[發(fā)明專利]一種基于無線電容式高電離輻射劑量傳感器有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910164703.0 | 申請日： | 2019-03-05 |
| 公開（公告）號： | CN110031883B | 公開（公告）日： | 2022-06-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉立業(yè);王曉龍;夏三強;曹勤劍;趙原;金成赫;肖運實;趙日;汪嶼;李曉敦;熊萬春;潘紅娟;衛(wèi)曉峰;劉一聰 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國輻射防護研究院 |
| 主分類號： | G01T1/02 | 分類號： | G01T1/02 |
| 代理公司： | 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311 | 代理人： | 田明;于春洋 |
| 地址： | 030006 山*** | 國省代碼： | 山西;14 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 無線 電容 電離輻射 劑量 傳感器 | ||
本發(fā)明公開了一種基于無線電容式高電離輻射劑量傳感器，其包括有傳感器底座、電感線圈、電容密封殼、電容固定極板、駐極體、電容可變極板以及工作氣體，所述電容密封殼安裝在所述傳感器底座上，二者形成帶有密封空腔的殼體結(jié)構(gòu)，所述電容固定極板、駐極體、電容可變極板以及工作氣體都位于所述密封空腔的殼體結(jié)構(gòu)中；本方案采用無線電容式傳感器來實現(xiàn)高電離輻射環(huán)境下的劑量測量，其優(yōu)勢在于該傳感器不需自帶電池或電源接線，而且傳感器本身只有電感和電容組成，結(jié)構(gòu)簡單，只用電磁耦合的無線方式供電和信號讀取，體積小，可以在高劑量環(huán)境下實時原位的劑量測量，降低工作人員的劑量照射。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電離輻射探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無線電容式高電離輻射劑量傳感器。
背景技術(shù)
在核設(shè)施現(xiàn)場會存在部分強輻射區(qū)域(≥0.5Sv/h)，由于該區(qū)域劑量率高，有導(dǎo)致工作人員發(fā)生意外照射的風(fēng)險，因此需要對該區(qū)域的輻射水平進行實時監(jiān)測，以便制定相應(yīng)的輻射防護最優(yōu)化工作方案。常規(guī)的GM計數(shù)管型和半導(dǎo)體型劑量率儀測量量程小，且抗輻照性能差，使用壽命較短不能滿足現(xiàn)場監(jiān)測要求。目前可用于強輻射區(qū)域的劑量率儀主要是空腔電離室和化學(xué)試劑測量法。空腔電離室的測量量程可滿足測量要求，但是電離室包含較多的用于處理信號的電子器件，其耐輻照性能較差，使用壽命短；對于采用化學(xué)試劑測量劑量率的方法，即根據(jù)射線與化學(xué)試劑發(fā)生反應(yīng)，然后利用配套的分析系統(tǒng)測出劑量率的方法，雖然耐輻照性能強，但是不能實時給出劑量率數(shù)據(jù)，而且需要額外的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。
因此由鑒于此，對于提供應(yīng)基于無線信號讀取方式的無源電容式劑量傳感器來實現(xiàn)在高劑量環(huán)境下的劑量率的實時檢測手段就顯得極其重要。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于無線電容式高電離輻射劑量傳感器，該傳感器其為采用的是無源被動測量，結(jié)構(gòu)簡單，電子元器件少，耐輻照性能強，能夠?qū)崟r測量輻射劑量數(shù)據(jù)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種基于無線電容式高電離輻射劑量傳感器，該傳感器包括有傳感器底座、電感線圈、電容密封殼、電容固定極板、駐極體、電容可變極板以及工作氣體，所述電容密封殼安裝在所述傳感器底座上，二者形成帶有密封空腔的殼體結(jié)構(gòu)，所述電容固定極板、駐極體、電容可變極板以及工作氣體都位于所述密封空腔的殼體結(jié)構(gòu)中，其中所述電容固定極板固定安裝在所述傳感器底座上端面，所述駐極體安裝在所述電容固定極板上端面上，所述電容可變極板正相對安裝在所述電容固定極板的上方，其中所述電容可變極板可相對于所述電容固定極板產(chǎn)生位移移動，所述電感線圈的兩端分別與所述電容固定極板和電容可變極板電性相連。
進一步，所述電容可變極板通過設(shè)置有的懸臂梁安裝在所述電容固定極板上方，其中所述懸梁臂一端固定安裝在所述電容密封殼內(nèi)壁上，其另一端水平安裝有所述電容可變極板。
進一步，所述電感線圈通過鐫刻工藝設(shè)置在所述傳感器底座底端面上。
進一步，所述電感線圈為電感螺旋線圈。
進一步，所述工作氣體為惰性氣體或猝滅氣體中的一種。
進一步，所述駐極體上的電荷密度σ與電容固定極板和電容可變極板之間的間距的關(guān)系為：
其中k為電容可變極板的彈性系數(shù)，x0為電容可變極板的初始形變，x為電容可變極板發(fā)生變化的間距，dAir＝x0-x。
進一步，所述駐極體上的電荷變化量△σ與接受劑量的關(guān)系為：
Δσ＝σ0-GxD-MD
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