一种便携式反康普顿探测仪制造技术

本实用新型专利技术涉及矿探测领域。目的是提供一种便携式反康普顿探测仪，包括上部电子学单元室以及下部探测器室。所述上部电子学单元室顶部装有把手，所述下部探测器室内部封装有主探测器，所述主探测器下端设计有窗口，主探测器外围设置多个反符合探测器，多个反符合探测器外层设计有屏蔽层。所述主探测器与反符合探测器均包括闪烁晶体、光耦合材料、光电二极管、前置放大电路以及偏置电源电路，所述电子学单元室包括各单元电路与电池，所述单元电路包括求和电路和带反符合电路的多道分析电路。本实用新型专利技术的反康普顿探测仪具有结构简单、成本低以及轻便易携带的优点。

A portable anti Compton detector

The utility model relates to the field of mineral exploration. The aim is to provide a portable anti Compton detector, including the upper electronics unit room and the lower detector room. The upper part of the upper part of the upper electronics unit is equipped with a handle. The interior part of the lower detector is encapsulated with a main detector. The lower end of the main detector is designed with a window, and a plurality of anti coincidence detectors are arranged at the periphery of the main detector, and a plurality of anti coincidence detectors are designed with shielding layers on the outer layer. The main detector and anti coincidence detector includes a scintillation crystal, optical coupling materials, photoelectric diode, preamplifier circuit and bias power supply circuit, the electronics unit includes each unit circuit and the battery, the unit circuit includes a summing circuit and multi circuit with anti coincidence circuit analysis. The anti Compton detector of the utility model has the advantages of simple structure, low cost and easy to carry.

【技术实现步骤摘要】
一种便携式反康普顿探测仪
本技术涉及矿探测领域，特别是指一种便携式反康普顿探测仪。
技术介绍
在环境问题日益凸显和化石资源短缺的今天，积极推进核能开发，是我国能源建设的一项重要政策。核能、核电的大力发展就要求必须从源头确保充分的资源。鉴于铀矿资源在国防和国民经济建设中具有双重作用的地位，中国要保持核大国的国际地位，就必须有充足的铀资源作为保证，尽快探明一批铀资源，已经成为铀矿地质战线面临的十分紧迫的任务。目前在铀矿勘查中，放射性勘探仍是寻找铀矿的首选方法，其中便携式伽玛能谱仪是最重要、应用最广泛的设备之一。但传统便携式伽玛能谱仪存在以下四个方面的不足：1、对探测体表面适应性不强，野外不易获得理想数据。2、灵敏度不够高，测量数据稳定性差。3、探测指向性不强，不能有效反映探测点地下信息。4、存在“谱漂”的弊病。反康普顿能谱分析方法与反符合探测方法在室内大型仪器中已经发展了很多年，一般仅在室内使用。国外ORTEC公司推出了一款“便携式”反康普顿谱仪，其重量不低于100kg，仅适合于野外驻地使用，并且相关探测器须提供液氮冷却，其结构复杂、成本高、重量高，不便于野外工作者轻松携带仪器随处测试。