CN209514082U - 一种应用于同步辐射的电离室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了应用于同步辐射的电离室，包括：壳体，壳体内侧的整体电极集成，壳体外侧的法兰盖板、窗口封膜、高压插座、信号插座、快接气嘴；所述整体电极集成中，保护环和信号电极通过绝缘连接块固定连接构成信号电极集成，所述信号电极集成与高压电极平行相对放置，所述信号电极集成与所述高压电极的四角插入所述绝缘支架进行固定；所述信号电极与所述信号插座相连接，所述高压电极与所述高压插座相连接，所述保护环与所述壳体相连接。所述壳体两端分别与所述法兰盖板连接，中间放置密封胶圈，法兰盖板的窗口槽内顺序放置密封胶垫、窗口封膜及胶圈压盘。提高电离室高压耐压值，确保同步光源高强度下电离室工作处于正常工作区。

Description

一种应用于同步辐射的电离室

技术领域

本实用新型涉及X射线探测技术领域，尤其涉及一种应用于同步辐射的电离室。

背景技术

同步辐射电离室采用电流型探测模式，适用于高准直、高通量，窄束X射线束流探测的应用。近年随着同步辐射性能日新月异的飞速发展，对于电离室的测量范围，在高通量，高通量密度条件下的响应线性度等指标提出了新要求。

然而，发明人在实现本实用新型的过程中发现，在高通量及高通量密度的条件下，如果没有给电离室施加足够高的带电压，X射线电离出来的电子复合几率大；当施加足够高的电压，电离室中部件容易发生放电、打火的现象。此外，电离室中的空气导电易形成电流，干扰测量结果，会影响其线性度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种应用于同步辐射的电离室，用以解决上述现有技术中存在的问题。

本实用新型由如下技术方案实施：

本实用新型提供了一种应用于同步辐射的电离室，包括：壳体，设置于壳体内侧的整体电极集成，设置于壳体外侧的两个法兰盖板、两个窗口封膜、高压插座、信号插座、两个快接气嘴；

其中，所述整体电极集成包括保护环、信号电极、高压电极、多个绝缘连接块和四个绝缘支架，所述保护环和所述信号电极通过多个所述绝缘连接块固定连接构成信号电极集成，所述信号电极集成与所述高压电极平行相对放置，所述信号电极集成与所述高压电极的四角插入所述绝缘支架进行固定，所述绝缘支架分别与所述保护环和所述高压电极相接触；所述高压插座、所述信号插座以及两个所述快接气嘴固定于所述壳体外侧，、所述信号电极与所述信号插座相连接，所述高压电极与所述高压插座相连接，所述保护环与所述壳体相连接。所述壳体两端分别与所述法兰盖板连接，中间放置密封胶圈，法兰盖板的预设位置顺序放置密封胶垫、窗口封膜及胶圈压盘。

进一步地，所述绝缘连接块的个数与所述信号电极的长度相匹配，所述保护环的尺寸与所述信号电极的尺寸相契合，所述保护环套在所述信号电极上，所述保护环与所述信号电极通过螺丝固定于所述绝缘连接块。

进一步地，所述绝缘支架包括4个，所述绝缘支架的高度与所述壳体内径相契合。

进一步地，所述信号电极引出线与所述信号插座的芯线相连接，所述高压电极的引出线与所述高压插座的芯线相连接，所述保护环的引出线与所述壳体相连接。

进一步地，所述快接气嘴包括两个，所述壳体外侧两端各设置一个气体接口，所述快接气嘴通过所述气体接口固定在所述壳体上。

进一步地，所述壳体外侧两端分别设置有气密信号引出接口及高压馈入接口，所述信号插座通过所述气密信号引出接口固定在所述壳体上，所述高压插座通过所述高压馈入接口固定在所述壳体上。

进一步地，所述法兰盖板通过法兰螺丝与所述壳体相连接。

进一步地，其特征在于，所述法兰盖板中间设置有矩形窗口，所述窗口周围设置有凹槽。

进一步地，所述胶圈压盘与所述凹槽相匹配，所述密封胶垫放置在所述凹槽中，其上放置所述窗口封膜，再通过螺丝连接所述胶圈压盘。

本实用新型实施例提供的应用于同步辐射的电离室，包括：壳体，设置在壳体内侧的整体电极集成，设置在壳体外侧的两个法兰盖板、两个窗口封膜、高压插座、信号插座、两个快接气嘴；所述整体电极集成中，保护环和信号电极通过多个绝缘连接块固定连接构成信号电极集成，所述信号电极集成与高压电极平行相对放置，所述信号电极集成与所述高压电极的四角插入所述绝缘支架进行固定，所述绝缘支架分别与所述保护环和所述高压电极相接触；所述信号电极与所述信号插座相连接，所述高压电极与所述高压插座相连接，所述保护环与所述壳体相连接。所述壳体两端分别与所述法兰盖板连接，中间放置密封胶圈，法兰盖板的窗口槽内顺序放置密封胶垫、窗口封膜及胶圈压盘。

