CN107462916B - Gm计数管能响优化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种GM计数管能响优化装置，涉及核辐射探测的技术领域。GM计数管能响优化装置包括内套筒、铅合金补偿套和外套筒，铅合金补偿套的侧壁上设置有补偿裸露口；铅合金补偿套套在内套筒外，铅合金补偿套的内壁与内套筒的外壁接触；外套筒套在铅合金补偿套外，铅合金补偿套的外壁与外套筒的内壁接触。本发明提供的GM计数管能响优化装置，通过内套筒、铅合金补偿套和外套筒的协同作用，缓解了现有技术中的以GM计数器作为探测器的核辐射监测仪器，所存在的难以对低能段的过响应进行准确稳定的抑制和修正的问题的技术问题。

Description

GM计数管能响优化装置

技术领域

本发明涉及核辐射探测的技术领域，尤其是涉及一种GM计数管能响优化装置。

背景技术

GM计数管又称作盖革-弥勒计数管，在反应堆辐射监测、环境辐射监测等各类核辐射测量中被广泛应用。GM计数管具有灵敏度高、输出的电荷脉冲幅度大、稳定性好、适用于恶劣环境，并且使用方便、制造成本较低等优点。目前国内外军用和民用核辐射监测仪大量使用GM计数管作为探测器。

由于自身结构的原因，GM计数管在低能段的能量响应较差，存在过响应，影响测量结果的准确性。现行的改善能量响应的方法是在GM计数管的外壳加上一层重金属包层作为屏蔽材料，来抑制低能段的响应，一般选用铅锡作为包层；但是，增设包层后，GM计数管又会在低能段产生过抑制的的问题；为克服过抑制的问题需要使GM计数管的灵敏区适度裸露。可通过在铅锡包层上刻缝来增加GM计数管的裸露面积，刻缝的大小影响低能段的的能量响应。然而，铅锡的质地较软，在实际操作中，铅锡包层难以固定到GM计数管的准确位置，并且易受外力而变形，导致刻缝的大小和包层的形状发生改变，从而影响对低能段的能响的抑制和过抑制修正，致使测量结果不稳定。综上所述，现有技术中的以GM计数器作为探测器的核辐射监测仪器，存在难以对低能段的过响应进行准确稳定的抑制和修正的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种GM计数管能响优化装置，以缓解现有技术中的以GM计数器作为探测器的核辐射监测仪器，所存在的难以对低能段的过响应进行准确稳定的抑制和修正的技术问题。

本发明提供的GM计数管能响优化装置包括内套筒、铅合金补偿套和外套筒，铅合金补偿套的侧壁上设置有补偿裸露口；铅合金补偿套套在内套筒外，铅合金补偿套的内壁与内套筒的外壁接触；外套筒套在铅合金补偿套外，铅合金补偿套的外壁与外套筒的内壁接触。

进一步的，铅合金补偿套的两端面之间的距离和内套筒的轴向长度相等，外套筒的轴向长度大于铅合金补偿套的两端面之间的距离。

进一步的，铅合金补偿套包括第一套管和第二套管，第一套管的朝向第二套管的端面与第二套管的朝向第一套管的端面之间留有间隙，形成补偿裸露口；补偿裸露口内设置有中心套环，第一套管和第二套管分别与中心套环的两端面抵接；第一套管和第二套管的壁厚相等。

进一步的，第一套管和第二套管的轴向长度相等。

进一步的，铅合金补偿套的壁厚为0.6-1mm；中心套环的轴向长度为1-3mm。

进一步的，补偿裸露口包括多个径向通孔，径向通孔设置于铅合金补偿套的外壁上，多个径向通孔沿铅合金补偿套的圆周方向分布。

进一步的，外套筒的一端连接有阳极帽，另一端连接有阴极帽，阳极帽与内套筒和铅合金补偿套相对应的一端抵接，阴极帽与内套筒和铅合金补偿套相对应的另一端抵接；阳极帽和阴极帽上均设置有出线孔。

