CN209373134U - 集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，包括电离室探测器、为电离室探测器提供高压电源的高压供电电源、对电离室探测器输出信号进行电压转换的静电计电路和驱动静电计电路并采集静电计电路输出信号的控制器，控制器通过静电计驱动电路驱动静电计电路，静电计电路包括电流精密放大器LMP7721和电压跟随器。本发明利用敞口且设置镀铝薄膜环的外电离室筒测量低能段γ射线，同时利用封闭的内电离室筒测量高能段γ射线，功能完备，且通过静电计电路对γ射线剂量率进行转换测量，实现高低剂量率的测量。

Description

集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置

技术领域

本发明属于γ辐射探测技术领域，具体涉及一种集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置。

背景技术

目前国内外军用核辐射探测仪器中多使用的探测器为盖革-弥勒计数管或电离室探测器，GM管类区域γ监测设备因其灵敏度高、脉冲幅度大、使用方便、价格低廉，被用于核电站、核设施等的工作场所和设备间γ剂量率的监测。但是，在石油、化工、制药、纺织、军事等行业往往易发生轰燃或存在可燃性气体燃烧等事故，易对GM管类区域γ监测设备造成毁坏，无法实现区域γ辐射探测；电离室探测器稳定性好，可适用于恶劣环境中的γ监测，但是现有的γ辐射电离室探测的γ射线能量范围多在60keV～3MeV，没有能量响应在60keV以下的γ辐射电离室探测器，更缺乏针对低能区域γ辐射探测，无法探测出低能外场区域γ辐射的外场强度，进而无法对人体处于低能外场区域时，γ辐射对人体造成伤害提供依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其设计新颖合理，利用敞口且设置镀铝薄膜环的外电离室筒测量低能段γ射线，同时利用封闭的内电离室筒测量高能段γ射线，功能完备，且通过静电计电路对γ射线剂量率进行转换测量，实现高低剂量率的测量，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：包括电离室探测器、为电离室探测器提供高压电源的高压供电电源、对电离室探测器输出信号进行电压转换的静电计电路和驱动静电计电路并采集静电计电路输出信号的控制器，控制器通过静电计驱动电路驱动静电计电路；所述电离室探测器包括底板以及同轴且内外嵌套安装在所述底板上的内电离室筒和外电离室筒，外电离室筒远离所述底板的一端设置有用于测量低能段γ射线的镀铝薄膜环，外电离室筒的内壁上涂抹有外电离室筒内壁导电层，内电离室筒远离所述底板的一端通过内电离室盖密封，内电离室筒的内壁上涂抹有内电离室筒内壁导电层，内电离室筒的外壁上涂抹有内电离室筒外壁导电层，所述底板位于内电离室筒内的区域中心位置处安装有伸出内电离室筒的内电离室集电极接头，内电离室集电极接头位于内电离室筒内的一端安装有内电离室集电极，所述底板位于内电离室筒内的区域上安装有与内电离室筒内壁导电层连通的内电离室高压极，所述底板位于内电离室筒与外电离室筒之间的区域上安装有外电离室高压极和外电离室集电极，外电离室高压极与外电离室筒内壁导电层连通，外电离室集电极通过导电嵌件与内电离室筒外壁导电层连通，内电离室集电极接头远离内电离室集电极的一端安装有与所述底板配合的绝缘环；

静电计电路包括电流精密放大器LMP7721和电压跟随器，所述电流精密放大器LMP7721的反相输入端与内电离室集电极接头和外电离室集电极均连接，所述电流精密放大器LMP7721的同相输入端分三路，一路与所述电流精密放大器LMP7721的输出端YFout连接，另一路经低剂量率切换电阻R7与所述电流精密放大器LMP7721的反相输入端连接，第三路与所述电压跟随器连接，内电离室高压极和外电离室高压极均与高压供电电源连接。

上述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述电离室探测器外套设有电离室保护筒，电离室保护筒的顶端安装有电离室保护罩，所述电离室保护罩为镂空结构，所述电离室保护筒为导电电离室保护筒，所述导电电离室保护筒接地；电离室保护筒为铝制电离室保护筒，电离室保护罩为铝制电离室保护罩。

