CN113219519A - 一种负高压探测器及测氡仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及负高压电路技术领域，本发明提出了一种负高压探测器和测氡仪，测氡仪中包括有负高压探测器和析出罩，析出罩接地后与负高压探测仪形成静电场，解决了测氡仪中绝缘困难，漏电危险等问题，负高压探测器中包括有负高压电源，高压滤波分压电路和探测器元件，高压滤波分压电路中设置有第一滤波器，第一电阻，高耐压高阻值的第二电阻，解决了负高压电路中探测器元件偏压不稳定的问题并保证电路处于负高压状态。

Description

一种负高压探测器及测氡仪

技术领域

本发明涉及负高压电路技术领域，特别是涉及一种负高压探测器和测氡仪。

背景技术

现有氡析出率测氡仪主要运用的测氡原理是使待测量的空气流向测氡腔室中，但强迫空气循环必然会产生压力差，当待测物体表面的压力与自然状态下不同时，待测物体表面的氡气体含量也会和自然状态下不同，影响检测的精确度，因此在现有技术中，提出了一种运用静电场的测氡仪，在测氡仪内部制造电压差。在现有技术中，测氡仪设置低压探测器和高压腔室，利用高低压差形成静电场，但高压腔室具有一定的危险性，且需要在设置罩壳，并需要罩壳与高压腔室之间绝缘，因此腔室体积要远小于罩壳，降低了检测的灵敏度，或导致测氡仪的体积过大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种负高压探测器和测氡仪，测氡仪中包括有负高压探测器和析出罩，析出罩接地后与负高压探测仪形成静电场，解决了测氡仪中绝缘困难，漏电危险等问题，负高压探测器中包括有负高压电源，高压滤波分压电路和探测器元件，高压滤波分压电路中设置有第一滤波器，第一电阻，高耐压高阻值的第二电阻，解决了负高压电路中探测器元件偏压不稳定和高压纹波噪声的问题并保证电路处于负高压状态。

在本申请的一些实施例中，公开了一种负高压探测器，包括：负高压电源，高压滤波分压电路和探测器元件，所述负高压电源与所述高压滤波分压电路连接，所述负高压电源为所述高压滤波分压电路提供负高压；所述探测器元件连接在所述高压滤波分压电路的内部，所述探测器元件用于加载负高压；所述高压滤波分压电路包括，第一滤波器，第一电阻和第二电阻，其中所述第一滤波器的第一端与所述负高压电源电连接，所述第一滤波器的第二端与所述第一电阻的第一端电连接；所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第二电阻的第二端接地；所述探测器元件的第一端与所述第一电阻的第一端电连接，所述探测器元件的第二端与所述第一电阻的第二端电连接；其中，所述第二电阻的阻值为a，所述第一滤波器的阻值与所述第一电阻的阻值之和为b,所述第二电阻的阻值与所述第一滤波器的阻值与所述第一电阻的阻值之和的关系为：a≥10b。

在本申请的一些实施例中，所述高压滤波分压电路还包括：第二滤波器，所述第二滤波器包括第三电阻，第四电阻，第一电容和第二电容，其中所述第三电阻的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述探测器元件的第一端连接，所述第一电容的第一端与所述第三电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电容的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述第二电容的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述探测器元件的第二端连接。

在本申请的一些实施例中，所述第一滤波器包括：第五电阻，第六电阻，第三电容，第四电容和第五电容，其中所述第五电阻的第一端与所述负高压电源连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第一电阻连接，所述第三电容的第一端与所述第五电阻的第一端连接，所述第三电容的第二端接地，所述第四电容的第一端与所述第六电阻的第二端连接，所述第四电容的第二端接地，所述第五电容的第一端与所述第六电阻的第二端连接，所述第五电容的第二端接地。

