一种基于高压电晕放电的氡子体采样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于高压电晕放电原理的氡子体采样装置，从氡子体采样机理上突破传统的思维，该装置包括高压电极板、针状电极、采样板、金硅面半导体探测器、前置放大器、风机，以及采样装置上盖和底壳，其特点是无需采样滤膜，采样过程不污染探测器，可实现快速和连续测量；装置体积小巧，携带方便；采样灵敏度为普通静电收集法的4～8倍，在各种低本底的环境氡测量领域具有广阔的应用前景。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于高压电晕放电原理的氡子体采样装置，从氡子体采样机理上突破传统的思维，该装置包括高压电极板、针状电极、采样板、金硅面半导体探测器、前置放大器、风机，以及采样装置上盖和底壳，其特点是无需采样滤膜，采样过程不污染探测器，可实现快速和连续测量；装置体积小巧，携带方便；采样灵敏度为普通静电收集法的4～8倍，在各种低本底的环境氡测量领域具有广阔的应用前景。【专利说明】—种基于高压电晕放电的氡子体采样装置
本技术涉及氡子体采样装置，尤其是一种基于高压电晕放电原理的氡子体采样装置。
技术介绍
氡(包括222Rn和22°Rn)由放射性物质镭等衰变产生，是所有天然放射性核素中唯一呈气态的惰性元素。氡衰变子体为固态物质，这些子体极易吸附在空气中的灰尘表面，形成放射性气溶胶，并随着人们的呼吸而吸入肺部，附着在气管粘膜上，形成长时间的体内辐射损害。联合国辐射效应科学委员会(UNSCEAR) 2000年报告指出，在人们接受天然辐射剂量中的一半左右来自于氡及其子体的贡献。世界卫生组织国际癌症研究中心也验证了氡是当前人类认知的19种最重要的致癌物质之一。从1990年开始，美国已经把氡污染作为一个比较严重的健康问题提出，并采用国家氡行动周的形式向公众进行室内氡危害的宣传，以引导国民采取防护措施，尽可能减小氡的危害。我国政府同样重视氡的危害和防护。我国环境保护部和建设部在多年前就提出了对室内氡的检测要求及技术规范，目前这一要求日益得到政府部门和广大人民群众的重视。不久的将来，室内氡的检测一定会像室内甲醛检测一样得到人们的认同，并广泛普及。由此可见，氡及其子体的放射性危害已成为医疗健康和环境保护中一项十分重要的任务，而准确测量氡及其子体是采取有效防护及治理措施的必要前提。测氡仪是测量氡及其子体浓度测量的基本工具。国内外对各种类型测氡仪及其氡子体采样和测量方法的研究发展迅速，各种新型材料和装置纷纷研发成功并投入使用。从它们的采样和测量原理上看主要包括α潜能法、α能谱法、连续测量法、固体径迹法等。评价测氡仪性能最重要的指标为测量灵敏度，而测氡仪灵敏度取决于它采用何种采样方式，现有的测氡方法中，除传统的滤膜过滤采样法用于测量α子体灵敏度较高外，其它的常用测氡采样方法在测量灵敏度上均处于较低的水平，且长期没有实质性突破。
技术实现思路
本技术的目的从氡子体采样机理上突破传统的思维，提出采用高压电晕放电原理的氡子体采样方法，并结合半导体探测器和能谱测量电路，构建一种全新的高灵敏度氡子体采样方法及其测量装置。该技术的特点是无需采样滤膜，采样过程不污染探测器，可实现快速和连续测量；装置体积小巧，携带方便；采样灵敏度为普通静电收集法的4?8倍，在各种低本底的环境氡测量领域具有广阔的应用前景。本技术的技术方案为:一种基于高压电晕放电原理的氡子体采样装置，该装置包括高压电极板、针状电极、采样板、金硅面半导体探测器、前置放大器、风机，以及采样装置上盖和底壳；其中采样板、金硅面半导体探测器、前置放大器固定在上盖上，金硅面半导体探测器嵌入安装在前置放大器的金属外壳底部，采样板抽插式固定在上盖上，其采样面与金硅面半导体探测器贴近；高压电极板、针状电极、风机固定在底壳上，进气口和出气口位于上盖两端，并且两者的开口方向与采样板平行，针状电极的尖端与采样板垂直，并处于由进气口、底壳、风机和出气口构成的气流通路中。高压电极板为一块由不锈钢或铜材制成的金属板状结构，面积为50X70mm，在高压电极板上垂直树立布置了密集的针状电极，电极直径0.5?0.7mm,长度25?30mm,电极间距3?4_ ;采样板由铝质薄片制成，厚度I?2_，面积可覆盖高压电极板，其手柄为塑料材质；上盖中部开一条与针状电机垂直的开槽，采样板可以从上盖的开槽中抽出，并翻转一面后再插入开槽，采样板插入固定槽后，其采样面位于金硅面半导体探测器与针状电极之间，并贴近金硅面半导体探测器；前置放大器外壳为铝质金属加工，放大器电路板安装于金属外壳内。金硅面半导体探测器直接安装于前置放大器外壳底部，与外壳紧密配合，使前置放大器壳体呈全封闭状态，上盖和底壳采用塑料材质制成，起到支撑上述部件和绝缘的作用。