多气隙阻性板室探测器

1.本发明涉及辐射探测技术领域，具体涉及一种多气隙阻性板室探测器。


背景技术：

2.多气隙阻性板室(mrpc)探测器由于窄气隙的特性使得其相对于rpc探测器具有更优异的时间分辨能力。使得多气隙阻性板室(mrpc)探测器应用于粒子飞行时间测量装置的搭建中。为了使多气隙阻性板室(mrpc)探测器拥有较好的时间分辨率和效率，需要制造多个窄的，宽度在0.1mm-1mm左右的气隙。相关技术中，产生气隙的方式均为在阻性板(通常为玻璃)之间放置鱼线，使用鱼线支撑阻性板，在阻性板间形成气隙间隔。在高计数率的实验状况时，基于鱼线作为支撑件的多气隙阻性板室探测器的性能较差，导致测量结果不精确。


技术实现要素：

3.本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：相关技术中，产生气隙的方式均为在阻性板(通常为玻璃)之间放置鱼线，使用鱼线支撑阻性板，在阻性板间形成气隙间隔。该种方法会导致在探测器的使用过程中鱼线发生“爬电”，尤其在高计数率的实验状况时，爬电现象将会显著影响多气隙阻性板室探测器的性能。
4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种多气隙阻性板室探测器。
5.本发明实施例的多气隙阻性板室探测器，包括：
6.第一电路板和第二电路板，所述第一电路板和所述第二电路板的厚度方向均为第一方向；
7.密封框，所述密封框具有提供探测器灵敏体积的密封腔以及与所述密封腔连通的进气孔和出气孔；
8.多层阻性板，多层所述阻性板设在所述密封腔内，所述阻性板的厚度方向为第一方向，多层所述阻性板在所述第一方向上依次排布，所述第一电路板和所述第二电路板在所述第一方向上位于多层所述阻性板的两侧；
9.支撑件，所述支撑件由绝缘材料制成，多层所述阻性板中相邻两者之间设有多个所述支撑件以便多层所述阻性板中相邻两者之间形成气隙，所述气隙与所述进气孔和所述出气孔连通，其中所述支撑件为块状，多层所述阻性板中相邻两者之间的多个所述支撑件间隔设置。
10.因此，根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器具有实验结果精确性高的优点。
11.在一些实施例中，所述支撑件为垫片，所述垫片为圆形垫片、矩形垫片、正多边形垫片中的一者。
12.在一些实施例中，所述支撑件由聚脂类高分子绝缘材料制成，所述阻性板由高阻材料制成。
13.在一些实施例中，所述支撑件在所述第一方向上的尺寸为大于等于50μm且小于等于500μm，所述支撑件在垂直于所述第一方向的横截面上的投影的面积大于等于1平方毫米且小于等于25平方毫米。
14.在一些实施例中，所述支撑件通过绝缘胶粘接在所述阻性板上。
15.在一些实施例中，多层所述阻性板中相邻两者之间的多个所述支撑件呈多排多列设置，每个所述气隙内相邻两个所述支撑件的距离小于等于100mm。
16.在一些实施例中，在垂直于所述第一方向的横截面上，每个所述支撑件的投影与在所述第一方向上相邻的所述支撑件的投影的至少部分重合。
17.本发明实施例的多气隙阻性板室探测器还包括两个蜂窝板，两个所述蜂窝板的厚度方向均为所述第一方向，两个所述蜂窝板在所述第一方向上设在所述第一电路板和所述第二电路板的两侧。
18.在一些实施例中，所述密封框包括框体、有机玻璃，所述框体为环形，所述框体的轴向为所述第一方向，所述有机玻璃的厚度方向为所述第一方向，所述有机玻璃为多个，多个所述有机玻璃沿所述第一方向间隔设置，多个所述有机玻璃与所述框体配合限定出所述密封腔，所述第一电路板和所述第二电路板在所述第一方向上位于所述有机玻璃的两侧。
19.在一些实施例中，多个所述有机玻璃与所述框体配合限定出至少两个所述密封腔，每个所述密封腔具有与其配合的所述进气孔和所述出气孔；
20.所述多气隙阻性板室探测器还包括至少一个第三电路板，每个所述第三电路板在所述第一方向上位于两个所述密封腔之间。
21.在一些实施例中，所述第一电路板、所述第二电路板和所述第三电路板中的每一者均设有多个读出条，所述读出条的厚度方向为所述第一方向，所述读出条的宽度方向尺寸具有预设值。
附图说明
22.图1是根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器示意图。
23.图2是根据本发明实施例的阻性板和支撑件的示意图。
24.附图标记：
25.多气隙阻性板室探测器100；
26.密封框1，框体11、有机玻璃12，进气孔13，出气孔14，密封膜15；
27.阻性板2；
28.第一电路板31，第二电路板32，第三电路板33；
29.支撑件4；
30.蜂窝板5。
具体实施方式
31.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
32.下面参考附图描述本发明实施例的多气隙阻性板室探测器100。如图1和2所示，根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器100包括第一电路板31、第二电路板32、密封框1、
