差分式伽马探测器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种差分式伽马探测器，位置识别器设置在金属封装外壳的轴向内壁侧，闪烁晶体、光电转换器及采集放大电路设置在位置识别器的轴向内部；闪烁晶体的两端分别通过光学耦合剂与两个光电转换器的光阴极耦合，两个采集放大电路分别设置在两个光电转换器的端部并分别与对应端部的光电转换器连接；导光层轴向设置于闪烁晶体及光电转换器的外侧与所述位置识别器之间。该实用新型专利技术是根据闪烁晶体两端的两个光电转换器接收的不同脉冲信号幅度与能量，通过差分计算获得闪烁晶体轴向任意截面的伽马射线入射位置及能量分布，提高伽马探测器轴向分辨率、探测伽马射线入射位置和/或伽马射线入射方位的技术解决方案。

Differential gamma detector

The utility model discloses a differential gamma detector. The position recognition device is set on the side of the axial inner wall of the metal package shell. The scintillation crystal, the photoelectric converter and the acquisition and amplification circuit are arranged in the axial internal of the position recognition device. The two ends of the scintillation crystal are respectively through the optical coupling of the optical coupling and the two photoelectric converters. Coupling, two acquisition and amplification circuits are set at the end of two photoelectric converters and respectively connected to the photoelectric converter at the corresponding end, and the light guide layer is axially arranged between the outside of the scintillation crystal and the photoelectric converter and the position identifier. The utility model is based on the amplitude and energy of the different pulse signals received by two photoelectric converters at both ends of the scintillation crystal. The gamma ray incident position and energy distribution of the axial arbitrary section of the scintillation crystal are obtained by the difference calculation, and the axial resolution of the gamma detector, the detection of gamma ray incident position and / or gamma ray are improved. The technical solution of the incidence azimuth.

【技术实现步骤摘要】
差分式伽马探测器
本技术涉及一种用于方位伽马探测、阵列伽马探测、高分辨率伽马探测以及无源自然伽马射线探测、宇宙射线探测、有源伽马射线、X射线探测等工程应用领域的差分式伽马探测器。
技术介绍
