专利名称：射线探测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及射线探测技术领域，特别涉及一种射线探测装置。
背景技术：
射线是指由各种放射性物质发射出的、具有特定能量的粒子或光子束流。射线强度是衡量射线衍射的重要物理量之一，表示放射物质在单位时间内，所发生的原子蜕变的次数。为了获得射线强度的数值，需要对射线强度进行检测，特别是在核物理领域以及地质、矿山、冶金、石油、医学、环境学等部门，射线强度检测尤其重要。
实用新型内容为了检测射线强度，本实用新型实施例提供了一种射线探测装置。所述技术方案如下:本实用新型实施例提供了一种射线探测装置，所述装置包括:用于在反向偏置电压作用下接收射线照射产生感生电荷的半导体模块、用于收集所述半导体模块产生的所述感生电荷并产生脉冲电流的电荷收集模块、用于将所述脉冲电流转化为电压信号的前置放大模块和用于根据所述电压信号判断所述射线的强度的电压检测模块，所述电荷收集模块分别与所述半导体模块和所述前置放大模块电连接，所述前置放大模块与所述电压检测模块电连接。其中，所述半导体模块包括掺杂有硼或磷元素的硅元素构成的P-N结，或者掺杂有硼或磷元素的锗元素构成的P-N结。优选地，所述电荷收集模块包括平行板电容器C。其中，所述前置放大模块包括前置放大器A和反馈电容Cf，所述反馈电容Cf与所述前置放大器A的反相输入端和输出端电连接，所述前置放大器A的两输入端分别与所述平行板电容器C的两板电连接。其中，所述电压检测模块包括用于对电压信号进行采集的模数转换器和用于根据采集到的数据判断射线强度的处理器，所述模数转换器分别与所述前置放大器A和所述处理器电连接。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过采用半导体模块接收射线并将射线能量转化为电荷并收集，产生脉冲电流并转化为电压信号，再根据电压信号判断射线强度，装置简单，灵敏度高，电压信号与射线能量成线性关系，精确度高。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例提供的射线探测装置结构示意图；图2是本实用新型实施例提供的电荷收集模块和前置放大模块的电路示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。实施例本实用新型实施例提供了一种射线探测装置，参见图1，该装置包括:半导体模块
1、电荷收集模块2、前置放大模块3和电压检测模块4 ；电荷收集模块2分别与半导体模块I和前置放大模块3电连接，前置放大模块3与电压检测模块4电连接；其中，半导体模块I用于在反向偏置电压作用下，接收射线照射产生感生电荷；电荷收集模块2用于收集半导体模块I产生的感生电荷并产生脉冲电流； 前置放大模块3用于将脉冲电流转化为电压信号；电压检测模块4用于根据电压信号判断射线强度。容易知道，反向偏置是指在半导体的P区接电源负极，N区接电源正极；优选地，反向偏置电压的大小为5-15V。其中，半导体模块I包括掺杂有硼或磷元素的娃元素构成的P-N结,或者掺杂有硼或磷元素的锗元素构成的P-N结。参见图2，电荷收集模块2包括平行板电容器C。该平行板电容器C的两板分别用来收集正电荷和负电荷，平行板电容器C的两板分别与P-N结两端连接。参见图2，前置放大模块3包括前置放大器A和反馈电容Cf，所述反馈电容Cf与所述前置放大器A的反相输入端和输出端电连接，前置放大器A的两输入端分别与平行板电容器C的两板电连接。进一步地，电压检测模块4包括用于对电压信号进行采集的模数转换器和用于根据采集到的数据判断射线强度的处理器，模数转换器分别与前置放大器A和处理器电连接。在反向偏置电压作用下，P-N结形成一个具有一定厚度的耗尽区，当带电粒子或射线入射后，将被耗尽区吸收，损失其全部能量，在耗尽区内产生电子-空穴对(即载流子)，在反向偏置电压下，电子、空穴很快分离，分别向极性与其相反的电极移动，电子、空穴所带电荷最终被电荷收集模块2的平行板电容器C的两板收集，被收集的正、负电荷汇集到平行板电容器C上产生感生电荷，随着感生电荷不断被收集，从而产生脉冲电流，输送至前置放大模块3。前置放大器A将脉冲电流转换为电压信号，输出至电压检测模块4;很明显，电压信号的电压Uo的大小与射线强度有着线性关系，故电压检测模块4据此来探测射线的强度。具体地，当带电粒子或射线入射后，损失全部能量E，在耗尽区内产生电子-空穴对，在反向偏置电压作用下，电子、空穴很快分离，分别向极性与其相反的电极移动，最终被电极收集。设W为产生一对电子-空穴对所需的平均能量，η为吸收效率，则收集的电荷Q为nEq/W，其中q为电量单位，故nq/W为常数，那么电荷Q的大小表明入射粒子或射线的能量大小。由于电荷Q大小与电流I有对应关系，而电压Uo与I有对应关系，所以电压信号与射线能量成线性关系，因此处理器可以根据Uo的大小判断射线强度。具体地，如何根据Uo判断射线强度属于常见技术，这里不在赘述。本实用新型实施例通过采用半导体模块接收射线并将射线能量转化为电荷并收集，产生脉冲电流并转化为电压信号，再根据电压信号判断射线强度，装置简单，灵敏度高，电压信号与射线能量成线性关系，精确度高。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种射线探测装置，其特征在于，所述装置包括: 用于在反向偏置电压作用下接收射线照射产生感生电荷的半导体模块(I)、用于收集所述半导体模块(I)产生的所述感生电荷并产生脉冲电流的电荷收集模块(2)、用于将所述脉冲电流转化为电压信号的前置放大模块(3)和用于根据所述电压信号判断所述射线的强度的电压检测模块(4)，所述电荷收集模块(2)分别与所述半导体模块(I)和所述前置放大模块(3)电连接，所述前置放大模块(3)与所述电压检测模块(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述半导体模块(I)包括掺杂有硼或磷元素的娃元素构成的P-N结,或者掺杂有硼或磷元素的锗元素构成的P-N结。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电荷收集模块(2)包括平行板电容器C.
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述前置放大模块(3)包括前置放大器A和反馈电容Cf，所述反馈电容Cf与所述前置放大器A的反相输入端和输出端电连接，所述前置放大器A的两输入端分别 与所述平行板电容器C的两板电连接。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电压检测模块(4)包括用于对电压信号进行采集的模数转换器、和用于根据采集到的数据判断射线强度的处理器，所述模数转换器分别与所述前置放大器A和所述处理器电连接。
专利摘要本实用新型公开了一种射线探测装置，属于射线探测领域。所述装置包括用于在反向偏置电压作用下接收射线照射产生感生电荷的半导体模块、用于收集半导体模块产生的感生电荷并产生脉冲电流的电荷收集模块、用于将脉冲电流转化为电压信号的前置放大模块和用于根据电压信号判断射线的强度的电压检测模块，电荷收集模块分别与半导体模块和前置放大模块电连接，前置放大模块与电压检测模块电连接。本实用新型通过采用半导体模块接收射线并将射线能量转化为电荷并收集，产生脉冲电流并转化为电压信号，再根据电压信号判断射线强度，装置简单，灵敏度高，电压信号与射线能量成线性关系，精确度高。
文档编号G01T1/24GK203084206SQ20132003339
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者雷海东 申请人:江汉大学