一种量程跨度达9个数量级的双GM管辐射探测器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种量程跨度达9个数量级的双GM管辐射探测器，包括高量程GM管GMH、低量程GM管GML、开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、限流电阻R1、旁路电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、脉冲整形电路；高量程GM管GMH的阳极和低量程GM管GML的阳极连接在一起，在低量程GM管GML的阴极与脉冲整形电路之间串接开关管Q3，在高量程GM管GMH的阴极与脉冲整形电路之间串接开关管Q4，通过控制信号，使得在任意时刻，GM管GML和GMH有且只有一个处于工作状态，而另一个处于休眠状态。整个探测器的电路简单、控制方便、切换迅速，实现了跨度达达9个数量级的一体辐射探测器。

A double GM tube radiation detector with a span of 9 orders of magnitude

【技术实现步骤摘要】
一种量程跨度达9个数量级的双GM管辐射探测器
本技术属于核辐射探测领域，尤其是涉及一种量程跨度达9个数量级的双GM管辐射探测器。
技术介绍
在核辐射检测的仪器中，早期广泛采用以盖革－弥勒计数管，简称GM管为传感器的辐射探测器。由GM管作为核心的辐射探测器，因其前置电路简单、输出信号幅度足够大、信噪比好、稳定性强、维护方便、价格低廉等特点，广泛应用在各种核辐射探测仪器设备中，尤其是在高剂量场所，需要对γ剂量率进行多点、连续在线监测时，其实现电路和结构要求都比较简单的优势就更加明显，甚至是不二之选。但GM管固有的死时间长达100微秒的特性，使得GM管探测器的测量范围局限在3～4个数量级，为了得到更宽量程的辐射探测器，常见采用的方法是使用双GM管，即一个辐射探测器内置两个GM管，分别用于测量高、低量程内的辐射剂量，这样的以双GM管为核心的探测器的量程一般是在7个数量级。以双GM管为核心的探测器，一个关键点是要解决量程的切换问题。现有的技术主要通过三种方式进行切换，第一种是通过控制串连在GM管阴极和地之间的继电器的通断来控制不同计数管的高压通断来实现量程的切换；第二种采用的是高量程GM管一直处于工作状态，而低量程的GM管则只有在低剂量时才进入工作状态，量程的控制是通过一个串联在低量程GM的阴极与地之间的高压三极管来实现；第三种采用的是在高、低量程的GM管的阴极与地之间，都串连了一个开关管，通过控制这两个开关管的通断来切换量程。继电器体积大，继电器在通断时，电磁辐射会比较大；高量程GM管一直处于工作状态，会影响探测器的使用寿命；在高、低量程的GM管的阴极与地之间，都串连一个开关管的方式，不能保证脉冲信号是只来自单个GM管的。另外，GM管固有的死时间这一大硬伤，随着新技术Time-To-Count测量方法的提出，得到了比较好的解决，目前国内见诸报道的采用Time-To-Count技术方法的单个GM管的探测器量程，已可达5个数量级。Time-To-Count测量方法要求对GM管的高压充电尽可能的快，这个充电时间越短，可测的量程越宽，而GM管高压的建立过程，受基本的RC参数制约。GM管对地总是会有一定的分布电容存在，这个电容值一般不会低于几个pF，而作为GM管放电的限流电阻，其阻值通常是在兆级欧姆，也就是说对GM管的充电时间常数为微秒级，实际应用的电路，这个充电时间常数不低于10微秒。而在一些场所，辐射剂量率的变动范围是从环境本底10nGy/h至10Gy/h以上，即辐射探测器的量程范围跨度需要大于9个数量级，现有的探测器难以满足测量要求。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的技术问题，本技术提供了量程跨度达9个数量级的双GM管辐射探测器。本技术的技术方案如下：一种量程跨度达9个数量级的双GM管辐射探测器，其特征在于，包括低量程GM管GML、高量程GM管GMH以及脉冲整形电路，所述低量程GM管GML的阳极和高量程GM管GMH的阳极与供电电路连接；所述低量程GM管GML的阴极通过开关管Q3与脉冲整形电路连接，开关管Q3的基极依次连接电阻R4和开关管Q5；所述高量程GM管GMH的阴极通过开关管Q4与脉冲整形电路连接，开关管Q4的基极依次连接电阻R5和开关管Q6；所述开关管Q5与开关管Q6分别控制开关管Q3、开关管Q4的通断，在任一时刻，开关管Q3和开关管Q4有且只有一个处于导通状态。所述低量程GM管GML的阳极和高量程GM管GMH的阳极连接在一起。所述供电电路包括开关管Q1、开关管Q2、限流电阻R1、旁路电阻R2和电阻R3；所述旁路电阻R2一端与所述限流电阻R1一端共同连接到低量程GM管GML和高量程GM管GMH的阳极，所述旁路电阻R2另一端与所述开关管Q1的集电极连接，所述开关管Q1的发射极与所述限流电阻R1另一端共同连接到高压输入端HV，所述开关管Q1的基极与所述电阻R3一端连接，电阻R3另一端连接到开关管Q2的集电极，开关管Q2的发射极接地，开关管Q2的基极连接控制信号CT1。