CN218974607U - 一种叠层电离室 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种辐射探测装置，具体涉及一种叠层电离室。包括腔体，电极板，绝缘保护极，支撑螺柱和密封法兰，腔体内设置有多层电极板，第二电极板与第二支撑螺柱连接，第一电极板与第一支撑螺柱连接，腔体内部的腔室两头设有绝缘保护极，腔体的端部连接密封法兰，密封法兰上设有密封电极。有益效果在于：采用高纯铝合金作为外壳材料，同时使用整体浇铸的工艺，保证真个腔体耐压性的同时壁厚又尽量薄。该仪器的探测器下限可以达到50keV，优于传统金属材料的100keV。使用机器加工螺纹作定位，严格控制安装公差。通过控制材料表面的洁净度、平整度、电极板之间以及电极板与外壳腔体间的距离，保证仪器电场稳定，可长时间稳定运行。

Description

一种叠层电离室

技术领域

本实用新型涉及一种辐射探测装置，具体涉及一种叠层电离室。

背景技术

电离室是γ射线辐射测量最常用的工具之一。电离室由高压极、收集极、绝缘保护极和外壳接地构成，结构通常为平面形、球形、圆柱形等。工作原理是在腔室内部充入一定量的工作气体，比如N2气体，在电离室高压极间接入工作电压，使极间形成均匀的电场。外部γ射线与工作气体作用，电离或激发气体核外电子，在电场力作用下电子和离子向极间移动并最终实现电荷收集，从而达到辐射测量的目的。

目前的加速器主要包括电子和质子加速器，加速管道有的长达几千米。束流损失监测是通过在管道外壁监测发生偏转的电子或质子，提前预知以避免击穿加速管道。所有的加速器都在环形偏转部位安装有束损监测设备，由于被测面积大，监测探测器尽可能做成长条形。现实是如果电离室太长，体积太大，极间电场很不均匀，信号收集也容易延迟，不利于准确快速的测量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种叠层电离室，用于监测加速器管道内束流是否损失。

本实用新型的技术方案如下：一种叠层电离室，包括腔体，电极板，绝缘保护极，支撑螺柱和密封法兰，腔体内设置有多层电极板，第二电极板与第二支撑螺柱连接，第一电极板与第一支撑螺柱连接，腔体内部的腔室两头设有绝缘保护极，腔体的端部连接密封法兰，密封法兰上设有密封电极。

所述的腔体为圆柱形长条型薄壁电离室。

所述的绝缘保护极包括第一绝缘保护极和第二绝缘保护极，第二支撑螺柱和第一支撑螺柱的头部连接第二绝缘保护极，第二支撑螺柱和第一支撑螺柱的端部插入到第一绝缘保护极。

所述的第二电极板在第二支撑螺柱上等间距的连接，第一电极板与第一支撑螺柱上等间距的连接。

所述的第一电极板与第二电极板交错布置。

所述的第一电极板和第二电极板均均由毫米级的金属材料制成。

所述的密封电极包括信号电极和高压电极，信号电极通过导线连接第二支撑螺柱，高压电极通过导线连接第一支撑螺柱。

所述的信号电极和高压电极两端包裹有陶瓷绝缘材料。

本实用新型的有益效果在于：

(1)采用高纯铝合金作为外壳材料，同时使用整体浇铸的工艺，保证真个腔体耐压性的同时壁厚又尽量薄。该仪器的探测器下限可以达到50keV，优于传统金属材料的100keV。

(2)早期的叠层或多层电离室都是使用一定高度的支柱为电极板定位。由于安装过程中的人工误差问题，多层安装后往往公差很大，导致极板间电场很不均匀。本实用新型使用机器加工螺纹作定位，严格控制安装公差。

(3)本实用新型通过控制材料表面的洁净度、平整度、电极板之间以及电极板与外壳腔体间的距离，保证仪器电场稳定，可长时间稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种叠层电离室结构示意图；

图2为电极板结构示意图。

图中：1腔体，2第二支撑螺柱，3第一电极板，4第二电极板，5第一绝缘保护极，6信号电极，7高压电极，8第一支撑螺柱，9密封法兰，10第二绝缘保护极。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型所公开的一种叠层电离室，具体为一种多层结构的电离室，用于监测周边伽马射线剂量变化，如在不同能量加速器的管道外监测伽马射线剂量变化，以判断加速器内束流有没有损失。

如图1所示，一种叠层电离室，其中的叠层电离室整体是一个圆柱形长条型薄壁电离室，包括一体化铝合金结构的腔体1，其中对于腔体的材料选型和具体尺寸上，要求密度越小越好，厚度越薄越好，可以减少对被测射线的阻挡，但前提必须保证整个仪器的坚固性。经过蒙卡计算和多次实验，本实施中选择小于1mm壁厚铝合金材料作为外壳腔体1。腔体1的内腔光滑，表面平整度小于0.1mm。

