一種新型可攜式伽瑪能譜儀的製作方法
2024-03-28 03:49:05 1
專利名稱：一種新型可攜式伽瑪能譜儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及監測領域的核素分析識別儀，具體涉及一種新型的可攜式伽瑪能譜儀。
背景技術：
在針對核與輻射等多種因素的恐怖襲擊、放射性核素識別、防止放射性物品非法轉運以及環境執法等工作中，需要核素識別儀能快速識別放射性的種類，準確快速的確認放射源的輻射水平及識別放射源的類型。目前，國內外伽瑪輻射探測技術水平都相對成熟，發展了一系列的環境伽瑪監測儀，伽瑪能譜儀，可攜式輻射儀，大晶體搜源系統等，它們在個人防護，環境執法，安全控制， 醫用安全等領域都有廣泛的應用。當前的可攜式伽瑪能譜儀主要是採用碘化鈉晶體的可攜式核素識別儀，或是採用電致冷的高純鍺譜儀，前者是六七十年代常用的晶體，由於溫度影響比較大，因此能譜儀不穩定，時間有溫漂現象，常需要內置核素進行輔助穩定。而電致冷高純鍺譜儀尺寸較大，便攜不方便，況且高純鍺探測器比較昂貴，很難在各個行業進行廣泛的推廣。近年來，我國經濟迅速發展，進出口貨物增加，為了全面加強口岸衛生檢疫核心能力建設和防恐的增加，環境執法能力的加強，另外在2020年前我國核電事業將快速發展， 核工業和核電站迫切需要加強應急和放射性監測能力。因此，對可攜式能譜儀將有巨大的需要。目前，隨著新一代晶體的研發，以碘化銫(CsI)晶體探測器為主的探測器逐步為客戶所接受，另外由於碘化銫探測器封裝簡單，不易潮解，容易加工成不同形狀，對高能伽瑪探測效率相對較高，因此採用以碘化銫晶體為主的可攜式能譜儀即將成為市場的升級新產品。綜上所述，設計一種以碘化銫為主的核素能譜儀以提供更好的檢測服務，為本領域亟需解決的問題。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種新型的可攜式能譜識別儀，彌補目前其它現有能譜儀的缺陷，本儀器結構簡單，設計小巧，重量輕，性能更加優越。為了達到上述目的，本實用新型採用的技術方案如下一種新型可攜式伽瑪能譜儀，所述伽瑪能譜儀包括伽瑪探測器，光電轉換單元，射極跟隨器，高壓電源，處理單元，顯示單元和供電單元，所述伽瑪探測器與所述光電轉換單元相連接，所述光電轉換單元分別與射極跟隨器和高壓電源連接，所述射極跟隨器連接到處理單元，所述處理單元分別與供電單元和顯示單元相接。在本實用新型的一實施例中，所述伽瑪探測器包括屏蔽外殼、碘化銫晶體、反光層、絕緣層和避光層，所述碘化銫晶體安置在屏蔽外殼內，所述碘化銫晶體外圍由裡到外依次包裹反光層、絕緣層和避光層。在本實用新型的一實施例中，所述光電轉換單元為金屬光電倍增管。在本實用新型的一實施例中，所述光電轉換單元為光電二極體。本實用新型提供的可攜式伽瑪能譜儀具有如下的特點(1)用碘化銫晶體替代碘化鈉作為伽瑪和X射線等的探測元件，匹配金屬光電倍增管作為光電轉換元件，使得伽瑪探測頭體積小巧，非常適於做可攜式的儀器；(2)本實用新型提供的可攜式能譜儀採用數位化能譜，使用FPGA技術，整個可攜式儀表體積小，處理速度快，數字無堆積；(3)本實用新型提供的可攜式能譜儀也可以採用光電二極體作為光電轉換元件， 如果採用光電二極體作為光電轉換元件，整機無需提供高壓，大大簡化了儀器的結構；(4)本實用新型採用CsI晶體作為伽瑪探測元件，對伽瑪輻射響應靈敏，可測量環境周圍輻射水平，也可累計輻射劑量，並可實施對核素進行分析和識別，本識別儀對溫度的影響不敏感，為國內事故應急響應、邊境控制、海關檢測及核電站安全防護等領域提供新的安全保障，有良好的社會和經濟效益；(5)本實用新型能夠為安保、個人防護和環境輻射監測技術領域提供一種全新的選擇。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本實用新型。
圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型中伽瑪探測器。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。如圖1所示，本實用新型提供的新型的伽瑪能譜識別儀，其包括伽瑪探測器1，光電轉換單元2，射極跟隨器3，高壓電源4，處理單元5，顯示單元6和供電單元7。其中伽瑪探測器1單獨設計，伽瑪探測器外圍採用金屬外殼，前端開口，外面套一塑膠保護套。伽瑪探測器1與光電轉換單元2通過耦合劑連接，光電轉換單元2分別與射極跟隨器3和高壓電源4連接。同時，射極跟隨器3連接到處理單元5，顯示單元6和供電單元7都與處理單元5連接。如圖2所示，伽瑪探測器1包括屏蔽外殼(圖中未顯示)、碘化銫晶體14、反光層 13、絕緣層12和避光層11。其中，碘化銫晶體14安置在屏蔽外殼內，其外圍由裡到外依次包裹反光層13、絕緣層12和避光層11。上述方案的伽瑪探測器採用碘化銫閃爍晶體，整個探測器放置在銅外殼內，也可以選用其它晶體做為伽瑪探測器元件。同時，本實用新型中光電轉換單元2為金屬光電倍增管。再者，光電轉換單元2也可以為光電二極體。如果採用光電二極體作為光電轉換元件，整機無需提供高壓，大大簡化了儀器的結構；基於上述方案得到的伽瑪探測器為碘化銫晶體探測器，其在具體實施時採用PTFE 膠帶進行密封，在PTFE外層採用光密封材料進行閉光，整體不需要金屬外殼。通過相應的實驗測量，在137Cs源下，測得的伽瑪靈敏度為大於1000CPS/(y Sv. h—1)，以上靈敏度的指標在同類儀器中都處在靠前的水平，核素分析不超過200秒，可以通過天然核素進行穩譜。可以說本實用新型的伽瑪能譜識別儀同時具有靈敏度高和便攜的優點ο以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.一種新型可攜式伽瑪能譜儀，其特徵在於，所述伽瑪能譜儀包括伽瑪探測器，光電轉換單元，射極跟隨器，高壓電源，處理單元，顯示單元和供電單元，所述伽瑪探測器與所述光電轉換單元相連接，所述光電轉換單元分別與射極跟隨器和高壓電源連接，所述射極跟隨器連接到處理單元，所述處理單元分別與供電單元和顯示單元相接。
2.根據權利要求1所述的一種新型可攜式伽瑪能譜儀，其特徵在於，所述伽瑪探測器包括屏蔽外殼、碘化銫晶體、反光層、絕緣層和避光層，所述碘化銫晶體安置在屏蔽外殼內， 所述碘化銫晶體外圍由裡到外依次包裹反光層、絕緣層和避光層。
3.根據權利要求1所述的一種新型可攜式伽瑪能譜儀，其特徵在於，所述光電轉換單元為金屬光電倍增管。
4.根據權利要求1所述的一種新型可攜式伽瑪能譜儀，其特徵在於，所述光電轉換單元為光電二極體。
專利摘要本實用新型公開了一種新型可攜式伽瑪能譜儀，其包括伽瑪探測器，光電轉換單元，射極跟隨器，高壓電源，處理單元，顯示單元和供電單元，所述伽瑪探測器與所述光電轉換單元相連接，所述光電轉換單元分別與射極跟隨器和高壓電源連接，所述射極跟隨器連接到處理單元，所述處理單元分別與供電單元和顯示單元相接。本實用新型結構簡單，設計小巧，重量輕，性能更加優越。
文檔編號G01T1/36GK202013424SQ201120092558
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月31日 優先權日2011年3月31日
發明者丁佐進, 張曉波, 張曦, 郝靜 申請人:丁佐進, 張曉波, 張曦, 郝靜