上述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述内电离室集电极接头和绝缘环之间设置有垫圈，绝缘环与所述底板之间设置有密封圈，内电离室集电极接头通过第一锁紧螺母与绝缘环紧固连接，绝缘环通过保护环与所述底板紧固连接，绝缘环通过第二锁紧螺母与保护环紧固连接。

上述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述电压跟随器包括电压跟随器LMC7111BIM5，所述电压跟随器LMC7111BIM5的同相输入端通过电阻R8和电阻R9与所述电流精密放大器LMP7721的同相输入端连接，所述电压跟随器LMC7111BIM5的反相输入端分两路，一路与所述电压跟随器LMC7111BIM5的输出端连接，另一路与控制器连接。

上述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述静电计驱动电路包括高能型γ辐射电离室探测静电计驱动电路和γ辐射电离室探测调零静电计驱动电路，所述高能型γ辐射电离室探测静电计驱动电路包括三极管Q2、二极管U2、抗静电线圈U4和与抗静电线圈U4配合的干簧管GHG1，所述三极管Q2的基极经电阻R2与控制器连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极分两路，一路与二极管U2的阳极相接，另一路与抗静电线圈U4的一端连接；抗静电线圈U4的另一端分两路，一路与二极管U2的阴极相接，另一路经电阻R4与+5VCC连接；抗静电线圈U4外包裹有接地的抗静电外壳，干簧管GHG1的一端与所述电流精密放大器LMP7721的输出端YFout连接，干簧管GHG1的另一端经高剂量率切换电阻R6与所述电流精密放大器LMP7721的反相输入端连接。

上述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述γ辐射电离室探测调零静电计驱动电路包括三极管Q1、二极管U1、抗静电线圈U3和与抗静电线圈U3配合的干簧管GHG2，所述三极管Q1的基极经电阻R1与控制器连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极分两路，一路与二极管U1的阳极相接，另一路与抗静电线圈U3的一端连接；抗静电线圈U3的另一端分两路，一路与二极管U1的阴极相接，另一路经电阻R3与+5VCC连接；抗静电线圈U3外包裹有接地的抗静电外壳，干簧管GHG2的一端与所述电流精密放大器LMP7721的输出端YFout连接，干簧管GHG2的另一端经调零切换电阻R5与所述电流精密放大器LMP7721的反相输入端连接。

上述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述低剂量率切换电阻R7的阻值大于高剂量率切换电阻R6的阻值，所述高剂量率切换电阻R6的阻值大于调零切换电阻R5的阻值。

上述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述内电离室筒和外电离室筒均为亚克力电离室筒；所述内电离室筒内壁导电层、内电离室筒外壁导电层和外电离室筒内壁导电层均为石墨导电层；所述镀铝薄膜环的厚度为3μm。

上述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述外电离室筒的内径为130mm，所述外电离室筒的高为131mm；所述内电离室筒的内径为75mm，所述内电离室筒的高为107mm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过同轴且内外嵌套安装在底板上的封闭型内电离室筒和敞口且设置镀铝薄膜环的外电离室筒分别测量高能段γ射线和低能段γ射线，功能完备，外电离室筒的内壁上涂抹的外电离室筒内壁导电层和内电离室筒的外壁上涂抹的内电离室筒外壁导电层之间通电后形成外电离室，对低能段γ射线进行电离，同时内电离室集电极和内电离室筒的内壁上涂抹的内电离室筒内壁导电层之间通电后形成内电离室，对高能段γ射线进行电离，可实现宽范围的γ射线的探测，便于推广使用。

2、本发明通过静电计电路对γ射线剂量率进行转换测量，利用电流精密放大器LMP7721的输入阻抗高与电离室探测器高阻抗进行阻抗匹配，同时利用电流精密放大器LMP7721漏电流小的特性对电离室探测器输出电流进行采集放大，保证电离室探测器输出电流完全通过电流精密放大器LMP7721，另外利用电流精密放大器LMP7721的恒流源特性增大与后续电路连接的驱动力；电流精密放大器LMP7721输出结果经电阻转换为电压信号后，利用电压跟随器对该电压信号进行跟随，进一步增大其与后续电路连接的驱动能力，可靠稳定，使用效果好。

3、本发明可通过静电计驱动电路对高γ剂量率和低γ剂量率进行切换测量；另外，低剂量率切换电阻R7的阻值大于高剂量率切换电阻R6的阻值，高剂量率切换电阻R6的阻值大于调零切换电阻R5的阻值，通过减小调零切换电阻R5的阻值，实现电离室探测器输出信号对静电计电路无影响，实现静电计电路的调零工作。

