一种光子云室探测热释放离子的方法及探测装置与流程

1.本发明属于探测器技术领域，具体涉及一种光子云室探测热释放离子的方法及探测装置。


背景技术：

2.云室是显示能导致电离的粒子径迹的装置，也是最早的带电粒子探测器，是在一定空间里模拟的云雾条件下进行不同云物理实验研究的设备，其主要是通过真空泵或者压缩泵直接对空气进行抽真空或者压缩空气，主要用以改变空气体积密度，有利于在条件满足的情形中形成众多的悬浮水滴，从而产生云雾形态，简称云态。
3.由于已有的技术应用不加光子干涉改变空气的体积和密度，存在压缩空气密度极限，而且功耗大、体积大，同时依赖光的强度变化推算精度不高的问题，而且存在依赖高纯度水作为耗材等缺陷，不能够很好的适应环境的变化。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种光子云室探测热释放离子的方法及探测装置，能够将光子对压缩空气的密度干涉技术引入到云室探测热释离子技术中，推动了云室探测热释离子技术效率、准确度以及适应性的提升。
5.本发明采取的技术方案具体如下：
6.一种光子云室探测热释放离子的方法，包括：
7.所述光子云室通过抽气泵抽取外部空气，并将外部空气送入至云室和光子室并进行压缩，得到第一压缩气体，并为凝结水滴创造能量变化而形成温度条件；
8.获取所述第一压缩气体的第一压力极限；
9.所述第一压缩气体达到第一压力极限后，所述光子室的隔离柱释放光子，所述第一压缩气体突破第一压力极限；
10.所述抽气泵继续向光子室和云室内部送气并进行压缩，得到第二压缩气体，并为凝结水滴创造能量变化而形成温度条件；
11.获取所述第二压缩气体的第二压力极限；
12.当所述第二压缩气体达到第二压力极限时，所述光子室内的隔离柱停止释放光子，由凝结条件满足后得到悬浮水滴；
13.获取静电场矩阵尺寸布局，对光子云室中的悬浮水滴进行探测，探测结果通过连接器组件输出给主控器件，所述主控器件根据悬浮水滴单位空间数量推算空间热释离子的浓度。
14.在一种优选方案中，所述光子云室通过抽气泵抽取外部空气，并将外部空气送入至云室和光子室并进行压缩，得到第一压缩气体的步骤，包括：
15.关闭光子云室出气口；
16.通过抽气泵将外部空气经由光子云室进气口泵入至光子室和云室的内部；
17.通过压缩泵对光子室内部的空气进行压缩处理，得到第一压缩气体。
18.在一种优选方案中，所述第一压缩气体达到第一压力极限后，所述光子室的隔离柱释放光子，所述第一压缩气体突破第一压力极限的步骤，包括：
19.所述压缩泵将第一压缩气体压缩至第一压力极限额定值；
20.所述光子室的隔离柱释放光子，光子改变第一压缩气体的排列组合，所述第一压缩空气突破第一压力极限；
21.所述压缩泵继续压缩抽气泵泵入的空气，得到第二压缩气体。
22.在一种优选方案中，当所述第二压缩气体达到第二压力极限时，所述光子室内的隔离柱停止释放光子，得到悬浮水滴的过程如下：
23.所述压缩泵持续压缩空气，
24.空气逐渐达到过饱和状态，空气中的水分析出，在静电场作用下，光子云室内部的水分形成悬浮水滴。
25.在一种优选方案中，所述静电场的布局决定所述悬浮水滴的分布状态。
26.本发明还提供了一种光子云室探测热释放离子的探测装置，应用于上述任一项的探测热释放离子的方法，包括光子云室外壳，所述光子云室外壳的内部装配有光子云室内壁组件，所述光子云室外壳的内部还安装有光子室固定架，所述光子室固定架的内部设置有光子室，所述光子云室外壳的内部设置有位于光子室固定架一侧的用于探测悬浮水滴的静电场，所述静电场的一侧装配有连接器组件；
27.其中，所述连接器组件电性连接有主控器件，所述静电场将测得悬浮水滴单位空间数量的结果通过连接器组件在输出给主控器件。
28.在一种优选方案中，所述光子云室外壳的一端装配有云室外壳盖，所述云室外壳盖上开设有光子注入通道，所述光子注入通道的内部嵌设有与光子室相对应的光子室隔离柱。