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供的一种便携式反康普顿探测仪，该反康普顿探测仪具有结构简单、成本低、便于携带的优点。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种便携式反康普顿探测仪，包括上部电子学单元室以及下部探测器室，所述下部探测器室内部封装有主探测器，主探测器外围设置多个反符合探测器，多个反符合探测器外层设计有屏蔽层；所述主探测器下端设计有窗口，所述主探测器与反符合探测器均包括闪烁晶体，所述闪烁晶体顶面贴有外形为锥体的光耦合材料，光耦合材料的侧面贴有光电二极管，所述光电二极管分别与稳谱电路、前置放大电路以及偏置电源电路连接；所述电子学单元室包括求和电路和带反符合电路的多道分析电路，所述求和电路通过板间连线与探测器室的前置放大电路连接，所述带反符合电路的多道分析电路与求和电路连接。优选地，所述反康普顿探测仪的外形为长方体，主探测器为立方体或长方体，4个外形为长方体的反符合探测器相互拼接构成井字型结构。优选地，所述反康普顿探测仪的外形为圆柱体，主探测器为圆柱状，多个反符合探测器拼接构成与主探测器相配合的圆环状结构。优选地，所述屏蔽层由纯铜板与钨钢板或铅板与钨钢板两层结构组成，所述屏蔽层外层设计有铅材料组成的防护层。优选地，所述上部电子学单元室顶面装有把手，所述电子学单元室的电池采用额定输出7.2V电压的可充电电池，且电子学单元室的各单元电路还包括输出+12V的开关电源升压电路、输出+3.3V和+5V的开关电源降压电路和输出－5V的开关电源反压变换电路，所述降压电路采用LT3480芯片，所述反压变换电路采用MAX764芯片，所述升压电路采用MAX761芯片。优选地，所述主探测器的闪烁晶体采用LaBr3︰Ce晶体或CsI：Tl晶体，所述反符合探测器的闪烁晶体采用厚度为4cm的CsI：Tl晶体。优选地，所述反符合探测器的外侧面中部与主探测器接触的部分包裹反射层，反符合探测器的外侧面中与主探测器接触的部分以及反射层包裹遮光层。优选地，所述主探测器采用至少两个光电二极管，所述反符合探测器采用至少一个光电二极管。优选地，所述光电二极管的个数与前置放大电路与偏置电源电路的个数相同。优选地，所述偏置电源电路为光电二极管提供+70V电压，且采用LT3482芯片方案。本技术具有以下有益效果：在本技术的技术方案中，因为采用主探测器与多个反符合探测器的联合结构，能实现选择性探测来自地下近似垂直向上射出的伽玛射线，提高反康普顿探测仪的指向性；再结合带反符合电路的多道分析电路能有效抑制光电二极管的噪声、宇宙线本底、大气及周围环境伽玛本底、康普顿散射射线，使得反康普顿探测仪具有灵敏度高和分辨率高的优点；采用光电二极管以及偏置电源电路设计简单能有效减小体积及重量，反康普顿探测仪的整机重量小于10kg。使得本技术的反康普顿探测仪具有结构简单、成本低以及轻便易携带的优点。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为主探测器与反符合探测器的结构示意图；图3为探测器室横截面结构示意图；图4为主探测器稳谱流程图；图5为反符合探测器稳谱流程图；图6为本技术的前置放大电路原理图；图7为本技术的求和电路原理图；图8为反康普顿测量流程图；图9为本技术的工作流程图。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，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，一种便携式反康普顿探测仪分为上下两个部分，包括上部电子学单元室3以及下部探测器室。所述上部电子学单元室3顶面装有把手4，所述下部探测器室内封装有主探测器1与多个反符合探测器2，所述主探测器1为下部探测器室内部的部分，主探测器1下端设计有窗口6，主探测器1外围部分则为多个反符合探测器2，多个反符合探测器2外层则为屏蔽层5。所述下部探测器室输出信号通过板间连线传输至电子学单元室3进行分析处理。所述电子学单元室3包括各单元电路与电池，所述电池为充电电池，本技术所述电池额定输出7.2V电压，通过开关电源升压电路、降压电路和反压变换电路为各个电路模块提供所需电压。