使用包括校准源的光电倍增器测量发光强度的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于测量辐射的发光强度的装置（２），包括一个有一个光电输入阴极的光电倍增器（４）与一个校准源（５）。所述校准源适于向光电阴极发射恒定的光强。根据本发明专利技术的方法，待测辐射的测量与校准源的辐射的测量有关。本发明专利技术的优点包括消除光电倍增器的增益的波动与／或偏移。本发明专利技术可有利地和脉冲化Ｘ射线一起使用。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用光电倍增器的光强度测量。光电倍增器的增益易遭受短期的波动，例如起因于此光电倍增器的温度变化的短期波动，与长期的波动或偏移，例如起因于此光电倍增器的磨损与老化的长期波动或偏移。增益的这些波动或偏移把误差引入由光电倍增器直接提供的测量。本专利技术的目的是为了避免此缺点。为此目的，本专利技术的主题是一种用于测量辐射光强的装置，包括一个有一个用于输入所述辐射的主窗口与一个放置在所述窗口区域内的输入光电阴极的光电倍增器，其特征在于它还包括一个适于把恒定光强的辐射直接发射到所述光电阴极上的校准源。本专利技术还可以有一个或多个下列特点—所述标准源是一个光发射二极管；—所述二极管的最大发射光强的波长在所述光电倍增器的最大灵敏度的波长范围内；—此装置包括一个跨越主输入窗口放置的适于把待测量的辐射变换为波长适合所述光电倍增器的灵敏度的辐射的闪烁器元件，校准源直接发射到所述光电阴极上而不通过闪烁器。由于闪烁器元件通常不经受任何波动或漂移，因而校准辐射可直接施加在光电倍增器上而不必通过闪烁器。本专利技术的主题又是一种用于测量辐射同某一材料相互作用的装置，包括一个主辐射源，一个根据本专利技术测量同所述材料相互作用的辐射的光强的装置，与把所述材料放置在所述主源与所述测量装置之间的辐射路径中的装置。所述主辐射源可以是个X射线源。最好，根据本专利技术的装置还包括—用于熄灭辐射源或用于挡住待测量的辐射的装置；—用于只在熄灭或挡住所述辐射的周期内开动所述校准源的装置；与—用于建立由暴露在待测量的辐射下的光电倍增器在此辐射即未熄灭又未挡住的周期内作出的测量与由在相同条件下的光电倍增器在校准源开动的周期内作出的测量之间的关系的装置。在使用X射线源的情况下，优选使用脉冲的X射线源，以使周期性地熄灭所述源；最好，此脉冲源包括一个有一个灯丝、一个阳极与一个阴极的X射线管，与用于在所述阳极与所述阴极之间施加一个高AC电压的装置。这样一个X射线源是耐用的与廉价的。本专利技术的主题又是一种使用根据本专利技术的装置测量辐射光强的方法，其中待测辐射的测量与来自校准的辐射的测量有关；更详细地说，此方法包括以下连续的步骤—在校准源熄灭或挡住的情况下，使用光电倍增器测量待测辐射的光强；—然后在待测辐射熄灭或挡住的情况下，使用保持在相同设置条件下的光电倍增器测量来自校准源的辐射的光强；与—通过建立待测辐射的测量与来自校准源的辐射的测量之间的关系，导出辐射的最后强度值。最后，本专利技术的主题是使用根据本专利技术的装置或方法测量通过吸收同所述待测辐射相互作用的材料的厚度。根据阅读下面通过非限制性的例子并参考各附图给出的描述，将更清楚地理解本专利技术，这些附图中附图说明图1是一个用于测量材料厚度的装置的简化图，包括根据本专利技术的光强测量装置；图2是一个根据本专利技术的方法的连续测量程序的示意图；与图3A与3B分别是一个脉冲化的X射线源与一个连续的X射线源的简化电路图。根据此非限制性的描述，本专利技术概括在一个用于测量材料3厚度的装置内；厚度测量按常规靠测量由此材料吸收的辐射。此厚度测量装置包括一个主辐射源1，一个用于测量通过吸收而同材料3相互作用的辐射的光强的装置2，与用于把材料3放置在主源1与测量装置2之间的辐射路径中的装置(未表示)。测量装置2包括一个光电倍增器4。光电倍增器4按常规有一个用于输入待测辐射的主窗口与一个放置在所述窗口区域内的输入光电阴极(未表示)。根据本专利技术，测量装置2包括一个适于把恒定光强的辐射直接发射到光电阴极上的校准源5。按常规，此装置2还包括用于预放大与编码由光电倍增器4提供的信号的装置6，与同预放大装置6和校准源5连接的译码装置7。