宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路的制作方法

宽量程电离室区域
γ
辐射探测器用静电计电路
技术领域
1.本实用新型属于静电计电路技术领域，具体涉及一种宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路。


背景技术：

2.核武器实验以及使用、核电站泄露、工业或医疗上使用的核物质遗失、核武器爆炸、热辐射伤害、核辐射伤害、放射性存留均会导致核污染，核污染产生的放射性沉降物可以通过食物链进入人体，在体内达到一定剂量时就会产生有害作用。人会出现头晕、头疼、食欲不振等症状，发展下去会造成各组织器官的病理变化。因此，核污染的治理势在必行，现有核污染产生的废品大多运输至屏蔽室内处理，操作人员在屏蔽室外观察结果，对于屏蔽室内的γ辐射测量，现有的γ辐射探测器量程跨度小，结构复杂，应用不便，探测器量程一般在1ugy/h
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500gy/h之间计数，量程跨度一般在6
‑
7个量级，依然有高量程辐射环境计数提供的空间，因次，现如今缺少一种宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路用来连续监测可能被放射性污染的区域环境或厂房的空气剂量率，以检查工艺设备、系统边界的完整性，防止放射性物质泄漏或释放；及时发现工作场所放射性水平的异常变化，确保工作人员免受高辐射剂量照射；确保核区域排出的气体放射性活度低于国家标准规定的限值，保护环境，确保公众的辐射安全。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路，其设计新颖合理，通过四个档位的γ辐射探测电路循环切换，实现1ugy/h
‑
1000gy/h之间计数，量程跨度9个量级，每次循环为保证电路在本底测量时由于场效应对管的负飘而失效，特别设计低量程调零电路调整对管零点，对低量程信号采集电路进行调零处理，使用效果好，便于推广使用。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路，所述宽量程电离室区域γ辐射探测器包括外壳、端盖和设置在端盖外的信号接口，所述外壳内依次设置有低量程电离室探测器、高量程电离室探测器、铅屏蔽体和信号处理电路板，低量程电离室探测器的信号线、高量程电离室信号线、以及低量程电离室探测器和所述高量程电离室探测器的电源线均穿过铅屏蔽体与信号处理电路板连接，所述信号处理电路板上集成有静电计电路，其特征在于：所述静电计电路包括依次连通的选通电路和放大电路，选通电路的输入端接有低量程调零电路、第一低量程信号采集电路、第二低量程信号采集电路、第一高量程信号采集电路和第二高量程信号采集电路。
5.上述的宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路，其特征在于：所述信号处理电路板上还集成有v/f转换电路，放大电路的输出端与v/f转换电路的输入端连接，v/f转换电路的输出端与就地处理箱连接。
6.上述的宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路，其特征在于：所述选通电
路包括单刀双掷继电器j3，单刀双掷继电器j3由就地处理箱控制。
7.上述的宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路，其特征在于：所述放大电路包括运算放大器op07，所述运算放大器op07的同相输入端通过电阻1r13与单刀双掷继电器j3的动触头连接，所述运算放大器op07的输出端分两路，一路为放大电路的输出端，另一路与运算放大器op07的反相输入端连接。
8.上述的宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路，其特征在于：所述低量程调零电路包括单刀单掷继电器j0、p沟道mos场效应管1v1、p沟道mos场效应管1v2和运算放大器f441，单刀单掷继电器j0的一个触头和p沟道mos场效应管1v1的栅极均与低量程电离室探测器的输出端连接，单刀单掷继电器j0的另一个触头与单刀双掷继电器j3的一个静触头连接，p沟道mos场效应管1v1的源极和p沟道mos场效应管1v2的源极连接，p沟道mos场效应管1v2的栅极接地，p沟道mos场效应管1v1的漏极通过电阻1r5与运算放大器f441的同相输入端连接，p沟道mos场效应管1v2的漏极通过电阻1r6与运算放大器f441的反相输入端连接，运算放大器f441的输出端分两路，一路通过电容1c1与运算放大器f441的反相输入端连接，一路与单刀双掷继电器j3的一个静触头连接，单刀单掷继电器j0由就地处理箱控制。
