[发明专利]一种标准型高气压电离室及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体探测器，具体涉及一种标准型高气压电离室及其制备方法。

背景技术

计量标准仪器处于国家检定系统的中间环节，起着承上启下的作用，即将计量基准所复现的单位量值，通过检定逐级传递到工作计量器具，标准仪器的测量结果一般可以作为环境电离辐射剂量率的“标准值”或“约定真值”。目前国际上环境辐射剂量率连续监测系统采用的探头主要以GM计数管和高气压电离室为主，也有小部分使用半导体和NaI探头，国际上并没有明确规定环境辐射剂量率测量的标准仪器。通过1999年欧盟各国于丹麦国家实验室电离辐射测试中心和德国PTB地下超低本底实验室开展的环境辐射连续监测仪表的比对工作可以看出，高气压电离室具备作为环境辐射剂量率标准测量仪器的潜力。

现有技术中高气压电离室由于补偿片的材料、厚度和补偿面积选择不当，在改善能响的同时降低了高气压电离室对于能量低于80keVγ射线的响应能力。另外，在补偿过程中并没有考虑补偿片对高气压电离室宇宙射线的响应情况，海平面附近宇宙射线的剂量率约占天然本底辐射外照射剂量率的30％-40％，为了保证环境辐射剂量率测量结果的准确性，高气压电离室对宇宙射线的响应因子K_C与对γ射线的响应因子K_γ的应近似相等。但对环境电离辐射中的宇宙射线电离成分剂量率测量结果存在较大的误差，不适合作为标准电离室。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种标准型高气压电离室及其制备方法，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，一方面提供一种标准型高气压电离室，包括高气压电离室探头，所述高气压电离室探头包括不锈钢外壳，不锈钢支撑柱，不锈钢球体，补偿片，绝缘端子，所述不锈钢外壳为两个不锈钢半球焊接而成的空心球体，所述不锈钢球体位于所述不锈钢外壳球心，通过所述不锈钢支承柱与所述绝缘端子连接，所述绝缘端子固定在所述不锈钢外壳上，所述不锈钢外壳上设有一充气孔，所述补偿片材料为锡，厚度范围为1.5mm-2mm，所述补偿片贴在所述不锈钢外壳上占所述不锈钢外壳表面积的60％-70％。

较佳的，所述高气压电离室探头还包括一充气管，与所述充气孔相配合，焊接在所述不锈钢外壳上。

较佳的，所述高气压电离室探头还包括一法兰，所述绝缘端子通过所述法兰固定在所述不锈钢外壳上。

较佳的，所述法兰采用外扣结构。

较佳的，所述绝缘端子外侧设有保护环。

较佳的，所述补偿片厚度为2mm，占所述不锈钢外壳表面积的63％。

较佳的，还包括一铝壁外壳，封装所述高气压电离室探头。

另一方面提供一种制备标准型高气压电离室的方法，包括以下步骤：

步骤S1，装配高气压电离室探头；

步骤S2，对所述高气压电离室探头进行充气实验，并完成24小时以上的承压安全实验；

步骤S3，根据蒙特卡罗方法模拟计算的结果，在所述不锈钢外壳上贴合所述补偿片；

步骤S4，将探头及所有电子学设备整体封装于铝壁外壳中。

较佳的，所述步骤S1包括：

步骤S11，对两个不锈钢半球进行抛光、打磨及打孔；

步骤S12，使用氩弧焊焊接所述绝缘端子与所述法兰，并清洗焊接后的所述法兰；

步骤S13，将所述法兰与所述不锈钢外壳焊接，将所述不锈钢球体通过所述不锈钢支承柱与所述法兰上的所述绝缘子焊接，焊接完成后同样用有机试剂清洗擦拭；

步骤S14，将所述充气管焊接在所述不锈钢半球上，并且焊接两个不锈钢半球使其封闭。

与现有技术相比本发明有益效果是：本发明改变了高气压电离室低能左右响应较高的缺点同时减小了宇宙射线电离成分剂量率测量结果的误差，可作为标准高气压电离室。

另外，本发明中所述法兰采用外扣结构一方面可以在焊接时起到固定与定位的作用，另一方面也可以尽量减少对高压电极内部的污染。在制备本发明的过程中采用氩弧焊，其在高温熔融焊接中不断送上氩气，可使焊材不能与空气中的氧气接触，防止焊材的氧化。

附图说明

图1为本发明标准型高气压电离室的高气压电离室探头结构示意图；

图2为不同壁厚的高气压电离室对电子的响应曲线；

图3为不同压力的高气压电离室对电子的响应曲线；

图4为高气压电离室对不同能量电子的响应情况；