TWI591367B - 高壓離子腔外殼支撐安裝件 - Google Patents

Description

高壓離子腔外殼支撐安裝件

本發明一般而言係關於輻射偵測總成且特定而言係關於由至少一個支撐結構支撐之一輻射偵測總成。

環境輻射監測器係已知的且用以偵測在一地區處之輻射量。輻射監測器可部署於接近於一輻射源(諸如一核電站)之場地中以監測輻射位準。

在一種類型之輻射監測器中，利用一電離室。該電離室裝納於一外殼內。在過去，電離室由一發泡體材料環繞。該相對緻密發泡體材料藉由阻擋伽瑪輻射而減小電離室之敏感度。另外，電離室包含與相對於垂線成一角度定向之電離室相對安置之電子或其他伽瑪阻擋材料。此成角度定向往往進一步阻擋伽瑪輻射且減小電離室之敏感度。因此，需要且將係有益的係在無發泡體材料情況下支撐電離室且改良電離室之定向以增加伽瑪輻射敏感度。

以下呈現本發明之一簡化概要以便提供對本發明之某些實例性態樣之一基本理解。此概要並非本發明之一廣泛概述。此外，此概要不意欲識別本發明之重要元件亦非意欲劃定本發明之範疇。本概要之唯一目的係以簡化形式呈現本發明之某些概念以作為稍後所呈現之更 詳細說明之一前序。

根據一項態樣，本發明提供一種包含用於偵測輻射之一電離室之輻射偵測總成。一外部外殼將該電離室裝納於一內部量體內。一對支撐結構相對於該外部外殼支撐該電離室。該等支撐結構在該電離室之一表面處彼此相對安置，以使得該電離室相對於在該等支撐結構之間延伸之一軸對稱。

根據另一態樣，本發明提供一種包含用於偵測輻射之一電離室之輻射偵測總成。一外部外殼將該電離室裝納於一內部量體內。一對支撐結構將該電離室支撐成與該外部外殼隔開一距離。該等支撐結構在該電離室之一表面處彼此相對安置，以使得該電離室相對於在該等支撐結構之間延伸之一軸對稱。該電離室不沿著在該等相對支撐結構之間延伸之表面接觸。

根據另一態樣，本發明提供一種支撐一輻射偵測總成之方法。該方法包含提供具有一內部量體之一外部外殼之步驟。該方法進一步包含將一電離室定位於該內部量體內。該方法亦包含用在該電離室之一表面處彼此相對安置之一對支撐結構相對於該外部外殼支撐該電離室。

10‧‧‧部分扯裂開放輻射偵測總成/輻射偵測總成

12‧‧‧外部外殼

14‧‧‧外部壁

16‧‧‧內部量體

20‧‧‧第一外殼部分

22‧‧‧保持結構

24‧‧‧端

26‧‧‧腔

30‧‧‧第二外殼部分

32‧‧‧基座部分

34‧‧‧端

40‧‧‧電離室

42‧‧‧量體

44‧‧‧陰極

46‧‧‧陽極

48‧‧‧放大器

50‧‧‧洩壓總成

52‧‧‧表面

60‧‧‧第一支撐結構

62‧‧‧內部室

64‧‧‧支撐壁

66‧‧‧肩部

70‧‧‧第二支撐結構

71‧‧‧軸

72‧‧‧空心中心

73‧‧‧第一側

74‧‧‧第二側

76‧‧‧通道

在參考隨附圖式閱讀以下說明后，本發明之前述及其他態樣將變得對與本發明相關之熟習此項技術者顯而易見，其中：圖1係根據本發明之一態樣之包含由一或多個支撐結構支撐之一實例性電離室之一實例性輻射偵測總成之一部分扯裂開視圖；圖2係圖1之輻射偵測總成之一部分分解圖；且圖3係繪示支撐圖1之輻射偵測總成之一方法之一流程圖。

在圖式中描述及圖解說明併入有本發明之一或多項態樣之實例 性實施例。此等所圖解說明實例並不意欲係對本發明之一限制。舉例而言，可在其他實施例及甚至其他類型之裝置中利用本發明之一或多項態樣。此外，特定術語在本文中僅出於方便而使用且不被視為對本發明之一限制。此外，在圖式中，採用相同參考編號以用於指定相同元件。

