[發明專利]用于感測離子電流的設備

在審

• 申請號: 201380068747.4
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN104903744A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 羅伯特·普朗斯
• 申請（專利權）人: 蘇塞克斯大學
• 主分類號: G01T1/185
• 分類號: G01T1/185
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 郭紅梅;鄭霞

1.一種帶電粒子傳感器，其用于探測和測量由來源于電離過程的帶電粒子所生成的離子電流，所述帶電粒子傳感器包括：殼體、被包圍在所述殼體內的用于收集所述帶電粒子的探測電極、以及靜電計，所述靜電計具有被連接至所述探測電極的、用于接收來自所述探測電極的DC輸入信號的輸入端以及用于供應DC測量信號作為輸出的輸出端，所述殼體包括用于將所述探測電極與外部電場屏蔽從而降低所述探測電極對于這樣的場的靈敏度的靜電屏蔽，所述靜電屏蔽包括導電的屏蔽片，所述導電的屏蔽片被提供作為面對所述探測電極的第二電極并且被形成為具有間隙以允許輻射進入到所述殼體中，其中所述第二電極和所述探測電極被布置為在使用中相對于彼此以偏置電壓被保持，以便實現在來源于電離過程的帶電粒子之中的電荷分離，并且由此產生在所述探測電極上沖擊的離子電流。

2.根據權利要求1所述的傳感器，其中，所述靜電計包括放大器電路，該放大器電路具有用于將輸入偏置電流提供至所述放大器電路的DC偏壓電阻器；以及用于增加向所述放大器電路的輸入阻抗并且增強其靈敏度的反饋電路，所述反饋電路包括提供圍繞所述探測電極的防護裝置的保護電路、以及用于啟動所述偏壓電阻器的啟動布置。

3.根據權利要求1或2所述的傳感器，其中，所述反饋電路還包括用于設置所述放大器電路的增益的增益設置電路。

4.根據前述權利要求中任一項所述的傳感器，其中，所述靜電屏蔽包括圍繞所述探測電極并且被保持在參考電勢處的導電外殼。

5.根據權利要求2所述的傳感器，其中，所述靜電屏蔽包括圍繞所述探測電極和所述防護裝置的導電外殼，并且其中所述第二電極延伸穿越所述導電外殼的開口面并且被布置為平行于所述探測電極。

6.根據前述權利要求中任一項所述的傳感器，其中，所述第二電極包括網格。

7.根據權利要求5所述的傳感器，其中，所述導電外殼和所述第二電極中的至少一個被接地。

8.根據權利要求5或7所述的傳感器，其中，所述導電外殼和所述第二電極中的至少一個被連接至所述防護裝置。

9.根據權利要求5、7或8中任一項所述的傳感器，其中，所述導電外殼和所述第二電極中的至少一個被連接至電勢源。

10.根據前述權利要求中任一項所述的傳感器，其中，所述探測電極包括具有與所述第二電極相對的導電表面的板狀電極，用于收集沖擊在其上的帶電粒子。

11.根據權利要求1至9中任一項所述的傳感器，還包括被設置在所述殼體內的轉換器，用于通過與經過所述屏蔽片進入所述殼體的中性輻射的反應來生成電離過程，以便產生帶電粒子用于所述第二電極和所述探測電極之間的電荷分離和用于由所述探測電極收集的離子電流。

12.根據權利要求1至9中任一項所述的傳感器，其中，所述探測電極包括具有與所述第二電極相對的表面的板狀電極，并且其中所述表面涂覆有通過化學反應或核反應與通過所述第二電極的中性輻射互相作用的材料，以生成帶電粒子用于所述第二電極和所述探測電極之間的電荷分離和用于由所述電極收集的離子電流。

13.根據權利要求12所述的傳感器，其中，涂覆材料包含以下中的一個：硼、鎢和光敏材料。

14.根據權利要求12或13所述的傳感器，還包括金屬箔屏蔽，其作為另外的電極放置在所述板狀電極的所涂覆表面的前方。

15.一種傳感器系統，包括根據前述權利要求中任一項所述的第一帶電粒子傳感器，以及另外的這樣的帶電粒子傳感器，所述兩個帶電粒子傳感器被連接在差分配置中以用于供應差分輸出。

16.一種帶電粒子傳感器，用于探測中性輻射和粒子，所述帶電粒子傳感器包括：探測電極、靜電計以及靜電屏蔽，所述靜電計具有被連接至所述電極的、用于接收探測輸入信號作為輸入的輸入端以及用于提供DC測量信號作為輸出的輸出端，所述靜電屏蔽包圍所述探測電極以用于將所述電極與外部電場屏蔽，從而降低所述探測電極對于這樣的場的靈敏度，所述靜電屏蔽包括設置有用于輻射和粒子的通路的多個孔并且被布置為用作第二電極的導電材料的屏蔽片，所述探測電極具有利用涂層形成的平面表面，所述涂層被布置為與所述輻射和粒子互相作用以通過化學反應或核反應生成帶電粒子。