一种用于微重力环境的组织等效正比计数器的制作方法

1.本实用新型涉及辐射测量用计数器的技术领域，具体涉及一种用于微重力环境的组织等效正比计数器。


背景技术：

2.载人航天脱离了地球稠密大气层的保护，不可避免地要暴露于外层空间的强辐射环境，这是航天期间宇航员必然遇到的主要有害环境因素之一。这一环境包括空间天然存在的和在航天器载荷中产生的电离辐射。空间天然电离辐射源主要是银河宇宙辐射、地磁捕获辐射和随机发生的太阳粒子事件。这类辐射因其可造成生物机体严重损伤而在载人航天中备受重视，对其进行深入研究具有极其重要的现实意义。
3.用于评估电离辐射危害的量主要是剂量学量，包括吸收剂量、剂量当量、有效剂量当量等量，吸收剂量是单位物质内所沉积的平均电离辐射能，一般来说，射线的种类及能量相同、被照射的器官或组织相同的情况下，吸收剂量越大，危害越大。但是，在辐射的类型或能量不同或照射条件不同的情况下，相同的吸收剂量所产生的生物效应并不总是相同的。在辐射防护中最关心的是人体受到各种类型辐射的照射后将发生什么样的效应。因此，对吸收剂量修正后，引出了剂量当量的概念。剂量当量无疑是比吸收剂量更能评估辐射危害效应的量。
4.组织等效正比计数器是目前国际上常用的一种空间辐射剂量测量仪器，该仪器通过对模拟微观组织中粒子的传能线密度(let)谱的测量，实现既可测量吸收剂量，又可剂量当量的目的。
5.现有技术中，在利用组织等效正比计数器进行吸收剂量和剂量当量的数据测量时，参见图1的结构，组织等效正比计数器包括探测球12、电路板13和密封容器帽11，将探测球12和电路板13密封设置在密封容器帽11内，组织等效正比计数器的工作环境为低气压状态，由于传统的电路板材料(fr
‑
4)属于易于吸附气体的材料，当电路板13在生产、安装到密封容器帽11内的过程中，电路板13处于常压状态时，电路板13会吸附周围环境中的气体分子；当将电路板密封于密封容器帽11内后，将密封容器帽11内的空气抽出，并充入工作气体，使得密封容器帽11内处于低气压环境的低压状态，而电路板在低压状态时，电路板13会将在常压状态下吸附的气体分子缓慢到密封容器帽11内，并混入到工作气体中，由于释放的气体不同于工作气体，导致会对工作气体的纯度造成破坏，由于探测球的工作环境需要保持工作环境光中的气体纯度，但是电路板在探测球工作时释放的气体会污染工作气体，降低工作气体的纯度，因此会干扰探测球的工作，导致探测球的测量的吸收剂量和剂量当量的数据不准确。
6.若采用在真空及低气压环境下不会释放气体的特种电路板(如陶瓷电路板)，电路板上所选用的元器件均需考虑在低气压及真空环境下气体的释放特性，该种方式制成的组织等效正比计数器成本过高，目前尚未有将该方法应用于tepc实际测量的文献报道。


技术实现要素：

7.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中，将电路板和探测球安装在密封容器帽内，电路板在生产、安装的过程中处于常压状态，会吸附环境中的气体分子，当探测球工作时，要求密封容器帽内处于低压状态，会将密封容器帽内的空气抽出，并注入工作气体，使得密封容器帽内处于低压状态，而电路板在处于低压状态下会将在常压状态下吸附的气体分子缓慢到密封容器帽内，并混入到工作气体中，由于释放的气体不同于工作气体，导致会对工作气体的纯度造成破坏，由于探测球的工作环境需要保持工作环境中的气体纯度，但是电路板在探测球工作时释放的气体会污染工作气体，降低工作气体的纯度，因此会干扰探测球的工作，导致探测球的测量的吸收剂量和剂量当量的数据不准确的缺陷，从而提供一种可以保证在探测球长期工作时，探测球能够准确的测量吸收剂量和剂量当量的数据的组织等效正比计数器。
8.一种用于微重力环境的组织等效正比计数器，包括：壳体，具有至少一个开口的腔体；垫板，密封设在所述开口上，并与所述壳体之间围成第一密封腔；探测球，设于所述第一密封腔内；电路板，安装在所述垫板上且位于所述第一密封腔外，所述电路板通过所述垫板与所述探测球电连接。
9.可选地，上述组织等效正比计数器结构中，所述垫板上穿设有至少一对电极，所述电极的两端分别电连接于所述探测球和所述电路板。
