CN213843534U - 一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪，包括内部结构和外壳结构；所述内部结构包括泡棉和探测器，所述外壳结构包括筒体和外部保护结构。本实用新型设计的水下伽马谱仪，采用溴化镧探测器，在探测器四周包裹泡棉，同时采用光电倍增管增加测量的灵敏度。为了保证耐水压，外壳设计了圆筒加半球，这样的设计主要是为了抗压，同时在外壳周围设计有支撑柱，支撑柱的设计一是保证仪器可以竖直放置，二是有效增强整体结构的耐压强度，使仪器在薄的地方也能耐压，保证探测效率与耐压性同时满足。本实用新型的防水性好，在圆形凸台与第一法兰中间连接有O型橡胶圈，起到密封防水的效果，圆筒与法兰，圆筒与半球均采用焊接，密封性好。

Description

一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪

技术领域

本实用新型属于水中放射性监测仪器技术领域，尤其涉及一种改良的基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪。

背景技术

目前，放射性废水处理设备正在逐步研制和配备中，但是缺乏用于实时连续监测水体放射性水平的仪器。该仪器的工作原理是辐射探测单元测量γ剂量率、采集能谱数据，通过能谱分析软件解谱，确定放射性核素种类；当待测水体中放射性核素种类一定，放射性核素在水中分布较均匀，不同时刻流经探测器的水体活度水平较一致，水流速度较稳定时，利用γ探测器测量流经探测器的水体的累积γ能谱，通过无源效率刻度软件，利用特征核素的特征能量的效率刻度因子等获得测量饱和体积内的放射性活度，然后可以等效获得总的水体放射性活度，实现对水中放射性活度的实时连续监测。

水下伽马谱仪是专门应用于水中放射性核素实时监测的核探测设备，相对于普通的伽马谱仪，水下伽马谱仪需具备防水、抗压、耐腐蚀、易清洗等功能。同时为了降低对低能伽马光子的屏蔽影响，伽马谱仪的外壳需选择轻质材料，在满足防水抗压要求的前提下，厚度越薄越好。现有水下伽马谱仪外壳存在的矛盾点，轻薄材料难以满足水压抗压及防水性能，厚重材料将会增加外壳对伽马射线的阻挡和屏蔽，影响探测效率。

常用的伽马谱仪有NaI探测器和LaBr₃探测器，LaBr₃探测器分辨率3％@661keV左右，好于NaI探测器8％@661keV分辨率的指标，在核素识别和重峰解析方面，LaBr₃探测器优于NaI探测器。但是LaBr₃探测器尺寸较小，目前国产探头只能做到3英寸，价格相比较高，相比而言NaI探测器体积可以做到几十升的单晶。对于水下伽马探测器，提高探测效率可提高测量的灵敏度，适用于监测流动性较高的海水放射性水平。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪，采用溴化镧探测器，分辨率高，同时伽马谱仪的外壳保证抗压性以及不会造成对伽马射线的阻挡和屏蔽。

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪，包括内部结构和外壳结构；

所述内部结构包括泡棉和探测器，所述外壳结构包括筒体和外部保护结构；

所述筒体包括依次连接的盖体、圆筒和半球，所述盖体上连接有航插接头和吊环，所述盖体的底部周围设有圆形凸台，所述圆筒的顶部焊接有第一法兰，盖体底部的圆形凸台与第一法兰连接，所述圆形凸台与第一法兰中间连接有O型橡胶圈；所述圆筒底部和半球焊接；所述外部保护结构包括多个支撑柱，所述多个支撑柱均匀分布在圆筒的外表面形成包围圆筒的保护结构，所述支撑柱的顶部与所述第一法兰连接，所述支撑柱底部连接第二法兰，所述第二法兰位于半球的下方；

所述泡棉的外围紧贴圆筒的内壁，泡棉的内围形状匹配探测器的外部形状，所述探测器卡入泡棉内；所述探测器为溴化镧探测器，包括2英寸晶体，所述晶体顶端与光电倍增管贴合并胶封。

本实用新型设计的水下伽马谱仪，采用溴化镧探测器，在探测器四周包裹泡棉，起到缓冲减震的作用，同时采用光电倍增管增加测量的灵敏度。为了保证耐水压，外壳设计了圆筒加半球，这样的设计主要是为了抗压，同时在外壳周围设计有支撑柱，支撑柱的设计一是保证仪器可以竖直放置，二是有效增强整体结构的耐压强度，使仪器在薄的地方也能耐压，保证探测效率与耐压性同时满足。本实用新型的防水性好，在圆形凸台与第一法兰中间连接有O型橡胶圈，起到密封防水的效果，圆筒与法兰，圆筒与半球均采用焊接，密封性好。

