采用CMOS图像传感器及金属网的测氡仪静电测量腔的制作方法

技术特征：
1.采用cmos图像传感器及金属网的测氡仪静电测量腔，其特征是：包括测量腔筒体、端盖、金属网环、cmos图像传感器pcb板、厚金属屏蔽板、cmos图像传感器、cmos图像传感器连接线、绝缘垫、第一可调高压模块及第二可调高压模块；所述测量腔筒体筒壁的下部对称设有第一阀门管道及第二阀门管道；所述端盖顶部中间设有cmos图像传感器pcb板安装孔，底部中间设有cmos图像传感器安装孔；所述金属网环由金属环及金属网组成，金属网焊接在金属环上；所述cmos图像传感器pcb板上设有位于其底部中间的cmos图像传感器安装孔，及贯穿cmos图像传感器pcb板顶部的cmos图像传感器连接线孔；测量腔筒体与端盖采用螺纹连接，cmos图像传感器pcb板设置于端盖的cmos图像传感器pcb板安装孔内，厚金属屏蔽板固定于端盖的顶部中间位置；cmos图像传感器通过cmos图像传感器安装孔卡设于cmos图像传感器安装孔内，cmos图像传感器连接线一端与cmos图像传感器连接，另一端通过cmos图像传感器连接线孔与数据处理系统连接；绝缘垫固定于端盖底部，金属网环固定于绝缘垫的中间位置，金属网环的直径大于放置cmos图像传感器的孔径，第一可调高压模块通过导高压线与金属网环连接，第二可调高压模块通过导高压线与测量腔筒体内的侧壁相连。2.如权利要求1所述的采用cmos图像传感器及金属网的测氡仪静电测量腔，其特征是：所述端盖的材质为金属，绝缘垫通过粘贴固定于端盖底部，金属网环通过粘贴固定于绝缘垫的中间位置。3.如权利要求1所述的采用cmos图像传感器及金属网的测氡仪静电测量腔，其特征是：所述端盖的材质为塑料。4.如权利要求3所述的采用cmos图像传感器及金属网的测氡仪静电测量腔，其特征是：还包括铝箔和代替绝缘垫的绝缘层，铝箔粘贴固定于端盖底部，绝缘层设置于测量腔筒体与铝箔连接处，金属网环粘贴固定于铝箔的中间位置，金属网环与铝箔之间设置有绝缘电胶。5.如权利要求1
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4任一项所述的采用cmos图像传感器及金属网的测氡仪静电测量腔，其特征是：所述测量腔的筒体为金属；所述厚金属屏蔽板的面积大于cmos图像传感器pcb板安装孔的面积厚金属屏蔽板通过粘结固定于端盖的顶部中间位置。6.利用如权利要求5所述的采用cmos图像传感器及金属网的测氡仪静电测量腔进行测量的方法，其特征是：包括如下步骤，a，测量腔的连接：测量腔筒体的第一阀门管道及第二阀门管道分别与第一电磁阀和第二电磁阀连接，第一电磁阀与氡室的进气端连接，氡室的出气端与气泵连接，气泵的另一端与第二电磁阀的另一端连接；b，金属网环电压的确定：金属网环的直径计算公式为：
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（1）其中，d1为金属网环的直径，d1为测量腔筒体筒口端直径，d0为cmos图像传感器的直径；设第二可调高压模块对测量腔筒体腔体的腔壁施加高压u，则在测量腔筒体的电压满
足如下公式：
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（2）其中，为测量腔筒体的电场强度，u为测量腔筒体腔壁的电压，k为调节测量腔与金属网之间的系数，k的取值在1.5～10之间；从而，金属网环上的电压u1为：
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（3）c，测量腔工作过程：先把第一阀门管道及第二阀门管道打开，让测量气体从氡室内通过气泵抽气通过第二电磁阀由第二阀门管道进入测量腔筒体后，再由第一阀门管道通过第一电磁阀送回氡室，形成闭合的回路；通过第一可调高压模块对金属网环施加u1的电压，cmos图像传感器内部含有金属布线，工作时产生低电压，测量腔筒体腔壁的高压与cmos图像传感器的低压形成静电场；当测量腔筒体内衰变达到平衡时，在测量时间内，由cmos图像传感器进行视频拍摄，然后用软件对视频拆分成一帧帧图像，用软件对像素簇的个数进行计数，利用子体衰变产生的β和γ总计数来反推测量气体的浓度；d，计算过程：计算公式为：n（β γ）=k*c
x
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（4）式（4）中，n（β γ）表示测量时间内cmos图像传感器6拍摄到的β射线和γ射线的总计数，c
x 表示测量气体的浓度，k是测量气体浓度与β射线和γ射线的总计数的比例系数。

技术总结
采用CMOS图像传感器及金属网的测氡仪静电测量腔，包括测量腔筒体、端盖、金属网环、CMOS图像传感器PCB板、金属屏蔽板、CMOS图像传感器、CMOS图像传感器连接线、绝缘垫、第一可调高压模块及第二可调高压模块。测量腔筒体与端盖采用螺纹连接，厚金属屏蔽板固定于端盖的顶部中间位置。绝缘垫固定于端盖底部，金属网环固定于绝缘垫的中间位置，金属网环的直径大于放置CMOS图像传感器的孔径，第一可调高压模块通过导高压线与金属网环连接，第二可调高压模块通过导高压线与测量腔筒体内的侧壁相连。利用该测氡仪静电测量腔能够有效进行测量气体的浓度。本发明的测量腔结构简单，采用CMOS图像传感器和金属网环共同改善测量腔腔体内电势分布及提高收集效率。势分布及提高收集效率。势分布及提高收集效率。


技术研发人员：谭延亮 林芬 范钟凯 胡滔 莫贻香 谢若梅 刘帅彬 袁帅 袁红志
受保护的技术使用者：衡阳师范学院
技术研发日：2021.09.15
技术公布日：2022/1/3