圖1繪示根據本發明之一項態樣之一部分扯裂開輻射偵測總成10之一實例性實施例。將瞭解，圖1僅展示可能結構/組態之一項實例且其他實例涵蓋於本發明之範疇內。一般而言，將輻射偵測總成10放置於一外部位置處以在局域區域氛圍中執行監測低位準伽瑪輻射之功能。伽瑪輻射可來自已知或未知源。

輻射偵測總成10包含一外部外殼12。外部外殼12包含限定一內部量體16之一外部壁14。在此實例中，外部外殼12具有一大體橢圓體/卵形形狀，但亦預想其他形狀。例如，在其他實例中，外部外殼12包含一立方體形狀或具變化大小之其他多側三維形狀。將瞭解，外部外殼12在圖1中出於說明性之目的且為更清楚地展示內部量體16而繪示為部分扯裂開的。然而，在操作中，外部外殼12完全經封圍，以使得內部量體16通常係不可見的。外部壁14由給內部量體16提供保護以免受環境效應(例如，濕氣、碎屑等)之影響之一剛性大體非撓性材料形成。外部外殼12包含任何數目之不同材料，包含聚合物材料(例如，塑膠等)、金屬、材料之組合或諸如此類。

外部外殼12包含一第一外殼部分20。第一外殼部分20形成外部外殼12之一個部分。在所展示之實例中，第一外殼部分20形成外部外殼12之一上部或頂部部分。第一外殼部分20在一端(例如，頂部端)處封閉且通常在相對之一第二端(例如，底部端)處敞開。在一項可能實例中，第一外殼部分20形成外部外殼12之多於一半長度。然而，在其他實例中，第一外殼部分20可在長度上比如所展示更長或更短。

第一外殼部分20包含安置於第一外殼部分20內之一保持結構22。保持結構22自外部壁14延伸至內部量體16中。在所展示之實例中，保持結構22與外部壁14整體地形成/模製。當然，在進一步實例中，保持結構22並不如此受限且替代地可相對於外部壁14單獨附接。在一項實例中，保持結構22自外部壁14朝向保持結構22之一端24延伸。保持結構22可包含一大體圓周剖面形狀。然而，在其他實例中，保持結構22並不限制於具有一圓形剖面且替代地可具有一正方形、矩形、卵形等剖面。類似地，保持結構22可比如所展示延伸至內部量體16中一更長或更短距離。保持結構22係大體空心的，從而界定一腔26。

外部外殼12包含一第二外殼部分30。第二外殼部分30形成外部外殼12之一個部分。在所展示之實例中，第二外殼部分30形成外部外殼12之一下部或底部部分。第二外殼部分30在一端(例如，底部端)處封閉且通常在相對之一第二端(例如，頂部端)處敞開。在一項可能實例中，第一外殼部分20形成外部外殼12之多於一半長度。然而，在其他實例中，第一外殼部分20可在長度上比如所展示更長或更短。

如所展示，第二外殼部分30可附接至第一外殼部分20。例如，第一外殼部分20及第二外殼部分30中之每一者之敞開端可聚集在一起且彼此附接。在一項實例中，第一外殼部分20及第二外殼部分30可各自包含螺紋結構(例如，對應外螺紋及內螺紋)，以便以旋擰方式彼此附接。在其他實例中，可代替地使用機械扣件、搭扣配合構件等將第一外殼部分20附接至第二外殼部分30。

第二外殼部分30包含安置於第二外殼部分30內之一基座部分32。基座部分32自外部壁14延伸至內部量體16中。在所展示之實例中，基座部分32與外部壁14整體地形成/模製。當然，在其他實例中，基座部分32並不如此受限且替代地可相對於外部壁14單獨附接。 在一項實例中，基座部分32自外部壁14朝向基座部分32之一端34延伸。基座部分32可包含一大體圓周剖面形狀。然而，在其他實例中，基座部分32並不限制於具有一圓形剖面且替代地可具有一正方形、矩形、卵形等剖面。類似地，基座部分32可比如所展示延伸至內部量體16中一更長或更短距離。

