CN109358358A - 一种圆柱形内充气正比计数管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆柱形内充气正比计数管，包括阴极筒和设置于所述阴极筒轴线位置的阳极丝；所述阴极筒内充有待测量样品气体；所述阳极丝两端连接有微型场效应管。本发明的有益效果如下：采用的是圆柱形单管体，气流进入方式是通过对管体抽真空后，由单进气口进入，结构简单；阳极丝两端连接微型场效应管，有利于减小电场的畸变，对长度较短的计数管也可保证有足够长的均匀电场，保证了计数管有良好的坪特性和稳定性，计数管采用整体焊接工艺，内充气压力可以达到6×105Pa。
Description
技术领域
本发明涉及放射性探测领域，具体涉及一种圆柱形内充气正比计数管。
背景技术
内充气正比计数管是一种核辐射气体探测仪器，通过收集在气体中产生的电离电荷来测量核辐射。放射性气体探测仪主要有正比计数管、G-M计数管以及电离室3类。正比计数管工作在外加电压与产生电荷关系正比区，即计数收集的电荷正比于初始电离事件收集的电荷，因此灵敏高，对低能核素或者低活度测量更为有利。
上海新曼传感技术发展有限公司公开了“一种双管符合圆柱形流气式正比计数管”专利(CN 106772535 A)，圆柱形管体包括上、下腔体，以及上下腔体之间的隔离膜，气流进入方式是通过上、下腔体的通气孔进出。天津中和科技有限公司公开了一种实用新型专利“复式正比计数管探测器”(ZL 200520130926.9)，该专利采用了双阳极共阴极的复式结构计数管。上述现有技术结构作为β放射性气体探测器过于复杂。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种圆柱形内充气正比计数管，能够以新的结构实现放射性气体活度测量功能。
本发明的技术方案如下：
一种圆柱形内充气正比计数管，包括阴极筒和设置于所述阴极筒轴线位置的阳极丝；所述阴极筒内充有待测量样品气体；所述阳极丝两端连接有场效应管。
进一步地，上述的圆柱形内充气正比计数管，所述阴极筒为圆柱形金属管；所述阳极丝通过陶瓷绝缘子与所述金属管绝缘。
进一步地，上述的圆柱形内充气正比计数管，所述金属管两端分别设置有顶盖和底盖；所述陶瓷绝缘子通过柯伐材料与对应的顶盖/底盖焊接。
进一步地，上述的圆柱形内充气正比计数管，所述阳极丝一端穿过所述顶盖与高压引出线连接。
进一步地，上述的圆柱形内充气正比计数管，所述阳极丝与所述顶盖之间通过保护管连接。
进一步地，上述的圆柱形内充气正比计数管，所述顶盖上设置有与所述金属管内腔连通的气管，用于安装气体阀门。
进一步地，上述的圆柱形内充气正比计数管，所述顶盖连接有连接筒，所述连接筒上设置有高压接头和阀门支架；所述高压接头与所述阳极丝的高压引出线连接；所述阀门支架用于安装与所述气管连接的气体阀门。
进一步地，上述的圆柱形内充气正比计数管，所述阳极丝材料为镀金钨丝。
进一步地，上述的圆柱形内充气正比计数管，所述金属管材料为不锈钢、铜、铝或镍。
本发明的有益效果如下：
采用的是圆柱形单管体，气流进入方式是通过对管体抽真空后，由单进气口进入，结构简单；阳极丝两端连接微型场效应管，有利于减小电场的畸变，对长度较短的计数管也可保证有足够长的均匀电场，保证了计数管有良好的坪特性和稳定性，计数管采用整体焊接工艺，内充气压力可以达到6×105Pa。
附图说明
图1为本发明的圆柱形内充气正比计数管的结构示意图。
上述附图中，1、气体阀门；2、阀门支架；3、气管；4、高压接头；5、顶板；6、过渡板；7、连接筒；8、顶盖；9、金属管；10、阳极丝；11、场效应管；12、绝缘子；13、底盖；14、焊接底板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供了一种圆柱形内充气正比计数管，包括阴极筒和设置于所述阴极筒轴线位置的阳极丝10；所述阴极筒内充有待测量样品气体；所述阳极丝10两端连接有场效应管11。所述阴极筒为圆柱形金属管9；所述阳极丝10通过陶瓷绝缘子12与所述金属管9绝缘。陶瓷绝缘子12耐压能够达到3000V。所述金属管9两端分别设置有顶盖8和底盖13；所述陶瓷绝缘子12通过柯伐材料与对应的顶盖8/底盖13焊接，即靠近顶盖8的陶瓷绝缘子12与顶盖8焊接，靠近底盖13的陶瓷绝缘子12与底盖13焊接。(底盖13上设置有专门用于与所述绝缘子12焊接的焊接底板14)所述阳极丝10一端穿过所述顶盖8与高压引出线连接。所述阳极丝10与所述顶盖8之间通过保护管连接。所述顶盖8上设置有与所述金属管9内腔连通的金属气管3，用于安装气体阀门1。