在本申请的一些实施例中，还包括：电荷灵敏放大器，所述电荷灵敏放大器与所述探测器元件的第二端连接，且与所述第四电阻的第二端连接。

在本申请的一些实施例中，在所述高压滤波分压电路和所述电荷灵敏放大器之间设置有隔直电容。

在本申请的一些实施例中，所述隔直电容与所述电荷灵敏放大器之间设置有泄放二级管，所述泄放二极管包括有第一二极管和第二二极管，其中所述第一二极管的第一端连接正压电级，第二端连接所述隔直电容，所述第二二极管的第一端与所述隔直电容连接，所述第二二极管的第二端与所述负压电级连接。

在本申请的一些实施例中，所述第一二极管和所述第二二极管设置为极低反向漏电流二极管。

在本申请的一些实施例中，所述第三电容，所述第四电容，所述第五电容和隔直电容设置为聚丙烯薄膜介质的耐高压电容，

在本申请的一些实施例中，还包括电磁屏蔽外壳，所述电磁屏蔽外壳为所述负高压探测器的壳体，所述负高压电源，所述高压滤波分压电路和所述探测器元件设置在所述电磁屏蔽外壳的内部。

在本申请的一些实施例中，公开了一种测氡仪，包括负高压探测器和析出罩，所述析出罩设置为导电材料且接地，所述负高压探测器和所述析出罩形成静电场。

本发明实施例一种负高压探测器和测氡仪与现有技术相比，其有益效果在于：

通过在测氡仪中设置负高压探测器和析出罩，使测氡仪中形成静电场，简化了测氡仪的结构和体积，提高了测氡仪的安全性，使测氡仪可以在任何金属材料上进行测量；通过在负高压探测仪中设置负高压电源，高压滤波分压电路和探测器元件，实现将负高压电源转化为负高压探测器；通过负高压滤波分压电路中设置第一滤波器，第一电阻和高耐压高阻值的第二电阻，对电路进行滤波和分压，增加了电路的稳定性并保证了高压滤波分压部分均处于负高压状态。

附图说明

图1是本发明实施例中负高压探测器的电路图；

图2是本发明实施例中负高压探测器的结构图；

图3是本发明实施例中测氡仪的结构图。

图中，100、负高压电源；200、高压滤波分压电路；210、第一滤波器；220、第二滤波器；300、电荷灵敏放大器；400、探测器元件； 500、电磁屏蔽外壳；600、析出罩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

下文是结合附图对本发明的优选的实施例说明。

在本申请的一些实施例中，如图3所示，测氡仪包括有析出罩600 和负高压探测器，析出罩600为测氡仪的外壳，且一面具有开口，当测量待测物体表面时，开口与待测物体表面贴合，使测氡仪直接测量待测物体表面的氡浓度，析出罩600为导电材料，且接地，负高压探测器设置在析出罩600的顶部，由于负高压的探测器和零电压到的析出罩 600之间具有电压差，析出罩600内形成了静电场，空气中的氡衰变会得到带有正电荷的氡子体，由负高压探测器对正电荷的氡子体进行测量，得到氡浓度变化速度，由此得到待测物体的材料的氡析出率。

在本申请的一些实施例中，如图1所示，负高压探测器包括有负高压电源100，高压滤波分压电路200，探测器元件400和电荷灵敏放大器 300。

负高压电源100与高压滤波分压电路200的第一端连接，负高压电源100为高压滤波分压电路200提供负高压，电荷灵敏放大器300与高压滤波分压电路200的第二端连接，探测器元件400连接在高压滤波分压电路200的内部，探测器元件400用于加载负高压。

高压滤波分压电路200包括有第一滤波器210，第一电阻R1，第二电阻R2和第二滤波器220，其中第一滤波器210包括有第五电阻R5，第六电阻R6，第三电容C3，第四电容C4和第五电容C5，其中第二滤波器 220包括有第三电阻R3，第四电阻R4，第一电容C1和第二电容C2。

高压滤波分压电路200还设置有第六电容C6。

电荷灵敏放大器300与探测器元件400的第二端连接，并与第四电阻R4的第二端连接，即电荷灵敏放大器300与高压滤波分压电路200的第二端连接，且电荷灵敏放大器300与高压滤波分压电路200之间设置有隔直电容C7。

