一种两级制冷结构的便携式高纯锗探测器制造技术

两级制冷结构的便携式高纯锗探测器，包括：探测器本体；探测器第一壳体，探测器第一壳体设置在探测器本体外侧，且与探测器本体隔开，以形成第一真空腔；探测器第二壳体，探测器第二壳体设置在第一壳体外侧，与第一壳体分隔开，以形成第二真空腔；第一制冷界面，穿设在探测器第一壳体与探测器第二壳体之间，且第一制冷界面连接第一壳体与外部制冷器，实现一级制冷；第二制冷界面，设置于探测器第二壳体上，第二制冷界面连接第一壳体与系统制冷器，实现二级制冷。创造性的将探测器本体和探测器第一壳体的制冷过程分为两级，通过第一制冷界面实现一级快速制冷，通过第二制冷界面实现进一步二级制冷及长时间低温维持，有效缩短制冷时间。有效缩短制冷时间。有效缩短制冷时间。

【技术实现步骤摘要】
一种两级制冷结构的便携式高纯锗探测器


[0001]本专利技术属于探测器
，尤其涉及一种两级制冷结构的便携式高纯锗探测器。

技术介绍

[0002]伽马射线的能量能够作为“指纹”来识别特定放射材料，因此放射性物质通常通过探测和识别待测物质发出的伽马射线。高纯锗探测器具有较好的灵敏度和识别能力，是目前分辨率较高的探测器之一。
[0003]高纯锗探测器为保证高纯锗晶体禁带宽度，其工作环境需要维持在一个低温(低于100K)、高静态真空的状态，传统的制冷技术包括液氮制冷和电制冷，其中液氮制冷因需配备杜瓦瓶与高纯锗探测器搭配使用，电制冷需配备大功率电制冷发动机，探测系统复杂体积较大，不便于户外便携使用。
[0004]随着技术的发展及更多的应用场景被挖掘，同时也对技术的创新提出了新的要求。例如在国土安全、核应急等领域具有战略地位，高纯锗探测器作为其核心部件之一。基于此的某些不确定的事故或应急事件，需要在户外、甚至是野外场景使用高纯锗探测器。现有的便携式高纯锗探测器为适应该场景，一般体积都比较小，液氮制冷方式与高纯锗探测器集成度低，不利于实现便携化，而且存在液氮使用时间短充填频率高导致的制冷时间较长的局限性。另外一方面、电制冷方式存在由于备用电池功率相对较小制冷时间较长等局限性，这些都会导致便携式高纯锗探测器制冷时间较长，甚至长达12小时以上，较长的等待时间是难以应用于特定户外和应急的场景。
[0005]有鉴于此，如何实现快速制冷，是便携式高纯锗探测器的重要指标，是在户外应对各类应急事件使用的重要保证，也是本领域亟需解决的技术难点之一。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术实施例提供一种两级制冷结构的便携式高纯锗探测器，以实现探测器快速制冷，应用于户外等应急场景。
[0007]一种两级制冷结构的便携式高纯锗探测器，包括：探测器本体；探测器第一壳体，所述探测器第一壳体设置在所述探测器本体外侧，且与所述探测器本体隔开，以形成第一真空腔；探测器第二壳体，所述探测器第二壳体设置在所述第一壳体外侧，与所述第一壳体分隔开，以形成第二真空腔；第一制冷界面，穿设在所述探测器第一壳体与所述探测器第二壳体之间，且所述第一制冷界面连接所述第一壳体与外部制冷器，实现一级制冷；第二制冷界面，设置于所述探测器第二壳体上，所述第二制冷界面连接所述第一壳体与系统制冷器，实现二级制冷。
[0008]在一实施例中，所述第一制冷界面包括第一冷指，封堵管以及封堵塞；
[0009]所述第一冷指的一端与所述第一壳体物理连接，所述第一冷指的另一端设置于所述第二壳体上，用于与外部大功率制冷器连接；所述封堵管的两端分别固定在所述探测器
第一外壳与所述探测器第二外壳上；以及所述封堵塞与所述封堵管的管径过盈配合，所述第一冷指伸入所述封堵塞伸入所述封堵管与所述探测器第一壳体连接；所述封堵管与所述封堵塞将所述第二真空腔与所述第一冷指以及外部空间间隔，所述第二真空腔与所述封堵管内高真空度。
[0010]在一实施例中，所述第二制冷界面包括第二冷指和导热件；所述第二冷指的一端穿过所述第二壳体伸入所述第二真空腔，并与所述第一壳体固定连接；所述第二冷指的另一端与系统制冷器连接；所述导热件的一端与所述第二冷指伸入所述第二真空腔的一端固定连接，所述导热件的另一端与所述第一壳体固定连接。
[0011]在一实施例中，所述探测器第一外壳与所述探测器第二外壳之间设置有结构化安装组件；所述结构化安装组件包括销点系杆，分别设置在所述探测器第一外壳与所述探测器第二外壳的相对两端。
[0012]在一实施例中，所述结构化安装组件还包括系紧件；所述销点系杆成对设置于所述探测器第一外壳与所述探测器第二外壳上，通过系紧件将所述销点系杆对张力系紧。
