CN115373012A - 一种球形充压电离室探测器及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球形充压电离室探测器及其测量方法，球形充压电离室探测器，包括由内至外同心套装收集极、外高压极和外壳，外高压极、收集极和外壳均为空心球状壳体；收集极与外高压极之间通过绝缘支撑件连接，收集极内设置内高压极，内高压极包括依次连接的实心球体和输出轴，实心球体与收集极同心设置，输出轴的自由端延伸至绝缘支撑件内；外壳和外高压极之间通过绝缘缓冲件来连接，绝缘缓冲件与绝缘支撑件连接，外壳外连接设置有一电子学电路；绝缘缓冲件和电子学电路之间设置一绝缘子，绝缘子通过导线与连接，绝缘子用于导出收集极处的信号至电子学电路。其解决了现有电离室检测灵敏度较低、测量范围小的问题。

Description

一种球形充压电离室探测器及其测量方法

技术领域

本发明属于电离室技术领域，具体涉及一种球形充压电离室探测器及其测量方法。

背景技术

电离室是利用电离辐射的电离效应测量电离辐射的探测器，电离室由处于不同电位的电极和其间的介质组成。电离辐射在介质中产生电离离子对，在电场的作用下，正负离子分别向负极和正极漂移，形成电离电流。由于电离电流与辐射的强度成正比，测量该电流即可得到电离辐射的强度。常规的电离室包括一高压极，并在高压极内设置一个收集极，测量的时候，收集极内部的气体是无法使用的，浪费了电离室内部分灵敏体积，使得整体电离室的检测灵敏度较低、测量范围小。

发明内容

本发明的目的是提供一种球形充压电离室探测器及其测量方法，以解决现有电离室检测灵敏度较低、测量范围小的问题。

本发明采用以下技术方案：一种球形充压电离室探测器，包括由内至外同心套装收集极、外高压极和外壳，外高压极、收集极和外壳均为空心球状壳体；收集极与外高压极之间通过绝缘支撑件连接，收集极内设置内高压极，内高压极包括依次连接的实心球体和输出轴，实心球体与收集极同心设置，输出轴的自由端延伸至绝缘支撑件内；外壳和外高压极之间通过绝缘缓冲件来连接，绝缘缓冲件与绝缘支撑件连接，外壳外连接设置有一电子学电路；绝缘缓冲件和电子学电路之间设置一绝缘子，绝缘子通过导线与连接，绝缘子用于导出收集极处的信号至电子学电路。

进一步的，外壳和外高压极之间、且与相对称的位置处设置有一抗震组件，抗震组件包括位于中心的减震弹簧，减震弹簧的外围设置有绝缘缓冲件。

进一步的，绝缘支撑件为绝缘材质的空心筒体结构，用于连接支撑收集极和外高压极；绝缘支撑件包括位于中间的保护环，在保护环两侧同轴设置两个环形绝缘件。

进一步的，电子学电路装置包括与外壳连接的电子学电路外壳，以及设置在电子学电路外壳内部的电子学电路。

进一步的，电子学电路装置远离绝缘子的一端设置有探测器端盖，探测器端盖中心连接设置有连接器。

本发明采用的第二种技术方案是，一种球形充压电离室探测器的测量方法，包括以下内容：

收集极与外高压极配合，收集低量程电离信号；

收集极与内高压极配合，收集高量程电离信号；

收集极再将电离信号输出弱电流至电子学电路，进行后续电子学处理。

本发明的有益效果是：本发明的电离室在收集极内部增设内高压极，使得同等体积下电离室内有效电离体积增大，使得测量下限更低，提高了整体电离室的检测灵敏度；而且使得同等体积的电离室探测器充压降低，在运输和使用过程中更加安全。另外，电离室的外壳设计为球形，其表面壁厚均匀，衰减相同，相对于筒体结构的电离室来说测量效果更好，可以用于4Π的环境测量。

附图说明

图1为本发明一种球形充压电离室探测器的结构示意图。

其中：1.外壳，2.外高压极，3.收集极，4.内高压极，5.绝缘支撑件，6.绝缘缓冲件，7.绝缘子，8.电子学电路外壳，9.电子学电路，10.连接器，11.探测器端盖，12.减震弹簧。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种球形充压电离室探测器，如图1所示，包括由内至外同心套装收集极3、外高压极2和外壳1，外高压极2、收集极3和外壳1均为空心球状壳体。电离室的外壳设计为球形，其表面壁厚均匀，衰减相同，相对于筒体结构的电离室来说测量效果更好，可以用于4Π的环境测量。

收集极3与外高压极2之间通过绝缘支撑件5连接，收集极3内设置内高压极4，内高压极4包括依次连接的实心球体和输出轴，实心球体与收集极3同心设置，输出轴的自由端延伸至绝缘支撑件5内。本发明的电离室在收集极内部增设内高压极，使得同等体积下电离室内有效电离体积增大，使得测量下限更低，提高了整体电离室的检测灵敏度。

