，阳极26并不限于图示例子的尺寸或形状。在该例子中，阳极26的横截面尺寸比阴极24小，使得阳极26相对于阴极24径向向内并且与该阴极分开地间隔开。

总体而言，阴极24和阳极26均保持在一定的电压下。由于伽玛相互作用而形成的离子和电子形成于体积22中。这些离子和电子被拉向阴极24和阳极26，由此所述离子和电子聚集在一起以产生电流。放大器28电气连接至阴极24和阳极26。放大器28将接收和分析电流以确定与辐射相关的若干可测量的量、例如伽玛剂量率等。放大器28能够被容纳在放大器壳体等内。

现在参照图2，示出了在图1的圆形截面2处截取的细节放大图。在该例子中，外部壳体12包括易碎部段40。易碎部段40与外部壳体12的外部壁14一起模制/形成。应当领会，易碎部段40以截面示出，以便更清楚地示出易碎部段40的一部分的内部构造。然而，在操作中，易碎部段40将被更完整地形成。

易碎部段40包括一个或多个插入物42。插入物42均限定了形成于外部壁14的内表面44中的中空或基本中空的腔。这样一来，插入物42能够从位于其内的电离室20接收加压气体。插入物42不限于图2中所示的尺寸，并且在其它例子中，所述插入物的横截面尺寸可能更大或更小。此外，插入物42并不限于图示的位置，并且能够定位在沿外部壁14的内表面44的其它位置处。

插入物42由易碎壁46限定。易碎壁46定位在位于一侧上的插入物42与位于相对的第二侧上的辐射检测组件10的外部之间。这样一来，易碎壁46将至少部分地限制空气和/或气体在辐射检测组件10的外部与插入物42之间的进入和排出。在该例子中，易碎壁46具有比形成外部壳体12的外部壁14的厚度更小的厚度。在其它例子中，易碎壁46不限于该厚度，并且能够包括比图示更大或更小的厚度。通过具有比外部壁14小的厚度，易碎壁46是可破裂的并且能够响应于插入物42和电离室20内的预定压力而破碎、断裂等。

易碎部段40由密封突出部48限定。密封突出部48从外部壁14的内表面44朝向电离室20延伸到内部体积16中。在图示的例子中，密封突出部48与外部壁14整体形成/模制。当然，在进一步的例子中，密封突出部48并不受到这样的限制，而是能够相对于外部壁14单独地附接。在一个例子中，密封突出部48围绕易碎部段40大体周向地延伸。然而，在其它例子中，密封突出部48不限于具有圆形横截面，而是能够具有方形、矩形、椭圆形等的横截面。类似地，密封突出部48延伸到内部体积16中的距离能够比图示的更长或更短。

仍然参照图2，辐射检测组件10还包括释放组件60。释放组件60定位在外部壳体12的内部体积16内并且在位于一侧上的电离室20与位于相对的第二侧上的易碎部段40之间延伸。应当领会，释放组件60以截面示出，以便更清楚地示出释放组件60的一部分的内部构造。然而，在操作中，将完整地形成释放组件60。

释放组件60包括通道结构62。通道结构62相对于电离室20的阴极24操作性地附接。通道结构62是细长的、基本中空、并且从电离室20朝向外部壳体12延伸。在该例子中，通道结构62具有中空通路64，该中空通路沿通道结构62的长度纵向地延伸。

通路64与形成于电离室20中的开口66流体连通。这样一来，通路64能够从电离室20接收气体。因此，释放组件60限定气流路径，该气流路径从电离室20穿过开口66、并且穿过通道结构62到达易碎部段40。在一个例子中，通道结构62附接到电离室20并且相对于该电离室形成密封，使得流过开口66并且流入通路64中的加压气体被限制而免于溢出到外部壳体12的内部体积16。为了实现通道结构62与电离室20之间的密封附接，能够结合任何数量的密封结构(例如，O形环、环氧树脂、粘合剂等)。

释放组件60还包括支承结构70，该支承结构支承(例如，保持、容纳等)通道结构62。支承结构70是细长的、基本中空的结构，该细长的、基本中空的结构朝向易碎部段40从电离室20延伸。支承结构70能够包括多种不同的材料，例如弹性材料(例如，橡胶等)等。在一个例子中，支承结构70能够响应于力或压力至少部分地弹性变形。

支承结构70包括内室72，该内室是基本中空的。内室72至少部分地沿支承结构70的长度纵向延伸。内室72的尺寸和形状能够将通道结构62接收在其内。在一个例子中，内室72具有与通道结构62的横截面尺寸和形状基本匹配的横截面尺寸和形状，但是略大以便接收通道结构62。在其它例子中，内室72包括任何数量的横截面形状，例如四边形形状(例如，方形、矩形等)、圆形形状、椭圆形形状等。

