[发明专利]基于光纤束的脉冲辐射场时空分辨测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种探测器系统，尤其涉及一种适于脉冲辐射场时空分辨测量的探测器系统。

背景技术

对于脉冲辐射场(中子、伽马等射线)的测量，有些是需要知道反应区各点随时间变化的情况。

时空分辨的主要方法有：分幅相机和光纤时空分辨测量。高速分幅相机可以在间隔一定时间内连续得到多幅反应区图像，但这种方法有很大的局限性，主要是系统的灵敏度较低，应用范围有限，且系统的动态范围较小，难以覆盖信号整个发展过程。如果需要多路，则系统规模过于庞大，维护和现场调试都有很大困难。

光纤时空分辨测量技术是在反应区图像上取合理的采样点，对这些采用点连续记录，根据这些采样点分析整个反应区的发展过程。其基本工作原理是通过针孔将射线成像到闪烁体上，闪烁体将射线图像转换为可见光图像，再用光纤将闪烁体上特定位置的信号传输到光电探测器，光电探测器将光信号转换成电信号，由示波器记录。光纤时空分辨测量的优势是使光电探测器远离辐射场，降低屏蔽要求，探测器可以重复使用。但由于光纤传输信号的效率很低，光纤时空分辨测量技术存在系统灵敏度较低、动态范围较小的技术问题。另外，目前的系统为了避免射线对光纤的直接照射，用镜头将闪烁体在偏离射线的光路上成像到光纤阵列，由于像面与物面不平行，成像畸变大，难以恢复。为了解决以上问题，我们提出了基于光纤束的脉冲辐射场时空分辨测量系统。

发明内容

本发明目的是提供一种基于光纤束的脉冲辐射场时空分辨测量系统，其解决了现有时空分辨测量方式灵敏度低及动态范围小的技术问题。

本发明的技术解决方案为：

一种基于光纤束的脉冲辐射场时空分辨测量系统，其特殊之处在于：包括厚针孔1、闪烁体2、光学系统、光纤束阵列5、传输光缆6和光电探测器7；所述光学系统包括光学箱体8以及设置在光学箱体8内的反射镜3和耦合镜头4；所述光纤束阵列5由插针体51和排列在插针体51上的传输光缆6的信号接收端61组成；所述闪烁体3接收穿过厚针孔1的射线并发出可见光，所述反射镜3将闪烁体发出的光反射并通过耦合镜头4成像至光纤束阵列5，所述光纤束阵列5的光信号通过所述传输光缆6传输至所述光电探测器7。

上述传输光缆6为分量程光纤束传输组件，其接收端61为可同时传输光信号的多根光纤，其输出端将多根光纤分成数量不等的至少两路。

上述传输光缆6的接收端光纤数量为14根，其输出端将14根光纤分为1根光纤和13根光纤分别输出。

上述光纤束阵列5中每根光纤束的信号接收端都通瞄准耦合镜头4中心。

上述光纤束阵列5的光纤束布置成方阵或线阵。

上述测量系统还包括至少两台示波器10，所述示波器10与光电探测器7一一对应连接，用于记录光电探测器7转换的电信号。

上述反射镜3与光轴成45°角。

上述光学箱体8内表面作发黑处理。

本发明的优点为：

1、本发明采用了光纤束阵列，在保证系统带宽的基础上提高了系统的灵敏度。

2、本发明在信号输出端将传输光缆的多根光纤束分成多路，可以实现不同强度信号输出，可达到分量程、提高系统动态范围的目的。

3、本发明维护方便、加工方便、布置自由。因为大芯径光纤的维护困难，很容易发生断裂的情况，而一旦发生断裂，普通的熔接机不能熔接，给维护增加了困难。大芯径光纤的端面难加工，且易受损伤。本发明光纤束阵列的布置可以根据实际需要，布置成方阵或排成一条线，也可以其它方式排列。光纤束长度根据实际需要进行设计和加工。

4、本发明充分利用光纤信号，可使光纤束阵列与闪烁体更好地耦合，提高了耦合效率，从而提高了信号均匀性，降低了信号失真。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为平行插针体光路示意图；

图3为汇聚型插针体光路示意图；

图4为汇集型插针体结构示意图；

附图标记如下：1-厚针孔，2-闪烁体，3-反射镜，4-耦合镜头，5-光纤束阵列，51-插针体，6-传输光缆，61-传输光缆信号接收端，7-光电探测器，8-光学箱体，9-电缆，10-示波器，11-辐射源。

具体实施方式