[發明專利]一種工業儀表測厚源設計與制備工藝

有效

• 申請號: 202010435063.5
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111678464B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 梁斌斌;彭怡剛;王子默;高翔;巴偉偉;劉超
• 申請（專利權）人: 原子高科股份有限公司
• 主分類號: G01B15/02
• 分類號: G01B15/02
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 任曉航;戴威

1.一種工業儀表測厚源設計與制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：

S1.材料選型：通過計算β粒子傳輸距離以及軔致輻射轉化份額確定所需的材料；

S2.結構設計：材料選擇確定后，進行結構設計以及對應的焊接工藝設計、表面處理設計；

步驟S1中，利用Kr-85的β放射性，計算β粒子傳輸距離：

根據β粒子在各種物質中的傳輸距離經驗公式計算：

R＝0.542E_βmax-0.133傳輸距離：

其中，R為β粒子在物質中的射程，單位為g/cm²；A為β粒子傳輸距離，單位為cm；ρ_金屬為物質的密度，單位為g/cm³；

根據上述公式(1)分別計算分析β粒子在鎳、不銹鋼，鈦金屬的傳輸距離；

步驟S1中，軔致輻射轉化份額的計算為：

根據不同材質軔致輻射轉化份額F：

其中，Z-原子序數，E_βmax-最大電子能量

根據上述公式(2)分別計算分析Kr-85的β粒子在鎳、不銹鋼，鈦金屬的轉化份額；

根據上述公式(1)分別計算分析β粒子在鎳、不銹鋼，鈦金屬的傳輸距離為0.027cm，0.030cm，0.053cm；

根據上述公式(2)分別計算分析Kr-85的β粒子在鎳、不銹鋼，鈦金屬的轉化份額為0.54％，0.60％，0.51％；

Kr-85氣體封裝在工業源結構內，工業源結構包括殼體，安裝在殼體一側的源窗，源窗的頂部壓裝工藝襯環，殼體的內部帶有儲氣腔，殼體上設有與儲氣腔連通的充氣口，充氣口處連接充氣管，充氣口的外側設有源蓋；

Kr-85氣體工業源結構焊接組裝過程如下：

第一步，清洗干燥的殼體與充氣管在接觸位置通過釬焊焊接；

第二步，焊接好充氣管后，源窗與工藝襯環在接觸位置通過激光焊焊接；

第三步，焊接完成后，采用氦質譜檢漏儀進行檢漏，實際漏率小于5*10^-10Pa·m^-3·s^-1；

第四步，對焊接好的源殼充氣；

第五步，充氣完成，用壓力鉗擠扁充氣管，在充氣管的端頭處冷焊，冷焊后端增加一道錫焊工藝；

第六步，源蓋組裝好，采用激光焊將源蓋和殼體的接觸位置處焊接；

通過對比β粒子在鎳、不銹鋼，鈦金屬的傳輸距離，β粒子在鎳、不銹鋼，鈦金屬的轉化份額，確定鈦金屬作為源殼材質，既增大了Kr-85的β粒子在物質中的傳輸距離，又減少了軔致輻射份額；

所述源窗的厚度為20μm-60μm。

2.根據權利要求1所述的一種工業儀表測厚源設計與制備工藝，其特征在于，所述殼體、源窗、工藝襯環以及源蓋的材質為鈦金屬。

3.根據權利要求2所述的一種工業儀表測厚源設計與制備工藝，其特征在于，殼體與充氣管通過釬焊焊接，源窗與工藝襯環通過激光焊焊接，源蓋采用激光焊的方式與殼體焊接固定，殼體表面鍍鎳。

4.根據權利要求2所述的一種工業儀表測厚源設計與制備工藝，其特征在于，所述儲氣腔在殼體內前置并靠近源窗。