CN110082809A - 基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器及其组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器及其组装方法，该探测器包括探测粒子所产生的光子的双闪探测器，用于将所述双闪探测器探测到的光子进行反射的反射碗(1)，用于接收所述反射碗反射的光子并将光信号转换成电荷信号的硅光电倍增器，以及用于对所述硅光电倍增器形成的电荷信号进行活度测量的信号处理电路。本发明提供的探测器利用硅光电倍增器实现光信号与电荷信号之间的转换硅光电倍增器电压低、体积小、可阵列使用，解决了探测面的位置响应差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器及其组装方法。
背景技术
目前的表面污染仪，一般采用双闪探测器作为α、β和γ探测器，通过光电倍增管(PMT)作为光电转换器件把光子转换为电子，再配合运放和比较器输出核脉冲，从而完成整个测量过程。
现有的α、β和γ表面污染仪，由于使用PMT作为光电转换器件，其体积大、需要几百甚至上千伏的高压才能工作、而且探测面的位置响应一致性比较差。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种体积小，能够解决探测面的位置相应差的问题的基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器。
为实现本发明的目的，在此提供基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器包括：
双闪探测器，探测粒子所产生的光子；
反射碗，用于将所述双闪探测器探测到的光子进行反射；
硅光电倍增器，用于接收所述反射碗反射的光子并将光信号转换成电荷信号；
信号处理电路，用于对所述硅光电倍增器形成的电荷信号进行活度测量。
进一步的，所述信号处理电路包括依次串联的运算放大器、比较器和计数器。
进一步的，本发明提供的探测器还包括设置于所述双闪探测器光子探测面的避光膜。
进一步的，本发明所提供的探测器还包括贴靠所述避光膜设置的保护网。
本发明在此的还提供了一种用于对本发明所提供的探测器进行组装的组装方法，具体包括以下步骤：
步骤1：将所述双闪探测器安装于双闪探测器支架上，所述硅光电倍增器布设于第一PCB板上，所述信号处理电路布设于第二PCB板上，所述避光膜安装于避光膜支架上；
步骤2：将所述双闪探测器支架、所述避光膜支架和所述保护网依次安装于所述反射碗的碗口；
步骤3：将所述第一PCB板安装于所述反射碗的碗底，能够接收所述反射碗内壁反射的光子；
步骤4：将所述第二PCB板安装于所述反射碗的碗背，并通过导线与所述第一PCB板的信号输出端连接。
进一步的，布设于所述第一PCB板上的硅光电倍增器为硅光电倍增器阵列。能够更好地接收由反射碗反射的光子。
进一步的，所述保护网、所述双闪探测器支架、所述第一PCB板、所述第二 PCB板和所述避光膜支架通过螺丝安装于所述反射碗上。
本发明的有有益效果是：本发明提供的探测器利用硅光电倍增器实现光信号与电荷信号之间的转换硅光电倍增器电压低、体积小、可阵列使用，解决了探测面的位置响应差的问题。
附图说明
图1为本发明所提供的基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器的结构图；
图2为本发明所提供的基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器的原理框图；
图中：1-反射碗，2-保护网，3-双闪探测器支架，4-第一PCB板，5-第二 PCB板，6-避光膜支架，7-螺丝。
具体实施方式
在此详细地对示例性实施例进行说明，该示例在附图中，下面的描述涉及附图时，除非另有说明，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
为了解决现有表面污染仪存在体积大、探测面的位置响应一致性比较差问题，本发明提供一种基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器，该探测器包括：
双闪探测器，探测粒子所产生的光子；
反射碗1，用于将双闪探测器探测到的光子进行反射；
硅光电倍增器，用于接收反射碗反射的光子并将光信号转换成电荷信号；
信号处理电路，用于对硅光电倍增器形成的电荷信号进行活度测量。
其中，信号处理电路可以采用现有的任何一种能够实现脉冲计数的电路，在此本发明的信号处理电路包括依次串联的运算放大器、比较器和计数器。