目前在工程技术应用领域，特别是石油、天然气勘探领域，自然伽马射线探测对油气勘探、剩余油气评估等有着十分重要的意义。常见的探测器主要有：盖革计数器、闪烁晶体等。其中，盖革计数器具有成本低但探测效率低等特点；闪烁晶体尽管相比盖革计数器的成本高出许多，但是由于具有较高的探测效率，因而广泛地应用于石油、天然气探测技术和产品领域。自然伽马探测在矿藏勘探、地层元素分析等工程应用领域也有着广泛的应用价值。此外，伽马射线探测、X射线探测、宇宙射线探测还在物质检测、安全检测、医学医疗等方面也有重要的应用。在传统的油气探测技术应用领域，现有的产品和技术由于探测原理、闪烁晶体材料、制造工艺、几何尺寸等因素，虽然一定程度上解决了方位伽马探测、阵列伽马探测器布局和高分辨率伽马探测的技术应用，在特定的环境下无法满足方位伽马的探测要求、难以合理解决伽马探测器的阵列布局、无法满足更高分辨率的探测。本技术公开了一种新型差分式伽马探测器结构，提供了解决传统伽马探测以及工程应用方面的技术方案。本技术无意涉及创新一种新型的探测器材料或者提出解决新型伽马探测的核物理反应原理。任何一种被本技术实施案例选用的闪烁晶体材料以及其核反应机理，均作为揭示本技术技术的应用对象。本技术无意涉及光电转换器的原理以及其内部构造。任何一种被本技术实施案例选用的光电转换器以及其内部构造，均作为揭示本技术技术的应用对象。本技术基于闪烁晶体探测原理，通过结构设计和算法，提供一种方位伽马探测、阵列伽马探测、高分辨率伽马探测的解决方案。本技术应用还包括：无源自然伽马射线探测、宇宙射线探测，以及有源伽马射线、X射线探测等工程应用领域。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种差分式伽马探测器，包括：采集放大电路、金属封装外壳、位置识别器、导光层、闪烁晶体及光电转换器，所述位置识别器设置在所述金属封装外壳的轴向内壁侧，所述闪烁晶体、光电转换器及采集放大电路设置在所述位置识别器的轴向内部；所述闪烁晶体的两端分别通过光学耦合剂与两个所述光电转换器的光阴极耦合，两个所述采集放大电路分别设置在两个所述光电转换器的端部并分别与对应端部的光电转换器连接，两个所述采集放大电路分别用于采集并处理对应端部光电转换器接收到的来自所述闪烁晶体的脉冲信号；所述闪烁晶体及光电转换器的外侧设置有所述导光层，所述导光层轴向设置于所述闪烁晶体及光电转换器的外侧与所述位置识别器之间。其中，闪烁晶体、光电转换器不属于本技术的
技术实现思路
，仅作为本技术所借助使用的探测自然伽马射线的手段和装置。其中，采集放大电路所涉及的技术属于公开技术，仅作为本技术所选用的信号采集、处理、运算、传输的技术手段和装置。本技术的主要目的在于提供一种差分式伽马探测器装置和处理方法，重点在于解决油气及地质探测工程中方位伽马探测、阵列伽马探测、高分辨率伽马探测的问题，并通过本技术技术的延伸，应用于伽马射线探测、X射线探测以及适用于闪烁晶体探测的宇宙射线探测的工程应用领域。其中，所述导光层是设置在所述闪烁晶体及两端光电转换器的组合体外层的光导材料构件、光导材料涂层、光导材料构件与光导材料涂层复合层的任一种，即：导光层可以使具有一定光学特性的导光材料制成的构件耦合安装在上述探测器整体部件外层，也可以是某种光学特性的导光材料涂层并使用特种工艺均匀地涂装在上述探测器整体部件外层。其中，所述位置识别器安装在光电转换器、闪烁晶体及导光层的外围，以用于定向聚焦伽马射线入射方向或阻滞伽马射线入射强度，所述位置识别器由一种材料构成或使用一种以上的材料复合构成，即：位置识别器选用某种被伽马射线穿透力不强的材料制成的结构件，安装在导光层外部。其中，两端的采集放大电路分布与闪烁晶体两端的光电转换器连接，用于采集、放大、处理光电转换器所接收的脉冲信号。同时，两端的采集放大电路具有相互通讯并对两个脉冲信号进行差分比较运算的功能。其中，所述金属封装外壳将所述采集放大电路、位置识别器、导光层、光电转换器、闪烁晶体所构成的组件进行径向圆周及轴向两端封装，并最终由金属封装外壳的任意一端引出若干导线，导线包括：光电转换器供电、采集放大电路数据输出、地线等。其中，所述光电转换器为光电倍增管或其他特征的光电转换器件。其中，所述闪烁晶体为具有不同的材料及用于探测不同射线的固态晶体，其为碘化钠NaI(Tl)、碘化铯CsI(Tl)、锗酸铋BGO、溴化镧LaBr3中的任一种。其中，所述位置识别器具有对应伽马射线入射位置的开窗，以约束伽马射线的入射位置并由结构安装方式确定伽马射线入射初始位置与差分式伽马探测器脉冲测量的计算位置，使得差分式伽马探测器的处理、计算起始位置归一化。