综上所述，本发明设计新颖合理，利用敞口且设置镀铝薄膜环的外电离室筒测量低能段γ射线，同时利用封闭的内电离室筒测量高能段γ射线，功能完备，且通过静电计电路对γ射线剂量率进行转换测量，实现高低剂量率的测量，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明电离室探测器的结构示意图。

图2为本发明高能型γ辐射电离室探测静电计驱动电路原理图。

图3为本发明γ辐射电离室探测调零静电计驱动电路原理图。

图4为本发明静电计电路的电路原理图。

图5为本发明探测装置的电路原理框图。

附图标记说明:

1—保护环； 2—垫圈； 3—第一锁紧螺母；

4—第二锁紧螺母； 5—绝缘环； 6—密封圈；

7—电离室保护罩； 8—镀铝薄膜环； 9—外电离室筒；

10—内电离室盖； 11—内电离室集电极；

12—内电离室集电极接头； 13—导电嵌件；

14—外电离室高压极； 15—外电离室集电极；

16—内电离室高压极； 17—电离室保护筒；

18—内电离室筒； 19—内电离室筒内壁导电层；

20—内电离室筒外壁导电层； 21—外电离室筒内壁导电层；

22—电离室探测器； 23—高压供电电源； 24—控制器；

25—静电计驱动电路； 26—静电计电路。

具体实施方式

如图1至图5所示，本发明所述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，包括电离室探测器22、为电离室探测器22提供高压电源的高压供电电源23、对电离室探测器22输出信号进行电压转换的静电计电路26和驱动静电计电路26并采集静电计电路26输出信号的控制器24，控制器24通过静电计驱动电路25驱动静电计电路26；所述电离室探测器22包括底板以及同轴且内外嵌套安装在所述底板上的内电离室筒18和外电离室筒9，外电离室筒9远离所述底板的一端设置有用于测量低能段γ射线的镀铝薄膜环8，外电离室筒9的内壁上涂抹有外电离室筒内壁导电层21，内电离室筒18远离所述底板的一端通过内电离室盖10密封，内电离室筒18的内壁上涂抹有内电离室筒内壁导电层19，内电离室筒18的外壁上涂抹有内电离室筒外壁导电层20，所述底板位于内电离室筒18内的区域中心位置处安装有伸出内电离室筒18的内电离室集电极接头12，内电离室集电极接头12位于内电离室筒18内的一端安装有内电离室集电极11，所述底板位于内电离室筒18内的区域上安装有与内电离室筒内壁导电层19连通的内电离室高压极16，所述底板位于内电离室筒18与外电离室筒9之间的区域上安装有外电离室高压极14和外电离室集电极15，外电离室高压极14与外电离室筒内壁导电层21连通，外电离室集电极15通过导电嵌件13与内电离室筒外壁导电层20连通，内电离室集电极接头12远离内电离室集电极11的一端安装有与所述底板配合的绝缘环5；

静电计电路26包括电流精密放大器LMP7721和电压跟随器，所述电流精密放大器LMP7721的反相输入端与内电离室集电极接头12和外电离室集电极15均连接，所述电流精密放大器LMP7721的同相输入端分三路，一路与所述电流精密放大器LMP7721的输出端YFout连接，另一路经低剂量率切换电阻R7与所述电流精密放大器LMP7721的反相输入端连接，第三路与所述电压跟随器连接，内电离室高压极16和外电离室高压极14均与高压供电电源23连接。

