專利名稱：超高氣壓γ正比計數管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及氣體探測器，特別涉及一種超高氣壓γ正比計數管。
正比計數管做為一種結構簡單，靈敏度高，分辨率好的探測器，在核探測領域中始終占有重要地位，并不斷得到發展。但迄今的使用多限于實驗室，而且是針對諸如軟X射線類的能量探測，或能量在大約不超過10Kev區段的低能粒子探測。隨著核技術的應用日益擴展到多種實驗生產領域中，如核子秤、密度計、料位計、灰份儀、測厚儀等設備，對所需探測器除幾何尺寸以應滿足實際需求外，尚需能有較大的輸出電流和較寬的測量能譜區段。由此出發，目前上述各類設備實際使用的多為電離室，尚未見有將正比計數管付諸此類工業實用者，但電離室的重量大，所需放射源強也過大(最高可達200毫居的量級)，而且其輸出電流信號小(如10－10A量級)，上升時間也慢(如毫秒量級)。不僅對二次儀表性能要求高，從而增加了輻射防護的要求。
近年來出現的超高氣壓γ正比計數管(以N.I.M.A.292(1990)373－385報導為例)，系充以氬氣與甲烷的混合氣體，其中甲烷占2－10％，充氣壓力達3.5－27大氣壓。以此，其輸出電流可達10－6A量級，但仍限于實驗室用，測量壽命僅在1010個計數水平，無抗干擾裝置，停留在實驗室的研究工作中，依然不能滿足工業實用所需要。
本實用新型的目的在于提出一種適于多種工業測量需要，可測量高能區段粒子能量，輸出電流大，測量壽命長，抗電場干擾的γ正比計數管。
上述目的是以如下措施實現的。用鋁或鈦或不銹鋼制成管狀外殼及兩端的端蓋。為提高探測效率及適于工業現場實用所需，可依工礦實際條件將本實用新型計數管外殼直徑取為30mm－150mm，長為200mm－2000mm，構成計數管的陰極。管狀外殼壁厚可在0.5mm－2.5mm之間。兩端蓋中央鑲有陶瓷支柱，用以固定張緊的中央絲極(陽極)。絲一端穿過一個瓷柱與二次儀表相接。端蓋與管狀外殼及陶瓷支柱均有良好的密封。
為提高探測效率，管內充有以氬氣為主的混合氣體，充氣壓力為1.5－27大氣壓之間。充氣成分可為Ar＋CH4＋N2，其中CH4占0.2－20％，N2占0.3－2％。也可采用Ar＋Xe，其中Xe占10－90％。也可采用Ar＋CO2，其中CO2占0.5－2％，也可采用Ar＋C3H8，其中C3H8占0.5－2％等。選擇上述CH4含量可使本實用新型正比計數管工作電壓降低到2000V－2800V，若進一步降低CH4含量，則可使其工作電壓降低到1400V－1600V。選擇N2含量，坪特性曲線的坪長達200V。輸出信號的上升時間小于3微秒，輸出電流達10－8A量級。
本實用新型正比計數管的管殼內壁還敷有活性炭涂層，以提高測量使用壽命(可達1015個計數)。
本實用新型的γ正比計數管具有坪長長，測量能量區段寬達10Kev－1Mev，工作電壓低，測量壽命長，可適合于如核子秤、密度計、料位計、灰份儀、測厚儀等多種工業測量實際所需。
以下結合附圖，通過實施例詳細說明本實用新型正比計數管的結構。


圖1是本實用新型超高氣壓γ正比計數管的縱斷面結構示意圖。
圖2是帶有抗干擾裝置及轉換器的本實用新型γ正比計數管示意圖。
圖1所示的實施例中，管狀外殼(6)及端蓋(2)、(7)為鋁制，取其直徑為φ70mm，長為600mm，壁厚為1.5mm，中央絲極(鎢絲陽極)(5)長為570mm，直徑為0.03mm，其間加以1500V的工作電壓。管中充有Ar＋CH4＋N2的混合氣體，其中CH4及N2含量各占1％，充氣壓力為3.5大氣壓。管狀外殼(陰極)(6)的內壁用沉積法敷有(厚度約為小于0.1毫克／每平方厘米)活性炭涂層(4)。中央絲極(5)通過彈簧(3)張緊地固定于陶瓷管柱(1)，(8)之間，其一端穿過瓷柱(1)與外部二次儀表相接。
圖2表示本實用新型γ正比計數管外面增加了抗干擾裝置，可進一步改善其抗干擾性能，使本計數管適應那種周圍有強的電信號干擾的環境。其中(6)為本超高氣壓γ計數管，它置于抗干擾裝置外殼(鋁制)(14)的中央部位，其間的瓷支承(13)(15)及陶瓷固緊環(9)(12)電氣絕緣。(16)為保護帽。
