電離室系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電離室系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電離室是利用電離輻射的電離效應(yīng)測(cè)量電離輻射的探測(cè)器。為了規(guī)范X射線(xiàn)的計(jì)量，國(guó)際上采用自由空氣電離室來(lái)實(shí)現(xiàn)空氣比釋動(dòng)能來(lái)作為計(jì)量X射線(xiàn)的基準(zhǔn)。
[0003]在通常情況下，電離室采用一般商品化的電離室，這是一種獨(dú)立設(shè)備，內(nèi)部具有電離氣體，但是，直接使用一般商品化的電離室進(jìn)行光強(qiáng)檢測(cè)存在一定的問(wèn)題:電離室中的電離氣體的體積無(wú)法根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)節(jié)，因此不能方便的實(shí)現(xiàn)全部所需的實(shí)驗(yàn)條件。為了得到不同體積的電離氣體，還需要進(jìn)行電離室的更換，給實(shí)驗(yàn)操作帶來(lái)了極大不便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電離室系統(tǒng)，能夠根據(jù)需要對(duì)電離氣體的體積進(jìn)行調(diào)節(jié)，增加了實(shí)驗(yàn)裝置的可操控性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種電離室系統(tǒng)，所述電離室系統(tǒng)包括:
[0006]箱體，呈圓柱體，由多層金屬?gòu)?fù)合材料制成，對(duì)雜散輻射和電磁干擾進(jìn)行屏蔽；
[0007]光闌，裝設(shè)于所述箱體的一個(gè)端面上，所述光闌中心與所述箱體中心同軸，對(duì)于射入所述箱體的X射線(xiàn)進(jìn)行限束；
[0008]電極，包括第一電壓端和地電壓端；所述第一電壓端為兩個(gè)，分別沿所述箱體內(nèi)壁對(duì)稱(chēng)設(shè)置在所述箱體內(nèi)；
[0009]收集極，設(shè)置于所述箱體內(nèi)，所述收集極的中心與所述光闌中心對(duì)準(zhǔn)；當(dāng)在所述第一電壓端和收集極上加直流的極化電壓時(shí)，在所述箱體內(nèi)形成電場(chǎng)，將箱體內(nèi)的氣體電離，通過(guò)所述收集極對(duì)所述氣體電離的離子進(jìn)行收集；
[0010]兩個(gè)活塞，與所述箱體內(nèi)壁和對(duì)稱(chēng)設(shè)置的第一電壓端分別相接，形成收集區(qū)；通過(guò)調(diào)整所述活塞在所述箱體中的位置，改變所述收集區(qū)的有效體積。
[0011]優(yōu)選的，所述箱體包括箱體前壁、箱體側(cè)壁和箱體后壁；
[0012]其中，所述箱體前壁為圓形，幾何中心具有凸起結(jié)構(gòu)，凸起結(jié)構(gòu)中心具有第一開(kāi)P ；
[0013]所述箱體側(cè)壁為圓柱形，一端與所述箱體前壁相接，另一端與所述箱體后壁相接，在所述箱體側(cè)壁上靠近所述箱體后壁的位置，具有一溫度探測(cè)孔，用以放置溫度探頭；
[0014]所述箱體后壁為圓形，在所述箱體后壁的幾何中心具有第二開(kāi)口 ；由所述光闌限束后的X射線(xiàn)束由所述箱體前壁的第一開(kāi)口進(jìn)入箱體，再由所述第二開(kāi)口射出。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述箱體后壁還具有三個(gè)接線(xiàn)端子，分別是由收集極引出的收集極接線(xiàn)端子、由第一電壓端引出的高壓極接線(xiàn)端子和地電壓端引出的接地接線(xiàn)端子。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一開(kāi)口具體為螺紋孔，內(nèi)壁上具有螺紋，所述光闌的外壁上具有螺紋，與所述螺紋孔相匹配；所述光闌螺設(shè)連接于所述第一開(kāi)口。
[0017]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一電壓端的長(zhǎng)度不小于所述兩個(gè)活塞之間能拉開(kāi)的最大距離。
[0018]優(yōu)選的，所述電離室系統(tǒng)還包括滑動(dòng)導(dǎo)向桿，所述活塞的第一端面套接在所述收集極上，第二端面套接在所述滑動(dòng)導(dǎo)向桿上；所述活塞的幾何中心具有開(kāi)孔，使所述X射線(xiàn)束經(jīng)所述開(kāi)孔進(jìn)入/射出所述收集區(qū)；所述活塞與所述收集極的連接處為絕緣隔離。
