[發明專利]閃爍檢測器以及制造方法

有效

• 申請號: 200980112194.1
• 申請日: 2009-04-20
• 公開（公告）號: CN101990644A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: P·R·蒙格;B·培根
• 申請（專利權）人: 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司
• 主分類號: G01V5/04
• 分類號: G01V5/04;G01T1/202
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 顧敏

技術領域

本披露是針對閃爍體，特別是用于工業應用的強固化處理(ruggedized)的閃爍檢測器。

背景技術

閃爍體檢測器已經用于各種工業應用中，如用于測井的油氣工業。典型地，此類檢測器具有用活化的碘化鈉材料制成的閃爍體晶體，該材料對于檢測γ射線是有效的。總體而言，這些閃爍體晶體是封裝在管中或殼體中，這些管或殼體包括一個窗口允許輻射誘發的閃爍光從該晶體包裝件中穿出，該晶體包裝是用于通過一個光感裝置如一個光電倍增管進行測量。這些光電倍增管將從該晶體發出的光子轉化成電脈沖，這些電脈沖由相關聯的電子設備整形并且數字化，并且這些電脈沖可以作為計數記錄并傳輸至分析設備。關于測井領域，檢測γ射線的能力使之有可能分析巖層，因為γ射線是由天然存在的放射性同位素(典型地是包圍油氣層的頁巖的)發射。

閃爍檢測器的所希望的性質包括高分辨率、高亮度、以及堅牢的設計以便經受機械和熱負荷，同時提供高質量的密封式封閉以將該檢測器的敏感性內構件從嚴苛的操作條件中隔離。在后一方面，在利用閃爍檢測器方面的普遍慣例是進行隨鉆測量(MWD)。對于MWD應用，該檢測器應該被強固化處理，即，它應該具有高的抗震動性并且能夠經受高溫，同時將性能規格維持一個合理的壽命。

改進的閃爍特性如分辨率和亮度已經通過從常規的晶體如堿的鹵化物(例如，碘化鈉)、鍺酸鉍(BGO)、以及原硅酸釓(GSO)晶體向稀土鹵化物遷移而實現。然而，已經發現此類材料的成功整合提出了眾多工程性的挑戰，包括適當的包裝以及包裝技術的開發。

照這樣，持續存在著對于改進的閃爍檢測器、特別是結合了能經受工業應用的嚴酷環境要求的現有技術的閃爍體材料的強固化處理的閃爍檢測器的需要。

發明內容

根據一個第一方面，披露了一種組裝檢測器的方法，該方法包括：在一個密封的容器內調節一種稀土鹵化物閃爍體晶體，像這樣該調節過程包括以下步驟：將該閃爍體晶體加熱、在加熱的同時減小該密封容器內的壓強持續一段抽空期、并且使一種吹掃氣體流經該密封容器一段流動時間。該方法進一步包括在含一種惰性氣體的組裝環境中組裝一種含該閃爍體晶體的檢測器。根據一個實施方案，該稀土鹵化物閃爍體晶體可以包括活化的LaBr₃、LaCl₃、LuI₃、GdI₃、以及GdBr₃中的一種。

參見該加熱過程的細節，在一個實施方案中，加熱包括以約0.5℃/min的速率進行加熱，并且在另一個實施方案中是以不大于約10℃/min的速率。根據其他實施方案，該加熱過程進一步包括加熱到不小于約100℃的溫度。

關于流動一種吹掃氣體的步驟，在一個實施方案中，在加熱的同時使該吹掃氣體流動。該吹掃氣體可以選自下組材料，該組的構成為：一種含鹵素的氣體、一種惰性氣體、以及一種稀有氣體。具體地，該吹掃氣體可以包括氬氣或CF₄。在該流動過程中，可以使該吹掃氣體以至少約10升/分鐘的速率流動。在一個實施方案中，該流動的持續時間為至少約5分鐘。

根據一個實施方案，在減小壓強的過程中，該壓強是不大于約1E-1托或更小。此外，該抽空期可以是至少約2分鐘，或者在某些實施方案中可以更長，如至少約5分鐘、或10分鐘。

根據該第一方面的另一個實施方案，在加熱的同時減小壓強以及流動吹掃氣體的這些步驟可以重復，例如像至少兩次、或甚至至少經過三個循環。

另外，在其他實施方案中，該方法進一步包括在組裝之前將該閃爍體晶體保持在一個具有該吹掃氣體的保持氣氛中以及一個保持溫度下。在這樣一種方法中，該保持氣氛可以具有至少約110kPa的絕對壓強。此外，在一種情況下，該方法進一步包括將該閃爍體晶體在該保持氣氛中保持至少約1小時。

在其他實施方案中，該方法進一步包括在調節之前清潔該閃爍體晶體。例如，清潔可以包括從該閃爍體晶體的一個外表面上去除材料，如從該閃爍體晶體被暴露的外表面上去除至少約0.25mm的材料。在另一個實施方案中，清潔也可以包括在調節之前拋光該閃爍體晶體的一個表面。在一種情況下，這種拋光是使用一種磨料完成，如一種陶瓷粉末材料。

該清潔過程可以進一步包括在組裝之前清潔檢測器部件。根據一個實施方案，這些檢測器部件(不包括該閃爍體晶體)的清潔包括用一種基于有機的溶劑(例如像醇類、酮類、以及乙酸酯類)漂洗這些檢測器部件。另外，在其他實例中，清潔這些檢測器部件還包括將這些部件加熱到至少約175℃的揮發溫度，持續不小于約12小時。