DE1162580B - Raster-shaped heat-sensitive radiation detector - Google Patents
Raster-shaped heat-sensitive radiation detectorInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Internat. Kl.: G 01 cBoarding school Class: G 01 c
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Deutsche KL: 42 c - 39/15German KL: 42 c - 39/15
A 39250 IXb/42 c
17. Oktober 1958
6. Februar 1964A 39250 IXb / 42 c
17th October 1958
February 6, 1964
Die Erfindung betrifft einen rasterförmigen wärmeempfindlichen Strahlendetektor, bei dem die einzelnen Rasterzellen thermoelektrische Elemente sind, zum koordinatenmäßigen Orten des Bildes eines strahlenden Körpers in seinem Bildfeld.The invention relates to a grid-shaped heat-sensitive radiation detector in which the individual Raster cells are thermoelectric elements for the coordinate-wise location of the image of a radiant body in his field of view.
Der Bau eines rasterförmigen Strahlendetektors für Ortungszwecke ist vor allem ein technologisches Problem. Man verlangt von einem derartigen Strahlendetektor ein hohes Bildauflösungsvermögen, die einzelnen Rasterzellen müssen dementsprechend klein sein. Es sind bereits Strahlendetektoren auf photoelektrischer Basis mit Tausenden von Rasterzellen pro Quadratzentimeter bekannt. Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Strahlendetektors mit thermoelektrischen Rasterzellen ebenso geringer Ausdehnung.The construction of a grid-shaped radiation detector for location purposes is above all a technological one Problem. Such a radiation detector is required to have a high image resolution, the individual grid cells must be correspondingly small. Radiation detectors are already on photoelectric base with thousands of grid cells per square centimeter known. Purpose of Invention, the creation of a radiation detector with thermoelectric grid cells is also less Expansion.
Bei einer bekannten Ausführung eines thermoelektrischen Strahlendetektors sind die thermoelektrischen Elemente längs einer Kante einer dünnen Isolierplatte angeordnet, wobei die thermoaktiven Pole durch beidseitig der Isolierplatte aufgebrachte Beläge gebildet werden, die an der gegenüberliegenden Kante der Isolierplatte enden. Durch Stapeln einer Vielzahl derartiger Isolierplatten mit isolierenden Zwischenlagen ergibt sich ein Flächenraster. Ein auf diese Weise gebauter Strahlendetektor ist jedoch für den mit der Erfindung beabsichtigten Zweck nicht geeignet, da zur elektrischen Abtastung jede Rasterzelle wenigstens einen Anschlußdraht aufweisen muß. Es fehlen aber die Mittel, um auf einer Fläche von wenigen Quadratzentimetern die einzelnen Rasterzellen, deren Ausdehnung weniger als etwa 50 μΐη betragen kann, zum Anschluß von Leitungen zu präparieren und dann erst noch diese Leitungen mit den vorbereiteten Stellen zu verbinden, beispielsweise zu verlöten.In a known embodiment of a thermoelectric radiation detector, the thermoelectric Elements arranged along one edge of a thin insulating plate, the thermoactive Poles are formed by coatings on both sides of the insulating plate, which are on the opposite side The edge of the insulating panel. By stacking a variety of such insulating panels with insulating Intermediate layers result in an area grid. However, a radiation detector built in this way is not suitable for the purpose intended by the invention, since any Grid cell must have at least one connecting wire. However, there is a lack of funds to deal with one Area of a few square centimeters, the individual grid cells, the extent of which is less than can be about 50 μΐη, for connecting lines to prepare and then to connect these lines with the prepared places, for example to solder.