根据上述电离室结构，能够提高电离室的高压耐压值，确保在同步光源高强度条件下电离室工作于正常工作区；同时，通过保护环和绝缘支架的结构，解决了高压极板对信号极板的漏电问题，提高了抗干扰的性能；此外，提高了电离室工作区域的电场强度和电场分布均匀度，使得在高通量及高通量密度的同步光条件下保持良好的响应线性度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的应用于同步辐射的电离室的主视图(去外壳)；

图2为本实用新型实施例所提供的应用于同步辐射的电离室的俯视图(去外壳)；

图3为本实用新型实施例所提供的应用于同步辐射的电离室的三维立体图；

图4为本实用新型实施例所提供的应用于同步辐射的电离室的分解图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

下面详细介绍本实用新型实施例的技术方案。

首先对本实用新型涉及的专业术语进行解释。

电离室主要由密封壳体、平行板电极组成，根据需要通入纯氩、纯氮或混合工作气体，在高压电极上施加高电压，则在信号电极与高压电极之间产生电场。当有X射线沿轴向方向从电离室窗口入射时，两极板之间的气体产生电离，在电场的作用下电离的带电粒子及电子分别向两极板运动，运动达到极板即产生信号电流，信号电流与X射线强度正比。电离室正是基于这一物理原理实现对入射X射线强度探测。

图1-图4为本实用新型实施例提供的应用于同步辐射的电离室结构示意图。如图1-图4所示，所述电离室包括：

壳体7，设置于壳体7内侧的整体电极集成，设置于壳体外侧的两个法兰盖板8、两个窗口封膜10、高压插座12、信号插座13、两个快接气嘴14；

其中，所述整体电极集成包括保护环1、信号电极2、高压电极4、多个绝缘连接块5、两个绝缘支架3和两个绝缘支架6，保护环1和信号电极2通过多个绝缘连接块5固定连接构成信号电极集成，所述信号电极集成与高压电极4平行相对放置，所述信号电极集成与高压电极4的四角插入绝缘支架3或6进行固定。信号电极2和高压电极4的四角分别插入绝缘支架3或绝缘支架6，绝缘支架3和绝缘支架6均与保护环1和高压电极4相接触。

具体地，信号电极2是由铝材构成的平板，宽为46cm，长度根据型号，分别为50cm，100cm，200cm，300cm。通过更换不同长度的电离室，能够得到不同的电信号。壳体的长度与电极板的长度相同，根据型号决定。保护环为宽度6mm的矩形铝框，与信号电极2相契合，间隙为1mm，保护环1与信号电极2通过螺丝固定于绝缘连接块5。绝缘连接块5个数与信号电极2的长度相匹配，由于信号电极2的长度取决于电离室的型号，即不同型号的电离室对应的绝缘连接块5的个数不同。

通过在信号电极2外部添加保护环的结构，使得信号电极2的一端连接电源，另一端通过保护环与壳体连接。高压电极4由单面覆铜板构成，板面镀金。通过保护环的设置，避免了在绝缘支架受到污染、绝缘性减弱后，高压电极4的电流通过绝缘支架传输至信号电极2，从而避免了X射线在电离室的空气中产生干扰电流，提高了电离室工作区域电场的均匀度及良好的线性区域。

绝缘支架3和绝缘支架6的高度与壳体7内径相契合，当电极板(高压电极4和信号电极2)与绝缘支架安装好后可将此组合插入壳体，且保持无缝隙结合。

可选地，绝缘支架可以采用聚四氟异形结构，采用插入式与高压电极4及保护环1/信号电极2相结合，电极板四角各插入一个聚四氟异形结构绝缘支架，其作用是将高压电极4及保护环1/信号电极2相对位置固定，使高压电极4和信号电极2平行相对，间距为15mm或10mm(由型号决定)。

此外，通过绝缘支架3和绝缘支架6与保护环1相接触，避免了在绝缘支架受到污染、绝缘性减弱后，导致信号电极2和高压电极4之间通过绝缘支架的污染表面产生暗电流，从而干扰探测的信号电流。

整体电极集成采用上述的内部结构及支撑结构，最大限度减少了高压电极板对信号电极板的漏电可能，排除了高压波动对信号输出的影响，提高了抗干扰的性能；同时，绝缘支架结构大大提高了高压电极板打火放电的阈值，提高了高压的上限。

高压插座12、信号插座13以及两个快接气嘴14固定于壳体7外侧，信号电极2与信号插座13相连接，高压电极4与高压插座12相连接，保护环1与壳体7相连接。

具体地，高压插座12和信号插座13分别用于高压馈入及信号引出，快接气嘴14用于电离产生的工作气体的导入导出。其中，信号电极2引出线与信号插座13的芯线相连接，高压电极4的引出线与高压插座12的芯线相连接，保护环1的引出线与壳体7相连接。

