CN111781630A - 一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及粒子探测领域，具体是一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器，包括壳体和依次设置在所述壳体内的能量收集器、硅光电二极管阵列、放大电路及输出件；所述能量收集器用于将闪烁体的发射光汇集至所述硅光电二极管阵列靠近所述能量收集器的一侧表面；所述能量收集器远离所述硅光电二极管阵列的一侧设有遮光件，所述遮光件用于过滤除闪烁体的发射光之外的干涉，还用于密封所述能量收集器；所述壳体与所述输出件的连接处设有密封件。本发明的有益效果是：结构简单体积小；能够长时间进行探测，使用寿命长。

Description

一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器
技术领域
本发明涉及粒子探测领域，具体是一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器。
背景技术
β粒子(英语：Beta particle)，又译贝塔粒子或贝他粒子。指的是当放射性物质发生β衰变，所释出的高能量电子或正电子。半导体硅光电二极管阵列作为一种新型光电探测器件发明于20世纪90年代末，已被应用于高能物理及核医学（PET）等领域，被广泛认为是未来极微弱光探测器的发展方向。每个半导体硅光电二极管阵列由大量的（36平方毫米面积内39384个）雪崩光电二极管单元组成；如此超小体积高集成度，使弱光探测器的体积相较使用PMT（光电倍增管）大大减小。塑料闪烁体是有机闪烁物质在塑料中的固溶体。通常由基质闪烁物质及移波剂组成。塑料闪烁体具有不潮解、性能稳定、耐辐射、闪烁衰减时间短的优点。
目前，放射粒子的计数探测多采用盖革计数器，而盖革计数器的体积大，及负压使用中易损坏，导致其使用寿命低；且对60微居标准C14放射源的探测能力不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器，包括壳体和依次设置在所述壳体内的能量收集器、硅光电二极管阵列、放大电路及输出件；所述能量收集器用于将闪烁体的发射光汇集至所述硅光电二极管阵列靠近所述能量收集器的一侧表面；所述能量收集器远离所述硅光电二极管阵列的一侧设有遮光件，所述遮光件用于过滤除闪烁体的发射光之外的干涉，还用于密封所述能量收集器；所述壳体与所述输出件的连接处设有密封件。
作为本发明进一步的方案：所述能量收集器的内腔的截面呈梯形。
作为本发明再进一步的方案：所述放大电路包括一级前置放大电路和二级放大电路，所述一级前置放大电路连接所述硅光电二极管阵列和二级放大电路，所述二级放大电路连接所述输出件。
作为本发明再进一步的方案：所述输出件包括逻辑门电路和输出线，所述输出线通过所述逻辑门电路连接所述放大电路。
作为本发明再进一步的方案：所述逻辑门电路的外径小于所述壳体的内径。
作为本发明再进一步的方案：所述遮光件包括若干层叠设置的遮光膜。
作为本发明再进一步的方案：所述密封件设有供所述输出件穿过的通孔，所述密封件与所述壳体可拆卸连接。
作为本发明再进一步的方案：所述壳体靠近所述遮光件的一端设有用于保护所述遮光件的保护单元。
作为本发明再进一步的方案：所述能量收集器为光量子增强收集器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构简单体积小；能够长时间进行探测，使用寿命长。
附图说明
图1为硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器的结构示意图。
图2为图1的局部放大示意图。
附图中：1、双层遮光膜，2、光量子增强收集器，3、硅光电二极管阵列，4、一级前置放大电路，5、二级放大电路，6、逻辑门电路，7、密封端口，8、输出线。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
请参阅图1，本发明实施例中，一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器，包括壳体和依次设置在所述壳体内的能量收集器、硅光电二极管阵列3、放大电路及输出件；所述能量收集器用于将闪烁体的发射光汇集至所述硅光电二极管阵列3靠近所述能量收集器的一侧表面；所述能量收集器远离所述硅光电二极管阵列3的一侧设有遮光件，所述遮光件用于过滤除闪烁体的发射光之外的干涉，还用于密封所述能量收集器；所述壳体与所述输出件的连接处设有密封件。
具体的，所述能量收集器为光量子增强收集器2；贝塔粒子放射源对闪烁体或塑料闪烁体进行辐射，所述闪烁体或塑料闪烁体受激发输出光线，所述光线穿过所述遮光件经所述光量子增强收集器2汇聚后，均匀分布在所述硅光电二极管阵列3的接收表面上，所述硅光电二极管阵列3将光脉冲转换电脉冲并有效输出给所述放大电路；经所述放大电路放大后输出给外部设备。通过所述密封件对所述壳体与所述输出件的连接处进行密封，保护了壳体内部的电气元件。结构简单集成度高，减小了整体体积，节约了成本；所述光量子增强收集器配合硅光电二极管阵列，对贝塔粒子的探测能力强，全密封提高了使用寿命。