[0013]在一实施例中，还包括低辐射红外反射涂层；所述探测器第一壳体和所述探测器第二壳体分别把所述低辐射红外反射涂层设置于所述探测器第一壳体的内壁和外壁以及所述探测器第二壳体的内壁，以防热辐射。
[0014]在一实施例中，还包括吸附层；所述吸附层设置在所述探测器第二壳体的径向方向，以吸附所述第二真空腔的残余气体。
[0015]在一实施例中，所述销点系杆为导电螺钉，
[0016]在一实施例中，所述系紧件为凯夫拉线。
[0017]在一实施例中，所述封堵管为真空波纹管。
[0018]本专利技术实施例提供的两级制冷结构的便携式高纯锗探测器，创造性的将探测器本体和探测器第一壳体的制冷过程分为两级，通过第一制冷界面连接外部大功率制冷器实现一级快速制冷，通过第二制冷界面连接系统制冷器实现进一步二级制冷及长时间低温维持，最终有效缩短便携式高纯锗探测器的整体制冷时间，延长探测器本体的使用时间。
[0019]较之现有技术中一般采用直接制冷方式，从传统的制冷时间约12小时缩短至约6小时，制冷效率大幅提高，能够更好的适应户外场景的便携使用，应对突发或应急事件，有利于应对紧急辐射监测。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术实施例两级制冷结构的便携式高纯锗探测器的结构示意图；
[0022]图2是图1中局部放大的第一制冷界面结构示意图；
[0023]图3是图1中探测器第一壳体和探测器第二壳体的结构化安装件示意图。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]为了说明本专利技术所述两级制冷结构的便携式高纯锗探测器的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0026]下面参照图1～图3，根据本申请实施例，两级制冷结构的便携式高纯锗探测器1000包括：探测器本体10、探测器第一壳体20和探测器第二壳体30、第一制冷界面40和第二制冷界面50以及系统制冷器60。
[0027]探测器本体10，主要由锗晶体制成，是探测器的核心部件，也是需要降温的核心部件，用于核辐射的探测。
[0028]探测器第一壳体20，设置在探测器本体10外侧，且与探测器本体10隔开，以形成第一真空腔201。第一真空腔201为真空状态，将探测器本体10置于其中，相当于将探测器本体10包覆一层真空层，既可以为探测器本体10提供高真空超净工作环境，又可以起到保温隔热的作用。
[0029]探测器第二壳体30，设置在探测器第一壳体20外侧，且与探测器第一壳体20隔开，以形成第二真空腔301。第二真空腔301为真空状态，探测器第一壳体20置于其中，相当于将探测器第一壳体20包覆一层真空层，同时起到保护及保温隔热的作用。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两级制冷结构的便携式高纯锗探测器，其特征在于，包括：探测器本体；探测器第一壳体，所述探测器第一壳体设置在所述探测器本体外侧，且与所述探测器本体隔开，以形成第一真空腔；探测器第二壳体，所述探测器第二壳体设置在所述第一壳体外侧，与所述第一壳体分隔开，以形成第二真空腔；第一制冷界面，穿设在所述探测器第一壳体与所述探测器第二壳体之间，且所述第一制冷界面连接所述第一壳体与外部制冷器，实现一级制冷；第二制冷界面，设置于所述探测器第二壳体上，所述第二制冷界面连接所述第一壳体与系统制冷器，实现二级制冷。2.根据利要求1所述的两级制冷结构的便携式高纯锗探测器，其特征在于，所述第一制冷界面包括第一冷指，封堵管以及封堵塞；所述第一冷指的一端与所述第一壳体物理连接，所述第一冷指的另一端设置于所述第二壳体上，用于与外部大功率制冷器连接；所述封堵管的两端分别固定在所述探测器第一外壳与所述探测器第二外壳上；以及所述封堵塞与所述封堵管的管径过盈配合，所述第一冷指伸入所述封堵塞伸入所述封堵管与所述探测器第一壳体连接；所述封堵管与所述封堵塞将所述第二真空腔与所述第一冷指以及外部空间间隔，所述第二真空腔与所述封堵管内高真空度。3.根据利要求1或2所述的两级制冷结构的便携式高纯锗探测器，其特征在于，所述第二制冷界面包括第二冷指和导热件；所述第二冷指的一端穿过所述第二壳体伸入所述第二真空腔，并与所述第一壳体固定连接；所述第二冷指的另一端与系统制冷器连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭丽娜，牛得青，陈平，李传坤，魏交统，姚飞，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：