进一步的，阳极帽的背向外套筒的端面上和阴极帽的背向外套筒的端面上均设置有出线凹槽。

进一步的，出线凹槽为环形。

进一步的，出线凹槽沿阳极帽的径向或者阴极帽的径向延伸，与出线孔连通。

本发明提供的GM计数管能响优化装置，涉及核辐射探测的技术领域。GM计数管能响优化装置包括内套筒、铅合金补偿套和外套筒，铅合金补偿套的侧壁上设置有补偿裸露口；铅合金补偿套套在内套筒外，铅合金补偿套的内壁与内套筒的外壁接触；外套筒套在铅合金补偿套外，铅合金补偿套的外壁与外套筒的内壁接触。将GM计数管穿插在内套筒的空腔内，内套筒的空腔内壁与GM计数管接触，使GM计数管在内套筒内的位置固定。铅合金补偿套沿其长度方向将GM计数管包围，可抑制GM计数管在低能段的能量响应，缓解过响应的问题；铅合金补偿套的侧壁上的补偿裸露口增加了GM计数管的裸露面积，可修正铅合金补偿套对GM计数管的能响的过抑制。GM计数管固定在内套筒的内腔内，内套筒可保护GM计数管本体和本体上的阳极丝免受外力损坏，并且为GM计数管提供支撑，使其相对铅合金补偿套具有固定的位置，从而使铅合金补偿套对GM计数管的能响的抑制作用和修正作用保持稳定。铅合金补偿套质地较软，将其设置于内套筒和外套筒之间，铅合金补偿套的内壁和外壁分别与内套筒和外套筒紧密贴合，可保护铅合金补偿套免受外力的冲击或者挤压而变形，从而使铅合金补偿套的壁厚和设置在铅合金补偿套上的补偿裸露口的形状保持稳定不变，减少对铅合金补偿套发挥抑制和修正作用的干扰。另外，外套筒使GM计数管和本发明提供的GM计数管能响优化装置的内部结构之间保持稳定，并且外套筒的结构相对GM计数管更规则，可方便地连接到外部环境中，从而使GM计数管相对待测辐射区域形成相对稳定的位置关系，使测量结果更稳定。综上所述，本发明提供的GM计数管能响优化装置，通过内套筒、铅合金补偿套和外套筒的协同作用，缓解了现有技术中的以GM计数器作为探测器的核辐射监测仪器，所存在的难以对低能段的过响应进行准确稳定的抑制和修正的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置的剖视图；

图2为本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置的结构示意图。

图标：01-GM计数管；011-阳极丝；02-内套筒；03-铅合金补偿套；031-第一套管；032-第二套管；04-外套筒；05-中心套环；06-阳极帽；061-凸起；07-阴极帽；08-出线孔；09-出线凹槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置包括内套筒02、铅合金补偿套03和外套筒04，铅合金补偿套03的侧壁上设置有补偿裸露口；铅合金补偿套03套在内套筒02外，铅合金补偿套03的内壁与内套筒02的外壁接触；外套筒04套在铅合金补偿套03外，铅合金补偿套03的外壁与外套筒04的内壁接触。

具体地，请参照图1，将GM计数管01穿插在本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置中的内套筒02的空腔内，内套筒02的空腔内壁与GM计数管01接触，使GM计数管01在内套筒02内的位置固定。铅合金补偿套03沿其长度方向将GM计数管01包围，可抑制GM计数管01在低能段的能量响应，缓解过响应的问题；铅合金补偿套03的侧壁上的补偿裸露口增加了GM计数管01的裸露面积，可修正铅合金补偿套03对GM计数管01的能响的过抑制。GM计数管01固定在内套筒02的内腔内，内套筒02可保护GM计数管01本体和设置在本体上的阳极丝011免受外力损坏，并且为GM计数管01提供支撑，使其相对铅合金补偿套03具有固定的位置，从而使铅合金补偿套03对GM计数管01的能响的抑制和修正能保持稳定。铅合金补偿套03质地较软，将其设置于内套筒02和外套筒04之间，铅合金补偿套03的内壁和外壁分别与内套筒02和外套筒04紧密贴合，可保护铅合金补偿套03免受外力的冲击或者挤压而变形，从而使铅合金补偿套03的壁厚和设置在铅合金补偿套03上的补偿裸露口的形状保持稳定不变，减少对铅合金补偿套03发挥抑制和修正作用的干扰。另外，外套筒04使GM计数管01和本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置的内部结构之间保持稳定，并且外套筒04的结构相对GM计数管01本体更规则，可方便地连接到外部环境中，从而使GM计数管01相对待测辐射区域形成相对稳定的位置关系，使测量结果更稳定。综上所述，本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置，通过内套筒02、铅合金补偿套03和外套筒04的协同作用，缓解了现有技术中的以GM计数器作为探测器的核辐射监测仪器，所存在的难以对低能段的过响应进行准确稳定的抑制和修正的技术问题。

