[实用新型]一种气体中子探测器用高低压脉冲电源

说明书

本实用新型公开一种气体中子探测器用高低压脉冲电源,由外部同步脉冲信号控制高低压脉冲的频率和占空比，在直流高压电源和直流低压电源之间接入一个半桥式控制电路，通过半桥式高压MOS管的上桥臂和下桥臂交替导通的方式来实现脉冲高压低输出。当同步脉冲为高电平时，直流高压电源为气体中子探测器供电；当同步脉冲为低电平时，直流低压电源为气体中子探测器供电，此时可防止因中子通量过大导致气体探测器饱和。输出高压脉冲占空比在0%~90%之间连续可调、输出高压脉冲频率可以在1Hz~2KHz连续可调、输出高压脉冲上升/下降沿宽度小于1μs，非常适合利用气体中子探测器进行脉冲中子测井领域的中子探测。

技术领域

本实用新型属于电源设计技术领域，具体涉及一种高低压脉冲电源，特别适用于利用气体中子探测器进行脉冲中子测井领域的中子探测。

背景技术

脉冲中子测井是指脉冲中子源每隔一定时间发射一定宽度的快中子，照射地层，通过研究中子与地层的相互作用来研究地层。目前该方法主要应用于石油和铀矿勘探与开采行业。中子探测是脉冲中子测井领域的一个重要组成部分，由于中子不带电，不能直接引起物质的“电离”与“激发”，对中子的探测主要通过对它与物质作用产生的次级带电粒子的探测而实现，目前应用较为广泛的中子探测器为³He正比计数管。³He正比计数管通过³He气体与中子进行核反应产生带电粒子——质子与氚核，质子与氚核与³He气体发生电离碰撞，使³He气体分子电离，形成大量的离子对（电子和正离子）。在外加电场的作用下，这些电子和正离子分别向正电极（中心阳极丝）和负电极（金属管壳）漂移。电子愈接近阳极，电场强度越强，电子获得的能量足以与气体原子发生电离碰撞，形成新的离子对。同样新的电子再次被加速并发生新的电离碰撞，越接近阳极，碰撞几率越大，进而产生雪崩效应，雪崩后的离子对数目大量增多，形成信号的放大，得到与入射中子能量对应的脉冲信号。然而因为雪崩只发生在阳极丝周围狭小的范围内，当输入中子通量过大，导致阳极丝周围的气体全部处于电离状态，进而导致探测器饱和，无法输出脉冲信号。

气体正比计数管的雪崩效应与探测器内部的气体压强、工作电压、电极（阳极丝、金属管壳）半径有关，在仪器系统的工作过程中，中子探测器的气体压强、电极半径参数基本无法改变，为了避免因中子通量过大而导致的探测器饱和，可通过降低其工作电压来实现。比如在脉冲中子测井过程中，当发射源中子的时间段内，将³He中子探测器的工作电压降低到工作坪区以下，避免因过度的雪崩效应导致探测器饱和，而引起的探测器短暂失效现象；当源中子脉冲时间段过后，再将探测器的工作电压回升到正常的工作坪区。能够适用于这种情况的工作电源目前尚未见报道，本实用新型所述的气体中子探测用高低压脉冲电源即可完成该功能，能够很好地适用于脉冲中子通量较大情况下的中子测井系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体中子探测器用高低脉冲电源，可由外部同步脉冲信号控制高低压脉冲的频率和占空比，可防止因中子通量过大导致气体探测器饱和，适用于脉冲中子通量较大情况下的中子测井领域。