具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器及探测器系统技术方案

本发明专利技术公开一种具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器及探测器系统，壳体的容置腔内准直器与硅漂移探测元件连接；放大器与硅漂移探测元件电连接，用于放大硅漂移探测元件的输出信号；陶瓷基座与硅漂移探测元件连接，设置于硅漂移探测元件远离准直器的一侧；其中，陶瓷基座的表面设置有至少两个凹槽，凹槽内嵌合有绝压传感器和/或温度传感器，绝压传感器和温度传感器用于向外界输出压力信号和温度信号；制冷器设置于陶瓷基座远离硅漂移探测元件的一端，用于对壳体内部进行温度保持；合理设计绝压传感器和温度传感器的安装位置，在不增加整体设计体积，并保证内部构造不发生结构干涉的情况下，提供具有自检漏以及温度控制功能的硅漂移探测器。能的硅漂移探测器。能的硅漂移探测器。

【技术实现步骤摘要】
具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器及探测器系统


[0001]本专利技术涉及硅漂移探测器
，尤其涉及一种具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器及探测器系统。

技术介绍

[0002]硅漂移探测器（SDD）因其能量分辨率高在高能物理与航天航空领域具有特殊的地位，比如用于大型加速装置的顶点探测器或者脉冲星导航的探测器系统。同时，由于其灵敏度高、计数率高，在工业、医疗和安全检测等领域也有广泛应用，比如光谱仪、无损检测、工业探伤等。它的主要结构是一块低掺杂的高阻硅，其背面辐射入射处有一层很薄的突变结，正面的掺杂电极设计成间隔很小的同心环状条纹，形成多个漂移环，反转偏置场在电极间逐步增加，形成平行表面的电场分量。在耗尽层中，电离辐射产生的电子受该电场驱动，向极低电容的收集阳极“漂移”，形成电脉冲，即形成计数信号，在探测微弱信号方面具有很高的灵敏度。SDD采用半导体封装工艺安装在自动温控制冷器上，降低环境温度对微弱信号探测效率的影响，并通过Be窗过滤杂光信号的影响。
[0003]SDD的工作效能也受到其内部温度和气密性的影响，但是现有结构无法在硅漂移探测器内部实时监控其气密性状况和温度状况，因此对于硅漂移探测器的数据准确度都没法有效保障，并且缺少有利的监控手段使得不利于日常维护。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中，不能对SDD结构内部进行气密性监控和温度监控的问题；本申请提供一种技术方案进行解决。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器，包括壳体，壳体形成有入射窗口，所述入射窗口用于放射线入射；在所述壳体的容置腔内还设置有：硅漂移探测元件，第一表面与所述入射窗口对应设置；准直器，与所述硅漂移探测元件连接，且设置于第一表面靠近所述入射窗口的一侧；放大器，与所述硅漂移探测元件电连接，用于放大所述硅漂移探测元件的输出信号；陶瓷基座，与所述硅漂移探测元件连接，设置于所述硅漂移探测元件远离所述准直器的一侧；其中，所述陶瓷基座的表面设置有至少两个凹槽，所述凹槽内嵌合有绝压传感器和/或温度传感器，所述绝压传感器和所述温度传感器用于向外界输出压力信号和温度信号；制冷器，设置于所述陶瓷基座远离所述硅漂移探测元件的一端，用于对所述壳体内部进行温度保持。
[0006]作为优选所述准直器为准直圆环结构，且所述准直圆环结构的外环边设置有一个
或多个缺口，所述缺口内设置有所述温度传感器或所述绝压传感器。
[0007]作为优选，所述准直器靠近所述入射窗口的一侧还设置有隔热绝缘垫片，所述隔热绝缘垫片在硅漂移探测元件上的正投影面积小于或等于所述准直器在硅漂移探测元件上的正投影面积。
[0008]作为优选，所述陶瓷基座为氮化硼陶瓷基座或氮化硅陶瓷基座；所述硅漂移探测元件贴装于所述陶瓷基座的表面，且所述陶瓷基座的边缘还设有多个电极焊点，所述电极焊点与所述硅漂移探测元件和所述放大器电连接，且电极焊点还连接有引出线，所述引出线用于向外界输出信号，且向所述硅漂移探测器元件提供工作电压。
[0009]作为优选，所述绝压传感器和所述温度传感器的输出端通过所述电极焊点向外界输出压力信号和温度信号；所述放大器包括场效应三级管，所述场效应三极管贴设于所述硅漂移探测元件的边缘，且所述场效应三极管的输入端与所述硅漂移探测元件的输出端耦接，所述场效应三极管的输出端与所述电极焊点耦接。
[0010]作为优选，所述陶瓷基座的转角结构处设置所述凹槽，所述凹槽避让所述电极焊点设计。
[0011]作为优选，所述电极焊点为金焊点；所述引出线为金引线；所述壳体远离所述入射窗口的一端设置有贯穿的引线柱，所述引线柱位于所述壳体内的部分与所述金引线固定连接，且所述引线柱与所述制冷器间隙设置；且所述壳体的外表面还设置有导热柱，所述导热柱设置于多根所述引线柱围绕的中部。
[0012]作为优选，所述引线柱与所述壳体相交的部分填充烧结形成有玻璃釉结构层；所述引线柱套设有陶瓷管。
[0013]作为优选，所述压力传感器为硅绝压传感器，所述温度传感器为铂电阻温度传感器。
