CN201402418Y - Bgo晶体温度控制系统 - Google Patents

Abstract

一种锗酸铋晶体温度控制系统，包括锗酸铋晶体、光电倍增加管、温度传感器、导热层、半导体制冷片、散热片、风扇、保温层及自动控制系统，其特征是所述的温度传感器安装在锗酸铋晶体两侧边缘处，锗酸铋晶体及与其相连的光电倍增加管和温度传感器均位于导热层中，导热层安装在保温层中，半导体制冷片穿过保温层贴装在导热层的下方，散热片贴装在半导体制冷片上，风扇位于散热片的下方，散热片和风扇均位于保温层外，温度传感器、半导体制冷片和风扇通过电缆与自动控制系统相连。本实用新型能够使锗酸铋晶体在恒温下长时间工作，无须人为调整，有利于减少测量误差，提高测量的准确性。

Description

BGO晶体温度控制系统

技术领域

本实用新型发明涉及一种温度控制系统，尤其是伽玛(Gamma)射线探测器温度控制系统，具体地说是一种BGO晶体温度控制系统。

背景技术

目前，在各种测量分析中，核技术已经作为一项常规技术。它有其它分析技术所不具有的很多优点，例如利用穿透性强这一特点，伽玛射线多年前就被用于金属无损探伤。近年来，伽玛射线相关的核测量技术应用更加广泛，例如其在水泥、煤、矿石等领域的应用。在伽玛射线探测中，BGO(锗酸铋)是目前应用最多的探测器晶体之一。而BGO晶体有明显的温度效应，即在不同的温度下即使测量同样的伽玛射线也会得到不同的伽玛谱线。所以要使BGO晶体能够有效工作，必须考虑温度效应。本实用新型发明正是为了使BGO晶体能够在设定的温度下工作。

发明内容

本实用新型发明的目的是针对BGO晶体的温度效应，提供一种能够使BGO晶体在设定的温度下工作的自动控制系统。

本实用新型发明的技术方案是：

一种锗酸铋晶体温度控制系统，包括锗酸铋晶体1(以下简称BGO晶体)、光电倍增加管2、温度传感器3、导热层4、半导体制冷片5、散热片6、风扇7、保温层8及自动控制系统9，其特征是所述的温度传感器3安装在锗酸铋晶体1两侧边缘处，锗酸铋晶体1及与其相连的光电倍增加管2和温度传感器3均位于导热层4中，导热层4安装在保温层8中，半导体制冷片5穿过保温层8贴装在导热层4的下方，散热片6贴装在半导体制冷片5上，风扇7位于散热片6的下方，散热片6和风扇7均位于保温层8外，温度传感器3、半导体制冷片5和风扇7通过电缆与自动控制系统9相连。

所述的导热层4的材料可为铜或铝合金。

所述的保温层8的材料可为泡沫、海绵或聚乙烯。

本实用新型发明具有以下优点：

本实用新型能够使BGO晶体1在设定的环境温度中长时间工作，无须人为调整，且能够处于设定的环境温度中，温度偏差均方根小于0.015度。

本实用新型可以被广泛应用于各种工业现场来控制BGO晶体1的温度。通过本实用新型的控制系统可使BGO晶体长时间在同一温度下(温度偏差均方根0.015度)测量伽玛射线，有效减小了BGO晶体1由于温度效应带来的测量误差。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施对本发明作进一步的说明。

如图1所示。

一种锗酸铋晶体温度控制系统，它包括BGO晶体1、光电倍增加管2、两个温度传感器3、导热层4、半导体制冷片5、散热片6、风扇7、保温层8及自动控制系统9，系统中两个温度传感器3位于BGO晶体1边缘，能够读取晶体周围的环境温度。导热层4将BGO晶体1、光电倍增加管2、两个温度传感器3包围，用来使热量能够有效的从高温区域传导到低温区域，保持导热层的表面温度基本均匀。半导体制冷片5位于导热层4下方，用来对导热层4进行制冷或加热。散热片6位于半导体制冷片5下方，风扇7位于散热片6下方，当环境温度高于设定值时，风扇7启动，结合散热片6和半导体制冷片5将热量通过空气流动散到外界环境中。保温层8将导热层4除与半导体制冷片5接触之外的全部包围，减小外界环境与导热层4进行热量传导。温度传感器3、半导体制冷片5和风扇7通过电缆与自动控制系统9相连。自动控制系统9提供电源，能有效读取两个温度传感器3的温度，控制半导体制冷片5的加热和制冷，并且控制风扇7的开启和关闭，它可采用现有技术加以实现，电气设计人员可根据其工作要求采用现有技术加以设计实现。

本实施例子中的：

BGO晶体1与光电倍增管2可以从晶体生产厂商处购买如：Proteus，Inc.或Saint Gobain，温度传感器3的型号可为LM95，半导体制冷片5的型号可为TEC1-12708。导热层4和保温层8需要根据晶体尺寸进行定制，所述的导热层4的材料可为铜或铝合金，保温层8的材料可为泡沫、海绵或聚乙烯，且导热层4和保温层8可按常规技术加工。散热片6、风扇7系普通电子器件。电气控制系统9可如前所述自行设计。

本实用新型发明的工作过程为：

系统中两个温度传感器3位于BGO晶体1边缘，用来读取晶体周围的环境温度，并且将环境温度通过电缆传给自动控制系统9。自动控制系统9读取两个温度传感器3测量到的温度，并对两个温度值进行补偿分析后，再通过电缆控制半导体制冷片5对导热层4进行加热或制冷，如果半导体制冷片5制冷，启动风扇7，通过散热片6将热量向外界环境中传导。如果半导体制冷片5加热，关闭风扇7。导热层4能够有效的将热量由高温处向低温处传导，保持导热层4的内表面温度基本均匀。导热层4内部的两个温度传感器3再将温度读取给自动控制系统9，这样形成一个闭环系统，最终将BGO晶体1周围的环境温度控制在一个稳定的平衡点。保温层8能够有效的减小保温层外部与内部的热交换，有助于本控制系统的温度控制。

本实用新型发明的工作原理为：

利用温度传感器3、半导体制冷片5和自动控制系统9形成一个闭环，如果BGO晶体1环境温度低于设置温度，半导体制冷片5加热，如果BGO晶体1环境温度高于设置温度，半导体制冷片5制冷。最终使BGO晶体1周围的环境温度达到一个平衡点，即设定值温度偏差均方根0.015度。

Claims (3)

1、一种锗酸铋晶体温度控制系统，包括锗酸铋晶体(1)、光电倍增加管(2)、温度传感器(3)、导热层(4)、半导体制冷片(5)、散热片(6)、风扇(7)、保温层(8)及自动控制系统(9)，其特征是所述的温度传感器(3)安装在锗酸铋晶体(1)两侧边缘处，锗酸铋晶体(1)及与其相连的光电倍增加管(2)和温度传感器(3)均位于导热层(4)中，导热层(4)安装在保温层(8)中，半导体制冷片(5)穿过保温层(8)贴装在导热层(4)的下方，散热片(6)贴装在半导体制冷片(5)上，风扇(7)位于散热片(6)的下方，散热片(6)和风扇(7)均位于保温层(8)外，温度传感器(3)、半导体制冷片(5)和风扇(7)通过电缆与自动控制系统(9)相连。

2、根据权利要求1所述的锗酸铋晶体温度控制系统，其特征是所述的导热层(4)的材料为铜或铝合金。

3、根据权利要求1所述的锗酸铋晶体温度控制系统，其特征是所述的保温层(8)的材料为泡沫、海绵或聚乙烯。

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