在本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置中，内套筒02与铅合金补偿套03之间的接触面和铅合金补偿套03与外套筒04之间的接触面均可采用胶水粘接。可按照如下步骤对本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置进行装配，第一步在在内套筒02外壁均匀涂抹胶水，然后将铅合金补偿套03套装到内套筒02上；第二步在铅合金补偿套03的外壁均匀涂抹胶水，然后将外套筒04套装在铅合金补偿套03上；第三步将从内套筒02与铅合金补偿套03之间的接触面和铅合金补偿套03与外套筒04之间的接触面溢出的胶水用抹布擦拭干净。待胶水干透后，内套筒02、铅合金补偿套03和外套筒04之间相互固定，形成一个稳定的结构。GM计数管01在本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置中也可使用胶水固定，先在GM计数管01外壁涂抹胶水，然后将GM计数管01从本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置的一端插入到内套筒02中，GM计数管01的外壁与内套筒02的内壁接触，待胶水干透后，GM计数管01在本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置中的位置固定，相对于铅合金补偿套03和补偿裸露口形成稳定的位置关系，铅合金补偿套03和补偿裸露口可对GM计数管01的低能段的过响应进行准确稳定的抑制和修正。

优选地，可在内套筒02的内壁上设置定位环，该定位环靠近内套筒02的一端且其轴线与内套筒02的轴线同轴。将GM计数管01从内套筒02的另一端插入，GM计数管01与该定位环抵接，可对GM计数管01进行轴向定位，这样，在装配GM计数管01时，可易于使GM计数管01到达准确的轴向位置，提高铅合金补偿套03和补偿裸露口对GM计数管01的响应的抑制和补偿的准确性。

作为另一种实施方式，内套筒02与铅合金补偿套03之间和铅合金补偿套03与外套筒04之间可不采用胶水粘接。铅合金补偿套03质地较软，受挤压可发生微小变形；内套筒02的外壁与铅合金补偿套03的内壁之间紧密配合，两者在受挤压变形而产生的摩擦力的作用下连接到一起；外套筒04的内壁与铅合金补偿套03的外壁之间紧密配合，两者在受挤压变形而产生的摩擦力的作用下连接到一起。

优选地，外套筒04可使用聚四氟材料制成，对GM计数管01的过响应具有较小的抑制作用；内套筒02可采用玻璃材料制成，对GM计数管01的过响应也具有较小的抑制作用。外套筒04和内套筒02可与铅合金补偿套03协同作用，对GM计数管01的过响应产生抑制作用。

进一步的，铅合金补偿套03的两端面之间的距离和内套筒02的轴向长度相等，外套筒04的轴向长度大于铅合金补偿套03的两端面之间的距离。

具体地，铅合金补偿套03的两端面之间的距离和内套筒02的轴向长度，可在将铅合金补偿套03安装到内套筒02上时，使铅合金补偿套03的两端面与内套筒02的相对应的两端面平齐，从而易于使铅合金补偿套03装配到内套筒02上获得准确的轴向位置，以提高铅合金补偿套03和补偿裸露口对GM计数管01的响应的抑制和补偿的准确性。外套筒04的轴向长度大于铅合金补偿套03的两端面之间的距离，这样外套筒04可将铅合金补偿套03和内套筒02完全包覆在腔体内，减少外力对铅合金补偿套03的损伤和对本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置的内部结构的冲击，提高铅合金补偿套03和补偿裸露口对GM计数管01的响应的抑制和补偿的稳定性。

进一步的，铅合金补偿套03包括第一套管031和第二套管032，第一套管031的朝向第二套管032的端面与第二套管032的朝向第一套管031的端面之间留有间隙，形成补偿裸露口；补偿裸露口内设置有中心套环05，第一套管031和第二套管032分别与中心套环05的两端面抵接；第一套管031和第二套管032的壁厚相等。

具体地，第一套管031、第二套管032和中心套环05均套装在内套筒02上，三者的内壁均与内套筒02的外壁接触，三者的外壁均与外套筒04的内壁接触。第一套管031的远离中心套环05的端面与内套筒02的相对应的端面平齐，第二套管032的远离中心套环05的端面与内套筒02的相对应的另一端面平齐。

