一种可长距离传输原始信号的核辐射探测装置
技术领域
本发明属于核辐射测量技术,具体涉及一种可长距离传输原始信号的核辐射探测装置。
背景技术
核辐射探测器产生的原始信号非常微弱,因此需要连接信号放大器将原始信号放大后再传输至主放大器或信号采集设备进行信号处理,通常探测器与信号放大器直接连接,导线长度仅为几厘米,而在某些应用场景中,探测器所处的位置有较强的核辐射或较高的温度,此时探测器并不会损害,而放大器由于含有大量电子元器件无法耐受环境条件损坏,而且由于安装空间或重量限制,无法在探测器外部加装屏蔽体或降温设备,因此传统的核辐射探测器在未采取工程措施的情况下无法在强辐射或高温下长期稳定工作。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷,提供一种探测器与信号放大器长距离分离设置的方案,形成一种可使用同轴电缆长距离传输原始信号的核辐射探测装置。
本发明的技术方案如下:一种可长距离传输原始信号的核辐射探测装置,包括位于测量区域的探测器和位于远程位置的信号放大器,所述探测器与信号放大器之间通过同轴电缆连接,在所述探测器与同轴电缆之间设置耐高电压连接器,探测器的阳极与同轴电缆的线芯通过所述耐高电压连接器的信号导管连通,实现信号的传输。
进一步,如上所述的可长距离传输原始信号的核辐射探测装置,其中,所述耐高电压连接器包括能够与探测器连接的外壳,外壳内设有陶瓷绝缘层,在陶瓷绝缘层内设置所述信号导管,所述信号导管两端分别与探测器的阳极和同轴电缆的线芯连接。
更进一步,如上所述的可长距离传输原始信号的核辐射探测装置,其中,所述耐高电压连接器的外壳一端通过螺纹与所述探测器连接,另一端与所述同轴电缆的金属外壳焊接。
更进一步,如上所述的可长距离传输原始信号的核辐射探测装置,其中,所述耐高电压连接器的信号导管为镀金铜管。
更进一步,如上所述的可长距离传输原始信号的核辐射探测装置,其中,所述耐高电压连接器的外壳为不锈钢材质。
进一步,如上所述的可长距离传输原始信号的核辐射探测装置,其中,所述探测器可选择γ电离室或中子计数管。
进一步,如上所述的可长距离传输原始信号的核辐射探测装置,其中,所述同轴电缆的线芯选择与探测器和信号放大器匹配的低阻抗和低衰减线芯。
进一步,如上所述的可长距离传输原始信号的核辐射探测装置,其中,所述信号放大器外部设有用于提供电磁屏蔽的全密封金属壳体,信号放大器将同轴电缆输入的原始信号放大后,输出至信号采集处理设备。
本发明的有益效果如下:本发明通过耐高电压连接器的连接设计,将探测器与信号放大器通过同轴电缆连接,形成一种探测器与信号放大器分离设置、使用同轴电缆长距离传输原始信号的核辐射测量装置。这种装置仅有探测器位于测量区域,可承受强辐射和高温度,信号放大器位于远程合适环境条件的位置,可以保障装置能够长期可靠工作。
附图说明
图1为本发明具体实施例中可长距离传输原始信号的核辐射探测装置结构示意图;
图2为图1的局部放大图。
图中,1.探测器;2.螺纹;3.耐高电压连接器外壳;4.探测器阳极;5.陶瓷绝缘层;6.信号导管;7.同轴电缆线芯;8.同轴电缆;9.信号放大器壳体;10.信号放大器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1、图2所示,本发明提供了一种可长距离传输原始信号的核辐射探测装置,包括位于测量区域的探测器1和位于远程合适环境条件位置的信号放大器10,所述探测器1与信号放大器10之间通过同轴电缆8连接,探测器探测的原始信号经同轴电缆传输至信号放大器,实现了原始信号的长距离传输,信号放大器将原始信号放大后输出至信号采集处理设备。信号放大器所处环境不存在强辐射和高温,从而可以保证装置能够长期可靠工作。
本发明能够实现的关键在于特殊的连接结构设计,在所述探测器1与同轴电缆8之间设置耐高电压连接器,探测器的阳极4与同轴电缆的线芯7通过所述耐高电压连接器的信号导管连通,实现信号的传输。耐高电压连接器包括能够与探测器1连接的外壳3,外壳3内设有陶瓷绝缘层5,在陶瓷绝缘层5内设置所述信号导管6,所述信号导管6两端分别与探测器的阳极4和同轴电缆的线芯7连接。耐高电压连接器的信号导管6实现了传输信号的功能,将探测信号由探测器的阳极4传输至同轴电缆的线芯7,由于同轴电缆需要在探测器阳极上施加高电压,陶瓷绝缘层能够确保连接器承受高压。同轴电缆的线芯7将探测器1探测的原始微弱信号向信号放大器10传输。
下面分别描述各部件的结构和功能:
探测器1,辐射探测器可选择γ电离室或中子计数管,分别对应测量γ射线和中子,可根据不同的测量目的选择探测器。
螺纹连接结构2,耐高电压连接器通过螺纹2和探测器1连接,起到固定和接地的功能。
耐高电压连接器外壳3,外壳采用不锈钢材料,一端与探测器1通过螺纹2连接,另一端和同轴电缆8的金属外壳焊接,起到固定和地线功能。
探测器阳极4,输出探测器测量到的微弱信号(电流或电压脉冲信号)。
耐高电压连接器陶瓷绝缘层5,设置在外壳3内部,由于同轴电缆需要在阳极上加高电压,因此需使用陶瓷绝缘材料确保耐高电压连接器可以承受3000V的高电压。
耐高电压连接器信号导管6,材料为镀纯金无氧铜管,探测器阳极4直接插入信号导管一端内部,导管内径略大于阳极外径(范围0.2mm-0.5mm),确保即能够顺利插入又能够信号导通,另一端插入同轴电缆线芯7后使用锡焊焊死,用于传输信号。
同轴电缆线芯7,起到为探测器提供高压和传输探测器原始微弱信号的功能,需选择与探测器和信号放大器匹配的低阻抗(不大于0.09Ω/m)和低衰减(50m信号衰减率不大于3%)线芯,才能够在长距离时尽量降低损耗。
同轴电缆外层,由多层绝缘材料、金属屏蔽层、金属外壳等几部分组成,为信号提供良好的绝缘和电磁屏蔽。
信号放大器外壳9,全密封金属结构,为信号放大器提供良好的电磁屏蔽。
信号放大器10,根据探测器类型选择不同型号的放大器,将同轴电缆输入的原始信号放大,输出至信号采集处理设备。
本装置经过实际测试,使用20米同轴电缆仍然能够有效的传输探测器的原始信号,并且探测器经过了100℃的72小时高温测试,表明本装置能够在强γ辐射场和高温下稳定工作,有效的解决了强γ辐射场和高温环境条件下的测量要求。
对于本领域技术人员而言,显然本发明的结构不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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