作为主源1，如果材料3对可见的辐射不透明，使用发射波长范围适于测量此材料厚度的X射线源；由于光电倍增器通常对检测X射线很不灵敏，因而光电倍增器4备有一个跨越它的主输入窗口放置并适于把待测辐射变换为波长适合光电倍增器的灵敏度的辐射的闪烁器元件8。应当指出校准源这样放置以便它直接发射到光电倍增器4的光电阴极上，而不通过闪烁器8。参照图3A，最好使用脉冲化X射线源作为主源1，此源包括一个有一个灯丝、一个阳极与一个阴极的X射线发射管1或X射线管，与用于在所述阳极与所述阴极之间施加一个高AC电压的装置；图3A表法这样一个脉冲源的电路图，同图3B中表示的在高压电路中包括一个整流器的连续源的电路图相比，在高压电路中没有整流器。此源的脉冲发射方式有利地提供周期性地熄灭主辐射源1的装置。作为校准源5，优选使用发光二极管。最后，测量装置2包括只在辐射源5熄灭的周期内激活校准源5的装置，而译码装置7适于建立由暴露在待测量的辐射下的光电倍增器4在主源1发射的一个脉冲期间作出的测量与由在相同条件下光电倍增器4在校准源5发射的一个周期内作出的测量之间的关系式。现在将描述实现本专利技术的方法。参看图2，按顺序执行下列两个光强测量程序—在供给X射线管的正半周期(+)内，对应于源1的发射(图2中的B相)，校准源5不发射-它熄灭-因而使用光电倍增器测量来自此源1通过材料3的辐射的强度；—然后，在供给X射线管的负半周期(-)内，对应于反阳极-阴极偏压的半周期，在此期间源1不发射因而熄灭(图2中的C相)，校准源5发射(“开”方式)因而使用保持在相同设置条件下的光电倍增器测量来自校准源5的辐射的强度。译码装置7适于把在B相(实际测量)期间由光电倍增器提供的信号同在C相(校准)期间由光电倍增器提供的信号分开。通过建立在B相期间作出的辐射测量同C相期间作出的辐射测量之间的关系来计算辐射的最终强度值。因此，得到的值有利地同光电倍增器的波动与偏移无关。最好，发光二极管的温度稳定在一个温度范围内，在此温度范围内它的发射率最稳定且与温度最无关。接着，以已知的方法从得到的辐射强度值计算材料3的厚度。根据本专利技术的辐射测量装置可用于大大超出材料厚度测量领域或X射线波长领域的十分不同的应用。当接通一个X射线计或当一个故障时，可使用根据本专利技术的辐射光强测量装置以确定关于由光电倍增器提供的测量的寄生信号(spurioussignal)的影响。通过如上述停止X射线发射源与通过开通校准源，从而很容易证明这些寄生信号的存在并作出调整以便适当的话降低该仪表的灵敏度(例如通过调整质量(mass)、屏蔽与零设置)。因此根据本专利技术的装置与方法能够使得与它的“发射”截面无关地检查仪表的“接收”截面。而且，许多设备使用备有闪烁器的光电倍增器式检测器，尤其在常规的X射线计中；参照图3A与3B，本专利技术特别地使得能不中断光强测量而利用到目前为止最为可靠的脉冲发射计，这是由于它们仅由灯丝加热变压器、直接供给阳极与阴极之间的管子的高压变压器及X射线管本身组成的X射线源的简单结构(见图3A)。一个包括可能借助电容器的整流与滤波级的连续源(见图3B)会导致不能简单与廉价地执行本专利技术且得到的装置较不可靠。权利要求1.测量辐射光强的装置(2)，包括一个光电倍增器(4)，它有用于使所述辐射进入的主窗口与放置在所述窗口区域内的输入光电阴极，其特征在于它还包括一个适于把恒定强度的辐射发射到所述光电阴极上的校准源(5)。2.根据权利要求1的装置，其特征在于所述校准源是一个光发射二极管。3.根据权利要求2的装置，其特征在于所述二极管的最大发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
测量辐射光强的装置（２），包括一个光电倍增器（４），它有用于使所述辐射进入的主窗口与放置在所述窗口区域内的输入光电阴极，其特征在于它还包括一个适于把恒定强度的辐射发射到所述光电阴极上的校准源（５）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：扬弗斯普拉特，安德烈齐格，
申请(专利权)人：索拉克有限公司，齐特罗尼克公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]