所述降压电路采用LT3480芯片，得到+3.3V和+5V逻辑电源，所述+5V逻辑电源经过进一步滤波获得+5V模拟电源，其输出电流可以达到2A，工作效率可达到80％以上。所述反压变换电路采用MAX764芯片，而该电路输出为－5V，可提供高达1.5W的功率。所述升压电路采用MAX761芯片，输出电压为+12V，提供150mA的输出电流，其转换效率高达90％左右，该电路还提供电池电量不足检测电路，配合LED驱动电路，提供电池电量指示功能。本反康普顿探测仪所使用的电源转换电路转换效率高，使得电池续航时间大于9小时。电子学单元室3的各单元电路除上述的开关电源升压电路、降压电路和反压变换电路外，还包括求和电路和带反符合电路的多道分析电路，所述求和电路通过板间连线与探测器室前置放大电路连接，所述带反符合电路的多道分析电路分别与求和电路、稳谱电路、偏置电源电路以及掌上显示单元连接。所述把手4的作用可使工作人员携带更方便，把手4与电子学单元室3可以是一体结构，也可以通过螺钉固定及类似方法安装在电子学单元室3上。所述屏蔽层5，为兼顾机械性能与屏蔽效果，该屏蔽层5由高纯铜板与钨钢板两层结构或铅板与钨钢板两层结合组成，其作用是减少外部射线进入反符合探测器2而造成假符合事件。所述窗口6作用为探测来自主探测器1下方的伽马射线以及自然射线。如图2所示，所述主探测器1与反符合探测器2均包括闪烁晶体10、光耦合材料11、光读出系统12，所述光读出系统12包括光电二极管、稳谱电路、前置放大电路以及偏置电源电路，且光电二极管、稳谱电路、前置放大电路以及偏置电源电路制作在一块PCB板上。所述闪烁晶体10顶面贴有光耦合材料11，所述光耦合材料11外形为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式反康普顿探测仪，包括上部电子学单元室(3)以及下部探测器室，所述下部探测器室内部封装有主探测器(1)，主探测器(1)外围设置多个反符合探测器(2)，多个反符合探测器(2)外层设计有屏蔽层(5)；其特征在于：所述主探测器(1)下端设计有窗口(6)，所述主探测器(1)与反符合探测器(2)均包括闪烁晶体(10)，所述闪烁晶体(10)顶面贴有外形为锥体的光耦合材料(11)，光耦合材料(11)的侧面贴有光电二极管，所述光电二极管分别与前置放大电路以及偏置电源电路连接；所述电子学单元室(3)包括求和电路和带反符合电路的多道分析电路，所述求和电路通过板间连线与探测器室的前置放大电路连接，所述带反符合电路的多道分析电路与求和电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种便携式反康普顿探测仪，包括上部电子学单元室(3)以及下部探测器室，所述下部探测器室内部封装有主探测器(1)，主探测器(1)外围设置多个反符合探测器(2)，多个反符合探测器(2)外层设计有屏蔽层(5)；其特征在于：所述主探测器(1)下端设计有窗口(6)，所述主探测器(1)与反符合探测器(2)均包括闪烁晶体(10)，所述闪烁晶体(10)顶面贴有外形为锥体的光耦合材料(11)，光耦合材料(11)的侧面贴有光电二极管，所述光电二极管分别与前置放大电路以及偏置电源电路连接；所述电子学单元室(3)包括求和电路和带反符合电路的多道分析电路，所述求和电路通过板间连线与探测器室的前置放大电路连接，所述带反符合电路的多道分析电路与求和电路连接。2.根据权利要求1所述的一种便携式反康普顿探测仪，其特征在于：所述反康普顿探测仪的外形为长方体，主探测器(1)为立方体或长方体，4个外形为长方体的反符合探测器(2)相互拼接构成井字型结构。3.根据权利要求1所述的一种便携式反康普顿探测仪，其特征在于：所述反康普顿探测仪的外形为圆柱体，主探测器(1)为圆柱状，多个反符合探测器(2)拼接构成与主探测器(1)相配合的圆环状结构。4.根据权利要求2或3所述的一种便携式反康普顿探测仪，其特征在于：所述屏蔽层(5)由纯铜板与钨钢板或铅板与钨钢板两层结构组成，所述屏蔽层(5)外层设计有铅材料组成的防护层(7)。5.根据权利要求2或3所述的一种便携式反康普...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟红梅，薛勇，袁宏，王丽坤，彭玛丽，赵利，马婵华，赖德军，林延畅，
申请(专利权)人：四川省核工业地质调查院，
类型：新型
国别省市：四川,51