29.在一种优选方案中，所述云室外壳盖上还开设有空气进出口。
30.本发明取得的技术效果为：
31.本发明采用将光子植入云室工作中，解决常规环境下空气密度改变极限的限制问题，并且采取了静电场探测云室中悬浮水滴的方式进行精确计算悬浮水滴的单位空间中的数量，改变了以往以激光源和者led光源探测方法精度不高的问题；
32.本发明解决了普通云室对于改变密度和体积功耗大、体积大、精度不高、依赖高纯度水的耗材的缺点，而且光子云室可以更广泛的适应各种自然环境的温度和湿度，克服了采用激光散射光强感知悬浮水滴的浓度不准确性的缺陷。
附图说明
33.图1是本发明的实施例；
34.图2是本发明的实施例所提供的光子云室的示意图；
35.图3是本发明的实施例所提供的光子云室内部的示意图。
36.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
37.1、光子云室外壳；101、云室外壳盖；102、光子注入通道；103、空气进出口；
38.2、光子云室内壁组件；
39.3、光子室固定架；
40.4、光子室；401、光子室隔离柱；
41.5、静电场；
42.6、连接器组件。
具体实施方式
43.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
44.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
45.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个较佳的实施方式中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
46.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
47.请参阅附图1所示，本发明提供了一种光子云室探测热释放离子的方法，包括：
48.s1、光子云室通过抽气泵抽取外部空气，并将外部空气送入至云室和光子室并进行压缩，得到第一压缩气体，并为凝结水滴创造能量变化而形成温度条件；
49.s2、获取第一压缩气体的第一压力极限；
50.s3、第一压缩气体达到第一压力极限后，光子室的隔离柱释放光子，第一压缩气体突破第一压力极限；
51.s4、抽气泵继续向光子室和云室内部送气并进行压缩，得到第二压缩气体，并并为凝结水滴创造能量变化而形成温度条件；
52.s5、获取第二压缩气体的第二压力极限；
53.s6、当第二压缩气体达到第二压力极限时，光子室内的隔离柱停止释放光子，有凝结条件满足后得到悬浮水滴；
54.s7、获取静电场矩阵尺寸布局，对光子云室中的悬浮水滴进行探测，探测结果通过连接器组件输出给主控器件，主控器件根据悬浮水滴单位空间数量推算空间热释离子的浓度。
55.如上步骤s1-s7所述，云室基本的工作原理是采用热释离作为凝结核形成悬浮水滴，数量较多的水滴从而形成了云雾状态现象，固态物质受热的温度超过保持基本形态温度后就会产生因为物质受热而产生电子逃逸的游离状态微粒，这些微粒带有一定的电荷能量，在振动和凝并运动中，电荷发生部分中和部分转移在周边的微粒上，这种因受热而产生的带电微粒称为热释离子，该实施方式中采用光子室内部的隔离柱释放的光子改变空气的排列组合，使得空气的压缩上下能够被打破，使得云室内部空气的压缩效果得以增强，能够在光子室内形成更多的悬浮水滴，并且采取了静电场探测云室中悬浮水滴的方式进行精确计算悬浮水滴的单位空间中的数量，有效的改变了以往以激光源和者led光源探测方法精
度不高的问题。
56.在一个较佳的实施方式中，光子云室通过抽气泵抽取外部空气，并将外部空气送入至云室和光子室并进行压缩，得到第一压缩气体的步骤，包括：
57.s11、关闭光子云室出气口；
58.s12、通过抽气泵将外部空气经由光子云室进气口泵入至光子室和云室的内部；