10.可选地，上述组织等效正比计数器结构中，还包括安装座，所述安装座和所述壳体分别设于所述垫板的两侧，所述安装座与所述垫板之间形成供所述电路板安装的第一安装腔。
11.可选地，上述组织等效正比计数器结构中，所述安装座与所述垫板密封连接，以使所述第一安装腔呈第二密封腔。
12.可选地，上述组织等效正比计数器结构中，还包括设在所述第一密封腔内的固定结构，所述探测球与所述壳体之间通过所述固定结构连接。
13.可选地，上述组织等效正比计数器结构中，所述固定结构包括至少两个支撑臂，至少两个所述支撑臂的第一端汇集固定在一起形成固定部，第二端分别朝向所述垫板方向延伸，所有所述支撑臂之间围成供所述探测球嵌装的第二安装腔；每个所述支撑臂的第二端可拆卸地固定在所述垫板上。
14.可选地，上述组织等效正比计数器结构中，至少两个所述支撑臂的第一端上设有与所述探测球的外圆面适配的圆弧面，所述圆弧面与所述探测球的球面之间形成面面接触，以向所述探测球提供抱紧力。
15.可选地，上述组织等效正比计数器结构中，还包括设在所述第一密封腔内的支撑座，所述支撑座的一端伸入所述第二安装腔内，另一端固定在所述垫板上；
16.所述第二端可拆卸地设在所述支撑座上。
17.可选地，上述组织等效正比计数器结构中，所述支撑座包括第一连接盘和第二连接盘，及将所述第一连接盘和第二连接盘连接的过渡筒；所述第一连接盘可拆卸地设在所述垫板上，所述过渡筒和所述第二连接盘伸入所述第二安装腔内；
18.所述探测球上设置第三连接盘，所述第三连接盘与所述第二连接盘层叠分布且可拆卸地连接；任一所述支撑臂的第二端可拆卸地设在所述第一连接盘上。
19.可选地，上述组织等效正比计数器结构中，任一所述支撑臂的第二端的端部呈朝向所述第二安装腔向内弯折的翻边，所述翻边可拆卸地设在所述第一连接盘上；和/或所述探测球通过穿在所述过渡筒内的电线，与所述垫板电连接。
20.本实用新型技术方案，具有如下优点：
21.1.本实用新型提供的一种用于微重力环境的组织等效正比计数器，包括：壳体，具有至少一个开口的腔体；垫板，密封设在所述开口上，并与所述壳体之间围成第一密封腔；探测球，设于所述第一密封腔内；电路板，安装在所述垫板上且位于所述第一密封腔外，所述电路板通过所述垫板与所述探测球电连接。
22.此结构的组织等效正比计数器中，通过设置垫板和壳体，将垫板和壳体围合成第一密封腔，然后将探测球放置在该第一密封腔内，电路板设置在垫板上且位于第一密封腔外，当探测球在工作时，将壳体内的气体抽出，并注入工作气体，使得壳体内处于低压状态，而电路板由于位于第一密封腔外，在常压状态下吸收的气体分子不会进入到壳体的第一密封腔内，进而该气体分子不会混入到第一密封腔内，污染工作气体，降低工作气体的纯度，有效的保证了第一密封腔内的探测球的工作气体的纯度，进而保证探测球的正常工作，使得探测球测得的吸收剂量和剂量当量的数据的准确性，该电路板可以采用常用的电路板材质及常用元器件，以此也能够避免由于采用特种电路板及元器件导致的组织等效正比计数器成本高的问题。
23.2.本实用新型提供的组织等效正比计数器结构中，所述安装座与所述垫板密封连接，以使所述第一安装腔呈第二密封腔。将安装座与垫板密封连接，使得电路板位于的第一安装腔处于密封状态，进而使得电路板处于良好的工作环境，避免由于其在工作一段时间后发生真空放电，导致组织等效正比计数器不能够稳定工作的情况。
24.3.本实用新型提供的组织等效正比计数器结构中，所述固定结构包括至少两个支撑臂，至少两个所述支撑臂的第一端汇集固定在一起形成固定部，第二端分别朝向所述垫板方向延伸，所有所述支撑臂之间围成供所述探测球嵌装的第二安装腔；每个所述支撑臂的第二端可拆卸地固定在所述垫板上。
25.此结构的组织等效正比计数器中，通过设置支撑臂，利用支撑臂对探测球进行固定，可将探测球牢牢地抓紧并固定在第一密封腔内，从而防止由于力学振动、冲击试验造成的探测球在壳体内的摇晃的情况。