需要说明的是，电离室探测器22通过同轴且内外嵌套安装在底板上的封闭型内电离室筒18和敞口且设置镀铝薄膜环8的外电离室筒9分别测量高能段γ射线和低能段γ射线，功能完备，外电离室筒9的内壁上涂抹的外电离室筒内壁导电层21和内电离室筒18的外壁上涂抹的内电离室筒外壁导电层20之间通电后形成外电离室，对低能段γ射线进行电离，同时内电离室集电极11和内电离室筒18的内壁上涂抹的内电离室筒内壁导电层19之间通电后形成内电离室，对高能段γ射线进行电离，可实现宽范围的γ射线的探测；通过在外电离室筒9的内壁上涂抹外电离室筒内壁导电层21，利用外电离室高压极14与外电离室筒内壁导电层21连通，减少外电离室体积，同时，内电离室筒18的外壁上涂抹的内电离室筒外壁导电层20，内电离室筒18的内壁上涂抹的内电离室筒内壁导电层19，内电离室高压极16与内电离室筒内壁导电层19连通，减少内电离室体积，内电离室集电极接头12远离内电离室集电极11的一端安装与所述底板配合的绝缘环5，有效锁存带电粒子，增大电离室探测器22的阻抗；通过静电计电路26对γ射线剂量率进行转换测量，利用电流精密放大器LMP7721的输入阻抗高与电离室探测器22高阻抗进行阻抗匹配，同时利用电流精密放大器LMP7721漏电流小的特性对电离室探测器输出电流进行采集放大，保证电离室探测器输出电流完全通过电流精密放大器LMP7721，另外利用电流精密放大器LMP7721的恒流源特性增大与后续电路连接的驱动力；电流精密放大器LMP7721输出结果经电阻转换为电压信号后，利用电压跟随器对该电压信号进行跟随，进一步增大其与后续电路连接的驱动能力，可靠稳定，使用效果好。

实际使用中，由于电离室探测器22输出的电流有可能极小，为了保证能够采集到电离室探测器22输出的极小电流信号，低剂量率切换电阻R7选取足够大才能满足设计需求，本实施例中，优选的低剂量率切换电阻R7采用1T的电阻。

本实施例中，所述电离室探测器22外套设有电离室保护筒17，电离室保护筒17的顶端安装有电离室保护罩7，所述电离室保护罩7为镂空结构，所述电离室保护筒17为导电电离室保护筒，所述导电电离室保护筒接地；电离室保护筒17为铝制电离室保护筒，电离室保护罩7为铝制电离室保护罩。

需要说明的是，电离室探测器22外套设电离室保护筒17，且电离室保护筒17采用铝制电离室保护筒是为了对电离室探测器22起到一定强度的保护作用，避免电离室探测器22受环境的干扰，电离室保护筒17的顶端安装的电离室保护罩7为铝制镂空的电离室保护罩保证低能γ射线和高能γ射线顺利通过，不受阻挡的限制。

本实施例中，所述内电离室集电极接头12和绝缘环5之间设置有垫圈2，绝缘环5与所述底板之间设置有密封圈6，内电离室集电极接头12通过第一锁紧螺母3与绝缘环5紧固连接，绝缘环5通过保护环1与所述底板紧固连接，绝缘环5通过第二锁紧螺母4与保护环1紧固连接。

需要说明的是，内电离室集电极接头12和绝缘环5之间设置垫圈2的目的是保证内电离室集电极接头12和绝缘环5之间的密封性好，绝缘环5与所述底板之间设置密封圈6的目的是保证绝缘环5和所述底板之间的密封性好，利用第一锁紧螺母3挤压紧固内电离室集电极接头12和绝缘环5之间的连接，利用第二锁紧螺母4挤压紧固绝缘环5与所述底板之间的连接。

本实施例中，所述电压跟随器包括电压跟随器LMC7111BIM5，所述电压跟随器LMC7111BIM5的同相输入端通过电阻R8和电阻R9与所述电流精密放大器LMP7721的同相输入端连接，所述电压跟随器LMC7111BIM5的反相输入端分两路，一路与所述电压跟随器LMC7111BIM5的输出端连接，另一路与控制器24连接。

需要说明的是，电压跟随器采用电压跟随器LMC7111BIM5对电流精密放大器LMP7721输出的电压信号进行跟随，稳定电压信号，进一步增大其与后续电路连接的驱动能力，使用效果好。

本实施例中，所述静电计驱动电路25包括高能型γ辐射电离室探测静电计驱动电路和γ辐射电离室探测调零静电计驱动电路，所述高能型γ辐射电离室探测静电计驱动电路包括三极管Q2、二极管U2、抗静电线圈U4和与抗静电线圈U4配合的干簧管GHG1，所述三极管Q2的基极经电阻R2与控制器24连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极分两路，一路与二极管U2的阳极相接，另一路与抗静电线圈U4的一端连接；抗静电线圈U4的另一端分两路，一路与二极管U2的阴极相接，另一路经电阻R4与+5VCC连接；抗静电线圈U4外包裹有接地的抗静电外壳，干簧管GHG1的一端与所述电流精密放大器LMP7721的输出端YFout连接，干簧管GHG1的另一端经高剂量率切换电阻R6与所述电流精密放大器LMP7721的反相输入端连接。

