【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空腔电离室，尤其涉及一种用于脉冲x射线剂量测量的平板形空腔电离室及制作方法。
技术介绍
1、相较于传统连续曝光x射线，脉冲x射线具有瞬时剂量率高、持续时间短等特点，因此，脉冲x射线在放疗诊断、安检、射线探伤等众多领域得到了广泛应用，但这些特点也使其剂量的准确测量变得更为困难。
2、电离室因其稳定性好、准确度高，常作为标准计量器具用于辐射剂量测量。目前在电离辐射剂量测量中，球形和圆柱形电离室由于具有良好的对称性、零部件加工和组装较为简单，是常规连续x、γ射线剂量测量过程中最为常用的电离室类型。由于常规连续x、γ射线会持续将电离室中的空气电离，从而持续产生电子-离子对，因此可以不必考虑电离室对于电子-离子对的收集时间，也即是球形和圆柱形电离室对于电子-离子对的收集时间并不敏感，因此通常用于常规连续x、γ射线剂量测量。
3、在短脉冲、高剂量率条件下，球形和圆柱形电离室由于电离的电子-离子对的渡越距离大，而且电子-离子对通过重叠区域的时间长，甚至与x射线脉冲的持续时间相当，存在明显的复合效应，导致电荷收集效率低，使得测量结果与实际值严重偏离，而且在不同辐射脉冲条件下的偏离不一致，很难进行修正。以及在收集极的处理上，通常采用喷涂铝层的方式形成导电涂层，以补偿低能量段的能量响应。而喷涂铝层对所用材料、喷涂工艺均有较高要求，成本较高，难度较大。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题，本专利技术设计了一种平板形空腔电离室，由于电离室极板间距小，而且场强均匀，极
2、1、本申请将电离室收集时间缩短至微秒量级，提高短脉冲、高剂量率条件下的收集效率，解决目前电荷收集效率低的问题，并提高毫秒级脉冲x射线剂量测量的准确性；
3、2、改良接线方式，解决电离室内部与信号线连通时影响室壁内侧平整度以及电场均匀性、对称性的问题，并提高接线的稳定性；
4、3、设计收集极导电铝层的添加方式，在满足能响补偿需求的基础上降低目前成本高和加工难度大的问题；
5、4、设计收集极与保护极的结构与绝缘方式，在保证漏电流足够小的基础上解决目前成本过高的问题。
6、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种用于脉冲x射线剂量测量的平板形空腔电离室，该电离室包括：支撑杆，其内穿设有与tnc接口连接的信号线；腔体，其连接在与tnc接口相对的支撑杆另一端，其中，
7、所述腔体为由外框封闭构成的平板形结构，在腔体内上下侧设有与信号线相接的高压极，腔体内中部位置对称设置有与外框和信号线分别相接的保护极，且对称的所述保护极之间设置有不导通的收集极，以及在保护极和收集极上下且与高压极之间形成有相互屏蔽的灵敏区。
8、进一步的，所述收集极和保护极均采用绝缘材料作为基材，在两者上下表面均设置有导电薄层。
9、进一步的，在收集极和保护极的上下薄片及基材之间开设有穿孔，并在该穿孔内填充有导通材料。
10、进一步的，所述收集极的导电薄层为在外表面依次设置有石墨薄层和铝箔构成；所述保护极的导电薄层为铝箔。
11、进一步的，所述收集极和保护极的导电薄片隔断位置处的所述基材部分设置为点连接结构，且通过收集极和保护极整体将上下所述灵敏区屏蔽。
12、进一步的，下侧所述高压极与外框为一体结构，上侧所述高压极为设置的高压极薄板，在下侧高压极及上侧高压极薄板内表面上均设置有导电薄层。
13、进一步的，所述高压极的导电薄层通过信号线外层屏蔽线与tnc接头外壳相连；保护极导电薄层通过信号线内层屏蔽线与tnc接头的保护极相连；所述收集极的导电薄层通过信号线中心铜芯与tnc接头的中心电极相连。
14、一种平板形空腔电离室的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
15、s1、在腔体内远离信号线的一侧及下侧设置有绝缘材料基体作为外框；
16、s2、在下侧所述基体及腔体上侧对应设置有高压极的导电薄板；
17、s3、在上下侧的高压极导电薄板之间则平行设置有绝缘材料基体，同时在该基体两端及中间位置的上下表面依次设置有保护极导电薄板和收集极导电薄板，并利用绝缘压环实现保护极和收集极整体相对于腔体的固定；
18、s4、将保护极导电薄板和收集极导电薄板之间的基体制作成镂空结构；
19、s5、在收集极、保护极、高压极的导电薄片，以及上侧的高压极薄板上均设置有导电薄层；
20、s6、将高压极、保护极及收集极与tnc接头导通连接。
21、进一步的，在步骤s5中：
22、所述收集极的导电薄层为喷涂石墨薄层和粘接铝箔；
23、所述保护极的导电薄层为粘接铝箔；
