[發明專利]具有半導體中子檢測池的中子孔隙度測量裝置和方法

在審

• 申請號: 201210433195.X
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN102966343A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: H·C·克利門;J·麥欽尼斯
• 申請（專利權）人: 桑德克斯有線有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B49/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜甜;李浩

1.一種中子孔隙度測量裝置(300、400)，包括：

中子源(340)，其配置成發射具有第一能量的中子；

分段的半導體檢測器(330、200)，其包括配置成檢測具有比所述第一能量小的第二能量的中子的多個半導體中子檢測池(210、410、100)，所述池在離所述中子源(340)的第一距離和第二距離之間以共面子集(R1-R8)來布置，

其中，所述中子檢測池(210、410、100)中的一個或更多配置成獨立于所述中子檢測池中的一個或更多其它池來采集與檢測的中子有關的數據。

2.如權利要求1所述的中子孔隙度測量裝置，其中，所述半導體中子檢測池中的每個包括：

半導體襯底，其摻雜以形成pn結，并具有形成從第一表面延伸到所述半導體襯底之內的中子反應材料的微結構；以及

電極，其中的一個電極與所述半導體襯底的所述第一表面相接觸而其中的另一個電極與所述半導體襯底的第二表面相接觸，所述第二表面與所述第一表面相對，所述電極配置成當中子在所述半導體襯底之內被俘獲時發生采集電信號。

3.如權利要求2所述的中子孔隙度測量裝置，其中，所述微結構是所述中子反應材料的溝或柱。

4.如權利要求2所述的中子孔隙度測量裝置，其中，所述中子反應材料包括¹⁰B或⁶Li。

5.如權利要求2所述的中子孔隙度測量裝置，其中，從所述第一表面到所述半導體襯底之內的中子反應材料的所述微結構的厚度在50μm到200μm之間。

6.如權利要求2所述的中子孔隙度測量裝置，其中，所述半導體襯底是碳化硅。

7.如權利要求2所述的中子孔隙度測量裝置，其中，所述半導體中子檢測池中的每個還包括：

電子器件，其配置成處理和計數接收自所述電極的所述電信號。

8.如權利要求7所述的中子孔隙度測量裝置，其中，所述半導體中子檢測池和所述電子器件配置成在高達250℃的溫度下操作。

9.如權利要求7所述的中子孔隙度測量裝置，其中，所述電子器件配置成將電位差提供到相應的半導體中子檢測池的所述電極。

10.如權利要求1所述的中子孔隙度測量裝置，還包括：

處理單元，其配置成在對所有所述池相同的時間間隔期間、基于在所述半導體中子檢測器池中檢測的中子數量來評估所述裝置外部的層組的孔隙度值。

11.如權利要求10所述的中子孔隙度測量裝置，其中，所述處理單元基于第一半導體中子檢測器池中檢測的中子數量的第一總和與第二半導體中子檢測器池中檢測的中子數量的第二總和的至少一個比來評估所述孔隙度值，所述第二半導體中子檢測器池比所述第一半導體中子檢測器池離所述中子源更遠地定位。

12.如權利要求10所述的中子孔隙度測量裝置，其中，所述處理單元還配置成在離所述中子源的相同距離處、通過比較具有不同位置的池中檢測的中子數量來對未從所述層組被反沖的所述池中檢測的中子進行校正。

13.如權利要求10所述的中子孔隙度測量裝置，還包括：

存儲器，其配置成存儲接收自所述半導體中子檢測池和所述處理單元的數據。

14.如權利要求10所述的中子孔隙度測量裝置，其中，所述處理單元配置成將接收自所述中子檢測池的數據傳送到遠程裝置。

15.如權利要求1所述的中子孔隙度測量裝置，其中：

所述中子源和所述分段的半導體檢測器沿著軸被布置；以及

所述半導體中子檢測池在離所述中子源的不同距離的行集合中相對于所述軸被對稱地布置，相同行中的池在離所述中子源的相同距離處。

16.如權利要求1所述的中子孔隙度測量裝置，還包括：

機殼，其封裝所述中子源和所述分段的半導體檢測器。

17.如權利要求16所述的中子孔隙度測量裝置，其中，所述機殼具有配置成接納可移除中子化學源或永久中子發生器裝置的腔。