為使用方便及縮短輸出信號傳輸路線，還可進一步在抗干擾裝置外殼的一端設置轉換器電路板(11)。該電路板包括電荷靈敏放大器，主放大器，分頻器，脈沖成形器及高壓電源。這樣實現一體化后的整個裝置經電纜(10)供給±12V的輸入電源電壓，輸出測量信號5－10V。
上述γ正比計數管的探測效率可超過0.7％，這遠遠超過前述文獻所記正比計數管的探測效率0.07％的水平。本計數管的輸出信號在10－6A量級，上升時間小于3μs，通過轉換器可給出信號為5－10V。輸出脈沖寬度為4μs。整個計數管的測量壽命大于1015個計數。
權利要求1.一種超高氣壓γ正比計數管，由做為陰極的管狀外殼(6)，端蓋(2)，(7)組成管殼，端蓋中鑲有陶瓷支柱(1)，(8)，其間固定有做為陽極的中央絲極(5)，絲極一端自支柱(1)穿出，管內充有混合氣體，其特征在于管狀外殼(6)的內壁敷有活性涂炭層(4)，管內所充氣體為Ar，CH4和N2的混合氣體，其中CH4占0.2-20%，N2占0.3-2%，充氣壓力為1.5-27大氣壓。
2.一種如權利要求1所述的γ正比計數管，其特征在于管內所充混合氣體中CH4占0.2－20％，N2占0.3－2％。
3.一種如權利要求1或2所述的γ正比計數管，其特征在于所說管狀外殼(6)的直徑為30mm－150mm，長為200mm－2000mm，壁厚為0.5mm－2.5mm。
4.一種如權利要求1或2所述的γ正比計數管，其特征在于所說管殼的端蓋(2)中鑲有陶瓷支柱(1)，在其外面裝有轉換器電路板，該轉換器包括電荷靈敏放大器、主放大器、分頻器、脈沖成形器和高壓電源。
5.一種如權利要求3所述的γ正比計數管，其特征在于所說外殼的端蓋(2)中鑲有陶瓷支柱(1)，在其外面裝有轉換器電路板，該轉換器包括電荷靈敏放大器、主放大器、分頻器、脈沖成形器和高壓電源。
6.一種如權利要求1或2所述的γ正比計數管，其特征在于所述管狀外殼(6)的直徑為30mm－150mm，長為200mm－2000mm，壁厚為0.5mm－2.5mm。
7.一種如權利要求4所述的γ正比計數管，其特征在于所述管狀外殼(6)的直徑為30mm－150mm，長為200mm－2000mm，壁厚為0.5mm－2.5mm。
8.一種如權利要求5所述的γ正比計數管，其特征在于所述管狀外殼(6)的直徑為30mm－150mm，長為200mm－2000mm，壁厚為0.5mm－2.5mm。
9.一種如權利要求1或2所述的γ正比計數管，其特征在于所述陰極和陽極之間加有1400V－2800V的工作電壓。
10.一種如權利要求3所述的γ正比計數管，其特征在于所述陰極和陽極之間加有1400V－2800V的工作電壓。
11.一種如權利要求4所述的γ正比計數管，其特征在于所述陰極和陽極之間加有1400V－2800V的工作電壓。
12.一種如權利要求5所述的γ正比計數管，其特征在于所述陰極和陽極之間加有1400V－2800V的工作電壓。
13.一種如權利要求6所述的γ正比計數管，其特征在于所述陰極和陽極之間加有1400V－2800V的工作電壓。
14.一種如權利要求7所述的γ正比計數管，其特征在于所述陰極和陽極之間加有1400V－2800V的工作電壓。
15.一種如權利要求8所述的γ正比計數管，其特征在于所述陰極和陽極之間加有1400V－2800V的工作電壓。
16.一種如權利要求1或2所述的γ正比計數管，其特征在于所說管狀外殼(6)及端蓋(2)，(7)均用鋁制成。
專利摘要一種超高氣壓γ正比計數管，由鋁或不銹鋼制成管狀外殼及端蓋，管狀外殼長200mm—2000mm，直徑為30mm—150mm，內充以氬氣為主的混合氣體，并含有0.2—20％的甲烷和氮氣，充氣氣壓達1.5—27大氣壓，管狀外殼內部敷有活性炭涂層，互作電壓為1400V—2800V。為進一步減少外界強電信號干擾，還可將本正比計數管置于抗干擾裝置之中，進一步還可將轉換器電路與本計數管制成一體。本正比計數管輸出信號強，測量能量區寬，測量壽命長。
文檔編號G01T1/18GK2123082SQ9222206
公開日1992年11月25日 申請日期1992年5月20日 優先權日1992年5月20日
發明者紀裕盈, 尚秀蘭, 陳君六, 陳伯顯, 邸生才, 錢永庚, 劉桂梅, 安紀剛, 劉桂林, 史印球, 劉運昌, 馮忠潛, 張治明, 李寶林, 尚衛東 申請人:紀裕盈