[0014]还公开一种硅漂移探测器系统，包括上述的硅漂移探测器，还包括电连接的信号处理单元、温度信号单元和压力信号单元；所述信号处理单元用于接收经放大器放大后的所述硅漂移探测元件的探测信号，所述温度信号单元用于处理温度信号，所述压力信号单元用于处理压力信号；所述信号处理单元响应于所述温度信号调节制冷器；当所述压力信号超出设定阈值时，所述信号处理单元发出报警信号，并停止所述硅漂移探测器工作。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术公开一种具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器，包括壳体，壳体形成有入射窗口，入射窗口用于放射线入射；在壳体的容置腔内还设置有硅漂移探测元件，第一表面与入射窗口对应设置；准直器，与硅漂移探测元件连接，且设置于第一表面靠近入射窗口的一侧；放大器，与硅漂移探测元件电连接，用于放大硅漂移探测元件的输出信号；陶瓷基座，与硅漂移探测元件连接，设置于硅漂移探测元件远离准直器的一侧；其中，陶瓷基座的表面设置有至少两个凹槽，凹槽内嵌合有绝压传感器和/或温度传感器，绝压传感器和温度传感器用于向外界输出压力信号和温度信号；制冷器，设置于陶瓷基座远离硅漂移探测元件的一端，用于对壳体内部进行温度保持；能够在不增加整体设计体积，并保证内部构造不发生结构干涉的情况下，提供具有自检漏以及温度控制功能的硅漂移探测器。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的整体结构图；图2为本专利技术的爆炸图；图3为本专利技术的硅漂移探测元件结构图；图4为本专利技术的陶瓷基座结构图；图5为本专利技术的引线柱结构图；图6为本专利技术的内部结构图。
[0017]主要元件符号说明如下：1、壳体；11、壳体底部基板；12、引线柱；121、玻璃釉结构层；122、陶瓷管；123、金丝；13、导热柱；2、入射窗口；21、铍片；3、硅漂移探测元件；4、准直器；41、缺口；42、隔热绝缘垫片；5、放大器；6、陶瓷基座；61、凹槽；611、绝压传感器；612、温度传感器；62、电极焊点；7、制冷器；。
具体实施方式
[0018]为了更清楚地表述本专利技术，下面结合附图对本专利技术作进一步地描述。
[0019]在下文描述中，给出了普选实例细节以便提供对本专利技术更为深入的理解。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。应当理解所述具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0020]应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、整体、步骤、操作、元件或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件或它们的组合。
[0021]本申请公开一种具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器，请参阅图1
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图2、图6；包括壳体1，壳体形成有入射窗口2，入射窗口2用于放射线入射，可以知道的，入射窗口仅是为了能够让X射线射入，而并非代表其存在一个敞开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器，包括壳体，壳体形成有入射窗口，所述入射窗口用于放射线入射；其特征在于，在所述壳体的容置腔内还设置有：硅漂移探测元件，第一表面与所述入射窗口对应设置；准直器，与所述硅漂移探测元件连接，且设置于第一表面靠近所述入射窗口的一侧；放大器，与所述硅漂移探测元件电连接，用于放大所述硅漂移探测元件的输出信号；陶瓷基座，与所述硅漂移探测元件连接，设置于所述硅漂移探测元件远离所述准直器的一侧；其中，所述陶瓷基座的表面设置有至少两个凹槽，所述凹槽内嵌合有绝压传感器和/或温度传感器，所述绝压传感器和所述温度传感器用于向外界输出压力信号和温度信号；制冷器，设置于所述陶瓷基座远离所述硅漂移探测元件的一端，用于对所述壳体内部进行温度保持。2.根据权利要求1所述的具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器，其特征在于，所述准直器为准直圆环结构，且所述准直圆环结构的外环边设置有一个或多个缺口，所述缺口内设置有所述温度传感器或所述绝压传感器。3.根据权利要求2所述的具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器，其特征在于，所述准直器靠近所述入射窗口的一侧还设置有隔热绝缘垫片，所述隔热绝缘垫片在硅漂移探测元件上的正投影面积小于或等于所述准直器在硅漂移探测元件上的正投影面积。4.根据权利要求1
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3任一项所述的具有自检漏和温度控制功能的硅漂移探测器，其特征在于，所述陶瓷基座为氮化硼陶瓷基座或氮化硅陶瓷基座；所述硅漂移探测元件贴装于所述陶瓷基座的表面，且所述陶瓷基座的边缘还设有多个电极焊点，所述电极焊点与所述硅漂移探测元件和所述放大器电连接，且电极焊点还连接有引出线，所述引出线用于向外界输出信号，并提供所述硅漂移探测元件的工作电压。5.根据权利要求4所述的具有自检漏和温度控制功能的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵珍阳，范茂军，赵英勃，赵玉新，侯维杰，
申请(专利权)人：山东东仪光电仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：