本实施例中，所述γ辐射电离室探测调零静电计驱动电路包括三极管Q1、二极管U1、抗静电线圈U3和与抗静电线圈U3配合的干簧管GHG2，所述三极管Q1的基极经电阻R1与控制器24连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极分两路，一路与二极管U1的阳极相接，另一路与抗静电线圈U3的一端连接；抗静电线圈U3的另一端分两路，一路与二极管U1的阴极相接，另一路经电阻R3与+5VCC连接；抗静电线圈U3外包裹有接地的抗静电外壳，干簧管GHG2的一端与所述电流精密放大器LMP7721的输出端YFout连接，干簧管GHG2的另一端经调零切换电阻R5与所述电流精密放大器LMP7721的反相输入端连接。

需要说明的是，电流精密放大器LMP7721的输出端YFout直接连接低剂量率切换电阻R7，由于低剂量率切换电阻R7足够大，通过为低剂量率切换电阻R7并联电阻的方式减少反馈电阻的阻值，无需进行切换，简化控制，提供安全性，静电计驱动电路25包括高能型γ辐射电离室探测静电计驱动电路和γ辐射电离室探测调零静电计驱动电路，利用手工缠绕线圈的方式制作抗静电线圈U4和抗静电线圈U3，且对抗静电线圈U4和抗静电线圈U3做抗静电处理，抗静电线圈U4与干簧管GHG1配合实现量程档位的切换，抗静电线圈U3与干簧管GHG2配合实现静电计电路的调零，避免使用现有的继电器进行切换，现有的继电器启动和跳变均存在静电，对于γ辐射监测存在安全隐患。

本实施例中，所述低剂量率切换电阻R7的阻值大于高剂量率切换电阻R6的阻值，所述高剂量率切换电阻R6的阻值大于调零切换电阻R5的阻值。

需要说明的是，通过静电计驱动电路对高γ剂量率和低γ剂量率进行切换测量；另外，低剂量率切换电阻R7的阻值大于高剂量率切换电阻R6的阻值，高剂量率切换电阻R6的阻值大于调零切换电阻R5的阻值，通过减小调零切换电阻R5的阻值，实现电离室探测器输出信号对静电计电路无影响，实现静电计电路的调零工作。

本实施例中，所述内电离室筒18和外电离室筒9均为亚克力电离室筒；所述内电离室筒内壁导电层19、内电离室筒外壁导电层20和外电离室筒内壁导电层21均为石墨导电层；所述镀铝薄膜环8的厚度为3μm。

需要说明的是，内电离室筒18和外电离室筒9均采用亚克力电离室筒的目的是亚克力电离室筒的材质接近人体组织元素，实现γ对人体辐射探测的定量测量，内电离室筒内壁导电层19、内电离室筒外壁导电层20和外电离室筒内壁导电层21均为石墨导电层，石墨成分主要为碳元素和氢元素，同样与人体组织元素接近，具有参考性，避免使用金属导电层，造成电离室能量响应不平坦；镀铝薄膜环8的厚度为3μm用来测量低能段γ射线，满足电离室在10keV～100keV有相对平坦的能量响应。