59.s13、通过压缩泵对光子室内部的空气进行压缩处理，得到第一压缩气体。
60.如上述步骤s11-s13所述，在抽气泵和压缩泵的配合作用下，可先行对空气进行泵入和压缩处理，在此过程中，空气中的水蒸气在高压作用下逐渐被析出，而空气在达到第一压力极限之后，处于过饱和的状态，其携带的水分便不能够继续析出，此时得到的气体便为第一压缩气体。
61.其次，第一压缩气体达到第一压力极限后，光子室的隔离柱释放光子，第一压缩气体突破第一压力极限的步骤，包括：
62.s31、压缩泵将第一压缩气体压缩至第一压力极限额定值；
63.s32、光子室的隔离柱释放光子，光子改变第一压缩气体的排列组合，第一压缩空气突破第一压力极限；
64.s33、压缩泵继续压缩抽气泵泵入的空气，得到第二压缩气体。
65.如上述步骤s31-s33所述，隔离柱所释放的光子能够改变第一压缩气体的排列组合，从而也就将第一压缩气体的压力上限打破，进而在压缩泵的作用下，第一压缩气体被二次压缩，在此过程中，仍然会有水分析出，直至达到所需状态，此时形成第二压缩气体，第二压缩气体在饱和之后，打开光子云室出气口，将光子云室内部的第二压缩气体排出即可。
66.再其次，当第二压缩气体达到第二压力极限时，光子室内的隔离柱停止释放光子，由凝结条件满足后得到悬浮水滴的过程如下：
67.s61、压缩泵持续压缩空气，
68.s62、空气逐渐达到过饱和状态，空气中的水分析出，在静电场作用下，光子云室内部的水分形成悬浮水滴。
69.如上述步骤s61-s62所述，在静电场的作用下，空气中析出的水分形成悬浮水滴置于光子室的内部，后续只需确定静电场的探测直径，便可得到单位空间内悬浮水滴的数量。
70.在一个较佳的实施方式中，静电场的布局决定悬浮水滴的分布状态。
71.请参阅图2和图3，本发明还提供了一种光子云室探测热释放离子的探测装置，应用于上述任一项的探测热释放离子的方法，包括光子云室外壳1，光子云室外壳1的内部装配有光子云室内壁组件2，光子云室外壳1的内部还安装有光子室固定架3，光子室固定架3的内部设置有光子室4，光子云室外壳1的内部设置有位于光子室固定架3一侧的用于探测悬浮水滴的静电场5，静电场5的一侧装配有连接器组件6；
72.其中，连接器组件6电性连接有主控器件，静电场5将测得悬浮水滴单位空间数量的结果通过连接器组件在6输出给主控器件。
73.上述，首先通过外部的抽气泵将外部空气送入至光子云室外壳1的内部，而后利用压缩泵对这些气体进一步的进行压缩处理，直到光子云室外壳1内部的压力达到极限，此时光子室4内部释放光子，同时再利用外部的抽气泵持续的进行送气，并且此过程中继续利用压缩泵持续的对这些气体进行压缩，从而空气的常规排列组合被光子室4内产生的光子所
改变，此时空气将会在此压力条件下的最大密度极限被突破，进而便可继续对气体进行压缩，待压缩到预设条件之后停止送气和压缩，此时光子室4内停止释放光子，然后打开光子云室外壳1的出气口，压缩过程中，在光子云室外壳1会形成悬浮水滴，这些悬浮水滴被静电场5所探测，有效的绕开了光学器件衰减和稳定性差的问题，最后将悬浮水滴单位空间数量的结果通过连接器组件6输出给主控器件，主控器件再进行运算推及出空间热释离子的浓度即可
74.再其次，光子云室外壳1的一端装配有云室外壳盖101，云室外壳盖101上开设有光子注入通道102，光子注入通道102的内部嵌设有与光子室4相对应的光子室隔离柱401。
75.该实施例中，光子室隔离柱401的末端位于光子室4内腔的中部，用于在光子室4的内部释放光子，以此来打破第一压缩气体的压力上限，使其能够再次被压缩。
76.在一个较佳的实施方式中，云室外壳盖101上还开设有空气进出口103，空气进出口103用于导入和排出空气。
77.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。