请参阅图2，本发明的一个可选实施例中，所述能量收集器的内腔的截面呈梯形。
具体的，内腔截面呈梯形的上底所在面设置在所述硅光电二极管阵列3侧；提高了所述光量子增强收集器2对所述闪烁体的输出光汇聚面。
请参阅图1，本发明实施例中，所述放大电路包括一级前置放大电路4和二级放大电路5，所述一级前置放大电路4连接所述硅光电二极管阵列3和二级放大电路5，所述二级放大电路5连接所述输出件。
具体的，所述所述硅光电二极管阵列3转换的电脉冲经过所述一级前置放大电路4和二级放大电路5处理放大后，再输送给所述所述输出件。
请参阅图1，本发明实施例中，所述输出件包括逻辑门电路6和输出线8，所述输出线8通过所述逻辑门电路6连接所述放大电路。
具体的，经过所述一级前置放大电路4和二级放大电路5处理放大后的电脉冲输送至所述逻辑门电路6进行处理，所述逻辑门电路6进行处理后通过所述输出线输送给外部设备进行电信号处理。
请参阅图1，本发明实施例中，所述逻辑门电路6的外径小于所述壳体的内径。
具体的，所述逻辑门电路6与所述壳体之间的间隙作为装配间隙。使得在装配时更简单快捷。
请参阅图1，本发明实施例中，所述遮光件包括若干层叠设置的遮光膜。
具体的，所述遮光膜为双层遮光膜1，一个所述的双层遮光膜1设置在所述能量收集器远离所述硅光电二极管阵列3的一侧。
请参阅图1，本发明实施例中，所述密封件设有供所述输出件穿过的通孔，所述密封件与所述壳体可拆卸连接。
具体的，所述密封件包括密封圈和密封端口7；所述输出件的输出线8穿过所述密封端口7的通孔后，将所述密封端口7螺纹或卡扣连接的方式安装在所述壳体上，所述密封圈设置在所密封端口7与所述壳体的连接处。
请参阅图1，本发明实施例中，所述壳体靠近所述遮光件的一端设有用于保护所述遮光件的保护单元。
具体的，所述保护单元为保护盖，所述保护盖螺纹安装在所述壳体上，所述保护盖与所述光量子增强收集器2相对的表面设有透光层，对所述光量子增强收集器2进行保护的同时，不干涉所述闪烁体的输出光被所述光量子增强收集器2汇聚。
本发明的工作原理是：贝塔粒子放射源对闪烁体或塑料闪烁体进行辐射，所述闪烁体或塑料闪烁体受激发输出光线，所述光线穿过所述遮光件经所述光量子增强收集器2汇聚后，均匀分布在所述硅光电二极管阵列3的接收表面上，所述硅光电二极管阵列3将光脉冲转换电脉冲并有效输出给所述放大电路；经所述放大电路放大后输出给外部设备。通过所述密封件对所述壳体与所述输出件的连接处进行密封，保护了壳体内部的电气元件。
本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器，其特征在于，包括壳体和依次设置在所述壳体内的能量收集器、硅光电二极管阵列、放大电路及输出件；
所述能量收集器用于将闪烁体的发射光汇集至所述硅光电二极管阵列靠近所述能量收集器的一侧表面；
所述能量收集器远离所述硅光电二极管阵列的一侧设有遮光件，所述遮光件用于过滤除闪烁体的发射光之外的干涉，还用于密封所述能量收集器；所述壳体与所述输出件的连接处设有密封件。
2.根据权利要求1所述的一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器，其特征在于，所述能量收集器的内腔的截面呈梯形。
3.根据权利要求1所述的一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器，其特征在于，所述放大电路包括一级前置放大电路和二级放大电路，所述一级前置放大电路连接所述硅光电二极管阵列和二级放大电路，所述二级放大电路连接所述输出件。
4.根据权利要求1所述的一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器，其特征在于，所述输出件包括逻辑门电路和输出线，所述输出线通过所述逻辑门电路连接所述放大电路。
5.根据权利要求4所述的一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器，其特征在于，所述逻辑门电路的外径小于所述壳体的内径。
6.根据权利要求1所述的一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器，其特征在于，所述遮光件包括若干层叠设置的遮光膜。
7.根据权利要求1所述的一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器，其特征在于，所述密封件设有供所述输出件穿过的通孔，所述密封件与所述壳体可拆卸连接。
8.根据权利要求1所述的一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器，其特征在于，所述壳体靠近所述遮光件的一端设有用于保护所述遮光件的保护单元。
9.根据权利要求1所述的一种硅光电二极管阵列贝塔粒子计数探测器，其特征在于，所述能量收集器为光量子增强收集器。
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