外壳1和外高压极2之间通过绝缘缓冲件6来连接，绝缘缓冲件6与绝缘支撑件5连接，外壳1外连接设置有一电子学电路9。绝缘支撑件5和绝缘缓冲件6的材料均采用了能起到缓冲作用的材料制成。

绝缘缓冲件6和电子学电路9之间设置一绝缘子7，绝缘子7通过导线与3连接，绝缘子7用于导出收集极3处的信号至电子学电路9。

在一些实施例中，外壳1和外高压极2之间、且与6相对称的位置处设置有一抗震组件，抗震组件包括位于中心的减震弹簧12，减震弹簧12的外围设置有绝缘缓冲件6。通过抗震组件可以使得探测器的内部支撑更稳定，从而使得整体探测器的性能更稳定。

在一些实施例中，绝缘支撑件5为绝缘材质的空心筒体结构，用于连接支撑收集极3和外高压极2；绝缘支撑件5包括位于中间的保护环，在保护环两侧同轴设置两个环形绝缘件。通过绝缘支撑件5可以使得探测器的内部支撑稳定，从而使得整体探测器的性能稳定，起到抗震的作用。保护环可以导出漏电流。

在一些实施例中，电子学电路装置包括与外壳1连接的电子学电路外壳8，以及设置在电子学电路外壳8内部的电子学电路9。

在一些实施例中，电子学电路装置远离绝缘子7的一端设置有探测器端盖11，探测器端盖11中心连接设置有连接器10。

本发明还提供了一种球形充压电离室探测器的测量方法，包括以下内容：在收集极3内增设内高压极4，增加了有效的灵敏体积，通过收集极3与外高压极2的配合，收集低量程电离信号；再通过收集极3与内高压极4的配合，收集高量程电离信号；最后再将电离信号通过收集极3输出弱电流至电子学电路9，进行后续电子学处理。

本发明的电离室在收集极内部增设内高压极，使得同等体积下电离室内有效电离体积增大，使得测量下限更低，提高了整体电离室的检测灵敏度；而且使得同等体积的电离室探测器充压降低，在运输和使用过程中更加安全。另外，电离室的外壳设计为球形，其表面壁厚均匀，衰减相同，相对于筒体结构的电离室来说测量效果更好，可以用于4Π的环境测量。

Claims (6)

1.一种球形充压电离室探测器，其特征在于，包括由内至外同心套装收集极(3)、外高压极(2)和外壳(1)，所述外高压极(2)、所述收集极(3)和所述外壳(1)均为空心球状壳体；所述收集极(3)与所述外高压极(2)之间通过绝缘支撑件(5)连接，所述收集极(3)内设置内高压极(4)，所述内高压极(4)包括依次连接的实心球体和输出轴，所述实心球体与所述收集极(3)同心设置，所述输出轴的自由端延伸至所述绝缘支撑件(5)内；所述外壳(1)和所述外高压极(2)之间通过绝缘缓冲件(6)来连接，所述绝缘缓冲件(6)与所述绝缘支撑件(5)连接，所述外壳(1)外连接设置有一电子学电路(9)；所述绝缘缓冲件(6)和所述电子学电路(9)之间设置一绝缘子(7)，所述绝缘子(7)通过导线与所述(3)连接，所述绝缘子(7)用于导出所述收集极(3)处的信号至电子学电路(9)。

2.如权利要求1所述的一种球形充压电离室探测器，其特征在于，所述外壳(1)和所述外高压极(2)之间、且与所述(6)相对称的位置处设置有一抗震组件，所述抗震组件包括位于中心的减震弹簧(12)，所述减震弹簧(12)的外围设置有绝缘缓冲件(6)。

3.如权利要求2所述的一种球形充压电离室探测器，其特征在于，所述绝缘支撑件(5)为绝缘材质的空心筒体结构，用于连接支撑所述收集极(3)和外高压极(2)；所述绝缘支撑件(5)包括位于中间的保护环，在保护环两侧同轴设置两个环形绝缘件。

4.如权利要求1或2所述的一种球形充压电离室探测器，其特征在于，所述电子学电路装置包括与所述外壳(1)连接的电子学电路外壳(8)，以及设置在所述电子学电路外壳(8)内部的电子学电路(9)。

5.如权利要求1或2所述的一种球形充压电离室探测器，其特征在于，所述电子学电路装置远离所述绝缘子(7)的一端设置有探测器端盖(11)，所述探测器端盖(11)中心连接设置有连接器(10)。

6.一种球形充压电离室探测器的测量方法，其特征在于，包括以下内容：

所述收集极(3)与外高压极(2)配合，收集低量程电离信号；

所述收集极(3)与内高压极(4)配合，收集高量程电离信号；

所述收集极(3)再将电离信号输出弱电流至所述电子学电路(9)，进行后续电子学处理。

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