[实用新型]一种双GM计数管自动切换电路

说明书

技术领域

本实用新型属于辐射测量技术，具体涉及一种应用于β粒子或γ射线测量的双GM计数管自动切换电路。

背景技术

卤素GM计数管是工作在盖革-弥勒区的气体电离探测器，是最常见的一种核探测器，其结构包括一个密封玻璃管，中间是用钨丝材料制作的阳极，玻璃管内壁涂一层导电物质，或是用一个金属圆管作阴极，内部抽空充惰性气体(氖、氦)、卤族气体。当射线进入GM计数管后气体被电离，负离子由阳极吸引移向阳极时，离子又与其他气体分子碰撞后产生多个次级电子，快到阳极时次极电子急剧倍增产生雪崩现象。雪崩引起阳极整条线上雪崩，发生放电，放电后空间电子又被中和，剩下许多正离子包围阳极，形成正离子鞘，正离子鞘和阳极间的电场因正离子的存在而减弱。此时若有电子运动到该区域，也会产生雪崩放电，这段时间不能计数，称″死时间″。正离子打到阴极时会产生(打出)电子，电子被电场加速，又引起计数管放电产生正离子鞘，这一过程循环出现。计数管上电压U一定时，射线入射越强电流I越大，输出脉冲数N越大。GM计数管是一种主要用于探测β粒子和γ射线的探测器，该探测器具有气体放大倍数大、输出脉冲幅度高、输出幅度与入射粒子能量无关的特点，在便携式和区域γ的辐射测量仪表中应用广泛。

采用双GM计数管可扩展仪表的测量范围，双管切换技术是实现双GM计数管测量的关键技术。目前的测量仪器中双GM计数管切换都是在高压下进行，由高压产生电路直接为高低量程GM计数管提供高压，使得GM计数管可以工作，主机根据探头测量数据决定是否发送命令切换测量通道，分别给高低量程GM计数管施加高压。这种高压切换方式非常容易提高电路损坏的几率，降低测量仪器工作的可靠性。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种能够在低压状态下进行双GM计数管自动切换的电路，从而提高辐射测量仪器工作的可靠性。

本实用新型的技术方案如下：一种双GM计数管自动切换电路，包括低量程切换电路和高量程切换电路，其中，所述的低量程切换电路包括与单片机连接的低量程GM计数管，低量程GM计数管与一个低压常闭干簧管继电器连接，低压常闭干簧管继电器通过两个控制三极管分别连接阴极信号采集电路和输出电路；所述的高量程切换电路包括与单片机连接的高量程GM计数管，高量程GM计数管与一个低压常闭干簧管继电器连接，低压常闭干簧管继电器通过两个控制三极管分别连接阴极信号采集电路和输出电路。

进一步，如上所述的双GM计数管自动切换电路，其中，所述的低压常闭干簧管继电器采用SS1B12型继电器。

进一步，如上所述的双GM计数管自动切换电路，其中，所述的控制三极管采用NPN9013型三极管。

进一步，如上所述的双GM计数管自动切换电路，其中，在高、低量程GM计数管与单片机电信号输出端之间分别设有由电阻和电容并联组成的加速电路。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型采用计数管阴极切换电路实现双GM计数管在测量过程中的转换，达到了采用低压开关器件实现GM计数管转换的目的，使得电路切换在低压下进行，可靠性更高，降低了由于高压切换带来电路损坏的几率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，双GM管自动切换电路主要由控制三极管、低压常闭干簧管继电器、阴极信号采集电路组成，分为低量程切换电路和高量程切换电路，分别与单片机的电信号输出端连接。低量程切换电路包括一个低量程GM计数管LGM，低量程GM计数管LGM与一个低压常闭干簧管继电器K2连接，本实施例中低压常闭干簧管继电器K2采用SS1B12型继电器，低压常闭干簧管继电器K2通过两个控制三极管Q4、Q2分别连接阴极信号采集电路和输出电路，本实施例中控制三极管Q4、Q2采用NPN9013型三极管。高量程切换电路的结构与低量程切换电路的结构相类，包括一个高量程GM计数管HGM，高量程GM计数管HGM与一个低压常闭干簧管继电器K1连接，本实施例中低压常闭干簧管继电器K1采用SS1B12型继电器，低压常闭干簧管继电器K1通过两个控制三极管Q3、Q1分别连接阴极信号采集电路和输出电路，本实施例中控制三极管Q3、Q1采用NPN9013型三极管。另外，在高量程GM计数管HGM和低量程GM计数管LGM与单片机电信号输出端HV之间分别设有由电阻和电容并联组成的加速电路。

当辐射测量仪器启动后，单片机输出低电平，打开控制低量程的干簧管继电器K2，连通低量程计数管LGM的阴极电路，高低量程计数管均开始工作。同时，单片机输出高电平，关闭控制高量程的干簧管继电器K1，切断高量程计数管HGM的阴极电路与输出电路的连接。在测量量程达到一定数值时，单片机输出高电平，关闭控制低量程的干簧管继电器K2，切断低量程计数管LGM的阴极电路与输出电路的连接，低量程GM计数管LGM停止工作。同时，单片机输出低电平，打开控制高量程的干簧管继电器，连通高量程计数管HGM的阴极电路，高量程计数管开始工作。