專利名稱：離子噴涂式地空氡釷射氣測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測量器械，尤其是一種空氡釷射氣測量儀 背景技術(shù)大氣中的氡是一個危害人體健康的氣態(tài)放射性核素，所以已成為一個公認(rèn) 的環(huán)境常規(guī)檢測項目。地氣(土壤氣)中的氡與釷射氣則是一個積極的因素。 應(yīng)用它可尋找礦產(chǎn)，地質(zhì)構(gòu)造，油氣田，地下水及至應(yīng)用于地震預(yù)報。已經(jīng)有 單獨的大氣測氡儀器，也有單獨的地氣測氡儀器。但是兩種測氡功能兼而有之 的儀器就少了，有兩種測氡功能同時又兼測釷射氣功能的儀器國外已有，但目 前中國尚沒有。而以高靈敏度的離子噴涂方式工作的地空氡釷射氣測量儀器目 前中國及國外都沒有。氡的測量按照測量時間的長短可分為累積測量和瞬時測量。累積測量需彰 天乃至數(shù)月才能得到結(jié)果，瞬時測量僅需數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘即可得到結(jié)果。 在高靈敏度耗時短的瞬時大氣測氡領(lǐng)域，國內(nèi)外公認(rèn)的權(quán)威測氡儀之中，當(dāng)首 推雙濾膜測氡儀。它是以濾膜過濾的辦法收集大氣中的氡子體，以確定氡的量。 數(shù)十年以來直到今天，此類儀器雖仍是一種在用的儀器，但它已遭遇多方面的 挑戰(zhàn)。人們已看到它的三個弱點漏氣、笨重、怕潮。由于存在這些方面的問 題，使得不少此類儀器運(yùn)作數(shù)年就無法正常工作而被束之高閣。長久以來人們 早就期待一種靈敏度可與雙濾膜儀器相比，但壽命長、耐潮濕、小巧輕便的大 氣測氡儀器。由于原理及結(jié)構(gòu)不同，在測氡領(lǐng)域存在這樣一個事實，高靈敏度的大氣測 氡儀器卻無法測量高濃度的地氣氡。靈敏度相對較低的地氣測量儀器也無法測 量大氣氡。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服上述缺陷，以新技術(shù)提供一種不要濾膜和強(qiáng)力泵的、高靈敏度的、不受環(huán)境影響的離子噴涂式地空氡釷射氣測量儀。本實用新型的技術(shù)方案為以離子噴涂的方法迫使氡子體帶電，然后用帶 電的金屬膜高效率的采集。以此替代濾膜等其他子體的采集方法。以大氣管道、 微型風(fēng)機(jī)、離子噴涂室、采樣測量室構(gòu)成的大氣氣路系統(tǒng)，可以對大氣氡進(jìn)行 測量。以地氣管道、微型泵、離子噴涂室、采樣測量室構(gòu)成的地氣氣路系統(tǒng)可 以對地氣氡進(jìn)行測量。無論大氣或地氣應(yīng)用電子線路的脈沖幅度的分析功能均可進(jìn)行氡濃度釷射氣濃度的測量。儀器設(shè)兩種工作方式"先采后測"及"邊采邊測"。前者是先采集子體然 后進(jìn)行測量。后者是在采集子體的同時進(jìn)行測量。兩種方式供用戶選擇，以滿 足不同氡濃度的場合應(yīng)用。4義器可以以點測的方式工作。這是環(huán)境氡濃度的常 規(guī)工作方式。儀器可以以連續(xù)測量的方式工作。這是對環(huán)境某個固定地點進(jìn)行長期24小時不間斷測量所需要的工作方式。儀器采集子體有二種膜可供選用 金膜與鋁膜。金膜以純金制成厚O. l微米，可用以點測，但主要用予連測。鋁 膜以純鋁制成，厚5微米，主要用來點測。金膜與鋁膜均可反復(fù)使用。本實用新型的優(yōu)點在于本實用新型離子噴涂式地空氡釷射氣測量儀，測 大氣氡時其靈敏度可與王牌的雙濾膜儀器相比，測量地氣氡時其靈敏度則遠(yuǎn)高 于其它在用的土壤氡測量儀。本實用新型儀器結(jié)構(gòu)簡單、體小量輕、可抗拒環(huán) 境的強(qiáng)電磁干擾。也不受環(huán)境的濕度的影響，即使在100%的高濕度環(huán)境，也 無需配備硅膠等干燥劑而仍能正常工作。

圖l是本實用新型所述儀器面板圖；圖2是本實用新型所述離子噴涂地空氡釷射氣測量的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本實用新型儀器測量系統(tǒng)電子線路框圖。
具體實施方式