[0019]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述活塞的側(cè)壁上貼有鋁片，與所述第一電壓端向接觸，使得在所述活塞在滑動(dòng)中與所述第一電壓端保持電連接。
[0020]進(jìn)一步優(yōu)選的，活塞與所述收集極的連接處貼有鋁片，所述鋁片接地連接，使所述收集區(qū)之外的收集極通過(guò)所述鋁片實(shí)現(xiàn)電離屏蔽。
[0021]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括限位裝置，裝設(shè)于所述箱體內(nèi)，用于限定兩個(gè)活塞之間的最大距離和最小距離。
[0022]優(yōu)選的，所述電離室系統(tǒng)還包括基座，所述基座包括底板、滑塊和控制裝置；
[0023]所述底板包括:
[0024]底座；
[0025]第一位移控制裝置，與所述控制裝置相連接，根據(jù)所述控制裝置的控制信號(hào)產(chǎn)生沿箱體軸向方向的位移；
[0026]第二位移控制裝置，與所述控制裝置相連接，根據(jù)所述控制裝置的控制信號(hào)產(chǎn)生平行所述底座平面并垂直箱體軸向方向的位移；
[0027]第三位移控制裝置，與所述控制裝置相連接，根據(jù)所述控制裝置的控制信號(hào)產(chǎn)生垂直所述底座平面方向的位移；
[0028]滑塊，包括安裝面和滑動(dòng)面；
[0029]所述安裝面與所述底板相接，通過(guò)所述安裝面將所述滑塊固定于所述底板之上，并且使所述滑塊隨所述第一位移控制裝置、第二位移控制裝置和第三位移控制裝置產(chǎn)生的位移進(jìn)行移動(dòng)；
[0030]所述滑塊的滑動(dòng)面呈弧形，托接在所述箱體的外壁，根據(jù)所述控制信號(hào)，通過(guò)所述滑動(dòng)面帶動(dòng)所述箱體產(chǎn)生繞所述箱體軸向方向的轉(zhuǎn)動(dòng)位移。
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電離室系統(tǒng)，能夠根據(jù)需要對(duì)電離氣體的體積進(jìn)行調(diào)節(jié)，增加了實(shí)驗(yàn)裝置的可操控性。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電離室系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電離室系統(tǒng)的正視圖；
[0034]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電離室系統(tǒng)的俯視剖面圖；
[0035]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電離室系統(tǒng)的實(shí)物圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0037]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電離室系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的電離室系統(tǒng)包括:箱體1、光闌2、電極(包括第一電壓端31和地電壓端32)、收集極4、活塞51和活塞52。
[0038]箱體I呈圓柱體，由多層金屬?gòu)?fù)合材料制成，對(duì)雜散輻射和電磁干擾進(jìn)行屏蔽；
[0039]具體的，箱體I包括箱體前壁11、箱體側(cè)壁12和箱體后壁13 ;
[0040]箱體前壁11為圓形，幾何中心具有凸起結(jié)構(gòu)111，凸起結(jié)構(gòu)111中心具有第一開(kāi)口112 ；
[0041]箱體側(cè)壁12為圓柱形，一端與箱體前壁11相接，另一端與箱體后壁13相接，在箱體側(cè)壁12上靠近箱體后壁13的位置，具有一溫度探測(cè)孔(圖中未示出)，用以放置溫度探頭;
[0042]箱體后壁13為圓形，在箱體后壁13的幾何中心具有第二開(kāi)口 131 ;由光闌2限束后的X射線(xiàn)束由所述箱體前壁11的第一開(kāi)口 112進(jìn)入箱體1，再由第二開(kāi)口 131射出。
[0043]此外，箱體后壁13上還具有三個(gè)接線(xiàn)端子，分別是由收集極4引出的收集極接線(xiàn)端子132、由第一電壓端31引出的高壓極接線(xiàn)端子133和地電壓端32引出的接地接線(xiàn)端子134。
[0044]箱體前壁11、箱體側(cè)壁12和箱體后壁13可以采用雙層材料制成，外層使用不銹鋼材料，內(nèi)層使用硬鋁材料。其中箱體前壁11為了減少輻射穿透，也可以采用鉛-銅-鐵-鋁復(fù)合板制成。
[0045]光闌2，裝設(shè)于箱體I的箱體前壁11上，光闌2的中心與箱體I的中心同軸，對(duì)于射入箱體I的X射線(xiàn)進(jìn)行限束；