24、所述高压极的导电薄层为喷涂石墨薄层。
25、进一步的，在步骤s6中：将高压极的导电薄层通过信号线外层屏蔽线与tnc接头外壳相连；
26、将保护极导电薄层通过信号线内层屏蔽线与tnc接头的保护极相连；
27、将收集极的导电薄层通过信号线中心铜芯与tnc接头的中心电极相连；
28、每个所述tnc接头的连接线均嵌入至相应的绝缘材料的基材中，并用石墨填充。
29、本专利技术的有益效果是：
30、(1)本专利技术提供的平板形空腔电离室极板间距仅2mm，在300v标称极化电压下，收集时间达到微秒量级，可用于毫秒级脉冲x射线剂量测量。
31、(2)使用环形保护极完全包围圆形收集极，将高压极与收集极完全隔断，避免两电极直接接触或经固态绝缘件间接接触而产生明显漏电流。
32、(3)收集极与保护极使用同一片绝缘材料薄板作为基材，两部件间进行镂空隔断，仅在绝缘材料基板上保留连接点，可以保证两部件的导电层处于同一平面，且边缘处间距均匀一致，能有效减小灵敏区边缘处的电场畸变，同时提高收集极与保护极间的绝缘性能，进一步减小电离室漏电流。
33、(4)利用一对绝缘压环将收集极与保护极固定于电离室腔体中心，并限制收集极与两侧高压极的相对位置(间距)，通过绝缘压环的均匀厚度有效保证了高压极与收集极毫米级间距的稳定和一致。
34、(5)收集极通过石墨+铝的组合实现极板整体空气等效性，并补偿了低能量段的响应，同时也降低了成本与加工难度。
35、(6)采用分段内嵌的方式固定高压极薄板，提高了电离室整体结构强度和稳定性，并通过接触面的石墨涂层完成两高压极导电层的连通，结构简单，减小了电阻，提高了导电性能。
36、(7)收集极、保护极采用了开槽埋线、石墨填充的方式，将信号线从绝缘材料基板上所开凹槽引入，利用绝缘压环加以固定，并用石墨填充凹槽、连通信号线，保证导电层平整，同时也提高了接线处的稳定性。
37、(8)支撑杆末端利用锁紧环、螺栓、螺母对电缆整体进行固定，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于脉冲X射线剂量测量的平板形空腔电离室，该电离室包括：支撑杆，其内穿设有与TNC接口连接的信号线；腔体，其连接在与TNC接口相对的支撑杆另一端，其中，
2.根据权利要求1所述的平板形空腔电离室，其特征在于：所述收集极和保护极均采用绝缘材料作为基材，在两者上下表面均设置有导电薄层。
3.根据权利要求2所述的平板形空腔电离室，其特征在于：在收集极和保护极的上下薄片及基材之间开设有穿孔，并在该穿孔内填充有导通材料。
4.根据权利要求3所述的平板形空腔电离室，其特征在于：所述收集极的导电薄层为在外表面依次设置有石墨薄层和铝箔构成；所述保护极的导电薄层为铝箔。
5.根据权利要求4所述的平板形空腔电离室，其特征在于：所述收集极和保护极的导电薄片隔断位置处的所述基材部分设置为点连接结构，且通过收集极和保护极整体将上下所述灵敏区屏蔽。
6.根据权利要求1所述的平板形空腔电离室，其特征在于：下侧所述高压极与外框为一体结构，上侧所述高压极为设置的高压极薄板，在下侧高压极及上侧高压极薄板内表面上均设置有导电薄层。
7.根
8.一种平板形空腔电离室的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，在步骤S5中：
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，在步骤S6中：
...【技术特征摘要】
1.一种用于脉冲x射线剂量测量的平板形空腔电离室，该电离室包括：支撑杆，其内穿设有与tnc接口连接的信号线；腔体，其连接在与tnc接口相对的支撑杆另一端，其中，
2.根据权利要求1所述的平板形空腔电离室，其特征在于：所述收集极和保护极均采用绝缘材料作为基材，在两者上下表面均设置有导电薄层。
3.根据权利要求2所述的平板形空腔电离室，其特征在于：在收集极和保护极的上下薄片及基材之间开设有穿孔，并在该穿孔内填充有导通材料。
4.根据权利要求3所述的平板形空腔电离室，其特征在于：所述收集极的导电薄层为在外表面依次设置有石墨薄层和铝箔构成；所述保护极的导电薄层为铝箔。
5.根据权利要求4所述的平板形空腔电离室，其特征在于：所述收集极和保护极的导电薄片隔断位置处的所述基材部分设置为点连接结...
【专利技术属性】
技术研发人员：李德红，郝光辉，成建波，刘川凤，黄建微，李月，张晓乐，张璇，万琳健，徐逸伦，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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