本实用新型溴化镧探测器包括2英寸晶体、光电倍增管和外壳，其中：所述外壳为一端开口的管状结构，所述光电倍增管固定设置在所述开口处与晶体顶端贴合并胶封。

具体地，所述支撑柱为空心圆柱体，空心部分的直径为整个圆柱体直径的一半，材质为316不锈钢。316不锈钢的强度高，耐腐蚀性好。

具体地，所述多个支撑柱为6个支撑柱，形状、大小均相同；支撑柱的顶部通过螺丝与所述第一法兰连接，支撑柱的底部通过螺丝连接第二法兰。进一步地，所述支撑柱的顶部和底部均设有深度为15-25mm的内螺纹。支撑柱通过与法兰螺丝连接，固定于筒体外部，结构稳定牢固。

具体地，所述盖体的中部设有凸块，凸块中间设有圆通孔，吊环的底部设有螺纹，与凸块的圆通孔螺纹连接。所述盖体的边缘位置设有圆凹槽，凹槽的中间设有圆通孔，所述的航插接头与凹槽的圆通孔卡接。上述吊环和航插接头与盖体的连接方式，密封性好，连接强度高。具体地，所述凸块的圆通孔与凹槽的圆通孔设置在盖体的对称线上。

具体地，所述圆筒和半球的材质为1.0mm厚度的316不锈钢。优选地，所述圆筒的上部分厚度为2.0mm，与半球连接的部分厚度为1.0mm，厚度为2.0mm的长度是厚度为1.0mm 的长度的5-6倍。圆筒和半球的厚度设计根据承受的水压、材质的选择以及结构的设计来设置，既满足了强度又不影响探测效率。

具体地，所述吊环为圆环状，吊环能够打开闭合，所述吊环与盖体连接的底部焊接封死。焊接封死可提高吊环连接处的防水性能。

具体地，盖体底部的圆形凸台与第一法兰通过螺丝连接。

具体地，所述的航插接头为防水航插接头。航插接头的规格可根据需要自行选择。

具体地，所述探测器包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分和第三部分的外部形状为相同直径的圆筒状，第二部分的外部形状为直径大于第一部分的圆筒状。

优选地，所述的泡棉为EVA泡棉。EVA泡棉有着橡胶般的弹性，非常柔软且有韧性，在零下50℃下仍能够具有较好的可挠性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性。

具体地，所述盖体：圆筒：半球的高度比为1：4-6：1。

在本实用新型中，采用的螺丝优选为316不锈钢螺丝。

在本实用新型中，所述的焊接均为无缝焊接，焊缝处进行打磨抛光处理。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型设计的水下伽马谱仪，采用溴化镧探测器，在探测器四周包裹泡棉，起到缓冲减震的作用，同时采用光电倍增管增加测量的灵敏度。为了保证耐水压，外壳设计了圆筒加半球，这样的设计主要是为了抗压，同时在外壳周围设计有支撑柱，支撑柱的设计一是保证仪器可以竖直放置，二是有效增强整体结构的耐压强度，使仪器在薄的地方也能耐压，保证探测效率与耐压性同时满足。本实用新型的防水性好，在圆形凸台与第一法兰中间连接有O型橡胶圈，起到密封防水的效果，圆筒与法兰，圆筒与半球均采用焊接，密封性好。

附图说明

图1为本实用新型水下伽马谱仪的结构示意图。

图2为本实用新型水下伽马谱仪的正面结构图。

图3为本实用新型水下伽马谱仪的俯视图。

图4为本实用新型水下伽马谱仪的剖面图。

图5为支撑柱的剖面结构图。

图6为圆筒的剖面结构图。

在图中包括有：

1——盖体

1-1——圆形凸台

2——圆筒

3——半球

4——支撑柱

5——第一法兰

6——第二法兰

7——吊环

8——航插接头

9——EVA泡棉

10——溴化镧探测器

11——光电倍增管

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例以及附图，对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型要求的保护范围并不局限于实施例。

实施例1：

如图1-6所示，

水下伽马谱仪，包括内部结构和外壳结构；

所述内部结构包括EVA泡棉9和溴化镧探测器10，所述外壳结构包括筒体和外部保护结构；

所述筒体包括依次连接的盖体1、圆筒2和半球3。

所述盖体1上连接有航插接头8和吊环7，所述吊环7与盖体1连接的底部焊接封死。焊接封死可提高吊环连接处的防水性能。所述的航插接头8为防水航插接头。所述盖体1 的底部周围设有圆形凸台1-1，所述圆筒2的顶部焊接有第一法兰5，盖体底部的圆形凸台 1-1与第一法兰5通过螺丝连接，所述圆形凸台1-1与第一法兰5中间还连接有O型橡胶圈。