多层阻性板2和支撑件4。
33.第一电路板31和第二电路板32的厚度方向均为第一方向。密封框1具有提供探测器灵敏体积的密封腔以及与密封腔连通的进气孔13和出气孔14。多层阻性板2设在密封腔内，阻性板2的厚度方向为第一方向，多层阻性板2在第一方向上依次排布。第一电路板31和第二电路板32在第一方向上位于多层阻性板2的两侧；
34.支撑件4由绝缘材料制成，多层阻性板2中相邻两者之间设有多个支撑件4，以便多层阻性板2中相邻两者之间形成气隙，气隙与进气孔13和出气孔14连通。其中，支撑件4为块状，多层阻性板2中相邻两者之间的多个支撑件4间隔设置。
35.本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
36.相关技术中，产生气隙的方式均为在阻性板(通常为玻璃)之间放置鱼线，使用鱼线支撑阻性板，在阻性板间形成气隙间隔。该种方法会导致在探测器的使用过程中鱼线发生“爬电”，尤其在高计数率的实验状况时，爬电现象将会显著影响多气隙阻性板室探测器的性能。
37.根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器100通过在层阻性板2中相邻两者之间设有多个支撑件4，以便多层阻性板2中相邻两者之间形成气隙。且支撑件4为块状，多层阻性板2中相邻两者之间的多个支撑件4间隔设置。相较于通过鱼线(线状)支撑，支撑件4的形状为块状，由此，可使得支撑件4不会将气隙分隔为多个腔体，以便气隙内的气体流动更加顺畅，使得气体探测器测量结果更加精确。相关技术中，鱼线由于自身材料及形状原因，在高电场高计数率情况下自身电学性能会发生变化，产生“爬电”现象。本技术的多个块状的支撑件4不相互连接并采用绝缘材料制成，从而使得支撑件4较为独立、不易发生“爬电”，即使个别支撑件4“爬电”，不会影响其他支撑件4，以便解决“爬电”现象。进而在进行高计数率的实验状况时，可降低爬电现象对多气隙阻性板室探测器100性能的影响，以便提高实验结果的精确性。
38.因此，根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器100具有实验结果精确性高的优点。
39.图1和2所示，根据本发明实施例的多气隙阻性板室探测器100包括第一电路板31、第二电路板32、密封框1、多层阻性板2和支撑件4。
40.密封框1具有密封腔以及与密封腔连通的进气孔13和出气孔14。密封腔用于容纳多层阻性板2和支撑件4，实验气体从进气孔13进气密封腔内的阻性板2直线的气隙内，实验气体通过出气孔14排出密封腔。多层阻性板2设在密封腔内，阻性板2的厚度方向为第一方向，多层阻性板2在第一方向上依次排布，阻性板2由绝缘材料制成。第一方向可以是上下方向。例如，阻性板2的厚度方向为上下方向，多层阻性板2在上下方向上依次排布，进气孔13和出气孔14位于密封腔的左右两侧，进气孔13和出气孔14均沿左右方向延伸。上下方向和左右方向如图1中的箭头所示。
41.第一电路板31和第二电路板32的厚度方向均为第一方向，第一电路板31和第二电路板32在第一方向上位于多层阻性板2的两侧。具体地，第一电路板31和第二电路板32均为读出电路板并具有读出条，以便在第一方向上位于多层阻性板2两侧的第一电路板31和第二电路板32可产生感应电流并得出试验数据。第一电路板31和第二电路板32可位于密封腔内侧或外侧。例如，第一电路板31和第二电路板32的厚度方向均为上下方向，第一电路板31
位于多层阻性板2的上方，第二电路板32位于多层阻性板2的下方。
42.在一些实施例中，密封框1包括框体11、有机玻璃12，框体11为环形，框体11的轴向为第一方向。有机玻璃12的厚度方向为第一方向，有机玻璃12为多个。多个有机玻璃12沿第一方向间隔设置，多个有机玻璃12与框体11配合限定出密封腔，第一电路板和第二电路板32在第一方向上位于有机玻璃12的两侧。具体地，多个有机玻璃12通过密封胶与框体11粘接在一起并限定出一个密封腔或多个密封腔，可根据具体情况设置有机玻璃12的个数。例如，框体11的外周轮廓和内周轮廓均为长方形或正方形，有机玻璃12为两个，两个上下方向上间隔设置的有机玻璃12与框体11连接并限定出一个密封腔，多层阻性板2位于一个密封腔内，两个有机玻璃12在上下方向上位于多层阻性板2的两侧。
43.如图1所示，在一些实施例中，多个有机玻璃12与框体11配合限定出至少两个密封腔，每个密封腔具有与其配合的进气孔13和出气孔14。具体地，多个有机玻璃12与框体11配合限定出的多个密封腔在第一方向方依次设置，相邻两个密封腔可通过相应的进气孔13和出气孔14连通。