26.4.本实用新型提供的组织等效正比计数器结构中，至少两个所述支撑臂的第一端上设有与所述探测球的外圆面适配的圆弧面，所述圆弧面与所述探测球的球面之间形成面面接触，以向所述探测球提供抱紧力。此结构中，将支撑臂与探测球接触的一端设置圆弧面，利用圆弧面与探测球进行抱紧，提高探测球的稳定性。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为现有技术中的组织等效正比计数器的结构示意图；
29.图2为本实用新型的实施方式中提供的组织等效正比计数器的整体结构示意图；
30.图3为图2中提供的组织等效正比计数器的剖面结构示意图；
31.图4为图2中提供的组织等效正比计数器的爆炸结构示意图；
32.图5为本实用新型提供的支撑座结构示意图；
33.图6为壳体内的探测球与支撑座以及垫板的连接机构示意图；
34.附图标记说明：
[0035]1‑
壳体；2
‑
垫板；3
‑
第一密封腔；
[0036]4‑
探测球；401
‑
第三连接盘；
[0037]5‑
电路板；6
‑
电极；
[0038]7‑
安装座；701
‑
第一安装腔；
[0039]8‑
固定结构；801
‑
支撑臂；802
‑
固定部；803
‑
翻边；
[0040]9‑
支撑座；901
‑
第一连接盘；902
‑
第二连接盘；903
‑
过渡筒；
[0041]
11、密封容器帽；12、现有探测球；13、现有电路板；
具体实施方式
[0042]
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0043]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0044]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0045]
实施例
[0046]
本实施例记载了一种用于微重力环境的组织等效正比计数器，参见图图2
‑
图6，该组织等效正比计数器包括：壳体1、垫板2、探测球4和电路板5，其中该壳体1具有至少一个开口的腔体，该垫板2密封地设在开口上，垫板2与开口之间进行密封固定，并与该壳体1之间围成第一密封腔3，将探测球4设置在该第一密封腔3内，在探测球4需要工作进行测量时，对该第一密封腔3抽真空，并向第一密封腔3内充入工作气体即可，具体的，该壳体1可以设置为圆柱体与半球型帽组合的结构，将探测球4可以对应放置在该壳体1内部。
[0047]
将上述电路板5安装在垫板2上且位于该第一密封腔3外，该电路板5通过垫板2与探测球4电连接，为了能够对电路板5进行容纳安装，可以将电路板5安装在安装座7内部，将安装座7和壳体1分别设置在上述垫板2的两侧，且安装座7与垫板2之间形成供电路板5安装
的第一安装腔701，在将电路板5安装在该垫板2上后，可以将电路板5本体容纳在该安装座7与垫板2之间形成的第一安装腔701内，实现对电路板5的容纳安装。
[0048]
本实施例中，参见图4，垫板2可以设置为三层板结构，包括第一板、第二板和第三板，所有板之间利用紧固件连接，可以增加垫板的厚度，有利于第一密封腔3的密封。
[0049]
此结构的组织等效正比计数器中，通过设置垫板2和壳体1，将垫板2和壳体1围合成第一密封腔3，然后将探测球4放置在该第一密封腔3内，电路板5设置在垫板2上且位于第一密封腔3外，当探测球4在工作时，将壳体1内的气体抽出，并注入工作气体，使得壳体1内处于低压状态，而电路板5由于位于第一密封腔3外，在常压状态下吸收的气体分子不会进入到壳体1的第一密封腔3内，进而该气体分子不会混入到第一密封腔3内，污染工作气体，降低工作气体的纯度，有效的保证了第一密封腔3内的探测球4的工作气体的纯度，进而保证探测球4的正常工作，使得探测球4测得的吸收剂量和剂量当量的数据的准确性，该电路板5可以采用常用的电路板5材质及常用元器件，以此也能够避免由于采用特种电路板5导致的组织等效正比计数器成本高的问题。
[0050]
本实施例中的工作气体采用基于丙烷的组织等效气体，其组成如下：丙烷：55％；二氧化碳：39.6％；氮气：5.4％。以上百分含量为分子数的百分含量。
[0051]
上述安装座7可以为导电硬质金属材料，即可起到对电路板5的电磁屏蔽作用，又可固定电路板5。
[0052]