支承壁74布置于支承结构70的端部处。在图示的例子中，支承壁74定位成与支承结构70附接至电离室20的位置相对。支承壁74延伸跨过内室72并且限定内室72的纵向端部。在一个例子中，支承壁74包括一个或多个开口76。开口76穿过支承壁74从内室72延伸至支承壁74的相对侧。因此，开口76与内室72和通路64流体连通。这样一来，开口76将从通路64接收气流。支承壁74能够包括任何数量的开口76，所述任何数量的开口可以具有比图2中所示的更大或更小的横截面尺寸。

支承壁74与外部壁14和易碎部段40间隔开一定距离，以便在外部壁与易碎部段之间限定中空室80。中空室80在一侧上由支承壁74限定并且在相对侧上由易碎部段40(包括插入物42)限定。中空室80被密封突出部48周向地包绕。这样一来，中空室80与开口76和内室72流体连通，使得中空室80能够从电离室20接收气体。

支承结构70还包括肩部82。肩部82围绕支承结构70的外周/表面周向地延伸。在一个例子中，肩部82具有比支承结构70的相邻部分大的横截面尺寸(例如，直径、宽度等)。在图示的例子中，肩部82将与密封突出部48相接合。具体而言，肩部82与密封突出部48的形状基本匹配，使得肩部82与密封突出部48之间的接合将形成密封。该肩部82与密封突出部48之间的密封将限制中空室80与外部壳体12的内部体积16之间的空气/加压气体的进入/排出。

现在参照图3，示出了沿图2的线3-3的释放组件60的支承结构70的例子。在该特定例子中，支承壁74被示为包括十六个开口76。当然，在其它例子中，支承壁74并不受到这样的限制，而是能够包括比该例子中所示的更多或更少数量的开口76。类似地，支承壁74能够包括比图示更大或更小的开口76。

现在参照图4，示出了易碎部段40的例子。在该特定例子中，易碎部段40包括定位在外部壁14的内表面44上的四个插入物42。当然，在其它例子中，易碎部段40并不受到这样的限制，而是能够包括比该例子中所示的更多或更少数量的插入物42。类似地，插入物42能够沿多个位置定向，并且不限于图4中所示的特定构造。在一个例子中，插入物42能够包括肋状结构或者形成于插入物42内的其它的图案/突出部，以便影响插入物42和易碎壁46的强度。插入物42并不限于图4中所示的特定图案。

现在参照图5，现在将描述辐射检测组件10的一个示例性操作。首先，一定量的气体(多种气体)(例如氮、氩等)被添加到电离室20的体积22。由于伽玛相互作用而产生的离子和电子形成于体积22中。这些离子和电子被拉向阴极24和阳极26，由此所述离子和电子被收集以产生电流。

被容纳在体积22内的气体被保持在一定压力下。在某些例子中，体积22内的加压气体可以超过预定压力。例如，能够以多种方式超过预定压力。在一个可能的例子中，辐射检测组件10可以暴露于相对较高的温度，这造成体积22内的压力累积。在另一个例子中，由于施加于电离室20的破碎力，体积22内的压力将累积从而超过预定压力。当然，压力累积不限于这些情况，因为可能出现用于增大压力的其它方式。

在到达预定压力之后，电离室20内的加压气体将通过释放组件60并且通过易碎部段40被排放到辐射检测组件10的外部。具体而言，气流100(在图5中通过箭头大体/示意性地示出)将通过电离室20中的开口66、通过通路64并且通过支承结构70的开口76。超过预定压力的加压气体在易碎壁46上产生足够大的力，以使易碎壁46破裂(例如，破碎、断裂等)。易碎壁46在某种程度上被大体/示意性地显示为图5中的破裂壁46a。因此，气流100将通过插入物42并且通过易碎部段40中的破裂开口92离开。通过破裂开口92的气流100被释放到外部壳体12的外部，从而降低电离室20内的压力。就这一点而言，外部壳体12(其中包括破裂壁46a)能够被从电离室20移除并且更换成具有未破裂的易碎壁46的新的外部壳体12。

应当领会，造成易碎壁46的破裂的电离室20内的预定压力能够包括任何数量的值。在一个可能的例子中，电离室20内的预定压力能够为大约2.75兆帕斯卡(MPa)(～400磅/平方英寸(PSI))。因此，在这种例子中，当电离室20内以及作用在易碎壁46上的压力处于或大于材料的屈服应力[155MPa(22,500PSI)]时，易碎壁46破裂并且从电离室内释放压力。在该例子中，通过破裂壁46a离开的加压气体处于大约2.75MPa(～400PSI)下。当然，辐射检测组件10不限于这些值，因为能够构想范围广阔的预定压力。在另一个例子中，能够改变易碎壁46的尺寸(例如，厚度、直径等)，以便增大或减小在易碎壁46破裂之前的电离室20中的可允许预定压力。

