CN114019558A - 一种宽量程的γ剂量率测量电离室 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核辐射探测技术领域，提供一种宽量程的γ剂量率测量电离室，包括一个电离室，所述电离室内设有一个收集极和两个高压极，两个高压极与收集极之间充满工作气体，第一高压极与第二高压极分别对应灵敏体积v1与灵敏体积v2，在低量程测量时，两个高压极同时提供高压，设备具有大的灵敏体积从而适宜低量程测量，在高量程测量时，为了避免电子学饱和，只给一路高压极提供高压，此时灵敏体积小，适宜高量程测量。本发明电离室，只有一路前置放大电路，只需要一个电离室，提高了设备的可靠性，简化了设备结构，降低了尺寸重量以及设备成本。
Description
技术领域
本发明涉及核辐射探测技术领域，具体的说是一种具有宽量程特点的γ剂量率测量电离室。
背景技术
在γ剂量率测量中，有时要求设备具备极宽的测量范围。在环境本底情况下，γ剂量率一般在1E-7Gy/h量级，但是在特殊情况下，例如核事故发生时，γ剂量率会达到1Gy/h以上。此时需要测量电离室具备宽量程以覆盖测量范围。
一般电离室通过两种方法提高测量范围：一是通过后端前置放大电路换挡实现，通过切换多个放大倍数不同的档位使测量范围达到7个量级以上，但是该方法增加了电路的复杂性，从而降低了设备的可靠性，在换挡时还易引起读数的异常。二是通过多个不同体积的电离室实现，大电离室测量低量程范围，小电离室测量高量程范围，多个电离室单独工作。该方法增加成本的同时，也增大了设备体积和重量，不利于便携性使用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种宽量程的γ剂量率测量电离室，该设备只有一路前置放大电路，只需要一个电离室，提高了设备的可靠性，简化了设备结构，降低了尺寸重量以及设备成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种宽量程的γ剂量率测量电离室，包括一个电离室，所述电离室内设有一个收集极和两个高压极，两个高压极与收集极之间充满工作气体，第一高压极与第二高压极分别对应灵敏体积v1与灵敏体积v2，在低量程测量时，两个高压极同时提供高压，设备具有大的灵敏体积从而适宜低量程测量，在高量程测量时，为了避免电子学饱和，只给一路高压极提供高压，此时灵敏体积小，适宜高量程测量。
在上述技术方案中，所述电离室为球形电离室，第一高压极为球形结构，位于内侧的球心位置，收集极为球形壳体，位于第一高压极与第二高压极之间，第二高压极为球形壳体，位于最外侧，三者为同心球结构，灵敏体积v1与灵敏体积v2可以按照实际需求灵活调节，以满足量程测量范围。
在上述技术方案中，所述电离室为圆柱形电离室，第一高压极为圆柱形结构，位于内侧的中心位置，收集极为圆柱形壳体，位于第一高压极与第二高压极之间，第二高压极为圆柱形壳体，位于最外侧，三者为同心圆柱结构，灵敏体积v1与灵敏体积v2可以按照实际需求灵活调节，以满足量程测量范围。
在上述技术方案中，电离室可以为球形结构，也可以为圆柱形结构，可以根据实际需求进行选择。
在上述技术方案中，所述收集极连接前置放大电路，输出电流信号。
在上述技术方案中，设备前置放大电路只需要一路读出，不需要换挡，降低了设备的复杂程度，从而提高了设备的可靠性。
在上述技术方案中，设备只需要一个电离室，不需要多个电离室单独工作以满足宽量程的测量范围，简化了设备结构，降低了尺寸重量以及设备成本。
在上述技术方案中，只需要通过控制高压的通断即可实现宽量程测量范围的需求，控制方式简单可靠。
本发明宽量程的γ剂量率测量电离室采用双高压极电离室结构实现宽量程测量，系统结构简单，避免了使用复杂的换挡前置放大电路，也不需要多个电离室单独工作，设备简单可靠，同时可以降低尺寸重量和设备成本。
附图说明