9.上述的宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路，其特征在于：所述第一低量程信号采集电路包括电阻1r14，电阻1r14的一端与低量程电离室探测器的输出端连接，电阻1r14的另一端与单刀双掷继电器j3的一个静触头连接。
10.上述的宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路，其特征在于：所述第二低量程信号采集电路包括电阻1r15，电阻1r15的一端与低量程电离室探测器的输出端连接，电阻1r15的另一端与单刀双掷继电器j3的一个静触头连接，电阻1r15的阻值小于电阻1r14的阻值，电阻1r15与单刀双掷继电器j3的一个静触头之间或电阻1r14与单刀双掷继电器j3的一个静触头之间设置有单刀单掷继电器j1，单刀单掷继电器j1由就地处理箱控制。
11.上述的宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路，其特征在于：所述第一高量程信号采集电路包括电阻1r16，电阻1r16的一端与高量程电离室探测器的输出端连接，电阻1r16的另一端与单刀双掷继电器j3的另一个静触头连接。
12.上述的宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路，其特征在于：所述第二高量程信号采集电路包括电阻1r17，电阻1r17的一端与高量程电离室探测器的输出端连接，电阻1r17的另一端与单刀双掷继电器j3的另一个静触头连接，电阻1r17的阻值小于电阻1r16的阻值，电阻1r17与单刀双掷继电器j3的另一个静触头之间或电阻1r16与单刀双掷继电器j3的另一个静触头之间设置有单刀单掷继电器j2，单刀单掷继电器j2由就地处理箱控制。
13.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
14.1、本实用新型通过在低量程跨度范围上设置第一低量程信号采集电路和第二低量程信号采集电路，在高量程跨度范围上设置第一高量程信号采集电路和第二高量程信号采集电路，构成四个档位的γ辐射探测电路，通过四个档位的γ辐射探测电路循环切换，实现1ugy/h
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1000gy/h之间计数，量程跨度9个量级，便于推广使用。
15.2、本实用新型每次循环为保证电路在本底测量时由于场效应对管的负飘而失效，特别设计低量程调零电路调整对管零点，对低量程信号采集电路进行调零处理，使用效果好。
16.3、本实用新型设计新颖合理，利用一个单刀双掷继电器选通电路选择低量程电离室探测器或高量程电离室探测器工作，在低量程跨度范围上利用一个单刀单掷继电器选通第一低量程信号采集电路或第二低量程信号采集电路工作，在高量程跨度范围上利用另一个单刀单掷继电器选通第一高量程信号采集电路或第二高量程信号采集电路工作，单刀双掷继电器或单刀单掷继电器均由就地处理箱控制，精度高，直观可靠，便于推广使用。
17.综上所述，本实用新型设计新颖合理，通过四个档位的γ辐射探测电路循环切换，实现1ugy/h
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1000gy/h之间计数，量程跨度9个量级，每次循环为保证电路在本底测量时由于场效应对管的负飘而失效，特别设计低量程调零电路调整对管零点，对低量程信号采集电路进行调零处理，使用效果好，便于推广使用。
18.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
19.图1为本实用新型的电路原理框图。
20.图2为本实用新型的电路原理图。
21.图3为本实用新型宽量程电离室区域γ辐射探测器的结构示意图。
22.图4为图3的a
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a剖视图。
23.图5为图3的b
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b剖视图。
24.图6为本实用新型宽量程电离室区域γ辐射探测器的使用状态图。
25.附图标记说明:
26.1—外壳；
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2—端盖；
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3—信号接口；