Aus diesem Grunde müssen die Anschlußdrähte in geeigneter Weise in die Technologie der Thermoelemente einbezogen werden. Beim Strahlendetektor nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes thermoelektrische Element aus zwei Polen in Form getrennter drahtförmiger Anschlüsse und einer die aktiven Enden der beiden Drähte miteinander verbindenden Mittenpolschicht aus einem in der thermoelektrischen Spannungsreihe zwischen dem Material der beiden Drähte liegenden Material besteht und die Mittenpolschichten der verschiedenen thermoelektrischen Elemente derart auf der Rasterplatte angeordnet sind, daß sie sich nicht berühren.For this reason, the connecting wires must be incorporated in the technology of the thermocouples in a suitable manner be included. In the case of the radiation detector according to the invention, this object is achieved by that each thermoelectric element consists of two poles in the form of separate wire-shaped connections and a center pole layer which connects the active ends of the two wires to one another Material lying between the material of the two wires in the thermoelectric series of voltages and the center pole layers of the various thermoelectric elements in such a way on the grid plate are arranged so that they do not touch.
Durch die Wahl verschiedener Leitermaterialien für mindestens einen Pol der thermoelektrischen Elemente
oder durch geeignete Anordnung der EIe-Rasterförmiger wärmeempfindlicher
StrahlendetektorBy choosing different conductor materials for at least one pole of the thermoelectric elements or by a suitable arrangement of the EIe grid-shaped more heat-sensitive
Radiation detector
Anmelder:Applicant:
Albiswerk Zürich A. G., Zürich (Schweiz)Albiswerk Zurich A. G., Zurich (Switzerland)
Vertreter:Representative:
Dr. M. EuleDr. M. Owl
und Dipl.-Chem. Dr. W. J. Berg, Patentanwälte,and Dipl.-Chem. Dr. W. J. Berg, patent attorneys,
München 13, Kurfürstenplatz 2Munich 13, Kurfürstenplatz 2
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dipl.-El.-Ing. Arno Welti, Zürich (Schweiz)Dipl.-El.-Ing. Arno Welti, Zurich (Switzerland)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Schweiz vom 7. Oktober 1958 (Nr. 64 802)Switzerland of 7 October 1958 (No. 64 802)
mente, indem ihre gegenseitigen Abstände und/odei die Flächeninhalte der wärmeempfindlichen aktiven Flächen verschieden groß gewählt werden, kann das Auflösungsvermögen über einen derartigen Raster willkürlich beeinflußt werden, wodurch sich beispielsweise die Rastermitte sehr fein, der Rasterrand dagegen weniger fein einstellen läßt. Dies kann beispielsweise zur Ortung von bewegten Körpern von Bedeutung sein, indem der Körper am Rasterrand nur relativ ungenau geortet und, je mehr er sich der Rastermitte nähert, desto genauer koordinatenmäßig erfaßt wird. Auf diese Weise lassen sich eine große Anzahl thermoelektrischer Elemente ersparen, ohne daß die frühzeitige Erfassung eines bewegten Körpers im Bildfeld des Rasters eingebüßt werden muß.ments by changing their mutual distances and / odei the surface areas of the heat-sensitive active areas can be selected to be of different sizes Resolving power can be arbitrarily influenced via such a grid, which for example the center of the grid is very fine, but the edge of the grid can be adjusted less finely. This can be, for example be important for locating moving bodies by placing the body on the edge of the grid only relatively imprecisely located and, the closer it gets to the center of the grid, the more precise in terms of coordinates is detected. In this way, a large number of thermoelectric elements can be saved without that the early detection of a moving body in the image field of the grid must be forfeited.
Gleichzeitig läßt sich die Anzahl der allfällig notwendigen Verstärkungskanäle der thennoelektrischen Elemente den eingesparten Elementen entsprechend verringern.At the same time, the number of possibly necessary amplification channels of the thennoelectric Reduce elements according to the saved elements.
An Hand der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen rasterförmigen Strahlendetektors näher erläutert.With reference to the drawing are exemplary embodiments of the grid-shaped according to the invention Radiation detector explained in more detail.