輻射偵測總成10進一步包含用於偵測輻射之一電離室40。電離室40含納/裝納於外部外殼12之內部量體16內。電離室40限定給電離室40之個別組件提供空間之一量體42。將瞭解，圖1中之電離室40經切剖開，以便更清楚地展示量體42。然而，在操作中，電離室將完全經封圍，以使得量體42係不可見的。將理解，電離室40包含若干個可能配置。在一項實例中，電離室40可包含一高壓體電離室(HPIC)。電離室40具有一大體球形形狀，但亦預想其他形狀。

電離室40包含一對電極，該等電極包含一陰極44及一陽極46。陰極44限定量體42。在一項實例中，陰極44經密封且填充有一經加壓氣體(諸如，氮氣、氬氣、其他氣體之混合等)。因此，量體42內之此經加壓氣體係相對受限的以免無意洩露出電離室40。陰極44可由諸如金屬(包含不銹鋼、鋁等)之各種材料構成。

電離室40進一步包含延伸至陰極44之量體42中之陽極46。陽極46可包含一支撐部件、導線或諸如此類。因此，陽極46不限於所展示之實例之大小或形狀。在此實例中，陽極46具有比陰極44小之一剖面大小，以使得陽極46徑向向內且與陰極44間隔開。

一般而言，陰極44及陽極46各自維持在一電壓下。在量體42中形成由伽瑪互動產生之離子及電子。此等離子及電子朝向陰極44及陽極46被牽引，然後其經聚集以產生一電流。一放大器48(及/或包含靜電計、導線等之其他相關之電子器件)電連接至陰極44及陽極46。放大器48將接納並分析電流以判定關於輻射之數個可量測量，諸如伽瑪 劑量率等。放大器48可裝納於一放大器殼體或諸如此類內。

電離室40進一步包含一洩壓總成50。洩壓總成50附接至電離室40之一表面52。洩壓總成50將允許陰極44內之經加壓氣體安全地排出至電離室40之一外部。洩壓總成50可以任何數目之方式(諸如藉由焊接、機械扣件等)附接至表面52。

輻射偵測總成10進一步包含用於相對於外部外殼12支撐電離室40之一或多個支撐結構。特定而言，一或多個支撐結構包含一第一支撐結構60。第一支撐結構60可將電離室40支撐成與外部外殼12之第一外殼部分20隔開一距離。

第一支撐結構60係自電離室40朝向第一外殼部分20延伸之一伸長實質上空心結構。第一支撐結構60可包含若干種不同材料，諸如一彈性材料(例如，橡膠等)或諸如此類。在一項實例中，第一支撐結構60能夠回應於一力或壓力至少部分地彈性變形。因此，第一支撐結構60可減少振動、衝擊或來自穿過外部外殼12至電離室40傳播之其他非意欲移動。

第一支撐結構60包含係實質上空心之一內部室62。內部室62至少部分地沿著第一支撐結構60之長度縱向延伸。內部室62經定大小及經塑形以將電離室40之一部分接納於其內。在所展示之實例中，內部室62接納洩壓總成50。倘若並非略微較大以便接納洩壓總成50，則內部室62具有實質上匹配洩壓總成50之剖面大小及形狀之一剖面大小及形狀。在其他實例中，內部室62包含任何數目之剖面形狀，諸如四邊形形狀(例如，正方形、矩形等)、圓形形狀、卵形形狀或諸如此類。

一支撐壁64安置於第一支撐結構60之一端處。在所展示之實例中，支撐壁64與第一支撐結構60齧合至電離室40之位置相對而定位。支撐壁64跨越內部室62延伸且界定內部室62之一縱向端。支撐壁64可鄰接/齧合洩壓總成50以限制洩壓總成50相對於第一支撐結構60比圖1 中所展示更進一步之軸移動。

第一支撐結構60進一步包含一肩部66。肩部66圍繞第一支撐結構60之一外周界/表面圓周地延伸。在一項實例中，肩部66具有比第一支撐結構60之一毗鄰部分大之一剖面大小(例如，直徑、寬度等)。在所展示之實例中，肩部66可齧合保持結構22之端24。特定而言，肩部66實質上匹配保持結構22之一形狀，以使得肩部66與保持結構22之間的齧合將形成一密封。肩部66與保持結構22之間的此齧合將限制及/或防止第一支撐結構60相對於第一外殼部分20之移動。