在一些实施方式中，本发明提供的基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器还包括设置于双闪探测器光子探测面的避光膜。
在一些实施方式中，本发明提供的基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器还包括贴靠避光膜设置的保护网。
本发明提供的探测器可以采用任何一种方式进行组装，在此采用下列方法进行组装：
步骤1：将双闪探测器安装于双闪探测器支架3上，硅光电倍增器布设于第一PCB板4上，信号处理电路布设于第二PCB板5上，避光膜安装于避光膜支架 6上；
步骤2：将双闪探测器支架3、避光膜支架6和保护网2依次安装于反射碗 1的碗口；
步骤3：将第一PCB板4安装于反射碗1的碗底，能够接收反射碗1内壁反射的光子；
步骤4：将第二PCB板5安装于反射碗1的碗背，并通过导线与第一PCB板 4的信号输出端连接，使第一PCB板4输出的电信号输入第二PCB板5进行处理。
本发明记载的硅光电倍增器可以采用任何方式分布于第一PCB板4上，如独立或阵列方式，最好是采用阵列方式，构成硅光电倍增器(MPPC)阵列，能够有效地接收反射碗1内壁反射的光子，有效地将光信号转换成电信号。
本发明所记载的保护网2、双闪探测器支架3、第一PCB板4、第二PCB板5 和避光膜支架6可以通过任何方式安装于反射碗1上，在此采用螺丝7固定方式进行安装。
本发明提供的探测器的实现原理是：采用硅光电倍增器(MPPC)作为光电转换器件，把双闪探测器探测到粒子所产生的光子，通过光学有机玻璃折射到MPPC 的表面，MPPC将光信号转换为电荷信号，再通过运算放大器及比较器，转换为核脉冲，将核脉冲接入计数器进行脉冲计数，进行活度测量，如图2所示。
本发明提供的基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器能够使探测器的整体机械高度相对于用PMT的下降80mm，探测效率：α大于等于60％；β大于等于40％,探测面的相对位置活度响应一致性：β≥70％；α大于等于90％，整机功耗下降30％(相对PMT)。
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 (7)
1.一种基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器，其特征在于：该探测器包括：
双闪探测器，探测粒子所产生的光子；
反射碗(1)，用于将所述双闪探测器探测到的光子进行反射；
硅光电倍增器，用于接收所述反射碗反射的光子并将光信号转换成电荷信号；信号处理电路，用于对所述硅光电倍增器形成的电荷信号进行活度测量。
2.根据权利要求1所述的基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器，其特征在于：所述信号处理电路包括依次串联的运算放大器、比较器和计数器。
3.根据权利要求2所述的基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器，其特征在于：还包括设置于所述双闪探测器光子探测面的避光膜。
4.根据权利要求3所述的基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器，其特征在于：还包括贴靠所述避光膜设置的保护网(2)。
5.权利要求4所述的基于MPPC阵列的α、β和γ表面污染仪探测器的组装方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将所述双闪探测器安装于双闪探测器支架(3)上，所述硅光电倍增器布设于第一PCB板(4)上，所述信号处理电路布设于第二PCB板(5)上，所述避光膜安装于避光膜支架(6)上；
步骤2：将所述双闪探测器支架(3)、所述避光膜支架(6)和所述保护网(2)依次安装于所述反射碗(1)的碗口；
步骤3：将所述第一PCB板(4)安装于所述反射碗(1)的碗底，能够接收所述反射碗(1)内壁反射的光子；
步骤4：将所述第二PCB板(5)安装于所述反射碗(1)的碗背，并通过导线与所述第一PCB板(4)的信号输出端连接。
6.根据权利要求5所述的组装方法，其特征在于：布设于所述第一PCB板(4)上的硅光电倍增器为硅光电倍增器阵列。
7.根据权利要求5或6所述的组装方法，其特征在于：所述保护网(2)、所述双闪探测器支架(3)、所述第一PCB板(4)、所述第二PCB板(5)和所述避光膜支架(6)通过螺丝安装于所述反射碗(1)上。
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