參見圖2，本實用新型所述的離子噴涂地空氡釷射氣測量儀包括面板20, 殼體19。設(shè)置在殼體內(nèi)的有子體采集系統(tǒng)，a射線測量系統(tǒng)，離子噴涂系統(tǒng)， 大氣氣路系統(tǒng)，地氣氣路系統(tǒng)，供電系統(tǒng)，操作系統(tǒng)。所述面板見圖l，其上分布有大氣入口，充電插孔，地氣入口，電源開關(guān)， 大氣、地氣出口，液晶顯示屏，打印機(jī)，觸摸式操作鍵。面板材料由鋁合金制 成，以避免外界的電磁千擾。所述殼體19由鋁合金制成，為的是避免外界的電磁干擾。 所述子體采集系統(tǒng)，是指氡釷射氣子體的采集，它由采樣測量室2構(gòu)成， 它包括a射線半導(dǎo)體探測器和采樣片。采樣片收集來自離子噴涂室1的氡釷射 氣子體，供給半導(dǎo)體探測器進(jìn)行測量。所述oc射線測量系統(tǒng)包括采樣測量室2,插板3,抽拉柄18。 a射線探測 器和采樣片均安裝在插板上，通過抽拉柄18可將采樣片拉出來，便于隨時更 換已用過的采樣片。抽拉柄與外殼的接觸面應(yīng)涂抹粘稠的硅油以防漏氣。所述離子噴涂系統(tǒng)，包括離子噴涂室l，萬伏高壓塊4。施加了萬伏高壓 的針狀電極陣列，按照冷離子發(fā)射原理產(chǎn)生大量離子霧，迫使氡釷射氣子體帶 電。針狀電極的選材、尺寸及布局是決定噴霧狀態(tài)好壞的關(guān)鍵。所述大氣氣路系統(tǒng)包括氣路16和微型風(fēng)機(jī)5大氣被抽取后的行走路線是 大氣入口 13——氣路16—一離子噴涂室1一一插板3——微型風(fēng)機(jī)5—一氣路 16—一大氣、地氣出口。大氣進(jìn)入離子噴涂室l之前，與地氣氣路17相連， 由于微型泵10的進(jìn)氣口與出氣口均具有單向性，所以不會使進(jìn)氣管道的大氣 由地氣入口逃逸掉。大氣氣路的動力是風(fēng)機(jī)，它產(chǎn)生的壓力差小，但通風(fēng)量很 大，保證了大氣測氡的高靈敏度。所述地氣氣路系統(tǒng)包括地氣入口 14,地氣管道U,微型泵IO，大氣地氣 出口 15。地氣被抽取后的行走路線是地氣入口 14——地氣管道17 — 一微型 泵10—一管道17——離子噴涂室1插板3—一微型風(fēng)機(jī)5 — —管道16—一 大氣地氣出口 15。微型風(fēng)機(jī)不工作時(進(jìn)行地氣測量時微型風(fēng)機(jī)是關(guān)閉的)其 進(jìn)氣口和出氣口是可逆的，氣流可以自由進(jìn)出，所以流通路線上的微型風(fēng)機(jī)不 會妨礙地氣的流通。從纟敞型泵10送出的地氣必須經(jīng)過一^殳大氣管道16才能進(jìn) 入離子噴涂室l。為防止地氣由大氣入口 13泄漏，當(dāng)進(jìn)行地氣測量時必須用備 好的旋蓋封閉。由于要在土壤中采集地氣，所以要備好三件東西洛陽4產(chǎn)，掏土勺，蓋板。 洛陽伊一頭是妒用于打洞，另一頭是鋤用于除草挖土。掏土勺用于洞中掏土， 手柄長應(yīng)不小于50cm。蓋板的尺寸為30 cm x 30 cm ，材料可選用鋪居室地面或 桌面的人造革，也可用較厚的塑料膜。測量地氣氡時，在選好的地點除草打洞，洞徑10cm x lOcm，洞深40—60cm。 把橡皮管(常規(guī)的醫(yī)用橡皮管，長度約150cm)放至洞底，為防止土粒抽入管 中，管頭應(yīng)包裹二層紗布，洞外的橡皮管與儀器的地氣入口連接。把洞口用蓋 板覆蓋，周邊用土封堵并踩實以防大氣漏氣。啟動儀器即可進(jìn)行地氣氡釷射氣 的測量。所述供電系統(tǒng)包括12V可充電電池組7,電源板8。 12V電池組充滿電以后 足以保證儀器連續(xù)工作8小時。電源板裝有AC/DC功能塊，DC/DC功能塊保證 向儀器各部分提供士12V、 +5乂及+ 9(^的電能。所述操作系統(tǒng)包括單片機(jī)板9及儀器面板上的觸摸式操作鍵，用以操控儀 器各部件的協(xié)同動作及正常工作。附圖3是儀器測量系統(tǒng)電子線路框圖，其大致工作過程如下采樣片采到 的氡釷射氣子體所釋放的cc射線，入射到金硅面壘半導(dǎo)體探測器的靈敏層，在 oc粒子作用下立即產(chǎn)生大量電子一空穴對，在電場作用下分別向正負(fù)極移動而 形成微小電流經(jīng)電荷靈敏放大器及線性放大器后就變成具有一定幅度的不規(guī) 則的電脈沖，經(jīng)過脈沖整形電路和脈沖幅度分析器以后，這些標(biāo)準(zhǔn)脈沖其數(shù)量 與a粒子數(shù)量直接相關(guān)，其幅度與a粒子的能量相關(guān)，再經(jīng)過后面相關(guān)電路及 裝置加工處理后，就可得到相對應(yīng)的氡濃度與釷射氣濃度。
