一种墙嵌式耐辐照宽量程复合电离室探测器及其测量方法与流程

1.本发明属于电离室技术领域，具体涉及一种墙嵌式耐辐照宽量程复合电离室探测器及其测量方法。


背景技术：

2.现有电离室探测器一般只有一个收集极，所以电离室的测量范围较小，若保证了测量下限，就不能保证上限，反之亦是。同时，现有电离室探测器的电子学电路通常都暴露在辐照环境下，容易影响其寿命，使得探测器的稳定性差。常规方法是通过硬电缆，将弱电流信号输送至电子学电路，让电子学电路远离辐照，但是这样会使得信号的抗干扰能力变差，而且硬电缆的连接工艺复杂，成本高。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种墙嵌式耐辐照宽量程复合电离室探测器及其测量方法，以解决现有电子学电路装置的寿命短、电离室的测量量程范围小、电离室探测器抗干扰能力差的问题。
4.本发明采用以下技术方案：一种墙嵌式耐辐照宽量程复合电离室探测器，包括依次连接形成一体式结构的电子学电路装置、铅屏蔽体和电离室；
5.电离室包括一筒状外壳，外壳内设置有一第一收集极，第一收集极为细长杆，第一收集极外同轴套装有一内高压极，内高压极为中空筒体，第一收集极的底端位于内高压极内、且与内高压极的底端不接触；内高压极外依次同轴套装有一第二收集极和外高压极，第二收集极包括筒体和在筒体顶端设置的至少三个输出轴；外高压极为中空筒体，第一收集极的顶端从外高压极的顶端穿出，内高压极的顶端与外高压极的顶端连接，筒体的顶端与外高压极的顶端不接触，各个输出轴从外高压极的顶端穿出；内高压极的底端位于筒体内、且其与筒体的底端不接触，筒体的底端位于外高压极内、且其与外高压极的底端不接触；
6.铅屏蔽体为一实心柱状结构，在铅屏蔽体内部贯通设置三个s形弯道，每个s形弯道用于供导线通过，导线用于将电离室和电子学电路装置数据连接。
7.进一步的，外壳的底部为敞口，且敞口处密封设置有一缓冲底座，缓冲底座向电离室内部设置有弹簧，外高压极和弹簧之间设置有环状的绝缘件。
8.进一步的，电离室和铅屏蔽体之间同轴设置环形绝缘件，环形绝缘件外侧同轴设置密封圈。
9.进一步的，各个输出轴按以第一收集极为圆心的圆形阵列布置。
10.进一步的，在各个输出轴外、且位于与外高压极相交处均套设有绝缘子，在第一收集极外、且位于与外高压极相交处设置有绝缘子。
11.进一步的，电子学电路装置包括一壳体，其内部设置有pcb组件，壳体顶部设置有插座。
12.本发明采用的第二种技术方案是，一种墙嵌式耐辐照宽量程复合电离室探测器的
测量方法，包括以下内容：
13.将连接在第一收集极、第二收集极和高压极的导线分别通过三个s形弯道延伸至电子学电路装置中；
14.将电子学电路装置和铅屏蔽体嵌入待测环境的墙体中，将电离室暴露于待测环境中；
15.电离室通过外高压极与第二收集极的配合，收集低剂量电离信号，通过内高压极与第一收集极配合，收集高剂量电离信号；
16.将收集到的电离信号通过穿设于s形弯道内的导线，传输至电子电路学装置中进行数据处理，以完成待测环境的电离辐射值的测量。
17.本发明的有益效果是：本发明在电离室和电子学电路之间增设铅屏蔽体，经铅屏蔽体完成剂量衰减，可以保护后端的电子学电路装置，提升了电子学电路装置的寿命；采用电子学电路装置、铅屏蔽体和电离室一体式的设计，使得探测器现场安装方便，同时减少了硬电缆的使用长度，增强了抗干扰能力；在电离室内同轴设置两个收集极，在外高压极内增设内高压极，可以同时收集高、低量程的电离信号，可以在电离室内部气体体积相同的情况下，相较于只设置一个收集极的电离室能进行宽量程的测量，提高了测量范围。
附图说明
18.图1为本发明一种墙嵌式耐辐照宽量程复合电离室探测器的剖面结构示意图；
19.图2为本发明一种墙嵌式耐辐照宽量程复合电离室探测器的立体结构示意图；
20.图3为本发明一种墙嵌式耐辐照宽量程复合电离室探测器的电离室剖面结构示意图。
21.其中，1.外高压极，2.第二收集极，21.筒体，22.输出轴，3.内高压极，4.第一收集极，5.绝缘子，6.绝缘件，7.弹簧，8.缓冲底座，9.外壳，10.s形弯道，11.插座，12.铅屏蔽体，13.电子学电路装置，14.环形绝缘件，15.密封圈。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
23.本发明提供了一种墙嵌式耐辐照宽量程复合电离室探测器及其测量方法，如图1和图2所示，包括依次连接形成一体式结构的电子学电路装置13、铅屏蔽体12和电离室。通常在使用时，将电子学电路装置13和铅屏蔽体12嵌入待测环境的墙体中，将电离室暴露于待测环境中，这样可以通过铅屏蔽体12完成辐射剂量衰减，可以保护后端的电子学电路装置13，提升了电子学电路装置的寿命。