在装置的高压电极板和采样板间加7?IOkv左右的直流高压，针状电极周围便会产生非均匀强电场，使得电场周围的空气被电离，生成大量的带电离子，形成电晕放电区。该采样装置工作时，由风机带动空气流动，在进气口、针状电极周围的电晕放电区、风机和出气口这一气流通路中形成连续采样气流。装置采样结束后，抽出采样板并翻转一面后插回上盖上的开槽，使采样面对着金硅面半导体探测器，启动测量电路开始测量。通过测量电路检测采样板上收集到的氡子体衰变产生的α粒子，得到计数或能谱信息，就可以推算出对应的氡子体浓度、α潜能浓度等相关结果。该装置若需要不翻转采样板进行连续采样和测量，可将金属采样板的中心区域挖出一个直径30?40mm的圆形孔洞，并在孔洞上覆盖厚度为5?15 μ m厚的招膜,也可以在孔洞上覆盖厚度为10?30nm的电镜碳膜，这样在采样板中心区域就构成一个圆形的导电薄膜层。采样时采样板面对针状电极的一面收集到的氡子体所产生α粒子可以直接穿透孔洞中的这层导电薄膜，被金硅面半导体探测器探测到。该装置后续的测量电路可包含多道脉冲幅度分析器，并采取能谱测量的方式。采用这种测量方式，配以相应的软件计算方法后，该装置便能够区分并分别给出不同氡子体的测量结果。【专利附图】【附图说明】图1为本技术一种基于高压电晕放电的氡子体采样装置剖面结构示意图；图2、图3、图4和图5为本技术一种基于高压电晕放电的氡子体采样装置实施案例图。图中:1、高压电极板；2、针状电极；3、采样板；4、金硅面半导体探测器；5、前置放大器；6、风机；7、采样装置上盖；8、底壳；9、进气口 ；10、出气口 ；11、行程开关。【具体实施方式】以下实施案例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。本实施案例设计了 一个完整的采样装置结构。该采样器外形轮廓是一个约95mmX 150mmX80mm的长方体，由气流通路(包括进气口 9、出气口 10)、风机6、针状电极2、采样板3、金硅面半导体探测器4、前放前置放大器5等部分组成。装置上盖7和底壳8采用塑料加工而成，上盖设有进出气口，并留有窄长形插槽，可插入铝质薄片形采样板3，采样板上部为塑料材质的手柄。采样板插槽边沿设置了行程开关11，以便当采样板从槽中拔出时，提供给系统一个开关信号。风机安装在底壳8的外部靠近出气口 10的位置,风机运行时产生抽气作用，形成采样的气流通路。前置放大器5包括筒状壳体、外盖和电缆插头三部分，均采用金属铝材加工而成，铝材壁厚2.5mm,以确保良好的屏蔽效果。金硅面半导体探测器4采用紧密配合镶嵌安装于前置放大器5的底部端口，探测器输出引线直接连接到放大器电路板上，避免了外部走线带来的干扰。高压电极板I安装于底壳8的侧面，与金硅面半导体探测器4垂直对立安装，中间可插入采样板3。该采样装置实例如图2、图3、图4和图5所示。采样装置工作时，在高压电极板I和采样板3之间加约IOkv左右的直流高压，密集的针状电极2周边会产生非均匀强电场，电场电离周本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于高压电晕放电原理的氡子体采样装置，其特征在于：该装置包括高压电极板（1）、针状电极（2）、采样板（3）、金硅面半导体探测器（4）、前置放大器（5）、风机（6），以及采样装置上盖（7）和底壳（8）；其中采样板（3）、金硅面半导体探测器（4）、前置放大器（5）固定在上盖（7）上，金硅面半导体探测器（4）嵌入安装在前置放大器（5）的金属外壳底部，采样板（3）抽插式固定在上盖（7）上，其采样面与金硅面半导体探测器（4）贴近；高压电极板（1）、针状电极（2）、风机（6）固定在底壳（8）上，进气口（9）和出气口（10）位于上盖7两端，并且两者的开口方向与采样板（3）平行，针状电极（2）的尖端与采样板（3）垂直，并处于由进气口（9）、底壳（8）、风机（6）和出气口（10）构成的气流通路中；高压电极板（1）为一块金属板状结构，在高压电极板（1）上垂直树立布置了密集的针状电极（2）；采样板（3）由铝质薄片制成，面积可覆盖高压电极板（1）；上盖中部开一条与针状电极垂直的开槽，采样板（3）可以从上盖的开槽中抽出，并翻转一面后再插入开槽，采样板（3）插入固定槽后，其采样面位于金硅面半导体探测器（4）与针状电极（2）之间，并贴近金硅面半导体探测器（4）；前置放大器（5）外壳为铝质金属加工，放大器电路板安装于金属外壳内；金硅面半导体探测器（4）直接安装于前置放大器（5）外壳底部，与外壳紧密配合，使前置放大器（5）壳体呈全封闭状态。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王仁波，张雄杰，范美仁，
申请(专利权)人：东华理工大学，贝谷科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：