權(quán)利要求1、一種離子噴涂式地空氡的測量儀，其特征在于該測量儀包括殼體(19)、面板(20)，殼體(19)內(nèi)設(shè)置有子體采集，α射線測量，離子噴涂，大氣氣路，地氣氣路，供電；子體采集包括由系列毛刺電極構(gòu)成的離子噴涂室(1)及由金屬采樣片與活動插板(3)構(gòu)成的采樣室(2)，子體采集位于儀器殼內(nèi)的底部，采樣測量室(2)在殼內(nèi)的底部，離子噴吐室(1)在采樣測量室(2)的上方，活動插板(3)一部分在采樣測量室(2)內(nèi)，一部分位于采樣測量室(2)外；通過抽拉柄(18)把活動插板(3)通過軌道拉出殼外，金屬采樣片放置在α半導(dǎo)體探測器上，α半導(dǎo)體探測器固定在活動插板(3)位于采樣測量室(2)的中間部分；α射線測量包括放大器塊，其中包括α半導(dǎo)體探測器、電荷靈敏放大器、線性放大器、整形電路、脈沖幅度分析器、計數(shù)電路，抽拉柄(18)，打印機(jī)(12)，蜂鳴器(11)及置于面板上的觸摸式操作鍵，放大器塊(6)位于殼體內(nèi)，在殼體的底部，在采樣測量室(2)的左邊，在放大器塊的上方有一個蜂鳴器(11)，觸摸式操作鍵位于面板的右下方，抽拉柄(18)在外殼(19)的底部與活動插板(3)連接；離子噴涂包括由毛刺電極陣列構(gòu)成的離子噴涂室(1)及萬伏高壓電源塊(4)，萬伏高壓電源塊(4)位于活動插板(3)的上方靠近右邊；大氣氣路是由大氣入口(13)、氣路(16)、微型風(fēng)機(jī)(5)、大氣出口(15)組成的路徑，微型風(fēng)機(jī)(5)位于活動插板(3)的中間上方，大氣入口(13)與大氣管道(16)相連，大氣管道(16)與離子噴涂室(1)相連，通過微型風(fēng)機(jī)(5)與大氣管道(16)相連，大氣管道(16)與大氣出口(15)相連；地氣氣路是由地氣入口(14)、氣路(17)、微型泵(10)、地氣出口(15)組成的路徑，微型泵(10)位于離子噴涂室(1)的上方靠右邊，微型泵(10)的氣體流向是單向的，地氣入口(14)與地氣管道(17)相連，地氣管道(17)與微型泵(10)的進(jìn)氣口相連，微型泵(10)的排氣口與地氣管道(17)相連，地氣管道(17)與離子噴涂室(1)相連在；供電系統(tǒng)包括面板上的電源開關(guān)，充電插孔及電源板(8)其中包括AC/DC塊，DC/DC塊，+90V供電，±12V供電，±5V供電，12V可充電電池組(7)，12V可無電電池組(7)位于萬伏高壓塊(4)的正上方，有固定架固定，電源板(8)在12V可充電電池組(7)的正上方，有固定架固定；通過12V可充電電池組(7)或者通過充電插孔與電源板(8)相連，電源板(8)為微型泵(10)、微型風(fēng)機(jī)(5)、單片機(jī)板(9)、萬伏高壓塊(4)、放大器塊(6)、蜂鳴器(11)和打印機(jī)(12)供電，單片機(jī)板(9)位于電源板(8)的正上方。
專利摘要本實用新型公開離子噴涂式地空氡釷射氣測量儀包括殼體，面板。殼體內(nèi)設(shè)置有氡釷射氣子體采集，α射線測量，離子噴涂，大氣氣路，地氣氣路，供電，操作測量軟件和硬件施加了高電壓的毛刺電極產(chǎn)生的大量離子霧迫使氡釷射氣子體帶電，再以帶相反電壓的采樣片收集測量，所以該儀器用于測量大氣中的和土壤地氣中的氡和釷射氣都具有極高的靈敏度。儀器不需要濾膜及強(qiáng)力泵。因此它能靜音運(yùn)行、節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡單、體小量輕、獲取數(shù)據(jù)快速、可抗拒電磁干擾、更能抗拒環(huán)境的高濕度。
文檔編號G01N27/64GK201043963SQ20072008329
公開日2008年4月2日 申請日期2007年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者李樹敏 申請人:李樹敏;楊亞新;劉慶成;陳亨貴