一种灵敏度高的氡检测仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种放射性元素的检测仪器，目的是提供一种灵敏度高的氡检测仪，该氡检测仪包括内表面设置有导电金属层的静电采集室、PIPS探测器室、进气管道、出气管道、前端电子学室。所述前端电子学室包括与PIPS探测器室连接的CSA电路，所述CSA电路与QTC电路连接，所述QTC电路与TCD电路连接，所述TCD电路与MCU电路连接，所述MCU电路分别与RS‑232端口、HVCtrl端口和Pump端口连接，所述RS‑232端口与SCPC上位机相连，所述HVCtrl端口与HV开关相连，所述Pump端口与Pump开关相连。本实用新型专利技术氡检测仪具有敏度高以及稳定性好的特性。

A highly sensitive radon detector

The detection instrument of the utility model relates to a radioactive element, the purpose is to provide a radon detector with high sensitivity, including the radon detector is arranged on the internal surface of the electrostatic collection chamber, a conductive metal layer PIPS detector chamber, a gas inlet pipe and outlet pipe, the front-end electronics room. The front-end electronics room including CSA circuit is connected with the PIPS detector chamber, the CSA circuit is connected with the QTC circuit, the QTC circuit is connected with the TCD circuit, the TCD circuit is connected with the MCU circuit, the MCU circuit is respectively connected with the RS 232 port, HVCtrl port and Pump port, the RS 232 port SCPC and PC connected to the HVCtrl port and the HV switch is connected, the Pump port and the Pump switch. The utility model has the characteristics of high sensitivity and good stability.