中心套环05可使用聚四氟乙烯材料制成，聚四氟乙烯材料对GM计数管01的过响应有较小的抑制作用，并且该抑制作用远远弱于铅合金补偿套03对GM计数管01的过响应的抑制作用，因此相当于在铅合金补偿套03的中段形成了一个补偿裸露口，可补偿铅合金补偿套03对GM计数管01的响应的过抑制。补偿裸露口的大小影响该补偿值的大小，在本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置中，补偿裸露口的大小由中心套环05的尺寸决定，因此可通过控制中心套环05的轴向长度来调整补偿裸露口的大小；中心套环05由聚四氟材料制成，易于通过机械加工获得精确的尺寸，并且性能稳定，不易变形，这样，用中心套环05来控制铅合金补偿套03上的补偿裸露口的大小，可使铅合金补偿套03对GM计数管01的响应的过抑制作用得到准确的补偿。

第一套管031与中心套环05之间和第二套管032与中心套环05之间均可使用胶水固定连接，以使相互间获得稳定的位置关系，提高铅合金补偿套03和补偿裸露口对GM计数管01的响应的抑制和补偿的稳定性。

进一步的，第一套管031和第二套管032的轴向长度相等。

具体地，第一套管031和第二套管032的轴向长度相等，使中心套环05位于内套筒02的轴向的中间，将GM计数管01安装到在本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置中，中心套环05也处于GM计数管01的轴向的中间，即补偿裸露口位于GM计数管01的轴向的中间，这样有利于铅合金补偿套03和补偿裸露口对GM计数管01的响应进行抑制和补偿。

第一套管031和第二套管032的尺寸相等，则在制造时可使用同样的生产工艺，减少生产零件的种类的数量，节约生产成本，并且方便装配，降低因取用零件失误而造成的产品不合格。

进一步的，铅合金补偿套03的壁厚为0.6-1mm；中心套环05的轴向长度为1-3mm。

具体地，本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置对GM计数管01的响应的抑制作用，随铅合金补偿套03的壁厚的增大而增强，根据多次实验测试，将铅合金补偿套03的壁厚设置有0.6mm、0.8mm或者1mm，将GM计数管01安装到本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置中，对低能段的能量响应可获得良好的响应曲线；补偿裸露口对低能段的能量响应的过抑制的补偿作用，随中心套环05的轴向长度增大而增强，将中心套环05的轴向长度设置为1mm、2mm或者3mm，对过抑制的补偿效果较好。

作为另一种实施方式，补偿裸露口包括多个径向通孔，径向通孔设置于铅合金补偿套03的外壁上，多个径向通孔沿铅合金补偿套03的圆周方向分布。

具体地，径向通孔可以是圆形通孔，多个该圆形通孔在铅合金补偿套03的外壁圆周上，沿单行或者多行均匀间隔分布，可通过控制圆形通孔的直径大小和数量来调整补偿裸露口的大小。径向通孔还可以是方形槽口，多个方形槽口在铅合金补偿套03的外壁圆周上间隔分布。

进一步的，外套筒04的一端连接有阳极帽06，另一端连接有阴极帽07，阳极帽06与内套筒02和铅合金补偿套03相对应的一端抵接，阴极帽07与内套筒02和铅合金补偿套03相对应的另一端抵接；阳极帽06和阴极帽07上均设置有出线孔08。

具体地，请参照图1和图2，阳极帽06与外套筒04之间和阴极帽07与外套筒04之间均可通过螺纹固定连接，方便安装和拆卸；阳极帽06与外套筒04之间和阴极帽07与外套筒04之间还可以使用螺钉固定连接。阳极帽06和阴极帽07分别与铅合金补偿套03和内套筒02的两端抵接，可使铅合金补偿套03和内套筒02的相对应的两个端面平齐，同时使铅合金补偿套03、内套筒02和外套筒04相互之间的轴向位置固定，避免因用胶水粘接不牢固而造成位置移动。阳极帽06和阴极帽07上均设置有出线孔08，阳极帽06上的出线孔08沿阳极帽06的轴向贯穿阳极帽06，阴极帽07上的出线孔08沿阴极帽07的轴向贯穿阴极帽07。将GM计数管01安装在本发明实施例提供的GM计数管能响优化装置内，GM计数管01的带有阳极丝011的一端靠近阳极帽06，GM计数管01的阳极引出线从阳极帽06上的出线孔08引出，GM计数管01的阴极引出线从阴极帽07上的出线孔08引出；在阳极帽06的端面的中间位置设置有凸起061，该凸起061用作标识。

进一步地，阳极帽06和阴极帽07上的出线孔08内均分别固定有橡胶O型圈，GM计数管01的阳极引出线和阴极引出线分别从橡胶O型圈内孔穿过，与橡胶O型圈的内孔侧壁接触；橡胶O型圈可减小GM计数管01的引出线与出线孔08之间的空隙，减少灰尘等杂质进入到内套筒02内。

