一种用于环境水平的空腔电离室制造技术

本发明专利技术涉及电离室技术领域，具体地说是一种用于环境水平的空腔电离室，高压极由上半球下半球组成，收集极位于高压极的中心，上半球和下半球采用R型结构扣紧，并通过导电层接触导通，高压极的内壁为胶体石墨层，上半球和下半球外部通过POM专用胶粘接，R型结构外壁斜穿入有机材料销钉进行加固，电离室杆的一端与接插件的一端连接，接插件的另一端直接与石墨导电层接触并与高压极内壁圆弧面平齐，本发明专利技术上下两半球采用喷涂胶体石墨，利用两半球接触面石墨导电层进行两半球的导通，避免了使用导线的复杂性，且能保证电离室电场的对称性；上下半球采用R型结构扣紧并在接触位置采用粘接紧固，并采用多个斜插的有机材料销钉进行加固。并采用多个斜插的有机材料销钉进行加固。并采用多个斜插的有机材料销钉进行加固。

【技术实现步骤摘要】
一种用于环境水平的空腔电离室


[0001]本专利技术涉及电离室
，具体地说是一种用于环境水平的空腔电离室。

技术介绍

[0002]电离室是电离辐射探测的重要设备，常作为电离辐射剂量探测的标准计量器具。国内关于大体积环境水平电离室的研制较少，其中，中国原子能科学研究院于2019年对测量Cs
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137γ辐射场空气比释动能的石墨空腔电离室进行研制，研制的电离室体积为300cm3，漏电流大于15fA，短期重复性为0.025％，角响应为0.274％。而对于10L以上大体积的电离室国内相关研究很少，市面上通常采用国外PTW生产的32003型(10L)的电离室进行环境水平剂量的标准传递电离室，而国产10L以上的相关仪器基本没有。
[0003]在理想的情况下，电离室的室壁材料应该选用空气等效材料(如石墨、聚甲醛等)。国内现有技术主要集中于小体积石墨空腔电离室的研制，对于大体积电离室石墨材料属于无机非金属材料，脆性较大，特征指标为断裂韧性，使得其本身强度难以支撑大体积的重量且不具备抗一般冲击的能力。
[0004]对于大体积电离室由于需要采用聚甲醛(POM)材料作为高压极室壁材料，其内壁的导通性、两半球的结合问题以及宽的能响等成为需要技术难点。
[0005]现有技术10L环境水平电离室几乎全部来源于PTW公司，其两半球内部导通采用上下半球粘接铜导线的方式进行；PTW公司上下半球的连接采用在电离室上下半球外壁用小的金属环拉紧并埋入电离室上下半球接触位置，且电离室杆高压极与内壁的连通采用导线与内壁粘接的方式进行。
[0006]因此，需要设计一种用于环境水平的空腔电离室，实现测量仪器国产化，掌握核心技术，适用于测量宽能量(48keV～1.25MeV)X/γ射线环境水平辐射剂量的量值传递。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供了一种用于环境水平的空腔电离室，实现测量仪器国产化，掌握核心技术，适用于测量宽能量(48keV～1.25MeV)X/γ射线环境水平辐射剂量的量值传递。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提供一种用于环境水平的空腔电离室，包括电离室灵敏体积、电离室杆和TNC接口一组成，电离室灵敏体积包括高压极和收集极，高压极由上半球下半球组成，收集极位于高压极的中心，上半球和下半球采用R型结构扣紧，并通过导电层接触导通，高压极的内壁为胶体石墨层，上半球和下半球外部通过POM专用胶粘接，R型结构外壁斜穿入有机材料销钉进行加固，电离室杆的一端与接插件的一端连接，接插件的另一端直接与石墨导电层接触并与高压极内壁圆弧面平齐，TNC接口一的一端通过双屏蔽电缆内层屏蔽层与保护极连接，保护极的另一端伸入电离室灵敏体积内部，并从收集极中穿过与收集极上端保护极焊接连接，保护极的内壁设置有腔内针套，腔内针套的外圈设置有隔离环和长杆，TNC接口一内分别设置有高压绝缘套、硅胶垫、垫圈和高压环，接插件上预留
有气孔和气道。
[0009]收集极球体部分为空心泡沫收集极。
[0010]收集极通过包含了铝箔的支撑杆与双屏蔽电缆中心电极连接。
[0011]电离室杆为硬铝电离室杆。
[0012]电离室杆的一端通过双屏蔽电缆与TNC接口二连接，另一端通过接插件与高压极、保护极和收集极连接。
[0013]电离室灵敏体积底部设置有收集胶体石墨的凹槽。
[0014]本专利技术同现有技术相比，本专利技术上下两半球采用喷涂胶体石墨，利用两半球接触面石墨导电层进行两半球的导通，避免了使用导线的复杂性，且能保证电离室电场的对称性；上下半球采用R型结构扣紧并在接触位置采用粘接紧固，并采用多个斜插的有机材料销钉进行加固；