【技术实现步骤摘要】
一种灵敏度高的氡检测仪
本技术涉及一种放射性元素的检测仪器，特别是涉及一种灵敏度高的氡检测仪。
技术介绍
目前，矿山开采、隧道工程以及建筑材料中含有对人体健康有害的放射性气体氡，长期大量吸入会导致人患上多种疾病，为了检测它，人们专利技术了许多放射线性气体氡检测仪器，但这些仪器都有着各种各样的缺点，有的体积太大，不便于携带，有的检测时间长，有的精度低、价格高等。在高灵敏度实时氡连续监测领域，尤其是野外环境温湿度明显波动的场合，对氡监测系统要求具备高灵敏度特性，以确保较短的测量时间中有足够多的计数。同时，连续监测系统的运行时间长达数年之久，氡监测系统必须稳定工作，否则提供的数据反而会对分析预测造成干扰。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种灵敏度高以及稳定性好的氡检测仪。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种灵敏度高的氡检测仪，包括内表面设置有导电金属层的静电采集室，所述静电采集室顶端嵌入有PIPS探测器室，所述PIPS探测器室顶部连接有前端电子学室，所述前端电子学室包括与PIPS探测器室连接的CSA电路，所述CSA电路与QTC电路连接，所述QTC电路与TCD电路连接，所述TCD电路与MCU电路连接，所述MCU电路分别与RS-232端口、HVCtrl端口和Pump端口连接，所述RS-232端口与SCPC上位机相连，所述HVCtrl端口与HV开关相连，所述Pump端口与Pump开关相连。作为优选，所述静电采集室为1厘米厚聚苯乙烯加工而成的圆柱形室，体积为2.5L。作为优选，所述进气管道与出气管道分别位于前端电子学室两侧，所述出气管道上连接有采样泵。作为优选，所述进气管道为上大下小的阶梯管，所述吸水管放于进气管道内，且进气管道小尺寸一端的管道直径小于吸水管直径。作为优选，所述前端电子学室还包括DC/DC电路。作为优选，所述CSA电路采用的放大器U1B为一个电荷灵敏型前置放大器。作为优选，所述QTC电路采用QMCA4001‐50N模块。作为优选，所述TCD电路包括时间测量模块与能谱采集模块，所述时间测量模块输入端与QTC电路连接，所述时间测量模块输出端与MCU电路连接。作为优选，所述时间测量模块采用MAX3128芯片的CPLD器件，所述能谱采集模块使用LPC2106芯片。作为优选，所述MCU电路采用ARM芯片。本技术具有以下有益效果：静电采集室1设计为体积为2.5L圆柱体室，并在静电采集室1的导电金属层与PIPS探测器2之间加有高压电场，不仅提高了Rn-222的计数，还提高了收集速度，从而提高了氡检测仪的灵敏度。与传统谱仪中主放大、成形、基线恢复等复杂的模拟电路不同，本技术前端电子学室3采用的CSA电路、QTC电路、TCD电路以及MCU电路设计简单、抗干扰能力强、具有良好的时间响应能力和高的转换精度，提高了氡检测仪的稳定性、灵敏度和能量分辨率。该氡检测仪的灵敏度刻度系数优于30Bq/m3/cpm，比美国产品RAD7的灵敏度刻度系数150Bq/m3/cpm好5倍。附图说明图1为本技术的剖面结构示意图；图2为本技术的前端电子学室电路框图；图3为本技术的CSA电路；图4为本技术的QTC电路；图5为本技术的时间测量示意图；图6为本技术吸水管结构图。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。图1为本技术的剖面结构示意图，如图1所示，一种灵敏度高的氡检测仪包括静电采集室1、PIPS探测器室2、前端电子学室3、进气管道4以及出气管道5组成。所述进气管道4、出气管道5与PIPS探测器室2嵌入安装在静电采集室1顶面，所述前端电子学室3与PIPS探测器室2连接并置于PIPS探测器室2顶面，所述前端电子学室3外装有屏蔽盒，所述进气管道4与出气管道5位于前端电子学室3两侧，所述出气管道5位置设有采样泵。所述静电采集室1的内表面有导电金属层，并在导电金属层与PIPS探测器2之间加有高压电压。采样气体由进气管道4进入到静电采集室1中，并在采样泵的驱动下采样气体由出气管道5排出，采样气体进入及排出方向如图1中箭头方向所示。所述采样气体中包含的Rn-222衰变后放出子体Po-218，Po-218带有静电，因此在静电采集室1的导电金属层与PIPS探测器2之间高压电场的驱动下子体Po-218被收集到探测器2表面。所述子体Po-218衰变放出的能量为6.0MeV的α粒子可被PIPS探测器2探测，进一步由子体Po-218衰变的子体Po-214也可产生衰变放出能量为7.7MeV的α粒子被PIPS探测器2探测。PIPS探测器2将探测到氡子体衰变放出的α粒子，转变为电子空穴对，电子空穴对的数目(即电荷量)与α粒子的能量成正比。PIPS探测器2转变的电荷信号则被屏蔽盒中的前端电子学室3接收。所述静电采集室1为1厘米厚聚苯乙烯加工而成圆柱体室，体积为2.5L，静电采集室1采用圆柱体外形以及2.5L的体积能够为PIPS探测器2提供足够多的Rn-222计数，有效的提高氡检测仪灵敏度。且静电采集室1的导电金属层与PIPS探测器2之间高压电场采用1600～1800V区间值的高压电压，所述1600～1800V高压电压为本技术选用最佳高压值，在此高压值区间氡检测仪对氡子体的收集速度最高，故收集效率最高。所述进气管道4为上大下小的阶梯管，所述吸水管6放于进气管道4内，且进气管道4小尺寸一端的管道直径小于吸水管6直径。所述吸水管6由高吸水性树脂与塑料或橡胶等材料混合组成，这种材料遇到水就会吸水膨胀，且具有高保水性，水不会轻易在外力的作用下挤出。因吸水管6是安放在进气管道4内，当吸水膨胀到接近进气管道4大尺寸一端管道直径时，对吸水管6进行替换，而且取下的吸水管6经过脱水处理可循环使用。如图6所示，所述吸水管6外形为波纹状，可以有效增加采样气体与吸水管6的接触面积，从而使得采样气体中水分子充分被吸水管6吸收，降低进入到静电采集室1中采样气体的湿度，使得静电采集室1的收集率提高，进而提高氡检测仪的灵敏度。图2为本技术的前端电子学室3电路框图，如图2所示，所述前端电子学室3包括与PIPS探测器室连接的CSA电路，所述PIPS探测器室2一端接地且另一端通过电阻接入Vb电压，所述CSA电路与QTC电路连接，所述QTC电路与TCD电路连接，所述TCD电路与MCU电路连接，所述MCU电路分别与RS-232端口、HVCtrl端口和Pump端口连接，所述RS-232端口与SCPC上位机相连，所述HVCtrl端口与HV开关相连，所述Pump端口与Pump开关相连。所述前端电子学室3还包括将单一的+12V电压转换为各个电路单元所需的+3.3V、+24V和±5V的DC/DC电路。所述PIPS探测器2将转换的电荷信号提供到CSA电路的输入端口；所述CSA电路为前放电路，对输入的电荷信号进行放大处理，并将放大后的电荷信号输出到QTC电路；所述QTC电路为电荷测量电路，将放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灵敏度高的氡检测仪，包括内表面设置有导电金属层的静电采集室(1)，所述静电采集室(1)顶面嵌入有PIPS探测器室(2)、进气管道(4)以及出气管道(5)，所述PIPS探测器室(2)顶面连接有前端电子学室，其特征在于：所述前端电子学室(3)包括与PIPS探测器室(2)连接的CSA电路，所述CSA电路与QTC电路连接，所述QTC电路与TCD电路连接，所述TCD电路与MCU电路连接，所述MCU电路分别与RS‑232端口、HV Ctrl端口和Pump端口连接，所述RS‑232端口与SC PC上位机相连，所述HV Ctrl端口与HV开关相连，所述Pump端口与Pump开关相连。

【技术特征摘要】
1.一种灵敏度高的氡检测仪，包括内表面设置有导电金属层的静电采集室(1)，所述静电采集室(1)顶面嵌入有PIPS探测器室(2)、进气管道(4)以及出气管道(5)，所述PIPS探测器室(2)顶面连接有前端电子学室，其特征在于：所述前端电子学室(3)包括与PIPS探测器室(2)连接的CSA电路，所述CSA电路与QTC电路连接，所述QTC电路与TCD电路连接，所述TCD电路与MCU电路连接，所述MCU电路分别与RS-232端口、HVCtrl端口和Pump端口连接，所述RS-232端口与SCPC上位机相连，所述HVCtrl端口与HV开关相连，所述Pump端口与Pump开关相连。2.根据权利要求1所述的一种灵敏度高的氡检测仪，其特征在于：所述静电采集室(1)为1厘米厚聚苯乙烯加工而成的圆柱形室，体积为2.5L。3.根据权利要求2所述的一种灵敏度高的氡检测仪，其特征在于：所述进气管道(4)与出气管道(5)分别位于前端电子学室(3)两侧，所述出气管道(5)上连接有采样泵。4.根据权利要求3所述的一种灵敏度高的氡检...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳芳，薛勇，袁宏，王丽坤，彭玛丽，李力生，赵利，马婵华，赖德军，
申请(专利权)人：四川金核矿业有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51