腔体1内设置有间距为毫米级的多层电极板，每个极板通过定位螺孔分别与支撑螺柱连接定位，第二电极板4与第二支撑螺柱2连接并接低电位，第一电极板3与第一支撑螺柱8连接并接高电压。其中，第二电极板4在第二支撑螺柱2上等间距的连接，第一电极板3与第一支撑螺柱8上等间距的连接，第一电极板3与第二电极板4交错布置；使第一电极板3和第二电极板4之间产生压差而形成电场，电荷信号从第二电极板4中引出并收集。

如图2所示，第一电极板3和第二电极板4均由毫米级的金属材料做成，每个极板设有多个定位螺孔，定位螺孔内具有内螺纹，本实施例中选择4个定位螺孔，定位螺孔部分及边缘均进行倒角处理，表面平整处理光滑度小于0.1mm，防止表面的毛刺引起放电打火。

支撑螺柱包括第二支撑螺柱2和第一支撑螺柱8，每个极板，即第一电极板3和第二电极板4分别通过其上设置的定位螺孔与支撑螺柱进行连接并定位，其中，第二支撑螺柱2与第二电极板4连接，第一支撑螺柱8与第一电极板3连接，为了使所有极板严格满足这个间距，在第二支撑螺柱2和第一支撑螺柱8设置定位螺纹，第二支撑螺柱2和第一支撑螺柱8上每隔固定间距加工有限位螺纹(与电极板定位孔的内螺纹一致)，确保电极间距一致，减小安装时的公差。每个电极板之间的间距为毫米级。与第二支撑螺柱2接触的第二电极板4引出信号，与第一支撑螺柱8接触的极板施加高电压。

第二支撑螺柱2和第一支撑螺柱8由纯铜材料制作，满足特高压应用，并能承受300℃的烘烤。

腔体1内部的腔室两头为绝缘保护极，采用耐热绝缘、尺寸定制陶瓷片制成，起到绝缘、固定第二支撑螺柱2和第一支撑螺柱8，支撑整个腔体1的作用。所述的绝缘保护极包括第一绝缘保护极5和第二绝缘保护极10，第二支撑螺柱2和第一支撑螺柱8的头部连接第二绝缘保护极10，第二支撑螺柱2和第一支撑螺柱8的端部插入到第一绝缘保护极6。

腔体1的端部连接密封法兰9，腔体1内部的电离室腔室内充一个大气压的工作气体，密封法兰9与腔体1的端部之间通过金属O形密封圈密封，保证不漏气。

密封法兰9上有密封电极，所述的密封电极玻璃烧结制成包括信号电极6和高压电极7，信号电极6通过导线连接第二支撑螺柱2，高压电极7通过导线连接第一支撑螺柱8。信号电极6和高压电极7两端包裹有陶瓷绝缘材料，避免放电。

Claims (8)

1.一种叠层电离室，其特征在于：包括腔体，电极板，绝缘保护极，支撑螺柱和密封法兰，腔体内设置有多层电极板，第二电极板与第二支撑螺柱连接，第一电极板与第一支撑螺柱连接，腔体内部的腔室两头设有绝缘保护极，腔体的端部连接密封法兰，密封法兰上设有密封电极。

2.如权利要求1所述的一种叠层电离室，其特征在于：所述的腔体为圆柱形长条型薄壁电离室。

3.如权利要求1所述的一种叠层电离室，其特征在于：所述的绝缘保护极包括第一绝缘保护极和第二绝缘保护极，第二支撑螺柱和第一支撑螺柱的头部连接第二绝缘保护极，第二支撑螺柱和第一支撑螺柱的端部插入到第一绝缘保护极。

4.如权利要求3所述的一种叠层电离室，其特征在于：所述的第二电极板在第二支撑螺柱上等间距的连接，第一电极板与第一支撑螺柱上等间距的连接。

5.如权利要求3所述的一种叠层电离室，其特征在于：所述的第一电极板与第二电极板交错布置。

6.如权利要求1所述的一种叠层电离室，其特征在于：所述的第一电极板和第二电极板均由毫米级的金属材料制成。

7.如权利要求1所述的一种叠层电离室，其特征在于：所述的密封电极包括信号电极和高压电极，信号电极通过导线连接第二支撑螺柱，高压电极通过导线连接第一支撑螺柱。

8.如权利要求7所述的一种叠层电离室，其特征在于：所述的信号电极和高压电极两端包裹有陶瓷绝缘材料。

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