24.其中，如图3所示，电离室包括一第一收集极4，第一收集极4为细长杆，第一收集极4外同轴套装有一内高压极3，内高压极3为中空筒体，第一收集极4的底端位于内高压极3内、且与内高压极3的底端不接触；内高压极3外依次同轴套装有一第二收集极2和外高压极1，第二收集极2包括筒体21和在筒体21顶端设置的三个输出轴22。
25.外高压极1为中空筒体，第一收集极4的顶端从外高压极1的顶端穿出，内高压极3的顶端与外高压极1的顶端连接，筒体21的顶端与外高压极1的顶端不接触，各个输出轴22从外高压极1的顶端穿出。内高压极3的底端位于筒体21内、且其与筒体21的底端不接触，筒
体21的底端位于外高压极1内、且其与外高压极1的底端不接触。
26.第二收集极2，用于收集位于外高压极1以内、内高压极3以外空间内形成的电离信号，并通过输出轴22输出；第一收集极4用于收集位于内高压极3以内空间形成的电离信号，并通过第一收集极4输出。外高压极1和内高压极3在第二收集极2两侧形成内外高压极，增大了电离室装置的灵敏体积，能够保证测量下限，提高灵敏度。
27.铅屏蔽体12为一实心柱状结构，在铅屏蔽体12内部贯通设置三个s形弯道10，每个s形弯道10用于供导线通过，导线用于将电离室和电子学电路装置13数据连接。图1中为一种墙嵌式耐辐照宽量程复合电离室探测器的剖面图，所以只能看到s形弯道10的一部分，其实际是贯穿整个铅屏蔽体12，并呈现为立体的s形。具体的，三根导线分别是从第一收集极4、第二收集极2和高压极引出。设置s形弯道10的作用是防止辐射透过，使得电子学电路装置13不再受到辐照的影响。
28.在一些实施例中，外壳9的底部为敞口，且敞口处密封设置有一缓冲底座8，缓冲底座8向电离室内部设置有弹簧7，外高压极1和弹簧7之间设置有环状的绝缘件6。通过底部设置的缓冲底座8、弹簧7和绝缘件6可以起到对电离室部分减震的作用。
29.在一些实施例中，电离室和铅屏蔽体12之间同轴设置环形绝缘件14，环形绝缘件14外侧同轴设置密封圈15。绝缘件14和密封圈15共同起到对电离室部分减震的作用。
30.在一些实施例中，各个输出轴22按以第一收集极4为圆心的圆形阵列布置。多个输出轴22的对称布置，再加上第一收集极4的直杆结构设置，增强了电离室整体结构的稳固性，同时使得整体电离室的抗振性能加强，有效的提高电离室探测器的稳定性。
31.在一些实施例中，在各个输出轴22外、且位于与外高压极1相交处均套设有绝缘子5，在第一收集极4外、且位于与外高压极1相交处设置有绝缘子5。绝缘子5的作用是把外高压极1和第二收集极2、以及外高压极1和第一收集极4隔离开来。第二收集极2由多个绝缘子支撑，多个绝缘子起结构稳固的作用。
32.在一些实施例中，电子学电路装置13包括一壳体，其内部设置有pcb组件，壳体顶部设置有插座11。电子学电路装置用于收集和处理电离室传送来的电离信号。
33.本发明还提供了一种墙嵌式耐辐照宽量程复合电离室探测器的测量方法，包括以下内容：将连接在第一收集极4、第二收集极2和高压极的导线分别通过三个s形弯道10延伸至电子学电路装置13中；将电子学电路装置13和铅屏蔽体12嵌入待测环境的墙体中，将电离室暴露于待测环境中；电离室通过外高压极1与第二收集极2的配合，收集低剂量电离信号，通过内高压极3与第一收集极4配合，收集高剂量电离信号；将收集到的电离信号通过穿设于s形弯道10内的导线，传输至电子电路学装置13中进行数据处理，以完成待测环境的电离辐射值的测量。
34.本发明在电离室和电子学电路之间增设铅屏蔽体，将电离室探测器整体嵌入待测环境的墙体中，通过电离室测量电离信号，经铅屏蔽体12完成剂量衰减，可以保护后端的电子学电路装置13，使电子学电路装置13处于较低辐射剂量的环境中，提升了电子学电路装置的寿命；采用电子学电路装置13、铅屏蔽体12和电离室一体式的设计，使得探测器现场安装方便，更换方便，同时减少了硬电缆的使用长度，增强了抗干扰能力，降低了维护成本。
35.现有气体探测工作中，通常是分别用高量程探测器和低量程探测器来进行高量程和低量程的测量的，但是本发明在电离室内同轴设置两个收集极，在外高压极内增设内高
压极，可以同时收集高、低量程的电离信号。可以在电离室内部气体体积相同的情况下，相较于只设置一个收集极的电离室能进行宽量程的测量，即使用一个探测器可以同时完成高量程和低量程的测量，提高了测量范围，同时具备高量程和低量程的测量能力，可同时保证上下限。