將瞭解，在圖1中第一支撐結構60展示為在大小上比保持結構22略微小。事實上，在第一支撐結構60之一橫向外表面與保持結構22之一內表面之間展示一間隙、空間等。然而，在操作中，間隙、空間等可比如所展示更小或可能不存在。事實上，第一支撐結構60可接觸並齧合保持結構22，以便限制第一支撐結構60及保持結構22之移動(例如，旋轉、軸向移動、橫向移動)。因此，歸因於第一支撐結構60與電離室40之齧合，電離室40類似地經限制以免於移動(例如，旋轉、軸向移動、橫向移動)。

輻射偵測總成10之一或多個支撐結構進一步包含一第二支撐結構70。第二支撐結構70將電離室40支撐成與外部外殼12之第二外殼部分30隔開一距離。在一項實例中，第二支撐結構70相對於電離室40與第一支撐結構60相對安置。事實上，為了圖解說明第二支撐結構70相對於第一支撐結構60之各別位置，一軸71經展示在第二支撐結構70與第一支撐結構60之間延伸。如所展示，第一支撐結構60與第二支撐結構70彼此大體上直徑相對(例如，界定正對點)，其中軸71延伸於其間。

第二支撐結構70具有齧合電離室40之一大體圓形形狀。將瞭解，第二支撐結構70並不限於本文中所描述之圓形形狀，且在其他實 例中，可具有其他圓形形狀、橢圓體形狀、正方形形狀或諸如此類。第二支撐結構70可包含一彈性材料(例如，橡膠等)或諸如此類。第二支撐結構70具有延伸穿過其以用於接納電離室40之一部分之一大體空心中心72。因此，第二支撐結構70可減少振動、衝擊或來自穿過外部外殼12至電離室40傳播之其他非意欲移動。

第二支撐結構70包含齧合電離室40之一第一側73。在所展示係實例中，第一側73係大體圓形且接觸/齧合陰極44之表面52。由於第二支撐結構70由彈性材料形成，因此第二支撐結構70可限制電離室40相對於第二支撐結構70之移動。第二支撐結構70並不限於所展示之實例中之剖面大小(例如，直徑)，且在其他實例中，可具有比如所展示更大或更小之一剖面大小。

第二支撐結構70進一步包含與第一側73相對安置之一第二側74。第二側74可齧合第二外殼部分30之基座部分32。特定而言，第二側74包含用於齧合及接觸基座部分32之一齧合結構(例如，一通道76)以限制第二支撐結構70相對於基座部分32之移動。通道76界定至少部分地延伸至第二支撐結構70中之一實質上空心凹槽、開口、凹痕或諸如此類。在所展示之實例中，通道76自第二側74部分地延伸至第一側73，以使得通道76不完全延伸穿過第二支撐結構70。在其他實例中，通道76可比如所展示延伸至第二支撐結構70中一更長或更短之距離，及/或可係更寬或更窄。

通道76將接納基座部分32。特定而言，基座部分32之端34經定位以延伸至通道76中。通道76之尺寸可比基座部分32之尺寸略微大(例如，在寬度上)，以使得通道76接納基座部分32。通道76與基座部分32之間的齧合將限制第二支撐結構70相對於第二外殼部分30之基座部分32之移動。

現翻至圖2，現將描述在輻射偵測總成10內提供支撐之操作。將 瞭解，圖2出於說明性之目的將輻射偵測總成10繪示為處於一部分分解狀態。事實上，可在圖2中清楚地看見輻射偵測總成10之部分之相對附接位置。然而，在操作中，輻射偵測總成10將處於一完全組裝狀態，類似於圖1中所展示之狀態。

第一外殼部分20可最初處於自第二外殼部分30拆離之一狀態。第一外殼部分20之保持結構22經定大小及經塑形以接納第一支撐結構60。特定而言，保持結構22之腔26將把第一支撐結構60接納於其內。第一支撐結構60之剖面大小及形狀可大體匹配腔26之剖面大小及形狀，以使得限制/減少第一支撐結構60與保持結構22之間的移動。此移動包含(例如)軸向、橫向(例如，側至側)及旋轉移動。保持結構22之端24將鄰接第一支撐結構60之肩部66，從而限制第一支撐結構60朝向第一外殼部分20之進一步軸向移動。