隔直电容C7与电荷灵敏放大器300之间还设置有泄放二极管，用于对高压启动与停止时在低压部分产生的高压进行泄压，泄压二极管包括有第一二极管D1和第二二极管D2，将第一二极管D1和第二二极管D2 设置为极低反向漏电流二极管。

在本申请的一些实施例中，负高压探测器的整体电路的连接方式为：

负高压电源100与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第一电阻R1的第一端连接，第三电容C3的第一端与第五电阻R5的第一端连接，第三电容C3的第二端接地，第四电阻R4的第一端和第六电阻R6的第二端连接，第四电容C4的第二端接地，第五电容C5的第一端与第六电阻R6的第二端，第五电容C5的第二端接地，即第一滤波器210的第一端与负高压电源100电连接，第一滤波器210的第二端与第一电阻R1的第一端电连接；第二电阻R2的第一端与第一电阻R1的第二端电连接，第二电阻R2的第二端接地，第六电容C6的第一端与第二电阻R2的第一端连接，第六电容C6的第二端接地。

第三电阻R3的第一端与第一电阻R1的第一端连接，第三电阻R3的第二端与探测器元件400的第一端连接，第一电容C1的第一端与第三电阻C3的第一端连接，第一电容C1的第二端与第一电阻R1的第二端和第四电阻R4的第一端连接，第二电容C2的第一端与第三电阻R3的第二端连接，第二电容C2的第二端与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4 的第二端与探测器元件400的第二端连接，即实现了探测器元件400的第一端和第一电阻R1的第一端的电连接，探测器元件400的第二端与第一电阻R1的第二端的电连接。

探测器元件400的第二端和第四电阻R4的第二端与隔断电容C7的第一端连接，隔断电容C7的第二端与泄放二极管连接，第一二极管D1 的第一端连接正压电级，第一二极管D1的第二端与隔直电容C7和电荷灵敏放大器300连接，第二二极管D2与隔直电容C7和电荷灵敏放大器 300连接，第二二极管D2的第二端与负压电级连接。

需要说明的是，其中，所述第二电阻R2的阻值为a，所述第一滤波器210的阻值与所述第一电阻R1的阻值之和为b,所述第二电阻R2的阻值与所述第一滤波器210的阻值与所述第一电阻R1的阻值之和的关系为：a≥10b；将第二电阻R2设置为高耐压高阻值电阻，使第二电阻R2 的阻值远大于第一滤波器210的阻值与第一电阻R1的阻值之和，以保证整个高压滤波分压电路200处于负高压状态。

还需要说明的使，在高压滤波分压电路200中设置第一滤波器210，第一滤波器210为两级π型滤波器，对负高压电源100输出电压中的纹波和噪声进行滤波。

第一电阻R1设置在高压滤波分压电路200中，对负高压电源100提供的电压进行分压，第一电阻R1和探测器元件400并联，第一电阻R1的分压提供探测器元件400所需要的偏压，其中第一电阻R1的阻值根据探测器元件400的不同而调整。

在第一电阻R1和探测器元件400之间和设置有第二滤波器220，第二滤波器220对第一电阻R1分压电压中的纹波和噪声进行滤波。

由探测器元件400的负电压与氡衰变后带有正电荷的氡子体接触，探测器元件400产生电信号，通过电荷灵敏放大器300放大探测器的电信号，增加检测的准确性。

在本申请的一些实施例中，第三电容C3，第四电容C4，第五电容 C5和第六电容C6设置为聚丙烯薄膜介质的耐高压电容。

在本申请的一些实施例中，如图2所示，负高压探测器还设置有电磁屏蔽外壳500，电磁屏蔽外壳500为负高压探测器的壳体，负高压电源100，高压滤波分压电路200，电荷灵敏放大器300和探测器元件400，且电磁屏蔽外壳500的一端具有开口，探测器元件400设置在开口处，且开口与析出罩600连通，析出罩600内部的氡分子直接被探测器元件 400检测。