图1为球形宽量程电离室的示意图。
图2为圆柱形宽量程电离室的示意图。
其中：1.第一高压极，2.灵敏体积V1，3.收集极，4.灵敏体积V2，5.第二高压极。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同吋存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/ 或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本实施例提供一种宽量程的γ剂量率测量电离室，包括一个电离室，所述电离室为球形电离室，所述电离室内设有一个收集极和两个高压极，两个高压极与收集极之间充满工作气体，第一高压极1与第二高压极5分别对应灵敏体积v1与灵敏体积v2。第一高压极1为球形结构，位于内侧的球心位置，收集极3为球形壳体，位于第一高压极1与第二高压极5之间，第二高压极5也为球形壳体，位于最外侧，三者为同心球结构，灵敏体积v1与灵敏体积v2可以按照实际需求灵活调节，以满足量程测量范围。
实际工作时，收集极连接前置放大电路输出电流信号。在低量程范围工作时，第一高压极1与第二高压极5均接通高压（高压极性相同），环境中的γ射线在灵敏体积v1与v2内电离产生电子离子对，在电场作用下，电子离子对向收集极和两个高压极漂移，从而在收集极3上感应出电流，该电流即为探测器的输出信号。此时灵敏体积为v1与v2之和，电离室具有较大的灵敏体积，在低量程范围工作时也具有较大的输出电流，从而实现对低剂量率的测量。
在高量程范围工作时，此时只接通一个高压（第一高压极或第二高压极），此时电离室的灵敏体积较小（对应灵敏体积v1或v2），在高剂量时输出信号较小，避免前置放大电路饱和，实现对高量程范围的测量。通过对输出高压的控制实现宽量程测量的功能。
如图2所示，本实施例提供一种宽量程的γ剂量率测量电离室，包括一个电离室，所述电离室为圆柱形电离室，所述电离室内设有一个收集极和两个高压极，两个高压极与收集极之间充满工作气体，第一高压极1与第二高压极5分别对应灵敏体积v1与灵敏体积v2。第一高压极1为圆柱形结构，位于内侧的中心位置，收集极3为圆柱形壳体，位于第一高压极1与第二高压极5之间，第二高压极5为圆柱形壳体，位于最外侧，三者为同心圆柱结构，灵敏体积v1与灵敏体积v2可以按照实际需求灵活调节，以满足量程测量范围。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (4)
1.一种宽量程的γ剂量率测量电离室，其特征是：包括一个电离室，所述电离室内设有一个收集极和两个高压极，两个高压极与收集极之间充满工作气体，第一高压极与第二高压极分别对应灵敏体积v1与灵敏体积v2，在低量程测量时，两个高压极同时提供高压，在高量程测量时，只给一路高压极提供高压。
2.根据权利要求1所述的宽量程的γ剂量率测量电离室，其特征是：所述电离室为球形电离室，第一高压极为球形结构，位于内侧的球心位置，收集极为球形壳体，位于第一高压极与第二高压极之间，第二高压极为球形壳体，位于最外侧，第一高压极、收集极、第二高压极三者为同心球结构，灵敏体积v1与灵敏体积v2按照实际需求调节，以满足量程测量范围。
3.根据权利要求1所述的宽量程的γ剂量率测量电离室，其特征是：所述电离室为圆柱形电离室，第一高压极为圆柱形结构，位于内侧的中心位置，收集极为圆柱形壳体，位于第一高压极与第二高压极之间，第二高压极为圆柱形壳体，位于最外侧，第一高压极、收集极、第二高压极三者为同心圆柱结构，灵敏体积v1与灵敏体积v2按照实际需求调节，以满足量程测量范围。
4.根据权利要求1所述的宽量程的γ剂量率测量电离室，其特征是：所述收集极连接前置放大电路，输出电流信号。
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