遠離第一外殼部分20移動，第一支撐結構60可接納電離室40之洩壓總成50。洩壓總成50經定大小及經塑形以配合於第一支撐結構60之內部室62內。內部室62之剖面大小及形狀可大體匹配洩壓總成50之剖面大小及形狀，以使得限制第一支撐結構60與電離室40之洩壓總成50之間的移動。此移動包含(例如)軸向、橫向(例如，側至側)及旋轉移動。

遠離第一支撐結構60移動，電離室40之放大器48可經定位以通過第二支撐結構70之空心中心72。放大器48定位/裝納於基座部分32內。

在放大器48位於基座部分32內之情況下，第二支撐結構70夾在基座部分32與電離室40之間。特定而言，當第二側74與基座部分32接觸時，第二支撐結構70之第一側73與電離室40接觸。第二支撐結構70之通道76經定大小及經塑形而以一相對緊密配合接納第二外殼部分30之端34。因此，由於第二支撐結構70包含一彈性或其他撓性材料，因 此第二支撐結構70將限制電離室40相對於第二外殼部分30之基座部分32之移動。此移動包含(例如)軸向、橫向(例如，側至側)及旋轉移動。

為確保上述結構保持彼此接觸，第一外殼部分20與第二外殼部分30可彼此附接。此附接提供作用於電離室40、第一支撐結構60及第二支撐結構70之一壓縮力。壓縮力足以維持在電離室40及第一支撐結構60及第二支撐結構70上方之力同時限制移動。第一外殼部分20與第二外殼部分30可以任何數目之方式彼此附接，諸如藉由以旋擰方式附接、機械扣件(例如，螺母、螺栓、螺釘等)、搭扣配合或鎖定構件或諸如此類。

在操作中，第一支撐結構60及第二支撐結構70安置於電離室40之大體相對側處。特定而言，電離室40相對於在第一支撐結構60與第二支撐結構70之間延伸之軸71大體對稱。此對稱定位將限制電離室40之側之干擾/阻礙。例如，在第一支撐結構60與第二支撐結構70之間延伸之電離室40之表面52大體不被接觸且不被支撐。事實上，如圖1及圖2中可見，內部量體16係實質上空心的，其中無材料接觸及/或阻擋電離室40之表面52。因此，減少沿著電離室40之側之伽瑪輻射之阻擋。

另外，第一支撐結構60及第二支撐結構70各自接近於可展現伽瑪輻射之某一程度阻擋之結構而大體上對準/定位。例如，第一支撐結構60經定位毗鄰於洩壓總成50且與洩壓總成50接觸。在某些實例中，洩壓總成50係金屬的且可阻擋至少某些伽瑪輻射。藉由將第一支撐結構60定位於靠近洩壓總成50，最小化輻射阻擋之一個潛在位置(亦即，在洩壓總成50/第一支撐結構60位置處)。類似地，第二支撐結構70接近於放大器48而定位。在某些實例中，放大器48係金屬的且可阻擋至少某些伽瑪輻射。藉由將第二支撐結構70定位於靠近放大器 48，最小化輻射阻擋之另一潛在位置(亦即，在放大器48/第二支撐結構70位置處)。因此，改良電離室40之圓周敏感度(例如，沿著表面52)。

藉由經對稱支撐(例如，支撐結構相對於軸71對稱)，電離室40實現沿著表面52之圓周敏感度之進一步改良。特定而言，過去的電離室相對於垂線成角度定向，因此阻擋沿著電離室之側之伽瑪輻射。在本實例中，由於電離室40之大體垂直定向，電離室40之側免受阻擋。因此，表面52之一最大量不受阻擋。

現翻至圖3，展示支撐輻射偵測總成10之一實例性方法200。方法200可與包含圖1及圖2中所展示之外部外殼12、電離室40等之輻射偵測總成10相關聯地執行。

方法200包含提供具有內部量體16之外部外殼12之一步驟210。特定而言，如圖1及圖2中所展示，外部外殼12包含限定內部量體16之外部壁14。內部量體16係大體空心的。

方法200包含將電離室40定位於內部量體16內之一步驟220。特定而言，如圖2中所展示，當第一外殼部分20及第二外殼部分30經壓縮且經聚集附接在一起時，電離室40接納於內部量體16內。