所述圆筒2底部和半球3焊接；所述圆筒2和半球3的材质为316不锈钢，半球3为1.0mm厚度。如图6所示，所述圆筒2的上部分厚度为2.0mm，与半球连接的部分厚度为1.0mm，厚度为2.0mm的长度是厚度为1.0mm的长度的6倍。圆筒和半球的厚度设计根据承受的水压、材质的选择以及结构的设计来设置，既满足了强度又不影响探测效率。

如图4所示，EVA泡棉9的外围紧贴圆筒2的内壁，EVA泡棉9的内围形状匹配溴化镧探测器10的外部形状，所述溴化镧探测器10包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分和第三部分的外部形状为相同直径的圆筒状，第二部分的外部形状为直径大于第一部分的圆筒状。溴化镧探测器10卡入EVA泡棉9内。溴化镧探测器采用2英寸晶体制作而成，晶体顶端与光电倍增管11贴合并胶封。

所述外部保护结构包括6个支撑柱4，6个支撑柱4均匀分布在圆筒2的外表面形成包围圆筒2的保护结构。所述支撑柱4为空心圆柱体，如图5所示，空心部分的直径为整个圆柱体直径的一半，材质为316不锈钢。支撑柱4的形状、大小均相同；所述支撑柱4的顶部和底部均设有深度为15-25mm的内螺纹，支撑柱4的顶部通过螺丝与所述第一法兰5 连接，支撑柱的底部通过螺丝连接第二法兰6。所述第二法兰6位于半球3的下方。支撑柱通过与法兰螺丝连接，固定于筒体外部，结构稳定牢固。

所述盖体1的中部设有凸块，凸块中间设有圆通孔，吊环7的底部设有螺纹，与凸块的圆通孔螺纹连接。所述盖体1的边缘位置设有圆凹槽，凹槽的中间设有圆通孔，所述的航插接头8与凹槽的圆通孔卡接。上述吊环和航插接头与盖体的连接方式，密封性好，连接强度高。

在本具体实施方式中，所述盖体：圆筒：半球的高度比为1：5：1。高度比的设置使水下伽马谱仪的整个外壳结构合理，强度高。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本实用新型书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪，其特征在于，包括内部结构和外壳结构；

所述内部结构包括泡棉和探测器，所述外壳结构包括筒体和外部保护结构；

所述筒体包括依次连接的盖体、圆筒和半球，所述盖体上连接有航插接头和吊环，所述盖体的底部周围设有圆形凸台，所述圆筒的顶部焊接有第一法兰，盖体底部的圆形凸台与第一法兰连接，所述圆形凸台与第一法兰中间连接有O型橡胶圈；所述圆筒底部和半球焊接；所述外部保护结构包括多个支撑柱，所述多个支撑柱均匀分布在圆筒的外表面形成包围圆筒的保护结构，所述支撑柱的顶部与所述第一法兰连接，所述支撑柱底部连接第二法兰，所述第二法兰位于半球的下方；

所述泡棉的外围紧贴圆筒的内壁，泡棉的内围形状匹配探测器的外部形状，所述探测器卡入泡棉内；所述探测器为溴化镧探测器，包括2英寸晶体，所述晶体顶端与光电倍增管贴合并胶封。

2.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪，其特征在于，所述支撑柱为空心圆柱体，空心部分的直径为整个圆柱体直径的一半，支撑柱材质为316不锈钢。

3.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪，其特征在于，所述多个支撑柱为6个支撑柱，形状、大小均相同；支撑柱的顶部通过螺丝与所述第一法兰连接，支撑柱的底部通过螺丝连接第二法兰。

4.根据权利要求3所述的一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪，其特征在于，所述支撑柱的顶部和底部均设有深度为15-25mm的内螺纹。

5.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪，其特征在于，所述盖体的中部设有凸块，凸块中间设有圆通孔；所述吊环的底部设有螺纹，与凸块的圆通孔螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪，其特征在于，所述盖体的边缘位置设有圆凹槽，凹槽的中间设有圆通孔，所述凹槽的圆通孔与凸块的圆通孔设置在盖体的对称线上，所述的航插接头与凹槽的圆通孔卡接。

7.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪，其特征在于，所述半球的材质为1.0mm厚的316不锈钢；所述圆筒的材质为316不锈钢，圆筒上部分厚度为2.0mm，与半球连接的部分厚度为1.0mm，厚度为2.0mm的长度是厚度为1.0mm的长度的5-6倍。

8.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪，其特征在于，所述探测器包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分和第三部分的外部形状为相同直径的圆筒状，第二部分的外部形状为直径大于第一部分的圆筒状。

9.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪，其特征在于，所述的泡棉为EVA泡棉。

10.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧探测器的水下伽马谱仪，其特征在于，所述盖体：圆筒：半球的高度比为1：4-6：1。

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