[0046]具體的，光闌2與箱體I之間的連接可以采用螺紋連接。箱體I上的第一開(kāi)口 112為螺紋孔，第一開(kāi)口 112的內(nèi)壁上具有螺紋，與光闌2外壁上的螺紋相匹配，從而將光闌2螺設(shè)連接于第一開(kāi)口 112內(nèi)。采用螺紋旋扣方式的光闌安裝，既能方便不同規(guī)格光闌2的更換，又能實(shí)現(xiàn)光闌2的中心與收集極4的良好同軸性。
[0047]光闌2的材料可以具體選擇為鎢合金，即鎢鎳銅合金，其成分含量分別為:鎢89%、鎳7%、銅4%。光闌2可以具有多個(gè)規(guī)格，不同規(guī)格光闌2的光孔形式設(shè)計(jì)成不同直徑的圓柱形，以便得到不同直徑的射線(xiàn)束。光闌2的設(shè)計(jì)還考慮到盡量減低光子在光闌孔腔面的散射，減少邊沿散射穿透。
[0048]電極，包括第一電壓端31和地電壓端(圖中未示出)，第一電壓端31為兩個(gè)，分別沿箱體I內(nèi)壁對(duì)稱(chēng)設(shè)置在箱體I內(nèi)；具體的，第一電壓端31為高壓極，地電壓端為接地極，通過(guò)地電壓端，使得箱體I的外殼接地。
[0049]收集極4，設(shè)置于箱體I內(nèi)，收集極4的中心與光闌2的中心對(duì)準(zhǔn)。收集極4與箱體后壁13的收集極接線(xiàn)端子132連接。收集極4的兩端拉緊以保證準(zhǔn)直。
[0050]當(dāng)在第一電壓端31和收集極4上加直流的極化電壓時(shí)，在箱體I內(nèi)形成電場(chǎng)，將箱體I內(nèi)的氣體電離；電離氣體的電子和正離子會(huì)分別被拉向高壓極和收集極4，從而使得收集極4能夠?qū)κ占瘏^(qū)中被電離的氣體離子進(jìn)行收集。
[0051]收集區(qū)外的收集極部分的電離屏蔽，采用在絕緣的活塞內(nèi)壁貼Imm厚鋁片的方式，通過(guò)鋁片與箱體后壁13的接地接線(xiàn)端子134連接，實(shí)現(xiàn)收集區(qū)外的收集極部分的電離屏蔽。
[0052]兩個(gè)活塞51和52，與箱體I的內(nèi)壁和兩個(gè)第一電壓端31分別相接，形成收集區(qū)；通過(guò)調(diào)整活塞51和52在箱體I中的位置，改變收集區(qū)的有效體積。
[0053]具體的，活塞51和52可以采用對(duì)稱(chēng)運(yùn)動(dòng)的形式，相對(duì)于收集區(qū)中心對(duì)稱(chēng)運(yùn)動(dòng)，以保證收集區(qū)中心不變。活塞51和52上分半連接有高絕緣材料制成的限位裝置6，實(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)51和52在過(guò)程中的保護(hù)和限位功能。
[0054]活塞51和52的位置可以通過(guò)滑動(dòng)導(dǎo)向桿8控制，由外部控制裝置發(fā)送的控制信號(hào)進(jìn)行控制，也可以通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置控制，如手動(dòng)調(diào)節(jié)活塞螺旋測(cè)微儀旋鈕。通過(guò)改變活塞51和52在箱體I中的位置，來(lái)改變收集區(qū)的有效體積，從而改變電離氣體的體積，可以獲得不同的電離電流。
[0055]以活塞52為例，其第一端面521套接在收集極4上，第二端面522套接在滑動(dòng)導(dǎo)向桿8上；活塞52的幾何中心具有開(kāi)孔523，使X射線(xiàn)束經(jīng)開(kāi)孔523射出收集區(qū)(活塞51上開(kāi)孔的目的是使X射線(xiàn)束經(jīng)開(kāi)孔射入收集區(qū));活塞52與收集極4的連接處為絕緣隔離。
[0056]因?yàn)槭占瘏^(qū)內(nèi)都需要對(duì)氣體進(jìn)行電離，因此第一電壓端31的長(zhǎng)度不小于兩個(gè)活塞51和52之間能拉開(kāi)的最大距離。
[0057]下面在一個(gè)具體的例子中，說(shuō)明本實(shí)施例提供的電離室系統(tǒng)中各個(gè)部件的具體尺寸、構(gòu)成和相互之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，可以具體如下:
[0058]箱體前壁11的外層為不銹鋼板，厚度10mm，幾何中心凸起結(jié)構(gòu)111的直徑為70mm，厚度5mm;第一開(kāi)口 112的直徑為36mm。內(nèi)層招板厚度3mm。
[0059]箱體側(cè)壁12的外層為不銹鋼，厚度3_，內(nèi)層招板厚度3_，溫度探測(cè)孔直徑4_。
[0060]箱體后壁13的外層為不銹鋼，厚度3mm內(nèi)層鋁板厚度3mm，第二開(kāi)口 131的直徑
20mmo ο
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