CN201018711Y - 一种中子管二次抑制极抑制电压产生电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种中子管二次抑制极抑制电压产生电路，包括并联在一起的稳压元件和抑制电阻，其一端与中子管的加速极及中子管的靶极的高压电源负端连接，另一端与中子管的靶极连接，稳压元件可采用稳压二极管、瞬态浪涌二极管或压敏电阻等两端稳压元件。本实用新型解决了现有抑制电压产生电路无法适应中子管多工作状态的技术问题，无论中子管工作于直流工作状态还是脉冲工作状态，也无论脉冲工作时的占空比是多少，均可为抑制电极提供稳定不变的最佳抑制电压，保证了良好的二次电子抑制效果，且抑制电压不会破坏靶极与加速极之间的绝缘，同时靶压损失很小。

Description

一种中子管二次抑制极抑制电压产生电路

技术领域

本实用新型涉及一种中子管二次抑制极抑制电压产生电路。

背景技术

现有水流测井仪中子发生器工作原理见图1，在中子管9的壳体内右端为离子源，它由氘储存器7、阳极6及阴极筒3组成，左端为加速极2和靶极1。当中子管9不带二次电子抑制功能时，其加速极2与靶极1在电气上连为一体，属一个电极。当中子管9处于工作状态时，离子源中氘储存器7的氘气处于电离状态，其部分正离子氘核由阴极筒3的引出孔被引出。阴极筒3被接地。靶极1接向近百kV的高压电源8，在加速极2与阴极筒3间形成一个很强的电场，被引出的正离子氘核在该电场中被加速，获得近百kev能量，高速打向靶极1，与靶极1表层中的氚原子核发生氘氚核反应，放出高能中子。在这一过程中，与本案有关的是靶极电流I_T。靶极电流I_T并非仅仅由打向靶极的正离子所形成，通常还包括二次电子形成的二次电子电流分量。后者对于中子管和高压电源完全是有害无益的。

为了减少靶极电流中的二次电子电流分量，人们很早就提出二次电子抑制极设计方案，见图2，即加速极与靶极分开，并在靶极和负高压电源间串接一个适当阻值的电阻，将加速极接在电阻电流的下行一端，这样加速极的电位低于靶极电位，于是在加速极与靶极间形成了一个抑制二次电子逸出的抑制电场，从而取得了对二次电子的有效抑制，在同样离子源放电电流下，靶极电流变小了，而且减小的只是其中的二次电子电流分量。

然而图2抑制电路存在明显的局限，举例说明如下：假定中子管工作在直流工作状态，则离子源为直流放电，其阳极平均电流I_α和阳极脉冲电流i_α是一样的，取100μA，靶极平均电流I_T和靶极脉冲电流i_T也一样，假设离子引出系数为30％，则靶极脉冲电流i_T为30μA。假定最佳抑制电压为0.9kV，于是应该串入的抑制电阻阻值R＝30MΩ。

现在假定该中子管转入脉冲工作状态，脉冲占空比为10％，阳极平均电流I仍为100μA，则此时的阳极脉冲电流i_α便是1000μA。假设离子引出系数为30％，则靶极脉冲电流i_T为300μA。由于抑制电阻已取定30M Ω，其产生的抑制电压便是9kV，远高于所需要的0.9kV最佳抑制电压。9kV的抑制电压可能破坏抑制极与靶极间的绝缘，更严重的是有效靶压降低了9kV，使中子产额明显减少。因此，这时抑制电阻应该换成3MΩ。但是，对于工作状态要求切换的多功能水流测井仪中子发生器，在现场是无法更换电阻的。这便是现有抑制电压产生电路的致命局限。

发明内容

本实用新型提出了一种新的合理的中子管二次抑制极抑制电压产生电路，它解决了现有抑制电压产生电路无法适应中子管多工作状态的技术问题。

本实用新型的技术解决方案是：一种中子管二次抑制极抑制电压产生电路，其一端与中子管9的加速极2及高压电源8负端连接，另一端与中子管9的靶极1连接，其特殊之处是，所述中子管二次抑制极抑制电压产生电路包括一个稳压元件4。

上述中子管二次抑制极抑制电压产生电路还可包括一个稳压元件4和一个抑制电阻5，所述稳压元件4和抑制电阻5并联。

上述稳压元件4可以是稳压二极管、瞬态浪涌二极管或压敏电阻。

本实用新型具有的优点是：

1、无论中子管工作于直流工作状态还是脉冲工作状态，也无论脉冲工作时的占空比是多少，本实用新型抑制电压产生电路均可为抑制电极提供稳定不变的最佳抑制电压，保证了良好的二次电子抑制效果。

2、抑制电压被控制在最佳抑制电压下，这是一个不太高的电压，因此，不会破坏靶极与加速极(即抑制极)之间的绝缘，同时靶压损失很小，可以忽略不计。

3、抑制电阻甚至可以省去，即图3。

附图说明

图1是现有的无二次抑制极的中子管结构示意图；

图2是现有单电阻的抑制电压产生电路的中子管结构示意图；

图3是本实用新型第一种电路结构示意图；

图4是本实用新型第二种电路结构示意图；

其中：1-靶极，2-加速极，3-阴极筒，4-稳压元件，5-抑制电阻，6-阳极，7-氘储存器，8-高压电源，9-中子管。

具体实施方式

本实用新型电路可采用两种连接方式。第一种电路结构见图3，稳压元件4串接在靶极1与高压电源8之间，其一端与靶极1连接，另一端与高压电源8负端及加速极2连接；第二种电路结构见图4，稳压元件4和抑制电阻5并联后再串接在靶极1与高压电源8之间，其一端与靶极1连接，另一端与高压电源8和加速极2连接。稳压元件4可根据具体电路的参数选择适当的稳压二极管或等同于稳压管的其他二端稳压器件如瞬态浪涌二极管(TVS)或压敏电阻。稳压元件4的工作电压接近最佳抑制电压即可。另外，抑制电阻5的阻值应足够大。举例说明如下：假定中子管可能工作的最小脉冲靶流为25μA，最佳抑制电压是0.75kV，则抑制电阻5的阻值R＝0.75kV÷25μA＝30MΩ。稳压元件4选用0.75kV稳压管或0.75kV电压的TVS管即可。该电路甚至可以省略抑制电阻5，直接在靶极1与高压电源8之间串接一个稳压元件4。

本实用新型原理：在电阻两端并联一个稳压元件，甚至单用一个稳压元件串在靶极和电源之间，将加速极(即抑制极)接向电源，这样在抑制极和靶极之间存在一个固定的最优的抑制电压。

Claims (3)

1.一种中子管二次抑制极抑制电压产生电路，其一端与中子管(9)的加速极(2)及高压电源(8)负端连接，另一端与中子管(9)的靶极(1)连接，其特征在于：所述中子管二次抑制极抑制电压产生电路包括一个稳压元件(4)。

2.根据权利要求1所述的一种中子管二次抑制极抑制电压产生电路，其特征在于：所述中子管二次抑制极抑制电压产生电路包括一个稳压元件(4)和一个抑制电阻(5)，所述稳压元件(4)和抑制电阻(5)并联。

3.根据权利要求1或2所述的一种中子管二次抑制极抑制电压产生电路，其特征在于：所述稳压元件(4)包括稳压二极管、瞬态浪涌二极管或压敏电阻。

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