27.4—套筒；
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5—信号处理电路板；
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6—主支撑柱；
28.7—铅屏蔽体；
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8—低量程电离室绝缘安装板；
29.9—低量程电离室保护环；
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10—低量程电离室绝缘密封塞；
30.11—低量程电离室压片；
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12—低量程电离室压片紧固螺栓；
31.13—垫片；
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14—低量程电离室高压极；
32.15—低量程电离室收集极；
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16—低量程电离室输出轴；
33.17—高量程电离室绝缘安装板；
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18—高量程电离室保护环；
34.19—低量程电离室绝缘密封塞；
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20—高量程电离室压片；
35.21—高量程电离室压片紧固螺栓；
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22—高量程电离室高压极；
36.23—高量程电离室收集极；
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24—高量程电离室输出轴；
37.25—高量程电离室信号线；
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26—辅支撑柱；
38.27—低量程电离室高压极紧固螺栓；
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28—辅支撑柱紧固螺栓；
39.29—高量程电离室高压极紧固螺栓；
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30—隔离墙；
40.31—探测孔；
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32—就地处理箱；
41.33—信号线缆；
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34—探测器拉杆；
42.35—低量程调零电路；
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36—第一低量程信号采集电路；
43.37—第二低量程信号采集电路；
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38—第一高量程信号采集电路；
44.39—第二高量程信号采集电路；
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40—选通电路；
45.41—放大电路；
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42—v/f转换电路。
具体实施方式
46.如图1至图6所示，本实用新型宽量程电离室区域γ辐射探测器用静电计电路，所述宽量程电离室区域γ辐射探测器包括外壳1、端盖2和设置在端盖2外的信号接口3，所述外壳1内依次设置有低量程电离室探测器、高量程电离室探测器、铅屏蔽体7和信号处理电路板5，低量程电离室探测器的信号线、高量程电离室信号线25、以及低量程电离室探测器和所述高量程电离室探测器的电源线均穿过铅屏蔽体7与信号处理电路板5连接，所述信号处理电路板5上集成有静电计电路，所述静电计电路包括依次连通的选通电路40和放大电路41，选通电路40的输入端接有低量程调零电路35、第一低量程信号采集电路36、第二低量程信号采集电路37、第一高量程信号采集电路38和第二高量程信号采集电路39。
