[发明专利]一种二维读出的高位置、高时间分辨探测器

说明书

技术领域

本发明属于辐射探测技术领域，特别涉及一种二维读出的高位置、高时间分辨探测器。 

背景技术

多气隙电阻板室（MRPC）是一种新型的气体探测器。由于其具有很好的时间分辨性能，在高能物理实验领域得到了广泛的应用。美国国家实验室相对论重粒子对撞机上的螺旋形径迹探测器采用MRPC技术建造了飞行时间探测器，其它一些大型实验装置也准备采用MRPC建造飞行时间探测器。由于MRPC主要由平板玻璃制成，易于做成大面积探测器，而且成本低，在宇宙射线断层成像、正电子淹没断层成像等领域具有潜在的应用。由于MRPC采用了窄气隙，雪崩发展的尺寸较小，因此有潜力达到很高的位置分辨。常规的MRPC探测器只注重时间分辨，其时间分辨优于100ps，但在射线成像领域位置分辨能力很差。本发明通过设计MRPC的读出方式，实现了读出条阻抗与前端电子学输入阻抗的匹配，在每个读出条只是单端读出的条件下，实现了二维高位置分辨读出。不但减少了电子学道数，而且还达到了很高的时间分辨。其位置分辨能力可达100微米，时间分辨优于100ps。相对于常规的MRPC探测器，该探测器具有很大优越性，在缪子断层成像、医学正电子淹没断层成像及其它辐射探测领域具有广泛的应用。 

发明内容

本发明的目的是提供一种二维读出的高位置、高时间分辨探测器，其特征在于，支撑板1连接在读出电路板3有覆铜层2的一面，读出电路板3的另一面上印有读出条4，该另一面与绝缘层5连接，绝缘层5与电极涂层6 连接在一起，而电极涂层6又连接在电极玻璃7上，高压导线10连接在电极涂层6上，组成一组电极结构，上电极玻璃7.1和下电极玻璃7.2周围有绝缘支柱8将其固定，上电极玻璃7.1和下电极玻璃7.2之间有多块中间电极玻璃7固定在绝缘支柱8上，互相之间由直径为0.2-0.3mm的尼龙丝9隔开，构成多气隙电阻板室，上下电极结构对称地分别固定在上电极玻璃7.1和下电极玻璃7.2上。 

所述读出电路板采用在印制板上涂覆读出条4细条来读出MRPC的感应信号，并且相邻两条的读出方向相反；通过印制板的外面覆铜接地，接地电阻R；覆铜面积与读出条面积相当。 

所述上下两极读出电路板3分别读出X方向和Y方向的信号。 

所述对印制板PCB厚度和读出条宽度及间隙进行控制，使得读出条的特性阻抗达到30-75欧姆。 

所述在多气隙电阻板室两边的电极涂层6上连接高压导线10，在多气隙电阻板室的气隙中具有很高的场强，因此入射离子原始电离产生的电荷被电场加速会发生雪崩，存在电荷的扩散，同时电极涂层上的感应的电荷也会发生扩散，因此对于每一个入射离子，都会在几个读出条上感应信号；为了得到离子到达多气隙电阻板室的精确时间，采用相邻2条读出条或4条读出条上感应信号的时间平均值或来表示离子到达时间，经过刻度，其时间分辨小于100ps。 

本发明的有益效果是常规的条形读出MRPC需要两端同时读出，通过计算两端的时间平均值来得到离子到达时刻。与常规的相比，本探测器节省了一半的电子学道数。 

附图说明

图1为探测器结构图。 

图2为读出条结构图。 

图3为进行时间分析的示意图。 

具体实现方式 

本发明提供一种二维读出的高位置、高时间分辨探测器探测器，下面结合附图予以说明。 

图1所示为探测器结构图。图中，支撑板1连接在读出电路板3有覆铜层2的一面，读出电路板3的另一面上印有读出条4，该另一面与绝缘层5连接，绝缘层5与电极涂层6连接在一起，而电极涂层6又连接在上电极玻璃7.1或下电极玻璃7.2上，高压导线10连接在电极涂层6上，组成一组电极结构；上电极玻璃7.1和下电极玻璃7.2周围有绝缘支柱8将其固定，上电极玻璃7.1和下电极玻璃7.2之间有多块中间电极玻璃11固定在绝缘支柱8上，互相之间由直径为0.25mm的尼龙丝9隔开，构成多气隙电阻板室；上下电极结构对称地分别固定在上电极玻璃7.1和下电极玻璃7.2上；上下两极读出电路板3分别读出X方向和Y方向的信号，这样可以得到离子入射到MRPC的位置。 

所述读出电路板采用在印制板上涂覆读出条4细条来读出MRPC的感应信号，并且相邻两条分别采用不同方向读出的印制电路板，电路板内侧为读出条，读出条一端读出，另一端通过电阻R接地（如图2所示），PCB外侧为覆铜接地，覆铜面积与读出条面积相当，并控制印制板PCB厚度和读出条宽度及间隙，使得读出条的特性阻抗达到35欧姆、45欧姆、50欧姆或65欧姆。