DE4235757A1 - Strahlungsdetektor - Google Patents

Strahlungsdetektor

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strahlungsdetek­ tor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein kryogenes Kühlsystem, also ein sogenannter Joule-Thom­ son-Kühler für einen Strahlungsdetektor ist z. B. aus der DE-OS 22 59 807, der DE-OS 22 43 599 oder der GB-PS 1 255 136 bekannt. Die Regelung des Kühlmittelventils erfolgt bei diesen bekannten Kryostaten mit Hilfe von Ausdehnungs­ balgen, die in Kontakt mit dem entspannten Kühlmittel und/oder der Dewargehäusewandung stehen. Diese Regelungen arbeiten verhältnismäßig träge, so daß eine gewisse Schwankungsbreite der Temperatur des zu kühlenden Detekto­ relements in Kauf genommen werden muß.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strahlungsdetektor der eingangs genannten Erfindung dahingehend zu verbessern, daß eine erhöhte Temperaturkon­ stanz des Detektorelements und ein schnelleres Ansprechen der Regelung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen und der Beschreibung.
Anhand der in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellen Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.
In Fig. 1 sind schematisch im Querschnitt die für die Er­ findung wesentlichen Teile eines Strahlungsdetektors dar­ gestellt.
Innerhalb der Höhlung eines Dewargefäßes mit der Wandung 1 befindet sich der Joule-Thomson-Kühler zur Kühlung des im Vakuumraum des Dewars angeordneten und zu kühlenden Detek­ torelements 2. Die Regelung der Kühlung erfolgt mittels eines Nadelventils 8, 9 durch entsprechende Bewegung der Ventilnadel 9, die die Öffnung 8 mehr oder weniger schließt, so daß in diesem Bereich mehr oder weniger Kühl­ mittel expandiert. Die Bewegung der Nadel 9 in Richtung des gezeigten Doppelpfeils wird durch die Vorrichtungen 6 und 7 bewirkt.
Benachbart zu dem zu kühlenden Detektorelement ist ein Temperatursensor 3 vorgesehen, der eine in Abhängigkeit von der Temperatur veränderliche elektrische Größe, z. B. Spannung oder Strom abgibt, die bei 4 abgenommen werden kann. Mit 6 ist ein elektromechanisches Stellglied, zum Beispiel ein piezoelektrischer Translator bezeichnet, des­ sen oberes Ende eine Längsbewegung in Abhängigkeit von ei­ ner an 5 angelegten elektrischen Größe ausübt. Sofern diese Bewegung zu gering ist, wird zweckmäßig noch ein Be­ wegungswandler 7 zwischen Nadel 9 und Translator 6 zwi­ schengefügt, der auf hydraulischer oder mechanischer Weise die Hubbewegung des Translators 6 verstärkt bzw. ver­ größert.
In Fig. 2 ist schematisch als Blockschaltbild ein Regel­ kreis zur Betätigung des Translators 6 dargestellt. Mit 3 ist wiederum der Thermosensor, mit 1 die Wandung des De­ wargefäßes und mit 6 der Translator bezeichnet.
Die von dem Sensor 3 entnommene elektrische Größe wird ei­ ner elektrischen Regelschaltung 21 zugeführt, die elek­ trisch mit einer Energiequelle 22 verbunden ist. Die Ener­ giequelle 22 führt dem Translator 6 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Regelschaltung 21 Energie zu, die einen mehr oder weniger großen Hub des Translators zur Folge hat und somit die Nadel 9 des Ventils 8, 9 dazu ver­ anlaßt, die Öffnung 8 mehr oder weniger zu öffnen.
Die beschriebene Regelvorrichtung, bei der der Temperatur­ wert durch den Sensor 3 möglichst dicht am Detektorelement 2 abgenommen wird, arbeitet sehr schnell und ermöglicht dadurch die Temperatur des Detektorelements 2 in hohem Maße konstant zu halten.

Claims (4)

1. Strahlungsdetektor mit einem Detektorelement, das im Vakuumraum eines Dewargefäßes auf dessen Wandung angeord­ net ist und einem das das Detektorelement tragenden Wan­ dungsteil kühlenden Joule Thomson-Kühler, dessen Kühlwir­ kung in Abhängigkeit von der Temperatur des das Detektore­ lement tragenden Wandungsteils gesteuert wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an dem Wandungsteil benachbart zu dem Detektorelement ein elektrischer Temperatursensor angeord­ net ist, dessen elektrisches Signal über eine elektrische Regelschaltung und ein elektromechanisches Stellglied den Kühlmittelfluß in Entspannungsbereich des Joule Thomson- Kühlers zwecks Konstanthaltung der Temperatur des Detekto­ relementes regelt.
2. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elektromechanische Stellglied auf die Stellung einer Nadel eines Nadelventils und damit den Kühlmittelfluß regelnd einwirkt.
3. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromechanische Stell­ glied ein Translator, insbesondere ein piezoelektrischer Translator ist.
4. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein, den Bewegungshub des elektromechanischen Stellgliedes vergrößernder Wandler vorgesehen ist, der zwischen Stellglied und Kühlmittel­ flußregler zwischengefügt ist.
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