其中为了保证电路板5处于良好的工作环境，可以将安装座7与垫板2之间进行密封连接，以使得第一安装腔701呈第二密封腔，在电路板5工作时，将第二密封腔抽真空设置，或者可以向第二密封腔内注入工作气体，避免由于电路板5在工作一段时间后发生真空放电，导致组织等效正比计数器不能够稳定工作的情况，保证了组织等效正比计数器的正常运行；或者也可以将安装座7与垫板2之间进行电磁密封连接。
[0053]
本实施例中，参见图4，在垫板2上穿设有至少一对电极6，该电极6的两端分别电连接于探测球4和电路板5，其中两个电极6在于探测球4连接时，一个电极6的一端与探测球4的阴极端连接，另一个电极6的一端与探测球4的阳极端连接，两个电极6的另一端与电路板5连接，完成对探测球4的供电。
[0054]
为了将探测球4稳定的固定在第一密封腔3内，本实施例还包括设在第一密封腔3内的固定结构8，上述探测球4与壳体1之间通过固定结构8进行固定连接，具体的，该固定结构8包括至少两个支撑臂801，至少两个支撑臂801的第一端汇集固定在一起形成固定部802，固定部802与探测球4进行固定连接，至少两个支撑臂801的第二端分别朝向垫板2方向延伸，所有的支撑臂801之间围成供探测球4嵌装的第二安装腔，利用支撑臂801将探测球4固定在第二安装腔内，实现将探测球4稳定的固定在第一密封腔3内的效果，其中每个所述支撑臂801的第二端可拆卸地固定在垫板2上，使得支撑臂801能够在第一密封腔3内稳定的站立，支撑臂801可以采用聚四氟乙烯材料制成。
[0055]
具体的，为了提高探测球4的稳定性，将上述至少两个支撑臂801的第一端上设有与探测球4的外圆面适配的圆弧面，该圆弧面与探测球4的球面之间形成面面接触，以向探测球4提供抱紧力，能够进一步地提高探测球4在第一密封腔3的稳定性。
[0056]
本实施例中，还包括设在上述第一密封腔3内的支撑座9，该支撑座9的一端伸入第二安装腔内，与探测球4连接，另一端固定在垫板2上，其中所有支撑臂801的第二端可以拆
卸地设置在该支撑座9上。
[0057]
具体的，参见图3和图5，上述支撑座9包括第一连接盘901和第二连接盘902，及设置在第一连接盘901和第二连接盘902之间，将第一连接盘901和第二连接盘902连接的过渡筒903，该第一连接盘901可拆卸地设在上述垫板2上，将该过渡筒903和第二连接盘902伸入第二安装腔内，然后在探测球4上设置第三连接盘401，利用第三连接盘401与第二连接盘902连接，完成探测球4与支撑座9的连接，其中第三连接盘401与第二连接盘902层叠分布且可拆卸地连接，例如可以利用紧固件，如螺栓完成第三连接盘401与第二连接盘902的连接，上述任一支撑臂801的第二端可拆卸地设在第一连接盘901上，以完成支撑臂801与支撑座9的连接，支撑座9的设置，也可以增加电路板等不规则部件距离探测器的距离，降低了电路板等不规则部件对探测球的探测性能的影响，圆柱形支撑架虽然也会对探测性能造成影响，但由于其构成材料单一、形状规则，相较于电路板等不规则部件对探测球的影响，支撑座对探测球的数据测量造成的影响较小，可以通过计算对该影响进行定量分析并据此对测量数据进行修正。
[0058]
其中，参见图4和图6，在将任一的上述支撑臂801的第二端连接到第一连接盘901上时，可以在第二端的端部上设置呈朝向第二安装腔向内弯折的翻边803，该翻边803可拆卸地设在所述第一连接盘901上，例如可以利用螺栓完成第二端与第一连接盘901的连接，探测球4通过穿在过渡筒903内的电线，与所述垫板2上的电极6电连接，该电线采用钨丝材质，组织等效正比计数器可以在微重力环境下也进行正常的工作。
[0059]
其中，支撑臂801的数量可以设置为三个，当采用三个或以上时，连同基座一起，可以把探测球4抱紧，从而在进行振动或冲击试验时，探测器连同里面的钨丝及支撑臂801、支撑座9、壳体1一起振动，可避免因上述部件的相对运动而造成探测球4与钨丝的拉断，使得组织等效正比计数器可以在微重力环境下也进行正常的工作。
[0060]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。