本实施例中，所述外电离室筒9的内径为130mm，所述外电离室筒9的高为131mm；所述内电离室筒18的内径为75mm，所述内电离室筒18的高为107mm。

本实用新型使用时，开启高压供电电源23为内电离室高压极16和外电离室高压极14供电，内电离室筒18和外电离室筒9之间的区域形成外电离室探测器，内电离室筒18内的区域形成内电离室探测器，低能γ射线穿过电离室保护罩7被镀铝薄膜环8接收，高能γ射线穿过外电离室探测器被内电离室探测器锁存，外电离室探测器中的内电离室筒外壁导电层20和外电离室筒内壁导电层21之间存在电场对低能γ射线进行电离，形成低能γ离子对，低能γ离子对通过外电离室集电极15进入静电计电路26；内电离室探测器中的内电离室集电极11和内电离室筒内壁导电层19之间存在电场对高能γ射线进行电离，形成高能γ离子对，高能γ离子对通过内电离室集电极接头12进入静电计电路26；控制器24驱动三极管Q1导通，抗静电线圈U3得电，产生磁场，使干簧管GHG2闭合，调零切换电阻R5与所述电流精密放大器LMP7721的输出端YFout连通，调零切换电阻R5与低剂量率切换电阻R7并联，其并联阻值小于调零切换电阻R5的电阻值，根据公式u＝iR₅，观察当前控制器24输出电压u，得当前控制器24输出电压u近似为0，其中，R₅为调零切换电阻R5的阻值，调零切换电阻R5的阻值R₅不大于100kΩ，i为电离室探测器22的输出电流，单位为A，i＝αβI，α为体积分数且V₁为外电离室探测器的容积与内电离室探测器的容积之和，单位为L，V₂＝1L；β为剂量率分数且η₁为实际环境中的剂量率，单位为μGy/h，η₂为1μGy/h，I为标准压力和标准温度下剂量率1μGy/h时容积为1L的电离室产生的饱和电流，I≈1.0616×10^-14A；

控制器24控制三极管Q1截止，抗静电线圈U3失电，抗静电线圈U3产生的磁场消失，干簧管GHG2断开，控制器24驱动三极管Q2导通，抗静电线圈U4得电产生磁场，使干簧管GHG1闭合，高剂量率切换电阻R6与所述电流精密放大器LMP7721的输出端YFout连通，低剂量率切换电阻R7为高剂量率切换电阻R6的100倍，高剂量率切换电阻R6与低剂量率切换电阻R7并联，其并联阻值小于高剂量率切换电阻R6的电阻值，观察当前控制器24输出电压u，u≈iR₆，R₆为高剂量率切换电阻R6的阻值；根据当前控制器24输出电压u，计算当前实际环境中的剂量率的计算结果为高γ剂量率的测量结果；

控制器24预设高γ剂量率阈值Δ₁，当的计算结果大于高γ剂量率阈值Δ₁时，控制器24控制三极管Q2截止，抗静电线圈U4失电，抗静电线圈U4产生的磁场消失，干簧管GHG1断开，观察当前控制器24输出电压u，u＝iR₇，R₇为低剂量率切换电阻R7的阻值；根据当前控制器24输出电压u，计算当前实际环境中的剂量率的计算结果为低γ剂量率的测量结果；控制器24预设低γ剂量率阈值Δ₂，当的计算结果小于低γ剂量率阈值Δ₂时，对高γ剂量率的测量，其中，Δ₂<0.01Δ₁，避免控制器输出电压u的输出落入切换阈值附近，造成数据采集跳变、不稳定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：包括电离室探测器(22)、为电离室探测器(22)提供高压电源的高压供电电源(23)、对电离室探测器(22)输出信号进行电压转换的静电计电路(26)和驱动静电计电路(26)并采集静电计电路(26)输出信号的控制器(24)，控制器(24)通过静电计驱动电路(25)驱动静电计电路(26)；所述电离室探测器(22)包括底板以及同轴且内外嵌套安装在所述底板上的内电离室筒(18)和外电离室筒(9)，外电离室筒(9)远离所述底板的一端设置有用于测量低能段γ射线的镀铝薄膜环(8)，外电离室筒(9)的内壁上涂抹有外电离室筒内壁导电层(21)，内电离室筒(18)远离所述底板的一端通过内电离室盖(10)密封，内电离室筒(18)的内壁上涂抹有内电离室筒内壁导电层(19)，内电离室筒(18)的外壁上涂抹有内电离室筒外壁导电层(20)，所述底板位于内电离室筒(18)内的区域中心位置处安装有伸出内电离室筒(18)的内电离室集电极接头(12)，内电离室集电极接头(12)位于内电离室筒(18)内的一端安装有内电离室集电极(11)，所述底板位于内电离室筒(18)内的区域上安装有与内电离室筒内壁导电层(19)连通的内电离室高压极(16)，所述底板位于内电离室筒(18)与外电离室筒(9)之间的区域上安装有外电离室高压极(14)和外电离室集电极(15)，外电离室高压极(14)与外电离室筒内壁导电层(21)连通，外电离室集电极(15)通过导电嵌件(13)与内电离室筒外壁导电层(20)连通，内电离室集电极接头(12)远离内电离室集电极(11)的一端安装有与所述底板配合的绝缘环(5)；