已参照上文所描述的示例性实施例描述了本发明。当阅读和理解本说明书时，本领域技术人员能够构想改型和替换。结合了本发明的一个或多个方面的示例性实施例旨在包括落入所附权利要求的范围内的所有的这种改型和替换。

Claims (20)

1.一种辐射检测组件，包括：

电离室，所述电离室用于检测辐射，所述电离室包括一定体积的加压气体；

外部壳体，所述外部壳体将所述电离室容纳在内部体积内，所述外部壳体包括易碎部段；以及

释放组件，所述释放组件限定了从所述电离室到所述外部壳体的易碎部段的气流路径，其中当所述电离室内的加压气体超过预定压力时，所述易碎部段从所述电离室内释放压力，使得至少一些加压气体流过所述释放组件并且流过所述外部壳体的易碎部段，由此加压气体被释放到所述外部壳体的外部。

2.根据权利要求1所述的辐射检测组件，其中所述易碎部段模制到所述外部壳体中。

3.根据权利要求1所述的辐射检测组件，其中所述释放组件定位在所述外部壳体的内部体积内。

4.根据权利要求1所述的辐射检测组件，其中所述释放组件相对于所述外部壳体密封，使得加压气体被限制流入所述外部壳体的内部体积中。

5.根据权利要求4所述的辐射检测组件，其中所述释放组件相对于所述电离室密封。

6.根据权利要求1所述的辐射检测组件，其中所述外部壳体包括密封突出部，所述密封突出部从所述外部壳体的内表面向内延伸到所述内部体积中。

7.根据权利要求6所述的辐射检测组件，其中所述释放组件包括设置在所述释放组件的外表面处的肩部。

8.根据权利要求7所述的辐射检测组件，其中所述密封突出部与所述肩部相接合并且相对于所述肩部形成密封。

9.根据权利要求8所述的辐射检测组件，其中所述肩部包括可弹性变形的材料。

10.一种辐射检测组件，包括：

电离室，所述电离室用于检测辐射，所述电离室包括一定体积的加压气体；

外部壳体，所述外部壳体将所述电离室容纳在内部体积内，所述外部壳体包括易碎部段，所述易碎部段被模制到所述外部壳体中；以及

释放组件，所述释放组件限定了从所述电离室到所述外部壳体的易碎部段的气流路径，所述释放组件定位在所述内部体积内并且在所述外部壳体和所述电离室中的每一个之间形成密封，其中当所述电离室内的加压气体超过预定压力时，所述易碎部段从所述电离室内释放压力，使得至少一些加压气体流过所述释放组件并且流过所述外部壳体的易碎部段，由此加压气体被释放到所述外部壳体的外部。

11.根据权利要求10所述的辐射检测组件，其中所述外部壳体包括密封突出部，所述密封突出部从所述外部壳体的内表面向内延伸到所述内部体积中。

12.根据权利要求11所述的辐射检测组件，其中所述释放组件包括肩部，所述肩部布置于所述释放组件的外表面处。

13.根据权利要求12所述的辐射检测组件，其中所述密封突出部与所述肩部相接合并且相对于所述肩部形成密封。

14.根据权利要求13所述的辐射检测组件，其中所述肩部包括可弹性变形材料。

15.根据权利要求11所述的辐射检测组件，其中所述易碎部段包括多个插入物，所述插入物突出到所述外部壳体的壁中。

16.根据权利要求15所述的辐射检测组件，其中所述插入物通过易碎壁与所述外部壳体的外部分开。

17.一种降低辐射检测组件内的压力的方法，所述方法包括以下步骤：

提供电离室，所述电离室包括一定体积的加压气体；

提供外部壳体，所述外部壳体将所述电离室容纳在内部体积内，所述外部壳体包括易碎部段；

提供释放组件，所述释放组件限定从所述电离室到所述外部壳体的易碎部段的气流路径；以及

通过在所述电离室内的加压气体超过预定压力时使所述易碎部段破裂从而使得加压气体流过所述易碎部段来降低所述电离室内的压力。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述易碎部段模制到所述外部壳体中。

19.根据权利要求17所述的方法，其中在降低所述电离室内的压力的步骤之前，所述易碎部段未破碎并且防止空气从所述外部壳体的外部通过所述易碎部段。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述易碎部段包括易碎壁，所述易碎壁的厚度小于所述外部壳体的壁的厚度。