44.多气隙阻性板室探测器100还包括至少一个第三电路板33，每个第三电路板33在第一方向上位于两个密封腔之间，第三电路板33的厚度方向为第一方向。具体地，第一电路板31、第二电路板32和第三电路板33中的每一者均设有多个读出条，读出条的厚度方向为第一方向，读出条的宽度方向尺寸具有预设值。具体地，读出条的宽度方向尺寸根据测量需求进行设置。读出条的宽度方向尺寸范围可以大于等于2mm且小于等于20mm。由此，可使得每个密封腔内的试验数据均可被收集到。例如，密封腔的数量为两个，第三电路板33在上下方向上位于两个密封腔之间。每个第三电路板33上下方向的两侧均设有有机玻璃12。
45.在一些实施例中，密封腔内设有密封膜15，密封膜15位于有机玻璃12和阻性板2之间。具体地，密封膜15为高压碳膜，高压碳膜作用在于为密封腔内部提供均匀地场强，以形成灵敏体积。
46.如图1所示，在一些实施例中，多气隙阻性板室探测器100还包括两个蜂窝板5，两个蜂窝板5的厚度方向均为第一方向，两个蜂窝板5在第一方向上设在第一电路板31和第二电路板32的两侧。蜂窝板5可发生弹性形变，从而可防止多气隙阻性板室探测器100受到震动从而造成多气隙阻性板室探测器100的损坏。例如，两个蜂窝板5在上下方向上位于第一电路板31和第二电路板32的两侧。
47.支撑件4由绝缘材料制成，多层阻性板2中相邻两者之间设有多个支撑件4，以便多层阻性板2中相邻两者之间形成气隙，气隙与进气孔13和出气孔14连通。其中，支撑件4为块状，多层阻性板2中相邻两者之间的多个支撑件4间隔设置。
48.在一些实施例中，支撑件4为垫片，垫片为圆形垫片、矩形垫片、正多边形垫片中的一者。圆形垫片、矩形垫片、正多边形垫片均为块状且可作为支撑件4使用。
49.在一些实施例中，支撑件4由聚脂类高分子绝缘材料制成。具体地，支撑件4由mylar膜制成，mylar膜为坚韧聚脂类高分子物，mylar膜为体电阻与面电阻较高的绝缘材料，支撑件4由mylar膜制成可减少爬电现象的发生。阻性板2由高阻材料制成，具体地，高阻材料为并非绝缘的高电阻率材料。阻性板2为玻璃板(浮法玻璃)、低电阻玻璃板和陶瓷中的至少一者制成。例如，阻性板2为低电阻玻璃。
50.在一些实施例中，支撑件4在第一方向上的尺寸为大于等于50μm且小于等于500μ
m。由此，可使得相邻两层阻性板2之间的气隙在第一方向上的尺寸大于等于50μm且小于等于500μm，以便满足实验要求。
51.可选地，支撑件4在第一方向上的尺寸为大于等于200μm且小于等于300μm，例如，支撑件4在第一方向(上下方向)上的尺寸为大于等于250μm。
52.支撑件4在垂直于第一方向的横截面上的投影的面积大于等于1平方毫米且小于等于25平方毫米。由此，可使得支撑件4的尺寸较小，从而减少爬电现象的发生且可使得实验气体在气隙呃逆流动顺畅。
53.可选地，支撑件4在垂直于第一方向的横截面上的投影的面积大于等于6平方毫米且小于等于12平方毫米。例如，支撑件4的水平边沿长度均为3毫米，支撑件4在垂直于第一方向(上下方向)的横截面上的投影的面积大于等于为9平方毫米。
54.在一些实施例中，支撑件4通过绝缘胶粘接在阻性板2上。具体地，支撑件4通过树脂胶或其他低放气胶粘接在阻性板2上。该固定方式可避免对实验气体的污染且具有绝缘性。
55.如图2所示，在一些实施例中，多层阻性板2中相邻两者之间的多个支撑件4呈多排多列设置。具体地，多层阻性板2中相邻两者之间的多个支撑件4在第二方向和第三方向上呈多排多列设置，第一方向、第二方向和第三方向中的任两者相互垂直。由此，可使得支撑件4对阻性板2支撑稳定，减少阻性板2的形变，可使得气隙在第一方向上的尺寸较为一致。例如，多层阻性板2中相邻两者之间的多个支撑件4在左右方向和前后方向上呈多排多列设置。
56.每个气隙内相邻两个支撑件4的距离小于等于100mm。由此，可便于支撑件4支撑阻性板2并使得相邻两个阻性板2之间形成气隙。例如，每个气隙内相邻两个支撑件4的距离为50mm。
57.如图1所示，在一些实施例中，在垂直于第一方向的横截面上，每个支撑件4的投影与在第一方向上相邻的支撑件4的投影的至少部分重合。也就是说，相邻的两层气隙中一者内的每个支撑件4与相邻的两层气隙中另一者内相应的支撑件4在第一方向上可相互支撑，从而可减少阻性板2的形变，可使得气隙在第一方向上的尺寸较为一致。例如，在上下方向上相邻的两层气隙中位于下方气隙内的每个支撑件4可支撑相邻的两层气隙位于上方气隙内相应的支撑件4。
58.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
59.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
60.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
61.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
62.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
63.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。