通过上述技术方案，本技术是根据闪烁晶体两端的两个光电转换器接收的不同脉冲信号幅度与能量，通过差分计算，获得闪烁晶体轴向任意截面的伽马射线入射位置及能量分布，进一步实现提高伽马探测器轴向分辨率、探测伽马射线入射位置和/或伽马射线入射方位的技术解决方案。同时，通过积分及差分比较计算，可以用一个闪烁晶体替代“多个”闪烁晶体，获得伽马探测器高密度排列方式的阵列探测技术方案。进一步获取不同方位、不同阵列密度状态下的伽马能谱探测与被测物质的元素分析。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本技术实施例所公开的差分式伽马探测器剖视示意图。图中数字表示：11.金属封装外壳12.位置识别器13.导光层14.闪烁晶体15.光电转换器16.采集放大电路具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本技术提供了一种差分式伽马探测器，具体介绍如下：附图1所示为一种差分式伽马探测器的剖面示意图，本技术实施案例中所提供的差分式伽马探测器包括：采集放大电路16、金属封装外壳11、位置识别器12、导光层13、光电转换器15和闪烁晶体14；位置识别器12设置在金属封装外壳11的轴向内壁侧，闪烁晶体14、光电转换器15及采集放大电路16设置在位置识别器12的轴向内部；闪烁晶体14的两端分别通过光学耦合剂与两个光电转换器15的光阴极耦合，两个采集放大电路16分别设置在两个光电转换器15的端部并分别与对应端部的光电转换器15连接，两个采集放大电路16分别用于采集并处理对应端部光电转换器15接收到的来自闪烁晶体14的脉冲信号；闪烁晶体14及光电转换器15的外侧设置有导光层13，导光层13轴向设置于闪烁晶体14及光电转换器15的外侧与位置识别器12之间。无论伽马射线在闪烁晶体14的任意位置，以垂直或任意角度入射到闪烁晶体14，将在闪烁晶体14内部发生荧光反应并产生激发态的光子，这些光子将在闪烁晶体14内部各向同性地传播。此激发态的光子被光电转换器15的光阴极接收后，经过光电转换器15内部放大，最终产生电平信号输出。由于伽马射线的粒子特性，伴随着每一个伽马粒子对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差分式伽马探测器，其特征在于，包括：采集放大电路、金属封装外壳、位置识别器、导光层、闪烁晶体及光电转换器，所述位置识别器设置在所述金属封装外壳的轴向内壁侧，所述闪烁晶体、光电转换器及采集放大电路设置在所述位置识别器的轴向内部；所述闪烁晶体的两端分别通过光学耦合剂与两个所述光电转换器的光阴极耦合，所述采集放大电路分别设置在两个所述光电转换器的端部并分别与对应端部的所述光电转换器连接，两个所述采集放大电路分别用于采集并处理对应端部光电转换器接收到的来自所述闪烁晶体的脉冲信号；所述闪烁晶体及光电转换器的外侧设置有所述导光层，所述导光层轴向设置于所述闪烁晶体及光电转换器的外侧与所述位置识别器之间。

【技术特征摘要】
1.一种差分式伽马探测器，其特征在于，包括：采集放大电路、金属封装外壳、位置识别器、导光层、闪烁晶体及光电转换器，所述位置识别器设置在所述金属封装外壳的轴向内壁侧，所述闪烁晶体、光电转换器及采集放大电路设置在所述位置识别器的轴向内部；所述闪烁晶体的两端分别通过光学耦合剂与两个所述光电转换器的光阴极耦合，所述采集放大电路分别设置在两个所述光电转换器的端部并分别与对应端部的所述光电转换器连接，两个所述采集放大电路分别用于采集并处理对应端部光电转换器接收到的来自所述闪烁晶体的脉冲信号；所述闪烁晶体及光电转换器的外侧设置有所述导光层，所述导光层轴向设置于所述闪烁晶体及光电转换器的外侧与所述位置识别器之间。2.根据权利要求1所述的差分式伽马探测器，其特征在于，所述导光层是设置在所述闪烁晶体及两端光电转换器的组合体外层的光导材料构件、光导材料涂层、光导材料构件与光导材料涂层复合层的任一种。3.根据权利要求1所述的差分式伽马探测器，其特征在于，所述位置识别器安装在光电转...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘策，李舸争，
申请(专利权)人：昆山哈伯希尔能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32