进一步的，阳极帽06的背向外套筒04的端面上和阴极帽07的背向外套筒04的端面上均设置有出线凹槽09。

具体地，出线凹槽09位于出线孔08旁边，GM计数管01的阳极引出线从阳极帽06上的出线孔08引出，可用胶水固定到阳极帽06的出线凹槽09内；阴极引出线从阴极帽07上的出线孔08引出，可用胶水固定到阴极帽07上的出线凹槽09内。这样可使阳极帽06和阴极帽07之间的引出线相对外套筒04的位置固定，避免引出线的位于阳极帽06以外或者阴极帽07以外的部分受外力拉拽而带动引出线的位于阳极帽06和阴极帽07之间部分，可对引出线的位于阳极帽06和阴极帽07之间部分起到保护作用，并且可避免GM计数管01被引出线带动，从而减小对GM计数管01的轴向位置的影响。

进一步的，出线凹槽09为环形。

具体地，引出线从出线孔08引出，其中一段盘进环形的出线凹槽09内，引出线盘进出线凹槽09内的长度可自由调整，这样引出线与出线凹槽09接触的接触长度可以足够长，便于用胶水固定，使固定更牢固；另外，引出线盘进环形的出线凹槽09后再从环形的出线凹槽09引出的角度可自由选取，便于引出线与外部设备的连接。

作为另一种实施方式，出线凹槽09沿阳极帽06的径向或者阴极帽07的径向延伸，与出线孔08连通。

具体地，阳极帽06上的出线凹槽09在阳极帽06的端面，沿阳极帽06的径向从出线孔08延伸至阳极帽06的侧面；阴极帽07上的出线凹槽09在阴极帽07的端面，沿阴极帽07的径向从出线孔08延伸至阴极帽07的侧面。引出线从出线孔08引出，然后进入出线凹槽09，再从出线凹槽09沿外套筒04的径向引出；引出线的位于出线凹槽09内的一段通过胶水固定于出线凹槽09内。出线凹槽09按这样设置，引出线只可沿出线凹槽09的延伸方向引出，引出角度固定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种GM计数管能响优化装置，其特征在于，包括：内套筒、铅合金补偿套和外套筒，所述铅合金补偿套的侧壁上设置有补偿裸露口；所述铅合金补偿套套在所述内套筒外，所述铅合金补偿套的内壁与所述内套筒的外壁接触；所述外套筒套在所述铅合金补偿套外，所述铅合金补偿套的外壁与所述外套筒的内壁接触；

铅合金补偿套包括第一套管和第二套管，所述第一套管的朝向所述第二套管的端面与所述第二套管的朝向所述第一套管的端面之间留有间隙，形成所述补偿裸露口；所述补偿裸露口内设置有中心套环，所述第一套管和所述第二套管分别与所述中心套环的两端面抵接；所述第一套管和所述第二套管的壁厚相等；

所述第一套管和所述第二套管的轴向长度相等；所述铅合金补偿套的壁厚为0.6-1mm；所述中心套环的轴向长度为1-3mm。

2.根据权利要求1所述的GM计数管能响优化装置，其特征在于，所述铅合金补偿套的两端面之间的距离和所述内套筒的轴向长度相等，所述外套筒的轴向长度大于所述铅合金补偿套的两端面之间的距离。

3.根据权利要求1所述的GM计数管能响优化装置，其特征在于，所述补偿裸露口包括多个径向通孔，所述径向通孔设置于所述铅合金补偿套的外壁上，多个所述径向通孔沿所述铅合金补偿套的圆周方向分布。

4.根据权利要求1所述的GM计数管能响优化装置，其特征在于，所述外套筒的一端连接有阳极帽，另一端连接有阴极帽，所述阳极帽与所述内套筒和所述铅合金补偿套相对应的一端抵接，所述阴极帽与所述内套筒和所述铅合金补偿套相对应的另一端抵接；所述阳极帽和所述阴极帽上均设置有出线孔。

5.根据权利要求4所述的GM计数管能响优化装置，其特征在于，所述阳极帽的背向所述外套筒的端面上和所述阴极帽的背向所述外套筒的端面上均设置有出线凹槽。

6.根据权利要求5所述的GM计数管能响优化装置，其特征在于，所述出线凹槽为环形。

7.根据权利要求5所述的GM计数管能响优化装置，其特征在于，所述出线凹槽沿所述阳极帽的径向或者所述阴极帽的径向延伸，与所述出线孔连通。