In F i g. 1 ist ein Teil eines rasterförmigen Strahlendetektors im Schnitt dargestellt. Eine Rasterplatte 17 aus Isoliermaterial weist in jedem Rasterpunkt zwei eng benachbarte Bohrungen auf, durch die die beiden die Pole des thermoelektrischen Elementes bildenden Drähte 14, 15 hindurchgeführt sind, von denen derIn Fig. 1 is part of a grid-shaped radiation detector shown in section. A grid plate 17 made of insulating material has two in each grid point closely adjacent holes through which the two form the poles of the thermoelectric element Wires 14, 15 are passed, of which the
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eine beispielsweise aus Wismut und der andere aus Antimon besteht. Die aktiven Enden der beiden Drähte 14 und 15 sind durch eine sogenannte Mittenpolschicht 16 miteinander verbunden. Diese besteht aus einem Material, das in der thermoelektrischen Spannungsreihe zwischen dem Material der beiden Drähte 14 und 15 liegt und im vorliegenden Fall beispielsweise Gold sein kann. Die Mittenpolschichten 16 sämtlicher thermoelektrischer Elemente sind auf der Rasterplatte 17 derart angeordnet, daß sie auf derselben vorzugsweise kreisförmige Inseln bilden, die sich nicht berühren. Über allen Mittenpolschichten 16 liegt eine bestimmte Strahlen durchlassende, die übrigen Strahlen absorbierende oder reflektierende gemeinsame Filter- und Schutzschicht 18.for example one of bismuth and the other of antimony. The active ends of the two Wires 14 and 15 are connected to one another by a so-called center pole layer 16. This exists made of a material that is in the thermoelectric series between the material of the two Wires 14 and 15 lies and in the present case can be gold, for example. The center pole layers 16 of all thermoelectric elements are arranged on the grid plate 17 in such a way that they on the same preferably form circular islands that do not touch. Over all center pole layers 16 lies a certain rays transmitting, the remaining rays absorbing or reflective common filter and protective layer 18.
Wie bereits erwähnt, läßt sich das Auflösungsvermögen über einen Raster willkürlich beeinflussen, indem die gegenseitigen Abstände der thermoelektrischen Elemente oder die Flächeninhalte der aktiven Flächen derselben nach vorbestimmter Gesetzmäßigkeit unterschiedlich ausgebildet werden. Die Fig. 2 bis 4 zeigen schematische Ausführungsbeispiele derartiger rasterfönniger Strahlendetektoren, wobei die Fig. 2 und 3 Beispiele mit ungleichen Abständen der thermoelektrischen Elemente 19 darstellen und F i g. 4 ein Beispiel, bei dem die Flächeninhalte der aktiven Flächen 20 der thermoelektrischen Elemente nach vorbestimmter Gesetzmäßigkeit von der Rastermitte zum Rasterrand zunehmen.As already mentioned, the resolution can be arbitrarily influenced via a grid, by the mutual distances of the thermoelectric elements or the area of the active ones Surfaces of the same are formed differently according to a predetermined regularity. the FIGS. 2 to 4 show schematic exemplary embodiments of such grid-type radiation detectors, 2 and 3 show examples with unequal distances between the thermoelectric elements 19 and F i g. 4 shows an example in which the areas of the active areas 20 of the thermoelectric Elements increase from the center of the grid to the edge of the grid according to a predetermined law.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Rasters sei nachfolgend kurz beschrieben.The mode of operation of the grid according to the invention is briefly described below.
Die von einem Körper ausgesendeten Strahlen werden mittels eines optischen Systems auf der Oberfläche des Rasters an der Stelle gesammelt, die der Lage des Körpers im Bildfeld des Rasters entspricht. Dabei entsteht an diesem Teil des Rasters eine der Intensität der Strahlung entsprechende örtliche Erwärmung, die in dem unter der Filter- und Schutzschicht an dieser Stelle sich befindlichen thermoelektrischen Elemente eine Spannung erzeugt, die zur augenblicklichen koordinatenmäßigen Bestimmung des obenerwähnten Körpers dient.The rays emitted by a body are applied to the surface by means of an optical system of the grid at the point that corresponds to the position of the body in the image field of the grid. At this part of the grid, local heating corresponding to the intensity of the radiation occurs, the thermoelectric ones located under the filter and protective layer at this point Elements generates a voltage that is used for the instantaneous coordinate determination of the above-mentioned body is used.
Claims (1)
Britische Patentschrift Nr. 676 963.Considered publications:
British Patent No. 676,963.
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