综上，本发明实施例提供一种负高压探测器和测氡仪，通过在测氡仪中设置负高压探测器和析出罩600，使测氡仪中形成静电场，简化了测氡仪的结构和体积，提高了测氡仪的安全性，使测氡仪可以在任何金属材料上进行测量；通过在负高压探测仪中设置负高压电源100，高压滤波分压电路200和探测器元件400，实现将负高压电源100转化为负高压探测器；通过负高压滤波分压电路200中设置第一滤波器210，第一电阻R1和高耐压高阻值的第二电阻R2，对电路进行滤波和分压，增加了电路的稳定性并保证了高压滤波分压部分均处于负高压状态。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种负高压探测器，其特征在于，包括：

负高压电源，高压滤波分压电路和探测器元件，所述负高压电源与所述高压滤波分压电路连接，所述负高压电源为所述高压滤波分压电路提供负高压；所述探测器元件连接在所述高压滤波分压电路的内部，所述探测器元件用于加载负高压；

所述高压滤波分压电路包括，第一滤波器，第一电阻和第二电阻，其中所述第一滤波器的第一端与所述负高压电源电连接，所述第一滤波器的第二端与所述第一电阻的第一端电连接；所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第二电阻的第二端接地；所述探测器元件的第一端与所述第一电阻的第一端电连接，所述探测器元件的第二端与所述第一电阻的第二端电连接；

其中，所述第二电阻的阻值为a，所述第一滤波器的阻值与所述第一电阻的阻值之和为b,所述第二电阻的阻值与所述第一滤波器的阻值与所述第一电阻的阻值之和的关系为：a≥10b。

2.根据权利要求1所述的负高压探测器，其特征在于，所述高压滤波分压电路还包括：

第二滤波器，所述第二滤波器包括第三电阻，第四电阻，第一电容和第二电容，其中所述第三电阻的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述探测器元件的第一端连接，所述第一电容的第一端与所述第三电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第一电阻的第二端和第四电阻的第一端连接，所述第二电容的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述第二电容的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述探测器元件的第二端连接。

3.根据权利要求1所述的负高压探测器，其特征在于，所述第一滤波器包括：

第五电阻，第六电阻，第三电容，第四电容和第五电容，其中所述第五电阻的第一端与所述负高压电源连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第一电阻连接，所述第三电容的第一端与所述第五电阻的第一端连接，所述第三电容的第二端接地，所述第四电容的第一端与所述第六电阻的第二端连接，所述第四电容的第二端接地，所述第五电容的第一端与所述第六电阻的第二端连接，所述第五电容的第二端接地。

4.根据权利要求1所述的负高压探测器，其特征在于，还包括：电荷灵敏放大器，所述电荷灵敏放大器与所述探测器元件的第二端连接，且与所述第四电阻的第二端连接。

5.根据权利要求4所述的负高压探测器，其特征在于，在所述高压滤波分压电路和所述电荷灵敏放大器之间设置有隔直电容。

6.根据权利要求5所述的负高压探测器，其特征在于，所述隔直电容与所述电荷灵敏放大器之间设置有泄放二级管，所述泄放二极管包括有第一二极管和第二二极管，其中所述第一二极管的第一端连接正压电级，第二端连接所述隔直电容，所述第二二极管的第一端与所述隔直电容连接，所述第二二极管的第二端与所述负压电级连接。

7.根据权利要求6所述负高压探测器，其特征在于，所述第一二极管和所述第二二极管设置为极低反向漏电流二极管。

8.根据权利要求3所述的负高压探测器，其特征在于，所述第三电容，所述第四电容，所述第五电容和隔直电容设置为聚丙烯薄膜介质的耐高压电容。

9.根据权利要求1所述的负高压探测器，其特征在于，还包括电磁屏蔽外壳，所述电磁屏蔽外壳为所述负高压探测器的壳体，所述负高压电源，所述高压滤波分压电路和所述探测器元件设置在所述电磁屏蔽外壳的内部。

10.一种测氡仪，其特征在于，包括有如权利要求1-9任一项所述的负高压探测器和析出罩，所述析出罩设置为导电材料且接地，所述负高压探测器和所述析出罩形成静电场。

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