进一步地，快接气嘴14包括两个，壳体1外侧两端各设置一个气体接口，快接气嘴14通过所述气体接口固定在壳体1上。气体接口的设置位置取决于信号电极2和高压电极4的位置。由于导入的气体种类不同，对X射线的吸收率也不同，因此可以通过导入不同种类的气体来改变电离室对X射线的吸收率，以适应不同实验的需要。采用快接气嘴作为工作气体的连接接口，方便了电离室气路连接的可操作性。

进一步地，壳体1外侧两端分别设置有气密信号引出接口及高压馈入接口，信号插座13通过所述气密信号引出接口固定在壳体1上，高压插座12通过高压馈入接口固定在壳体1上。气密信号引出接口的位置应该与信号电极2的位置相对应，高压馈入接口的位置应该与高压电极4的位置相对应。

壳体1两端分别与法兰盖板8连接，中间放置密封胶圈，法兰盖板8的预设位置顺序放置密封胶垫11、窗口封膜10及胶圈压盘9。

具体地，壳体1外侧两端焊接法兰，有胶圈槽及螺孔以便与法兰盖板8密封连接，以保证气密封。法兰盖板8中间设置有矩形窗口，以便X射线穿过。所述窗口周围设置有凹槽，胶圈压盘9与所述凹槽相匹配，密封胶垫11放置在所述凹槽中，其上放置窗口封膜10，再放置胶圈压盘9用螺丝密封，从而保证X射线穿过的同时壳体内部是密封的。此外，窗口的压盘结构便于易损窗口封膜10的更换。可选地，窗口封膜10可以选用70μm厚的KAPTON(聚酰亚胺)膜。

根据本实用新型所提供的电离室，整体结构简单，能够提高电离室高压耐压值到4KV，确保在同步光源高强度条件下电离室工作于正常工作区；同时，减小了极板间距，提高了电离区域的电场强度，从而提高了高强度束流的线性输出范围；此外，整体电极集成采用上述的内部结构及支撑结构，最大限度减少了高压电极板对信号电极板的漏电可能，排除了高压波动对信号输出的影响，提高了抗干扰的性能；同时，绝缘支架结构大大提高了高压电极板打火放电的阈值，提高了高压的上限。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种应用于同步辐射的电离室，包括：壳体，设置于壳体内侧的整体电极集成，设置于壳体外侧的两个法兰盖板、两个窗口封膜、高压插座、信号插座、两个快接气嘴；

其中，所述整体电极集成包括保护环、信号电极、高压电极、多个绝缘连接块和四个绝缘支架，所述保护环和所述信号电极通过多个所述绝缘连接块固定连接构成信号电极集成，所述信号电极集成与所述高压电极平行相对放置，所述信号电极集成与所述高压电极的四角插入所述绝缘支架进行固定，所述绝缘支架分别与所述保护环和所述高压电极相接触；

所述高压插座、所述信号插座以及两个所述快接气嘴固定于所述壳体外侧，所述信号电极与所述信号插座相连接，所述高压电极与所述高压插座相连接，所述保护环与所述壳体相连接；

所述壳体两端分别与所述法兰盖板连接，中间放置密封胶圈，法兰盖板的预设位置内顺序放置密封胶垫、窗口封膜及胶圈压盘。

2.根据权利要求1所述的电离室，其特征在于，所述绝缘连接块的个数与所述信号电极的长度相匹配，所述保护环的尺寸与所述信号电极的尺寸相契合，所述保护环套在所述信号电极上，所述保护环与所述信号电极通过螺丝固定于所述绝缘连接块。

3.根据权利要求1所述的电离室，其特征在于，所述绝缘支架包括4个，所述绝缘支架的高度与所述壳体内径相契合。

4.根据权利要求1所述的电离室，其特征在于，所述信号电极引出线与所述信号插座的芯线相连接，所述高压电极的引出线与所述高压插座的芯线相连接，所述保护环的引出线与所述壳体相连接。

5.根据权利要求1所述的电离室，其特征在于，所述快接气嘴包括两个，所述壳体外侧两端各设置一个气体接口，所述快接气嘴通过所述气体接口固定在所述壳体上。

6.根据权利要求1所述的电离室，其特征在于，所述壳体外侧两端分别设置有气密信号引出接口及高压馈入接口，所述信号插座通过所述气密信号引出接口固定在所述壳体上，所述高压插座通过所述高压馈入接口固定在所述壳体上。

7.根据权利要求1所述的电离室，其特征在于，所述法兰盖板通过法兰螺丝与所述壳体相连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电离室，其特征在于，所述法兰盖板中间设置有矩形窗口，所述窗口周围设置有凹槽。

9.根据权利要求8所述的电离室，其特征在于，所述胶圈压盘与所述凹槽相匹配，所述密封胶垫放置在所述凹槽中，其上放置所述窗口封膜，再通过螺丝连接所述胶圈压盘。