所述顶盖8连接有连接筒7，所述连接筒7上设置有高压接头4和阀门支架2；所述高压接头4与所述阳极丝10的高压引出线连接；所述阀门支架2用于安装与所述金属气管3连接的气体阀门1。所述连接筒7包括由顶板5、底板和过渡板6组成的筒状结构；所述底板与所述顶盖8连接，所述高压接头4安装于所述顶板5上，所述阀门支架2安装于所述顶板5上。本实施例中气体阀门1为波纹管气体阀门。气体阀门1另一端接口连接气路快接口，用来接入真空泵对计数管抽真空，或者充入待测样品气体。
在本实施例中，所述阳极丝10材料为镀金钨丝，直径范围在15-40微米。所述金属管9材料为不锈钢、铜、铝或镍。本实施例中，计数管密封性良好，真空度可以达到0.1Pa，内充气体压力可以达到6×105Pa。
在本发明中，正比计数管通过收集射线穿过工作气体时产生的电子-正离子对来获得核辐射的信息。正比管工作在正比区，气体放大倍数M可高达104，有利于增强气体探测器输出信号的幅度，减少噪声的影响，提高信噪比。当待测放射性气体(发射带电粒子)与工作气体混合充入正比计数管，这种内置于计数管内的放射性测量方式，提供了4π测量角度，能够达到很高的测量效率。
圆柱形结构的正比计数管具有最佳均匀电场分布，距阳极丝r处的电场强度计算公式：
Er＝V/rln(b/a)
其中，a为阳极丝半径；
b为管内半径；
V是阳极高压；
r为距阳极丝距离。
本实施例的具体使用步骤如下：
1)波纹管阀门快接口连接充气管路；
2)对内充气正比计数管抽真空；
3)充入工作气体(甲烷或者P10等)与待测放射性气体混合气；
4)计数管内气体压力保持在接近或者大于1个大气压。
5)计数管接通高压电源，测量坪曲线，确定工作电压。
6)对计数管输出信号进行测量分析。
本发明采用一个实例测量放射性气体133Xe的体积活度。阴极为圆柱型不锈钢管，壁厚0.12mm，直径25mm，长度110mm；阳极材料为镀金钨丝，直径15微米；阳极丝两端加直径为1mm的场管，通过微型陶瓷绝缘子12连接管顶盖与底盖，由顶盖的抽气管对计数管抽真空和充放气，抽气管连接swaglok阀门。计数管有效长度管约100mm，管内均匀电场约70mm。对计数管抽真空后充入纯度99.99％P10气体，压力1个大气压。用活度为1.5×105Bq的137Cs标准源对计数管进行外置γ源坪曲线测量，高压坪长达到300V，坪斜小于1％/100V。
本发明采用的是圆柱形单管体，气流进入方式是通过对管体抽真空后，由单进气口进入，结构简单；阳极丝两端连接微型场效应管，有利于减小电场的畸变，对长度较短的计数管也可保证有足够长的均匀电场，保证了计数管有良好的坪特性和稳定性，计数管采用整体焊接工艺，内充气压力可以达到6×105Pa。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种圆柱形内充气正比计数管，其特征在于：包括阴极筒和设置于所述阴极筒轴线位置的阳极丝(10)；所述阴极筒内充有待测量样品气体；所述阳极丝(10)两端连接有场效应管(11)。
2.如权利要求1所述的圆柱形内充气正比计数管，其特征在于：所述阴极筒为圆柱形金属管(9)；所述阳极丝(10)通过陶瓷绝缘子(12)与所述金属管(9)绝缘。
3.如权利要求2所述的圆柱形内充气正比计数管，其特征在于：所述金属管(9)两端分别设置有顶盖(8)和底盖(13)；所述陶瓷绝缘子(12)通过柯伐材料与对应的顶盖(8)/底盖(13)焊接。
4.如权利要求3所述的圆柱形内充气正比计数管，其特征在于：所述阳极丝(10)一端穿过所述顶盖(8)与高压引出线连接。
5.如权利要求4所述的圆柱形内充气正比计数管，其特征在于：所述阳极丝(10)与所述顶盖(8)之间通过保护管连接。
6.如权利要求3所述的圆柱形内充气正比计数管，其特征在于：所述顶盖(8)上设置有与所述金属管(9)内腔连通的气管(3)，用于安装气体阀门(1)。
7.如权利要求6所述的圆柱形内充气正比计数管，其特征在于：所述顶盖(8)连接有连接筒(7)，所述连接筒(7)上设置有高压接头(4)和阀门支架(2)；所述高压接头(4)与所述阳极丝(10)的高压引出线连接；所述阀门支架(2)用于安装与所述气管(3)连接的气体阀门(1)。
8.如权利要求1-7任一所述的圆柱形内充气正比计数管，其特征在于：所述阳极丝(10)材料为镀金钨丝。
9.如权利要求1-7任一所述的圆柱形内充气正比计数管，其特征在于：所述金属管(9)材料为不锈钢、铜、铝或镍。
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