47.需要说明的是，信号处理电路板5固定在端盖2内侧面上，所述低量程电离室探测器的中轴线和所述高量程电离室探测器的中轴线重合，在低量程跨度范围上设置第一低量程信号采集电路和第二低量程信号采集电路，在高量程跨度范围上设置第一高量程信号采集电路和第二高量程信号采集电路，构成四个档位的γ辐射探测电路，通过四个档位的γ辐射探测电路循环切换，实现1ugy/h
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1000gy/h之间计数，量程跨度9个量级；每次循环为保证电路在本底测量时由于场效应对管的负飘而失效，特别设计低量程调零电路调整对管零点，对低量程信号采集电路进行调零处理；利用一个单刀双掷继电器选通电路选择低量程电离室探测器或高量程电离室探测器工作，在低量程跨度范围上利用一个单刀单掷继电器选通第一低量程信号采集电路或第二低量程信号采集电路工作，在高量程跨度范围上利用另一个单刀单掷继电器选通第一高量程信号采集电路或第二高量程信号采集电路工作，单刀双掷继电器或单刀单掷继电器均由就地处理箱控制，精度高，直观可靠。
48.本实施例中，所述低量程电离室探测器包括低量程电离室绝缘安装板8、安装在低量程电离室绝缘安装板8远离端盖2一侧的低量程电离室高压极14、以及均穿过低量程电离室绝缘安装板8且伸入至低量程电离室高压极14内的低量程电离室保护环9和低量程电离室收集极15，低量程电离室收集极15和低量程电离室保护环9之间设置有低量程电离室绝缘密封塞10，低量程电离室压片11套设在低量程电离室绝缘密封塞10外侧且将低量程电离室保护环9的外翻部固定在低量程电离室绝缘安装板8外，低量程电离室收集极15的低量程电离室输出轴16伸出低量程电离室绝缘密封塞10。
49.本实施例中，所述低量程电离室压片11套设在低量程电离室绝缘密封塞10外侧且通过低量程电离室压片紧固螺栓12将低量程电离室保护环9的外翻部固定在低量程电离室绝缘安装板8外，低量程电离室高压极14通过低量程电离室高压极紧固螺栓27固定在低量程电离室绝缘安装板8上，低量程电离室压片紧固螺栓12与负极电源线连接，低量程电离室高压极紧固螺栓27与正极电源线连接。
50.本实施例中，所述低量程电离室保护环9和低量程电离室压片11之间设置有垫片13。
51.本实施例中，所述高量程电离室探测器包括高量程电离室绝缘安装板17、安装在高量程电离室绝缘安装板17远离端盖2一侧的高量程电离室高压极22、以及均穿过高量程电离室绝缘安装板17且伸入至高量程电离室高压极22内的高量程电离室保护环18和高量程电离室收集极23，高量程电离室收集极23和高量程电离室保护环18之间设置有高量程电离室绝缘密封塞19，高量程电离室压片20套设在高量程电离室绝缘密封塞19外侧且将高量
程电离室保护环18的外翻部固定在高量程电离室绝缘安装板17外，高量程电离室收集极23的高量程电离室输出轴24伸出高量程电离室绝缘密封塞19，高量程电离室高压极22的体积小于低量程电离室高压极14的体积。
52.本实施例中，所述高量程电离室压片20套设在高量程电离室绝缘密封塞19外侧且通过高量程电离室压片紧固螺栓21将高量程电离室保护环18的外翻部固定在高量程电离室绝缘安装板17外，高量程电离室高压极22通过高量程电离室高压极紧固螺栓29固定在高量程电离室绝缘安装板17上，高量程电离室压片紧固螺栓21与负极电源线连接，高量程电离室高压极紧固螺栓29与正极电源线连接。
53.本实施例中，所述低量程电离室绝缘安装板8的主支撑柱6的一端固定连接，主支撑柱6的另一端依次穿过高量程电离室绝缘安装板17和铅屏蔽体7与端盖2固定连接，高量程电离室绝缘安装板17通过辅支撑柱26与低量程电离室绝缘安装板8连接，辅支撑柱26的端部安装有辅支撑柱紧固螺栓28。
54.本实施例中，所述高量程电离室绝缘安装板17上开设有供主支撑柱6通过的避让槽，电源线缠绕主支撑柱6给低量程电离室探测器和所述高量程电离室探测器供电。
55.本实施例中，所述低量程电离室高压极14的体积为1l，所述高量程电离室高压极22的体积为0.1l。
56.本实施例中，所述端盖2外还设置有与探测器拉杆34配合的套筒4，套筒4内设置有内螺纹，探测器拉杆34与套筒4螺纹配合。
57.本实施例中，所述信号处理电路板5上还集成有v/f转换电路42，放大电路41的输出端与v/f转换电路42的输入端连接，v/f转换电路42的输出端与就地处理箱32连接。
58.需要说明的是，低量程电离室探测器和高量程电离室探测器输出的均是电流信号，通过信号采集电路和放大电路将电流信号转换为电压信号，再通过v/f转换电路42将电压信号转换为频率信号，就地处理箱32内设置有控制主板，控制主板优选的采用arm控制主板，对频率信号进行捕获。
59.本实施例中，所述选通电路40包括单刀双掷继电器j3，单刀双掷继电器j3由就地处理箱32控制。