[0015]电离室杆高压极与内壁的连通采用接插件与内壁石墨导电层直连，并且接插件同电离室灵敏体积底部平齐，不仅增加了导通的可靠性，而且不影响内部电场的均匀性和对称性。
附图说明
[0016]图1为电离室结构组成及各部分连接示意图。
[0017]图2为本专利技术结构示意图。
[0018]图3为本专利技术图2中B处结构放大示意图。
[0019]图4为本专利技术电离室测量伏安特性曲线图。
[0020]图5为本专利技术电离室能量响应实测曲线图。
[0021]附图标记说明：
[0022]1为隔离环，2为腔内针套，3为长杆，4为高压绝缘套，5为硅胶垫，6为垫圈，7为高压环，8为上半球，9为下半球，10为收集极，11为支撑杆，12为保护级，13为电离室杆，14为TNC接口一，15为TNC接口二。
具体实施方式
[0023]现结合附图对本专利技术做进一步描述。
[0024]参见图1～5，本专利技术提供一种用于环境水平的空腔电离室：
[0025]包括电离室灵敏体积、电离室杆13和TNC接口一14组成，电离室灵敏体积包括高压极和收集极10，高压极由上半球8和下半球9组成，收集极10位于高压极的中心，上半球8和下半球9采用R型结构扣紧，并通过导电层接触导通，高压极的内壁为胶体石墨层，上半球8和下半球9外部通过POM专用胶粘接，R型结构外壁斜穿入有机材料销钉进行加固，电离室杆13的一端与接插件的一端连接，接插件的另一端直接与石墨导电层接触并与高压极内壁圆弧面平齐，TNC接口一14的一端通过双屏蔽电缆内层屏蔽层与保护极12连接，保护极12的另一端伸入电离室灵敏体积内部，并从收集极10中穿过与收集极10上端保护极焊接连接，保护极12的内壁设置有腔内针套2，腔内针套2的外圈设置有隔离环1和长杆3，TNC接口一14内分别设置有高压绝缘套4、硅胶垫5、垫圈6和高压环7，接插件上预留有气孔和气道。
[0026]收集极10的球体部分为空心泡沫收集极。
[0027]收集极10通过包含了铝箔的支撑杆11与双屏蔽电缆中心电极连接。
[0028]电离室杆13为硬铝电离室杆。
[0029]电离室杆13的一端通过双屏蔽电缆与TNC接口二15连接，另一端通过接插件与高压极、保护极和收集极连接。
[0030]电离室灵敏体积底部设置有收集胶体石墨的凹槽。
[0031]工作原理：
[0032]高压极外壁：高压极外壁采用空气等效材料聚甲醛(POM)材料，内壁喷涂胶体石墨，喷涂过程中采用向上喷涂的方式，降低了雾状胶体石墨中较大颗粒物的影响，通过少量多次喷涂使得胶体石墨均匀沉积于电离室室壁内表面形成石墨导电薄层，其电阻值约为百Ω量级；
[0033]高压极上半球8和下半球9的连接与导通：上下两半球采用R型结构扣紧，导电层通过两半球接触面接触导通，外部采用POM专用胶粘接增加两半球结合的强度，避免了PTW通过导线粘接在两半球内壁进行导通的难度同时避免了PTW通过多个小的金属环将上下两半球扣紧的困难，同时由于10L电离室体积太大为了增加两半球抗冲击的性能，在R型结构外壁斜穿入多个有机材料的销钉进行加固，增强了两半球结合抗冲击的性能；
[0034]高压极室壁与电离室杆13的导通：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于环境水平的空腔电离室，包括电离室灵敏体积、电离室杆(13)和TNC接口一(14)组成，其特征在于，所述电离室灵敏体积包括高压极和收集极(10)，所述高压极由上半球(8)和下半球(9)组成，所述收集极(10)位于所述高压极的中心，所述上半球(8)和下半球(9)采用R型结构扣紧，并通过导电层接触导通，所述高压极的内壁为胶体石墨层，所述上半球(8)和下半球(9)外部通过POM专用胶粘接，所述R型结构外壁斜穿入有机材料销钉进行加固，所述电离室杆(13)的一端与接插件的一端连接，所述接插件的另一端直接与石墨导电层接触并与高压极内壁圆弧面平齐，所述TNC接口一(14)的一端通过双屏蔽电缆内层屏蔽层与保护极(12)连接，所述保护极(12)的另一端伸入所述电离室灵敏体积内部，并从所述收集极(10)中穿过与所述收集极(10)上端保护极焊接连接，所述保护极(12)的内壁设置有腔内针套(2)，所述腔内针套(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德红，成建波，程金星，吴锦铁，刘川凤，李月，黄建微，王庆波，于艾，温伟伟，吴友朋，张悦，李东阳，刘博，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：