[發明專利]基于半導體致冷技術的靜電收集法測氡裝置

有效

• 申請號: 201611223877.2
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106950591B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 馮威鋒;王騰飛;關鍵;曹放;丁海云;侯江;柳杰
• 申請（專利權）人: 核工業北京化工冶金研究院;中核華創稀有材料有限公司
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 張雅丁

1.一種基于半導體致冷技術的靜電收集法測氡裝置，其特征在于：包括濾膜(1)、采樣泵(2)、半導體致冷片的熱面(3)、半導體制冷片的冷面(4)、收集腔(5)、半導體探測器(6)、放大電路(7)、隔熱層(8)和能譜分析系統(9)；樣品氣體通過濾膜(1)和采樣泵(2)進入收集腔(5)，收集腔(5)貼裝在半導體制冷片的冷面(4)，半導體探測器(6)位于收集腔(5)內部，放大電路(7)位于收集腔(5)外，半導體致冷片的冷面(4)、收集腔(5)和放大電路(7)被隔熱層(8)包裹，半導體致冷片的熱面(3)貼裝有散熱器，能譜分析系統(9)與放大電路(7)連接。

2.根據權利要求1所述的基于半導體致冷技術的靜電收集法測氡裝置，其特征在于：所述的濾膜(1)將樣品氣體中的氡子體顆粒過濾掉，從而保證收集腔(5)內的氡子體都是由氡氣新衰變產生的，同時還過濾掉其他顆粒物，減少顆粒物對采樣泵(2)的磨損。

3.根據權利要求1所述的基于半導體致冷技術的靜電收集法測氡裝置，其特征在于：所述的收集腔(5)采用鋁合金加工制成。

4.根據權利要求1所述的基于半導體致冷技術的靜電收集法測氡裝置，其特征在于：所述的隔熱層(8)由聚氨酯制成。

5.根據權利要求1所述的基于半導體致冷技術的靜電收集法測氡裝置，其特征在于：所述的散熱器上安裝風扇。

6.根據權利要求1所述的基于半導體致冷技術的靜電收集法測氡裝置，其特征在于：所述的收集腔(5)帶有數千伏的特高壓，樣品氣體達到收集腔(5)后，溫度急速降低導致水蒸氣過飽和，大部分水蒸氣冷凝下來，冷凝水沿收集腔(5)四壁流到底部的排氣口，隨氣體排出收集腔(5)，收集腔(5)內氣體的含水量大大降低。

7.根據權利要求1所述的基于半導體致冷技術的靜電收集法測氡裝置，其特征在于：所述的收集腔(5)與半導體制冷片的冷面(4)之間、半導體致冷片的熱面(3)與散熱器之間都涂抹導熱硅脂。

8.根據權利要求1所述的基于半導體致冷技術的靜電收集法測氡裝置，其特征在于：所述的收集腔(5)內氡衰變產生的Po-218原子在高壓電場的作用下被收集到半導體探測器(6)的表面，Po-218繼續衰變在半導體探測器(6)產生信號，經過放大電路(7)放大后得到幅度較大的脈沖信號。

9.根據權利要求1所述的基于半導體致冷技術的靜電收集法測氡裝置，其特征在于：所述的能譜分析系統(9)包含單道或多道分析器，然后通過單片機或微機進行分析計算，得到氡的濃度值。

10.根據權利要求9所述的基于半導體致冷技術的靜電收集法測氡裝置，其特征在于：所述的多道分析器對放大電路(7)的輸出信號進行處理，得到穩定的α能譜，單片機對能譜進行分析，計算6MeV的α粒子對應的能譜峰，通過計算峰面積得到Po-218的衰變計數，然后計算出被測樣品氣體的氡濃度。