方法200進一步包含用在電離室40之表面52處彼此相對安置之一對支撐結構相對於外部外殼12支撐電離室40之一步驟230。特定而言，如圖1及圖2中所展示，第一外殼部分20及第二外殼部分30安置於電離室40之大體相對側處。第一外殼部分20及第二外殼部分30經壓縮與電離室40接觸。此壓縮力足夠使得第一外殼部分20及第二外殼部分30將限制電離室40相對於外部外殼12之移動(例如，旋轉、軸向、橫向)。

已參考上文所描述之實例性實施例描述本發明。其他人在閱讀並理解本說明書之逅將聯想到修改及更改。併入有本發明之一或多項 態樣之實例性實施例意欲包含所有此等修改及更改，只要其在隨附申請專利範圍之範疇內即可。

10‧‧‧部分扯裂開放輻射偵測總成/輻射偵測總成

12‧‧‧外部外殼

14‧‧‧外部壁

16‧‧‧內部量體

20‧‧‧第一外殼部分

22‧‧‧保持結構

24‧‧‧端

26‧‧‧腔

30‧‧‧第二外殼部分

32‧‧‧基座部分

34‧‧‧端

40‧‧‧電離室

42‧‧‧量體

44‧‧‧陰極

46‧‧‧陽極

48‧‧‧放大器

50‧‧‧洩壓總成

52‧‧‧表面

60‧‧‧第一支撐結構

62‧‧‧內部室

64‧‧‧支撐壁

66‧‧‧肩部

70‧‧‧第二支撐結構

71‧‧‧軸

72‧‧‧空心中心

73‧‧‧第一側

74‧‧‧第二側

76‧‧‧通道

Claims (15)

1. 一種輻射偵測總成，其包含：一電離室，其用於偵測輻射；一外部外殼，其將該電離室裝納於一內部量體內；及一對支撐結構，其相對於該外部外殼支撐該電離室，該等支撐結構在該電離室之一表面處彼此相對安置，以使得該電離室相對於在該等支撐結構之間延伸之一軸對稱。
2. 如請求項1之輻射偵測總成，其中該外部外殼包含一第一外殼部分及一第二外殼部分。
3. 如請求項2之輻射偵測總成，其中該對支撐結構包含一第一支撐結構及一第二支撐結構。
4. 如請求項3之輻射偵測總成，其中該第一外殼部分包含用於齧合該第一支撐結構且限制該電離室相對於該第一外殼部分之移動之一保持結構。
5. 如請求項4之輻射偵測總成，其中該第一支撐結構包含一肩部，該第一支撐結構接納於該保持結構內，以使得該保持結構之一端齧合該肩部。
6. 如請求項3之輻射偵測總成，其中該第一支撐結構包含經定大小及經塑形以接納該電離室之一部分之一實質上空心內部室。
7. 如請求項3之輻射偵測總成，其中該第一支撐結構附接至該電離室。
8. 如請求項3之輻射偵測總成，其中該第二外殼部分包含用於齧合該第二支撐結構且限制該電離室相對於該第二外殼部分之移動之一基座部分。
9. 如請求項8之輻射偵測總成，其中該第二支撐結構包含具有一空 心中心之一圓形形狀，該第二支撐結構經定大小以將該電離室之一部分接納於該空心中心內。
10. 如請求項9之輻射偵測總成，其中該第二支撐結構包含一彈性材料，以使得限制該電離室與該第二支撐結構之間的移動。
11. 一種輻射偵測總成，其包含：一電離室，其用於偵測輻射；一外部外殼，其將該電離室裝納於一內部量體內；及一對支撐結構，其將該電離室支撐成與該外部外殼隔開一距離，該等支撐結構在該電離室之一表面處彼此相對安置，以使得該電離室相對於在該等支撐結構之間延伸之一軸對稱，該電離室不沿著在該等相對支撐結構之間延伸之表面接觸。
12. 一種支撐一輻射偵測總成之方法，該方法包含：提供具有一內部量體之一外部外殼；將一電離室定位於該內部量體內；及用在該電離室之一表面處彼此相對安置之一對支撐結構相對於該外部外殼支撐該電離室。
13. 如請求項12之方法，其進一步包含用該等支撐結構壓縮該電離室之相對側之步驟。
14. 如請求項13之方法，其進一步包含防止該電離室相對於該外部外殼之移動之步驟。
15. 如請求項14之方法，其中該等支撐結構包含一彈性材料。