所述旁路电阻R2与所述开关管Q1连接方式，也可以采用,所述旁路电阻R2在所述开关管Q1的左边，即所述旁路电阻R2一端连接所述开关管Q1发射极，由所述开关管Q1集电极连接两GM管GMH和GML的阳极。为降低GM管在高压充电期间的充电时间常数，在得到控制器发出的控制信号CT1后，Q2导通，并使Q1也导通，这样高压HV通过一个阻值小的多的旁路电阻R2对GM管进行充电，优选地R2用10KΩ，这样充电的时间常数为几十纳秒，满足快速充电的要求。所述开关管Q3的发射极与低量程GM管GML的阴极连接，开关管Q3的集电极与脉冲整形电路连接；所述开关管Q4的发射极与高量程GM管GMH的阴极连接，开关管Q4的集电极与脉冲整形电路连接。所述开关管Q5、开关管Q6的发射极接地，基级分别连接控制信号CT2和CT3，控制信号CT2和CT3为互为反相的控制信号。在任一时刻，所述的开关管Q3和Q4有并且只有其中一个是处于导通状态的，而另一个开关管则是处于关断状态的。本技术在双GM管的阴极与脉冲整形电路之间，都串接入一个电子开关，使得送入脉冲整形电路的脉冲信号来源是单一的，从而可以降低对CPU处理性能的要求，同时也使得测量结果更准确可靠。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果；本技术的探测器电路简单、控制方便、切换迅速，实现了跨度达达9个数量级的一体辐射探测器。既能满足环境本底测量，同时也可应用于10Gy/h以上的高辐射场所，特别是能满足辐射剂量在大范围内变动的辐射场所在线实时监测的要求。附图说明图1为本申请实施例的电路示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本技术的理解，而对其不起任何限定作用。如图1所示，一种量程跨度达9个数量级的双GM管辐射探测器，包括高量程GM管GMH、低量程GM管GML、开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、限流电阻R1、旁路电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、脉冲整形电路。高量程GM管GMH的阳极和低量程GM管GML的阳极互相连接在一起，旁路电阻R2一端与限流电阻R1一端共同连接到GM管的阳极，旁路电阻R2另一端与开关管Q1集电极连接，开关管Q1发射极与限流电阻R1另一端共同连接到高压输入端HV。旁路电阻R2与开关管Q1连接方式，也可以采用：旁路电阻R2在开关管Q1的左边，即旁路电阻R2一端连接开关管Q1的发射极，由开关管Q1的集电极连接两GM管GMH和GML的阳极。开关管Q1的基极与电阻R3一端连接，电阻R3另一端连接到开关管Q2的集电极，开关管Q2的发射极连接到地，开关管Q2基极连接控制信号CT1。为降低GM计数管在高压充电期间的充电时间常数，在得到控制器发出的控制信号CT1后，Q2导通，并使Q1也导通，这样高压HV通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量程跨度达9个数量级的双GM管辐射探测器，其特征在于，包括低量程GM管GML、高量程GM管GMH以及脉冲整形电路，所述低量程GM管GML的阳极和高量程GM管GMH的阳极与供电电路连接；/n所述低量程GM管GML的阴极通过开关管Q3与脉冲整形电路连接，开关管Q3的基极依次连接电阻R4和开关管Q5；所述高量程GM管GMH的阴极通过开关管Q4与脉冲整形电路连接，开关管Q4的基极依次连接电阻R5和开关管Q6；/n所述开关管Q5与开关管Q6分别控制开关管Q3、开关管Q4的通断，在任一时刻，开关管Q3和开关管Q4有且只有一个处于导通状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种量程跨度达9个数量级的双GM管辐射探测器，其特征在于，包括低量程GM管GML、高量程GM管GMH以及脉冲整形电路，所述低量程GM管GML的阳极和高量程GM管GMH的阳极与供电电路连接；
所述低量程GM管GML的阴极通过开关管Q3与脉冲整形电路连接，开关管Q3的基极依次连接电阻R4和开关管Q5；所述高量程GM管GMH的阴极通过开关管Q4与脉冲整形电路连接，开关管Q4的基极依次连接电阻R5和开关管Q6；
所述开关管Q5与开关管Q6分别控制开关管Q3、开关管Q4的通断，在任一时刻，开关管Q3和开关管Q4有且只有一个处于导通状态。


2.根据权利要求1所述的量程跨度达9个数量级的双GM管辐射探测器，其特征在于，所述低量程GM管GML的阳极和高量程GM管GMH的阳极连接在一起。


3.根据权利要求1所述的量程跨度达9个数量级的双GM管辐射探测器，其特征在于，所述供电电路包括开关管Q1、开关管Q2、限流电阻R1、旁路电阻R2和...

【专利技术属性】
技术研发人员：厉位阳，王凯亮，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33