60.本实施例中，所述放大电路41包括运算放大器op07，所述运算放大器op07的同相输入端通过电阻1r13与单刀双掷继电器j3的动触头连接，所述运算放大器op07的输出端分两路，一路为放大电路41的输出端，另一路与运算放大器op07的反相输入端连接。
61.本实施例中，所述低量程调零电路35包括单刀单掷继电器j0、p沟道mos场效应管1v1、p沟道mos场效应管1v2和运算放大器f441，单刀单掷继电器j0的一个触头和p沟道mos场效应管1v1的栅极均与低量程电离室探测器的输出端连接，单刀单掷继电器j0的另一个触头与单刀双掷继电器j3的一个静触头连接，p沟道mos场效应管1v1的源极和p沟道mos场效应管1v2的源极连接，p沟道mos场效应管1v2的栅极接地，p沟道mos场效应管1v1的漏极通过电阻1r5与运算放大器f441的同相输入端连接，p沟道mos场效应管1v2的漏极通过电阻1r6与运算放大器f441的反相输入端连接，运算放大器f441的输出端分两路，一路通过电容1c1与运算放大器f441的反相输入端连接，一路与单刀双掷继电器j3的一个静触头连接，单刀单掷继电器j0由就地处理箱32控制。
62.实际使用中，电阻1r13的阻值为1k欧姆，p沟道mos场效应管1v1的栅极通过阻值为
100m欧姆的电阻1r18与低量程电离室探测器的输出端连接，p沟道mos场效应管1v1的源极和p沟道mos场效应管1v2的源极的连接点通过滑动电阻1rp1、阻值为10k欧姆的电阻1r9以及并联的电容ic4和稳压二极管id2接地，稳压二极管id2的阳极接地，电阻1r6和电阻1r5的阻值均为10k欧姆。
63.本实施例中，所述第一低量程信号采集电路36包括电阻1r14，电阻1r14的一端与低量程电离室探测器的输出端连接，电阻1r14的另一端与单刀双掷继电器j3的一个静触头连接。
64.本实施例中，所述第二低量程信号采集电路37包括电阻1r15，电阻1r15的一端与低量程电离室探测器的输出端连接，电阻1r15的另一端与单刀双掷继电器j3的一个静触头连接，电阻1r15的阻值小于电阻1r14的阻值，电阻1r15与单刀双掷继电器j3的一个静触头之间或电阻1r14与单刀双掷继电器j3的一个静触头之间设置有单刀单掷继电器j1，单刀单掷继电器j1由就地处理箱32控制。
65.实际使用中，电阻1r14的阻值为1t欧姆，电阻1r15的阻值为10g欧姆。
66.本实施例中，所述第一高量程信号采集电路38包括电阻1r16，电阻1r16的一端与高量程电离室探测器的输出端连接，电阻1r16的另一端与单刀双掷继电器j3的另一个静触头连接。
67.本实施例中，所述第二高量程信号采集电路39包括电阻1r17，电阻1r17的一端与高量程电离室探测器的输出端连接，电阻1r17的另一端与单刀双掷继电器j3的另一个静触头连接，电阻1r17的阻值小于电阻1r16的阻值，电阻1r17与单刀双掷继电器j3的另一个静触头之间或电阻1r16与单刀双掷继电器j3的另一个静触头之间设置有单刀单掷继电器j2，单刀单掷继电器j2由就地处理箱32控制。
68.实际使用中，电阻1r16的阻值为1g欧姆，电阻1r17的阻值为1m欧姆。
69.需要说明的是，高量程电离室探测器的输出端和单刀双掷继电器j3的另一个静触头之间还连接有高量程调零电路，所述高量程调零电路包括运算放大器ad549，运算放大器ad549的反相输入端通过阻值为10k欧姆的电阻1r19与高量程电离室探测器的输出端连接，运算放大器ad549的同相输入端接地，运算放大器ad549的第1管脚和第5管脚之间连接有阻值为10k欧姆的滑动电阻1rp2，滑动电阻1rp2的滑动端与运算放大器ad549的第4管脚连接，运算放大器ad549的输出端与单刀双掷继电器j3的另一个静触连接，高量程调零电路在探测器运行之初调零用，高量程调零电路在探测器调零后固化，在高量程调零电路在探测器运行后不再调节。
70.本实用新型使用时，将探测器通过信号线缆33与就地处理箱32连接，信号线缆33的一端安装在信号接口3上，信号线缆33的另一端安装在就地处理箱32上，利用探测器拉杆34与套筒4螺纹配合将探测器通过探测孔31插入至隔离墙30内，利用低量程电离室探测器探测隔离室内低能辐射，利用高量程电离室探测器探测隔离室内高能辐射，低量程电离室探测器和高量程电离室探测器通过铅屏蔽体7隔离，低量程电离室探测器和高量程电离室探测器的信号线和电源线均穿过通过铅屏蔽体7与信号处理电路板5连接，该结构便于安装在隔离墙上，且低量程电离室探测器和高量程电离室探测器采用一个电源，接线少，应用方便。
71.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根
据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。