静电计电路(26)包括电流精密放大器LMP7721和电压跟随器，所述电流精密放大器LMP7721的反相输入端与内电离室集电极接头(12)和外电离室集电极(15)均连接，所述电流精密放大器LMP7721的同相输入端分三路，一路与所述电流精密放大器LMP7721的输出端YFout连接，另一路经低剂量率切换电阻R7与所述电流精密放大器LMP7721的反相输入端连接，第三路与所述电压跟随器连接，内电离室高压极(16)和外电离室高压极(14)均与高压供电电源(23)连接。

2.按照权利要求1所述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述电离室探测器(22)外套设有电离室保护筒(17)，电离室保护筒(17)的顶端安装有电离室保护罩(7)，所述电离室保护罩(7)为镂空结构，所述电离室保护筒(17)为导电电离室保护筒，所述导电电离室保护筒接地；电离室保护筒(17)为铝制电离室保护筒，电离室保护罩(7)为铝制电离室保护罩。

3.按照权利要求1所述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述内电离室集电极接头(12)和绝缘环(5)之间设置有垫圈(2)，绝缘环(5)与所述底板之间设置有密封圈(6)，内电离室集电极接头(12)通过第一锁紧螺母(3)与绝缘环(5)紧固连接，绝缘环(5)通过保护环(1)与所述底板紧固连接，绝缘环(5)通过第二锁紧螺母(4)与保护环(1)紧固连接。

4.按照权利要求1所述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述电压跟随器包括电压跟随器LMC7111BIM5，所述电压跟随器LMC7111BIM5的同相输入端通过电阻R8和电阻R9与所述电流精密放大器LMP7721的同相输入端连接，所述电压跟随器LMC7111BIM5的反相输入端分两路，一路与所述电压跟随器LMC7111BIM5的输出端连接，另一路与控制器(24)连接。

5.按照权利要求1所述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述静电计驱动电路(25)包括高能型γ辐射电离室探测静电计驱动电路和γ辐射电离室探测调零静电计驱动电路，所述高能型γ辐射电离室探测静电计驱动电路包括三极管Q2、二极管U2、抗静电线圈U4和与抗静电线圈U4配合的干簧管GHG1，所述三极管Q2的基极经电阻R2与控制器(24)连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极分两路，一路与二极管U2的阳极相接，另一路与抗静电线圈U4的一端连接；抗静电线圈U4的另一端分两路，一路与二极管U2的阴极相接，另一路经电阻R4与+5VCC连接；抗静电线圈U4外包裹有接地的抗静电外壳，干簧管GHG1的一端与所述电流精密放大器LMP7721的输出端YFout连接，干簧管GHG1的另一端经高剂量率切换电阻R6与所述电流精密放大器LMP7721的反相输入端连接。

6.按照权利要求5所述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述γ辐射电离室探测调零静电计驱动电路包括三极管Q1、二极管U1、抗静电线圈U3和与抗静电线圈U3配合的干簧管GHG2，所述三极管Q1的基极经电阻R1与控制器(24)连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极分两路，一路与二极管U1的阳极相接，另一路与抗静电线圈U3的一端连接；抗静电线圈U3的另一端分两路，一路与二极管U1的阴极相接，另一路经电阻R3与+5VCC连接；抗静电线圈U3外包裹有接地的抗静电外壳，干簧管GHG2的一端与所述电流精密放大器LMP7721的输出端YFout连接，干簧管GHG2的另一端经调零切换电阻R5与所述电流精密放大器LMP7721的反相输入端连接。

7.按照权利要求6所述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述低剂量率切换电阻R7的阻值大于高剂量率切换电阻R6的阻值，所述高剂量率切换电阻R6的阻值大于调零切换电阻R5的阻值。

8.按照权利要求1所述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述内电离室筒(18)和外电离室筒(9)均为亚克力电离室筒；所述内电离室筒内壁导电层(19)、内电离室筒外壁导电层(20)和外电离室筒内壁导电层(21)均为石墨导电层；所述镀铝薄膜环(8)的厚度为3μm。

9.按照权利要求1所述的集低能型和高能型为一体的γ辐射电离室探测装置，其特征在于：所述外电离室筒(9)的内径为130mm，所述外电离室筒(9)的高为131mm；所述内电离室筒(18)的内径为75mm，所述内电离室筒(18)的高为107mm。