[实用新型]基于柔性PIN二极管的辐照强度检测器有效

专利信息
申请号: 201721468296.5 申请日: 2017-11-06
公开(公告)号: CN207992461U 公开(公告)日: 2018-10-19
发明(设计)人: 秦国轩;赵政;张一波;党孟娇;王亚楠 申请(专利权)人: 天津大学
主分类号: G01T1/24 分类号: G01T1/24
代理公司: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人: 刘国威
地址: 300072*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 辐照 探测阵列 本实用新型 可拆卸的 辐射 前端预处理电路 强度探测单元 强度检测器 强度探测 检测器 辐射强度检测 辐射源辐射 金属互连线 传输数据 电离辐射 高效检测 开关作用 输出信号 质子辐射 中子辐射 处理器 判定 探测 传输 检测 应用
【说明书】:

本实用新型涉及的检测器适用于对空间中辐射源辐射强度的检测,为实现对质子辐射,电离辐射和中子辐射辐射强度的快速高效检测。本实用新型,基于柔性PIN二极管的辐照强度检测器,可拆卸的辐照探测阵列,包括探测阵列控制单元、可拆卸的辐射强度探测阵列、前端预处理电路、A/D转换电路、处理器;可拆卸的辐射强度探测阵列由众多辐射强度探测单元有序排列而成,其中辐射强度探测单元由2个起探测作用的柔性PIN二极管,一个起开关作用的TFT器件以及传输数据的金属互连线构成;探测阵列输出信号到前端预处理电路,之后通过A/D转换电路传输到探测阵列控制单元实现对辐照强度的判定。本实用新型主要应用于辐射强度检测。

技术领域

本实用新型涉及的检测器适用于对空间中辐射源辐射强度的检测,主要检测单元为柔性PIN二极管。具体讲,涉及基于柔性PIN二极管的辐照强度检测器。

背景技术

随着航空航天,医疗卫生以及核电技术等的发展,辐射问题逐渐引起了人们的广泛关注。在日常生活以及科研工作中,我们通常希望对质子辐射,电离辐射和中子辐射的辐射强度进行计量,以便于进行辐射预警以及对辐射的定性分析。同时,我们也希望所用检测器可以快速高效的检测出辐射强度的变化以及满足在空间受限情况下的使用。更重要的是,我们希望使用的辐射检测装置售价较低,可大范围应用。然而现有的辐射检测仪对辐射的检测局限于单一辐射,且电离辐射检测装置受天线带宽影响需要额外的DSP模块对信号进行变频处理,大大增加了辐射检测仪的生产成本。并且传统的基于硬质基底的PIN二极管辐射检测装置受其自身条件限制无法在空间受限的情况下进行辐照检测。上述缺点不利于辐射强度检测器进行大规模的推广和使用。

发明内容

为克服现有技术的不足,本实用新型旨在实现对质子辐射,电离辐射和中子辐射辐射强度的快速高效检测。本实用新型采用的技术方案是,基于柔性PIN二极管的辐照强度检测器,可拆卸的辐照探测阵列,包括探测阵列控制单元、可拆卸的辐射强度探测阵列、前端预处理电路、A/D转换电路、处理器;可拆卸的辐射强度探测阵列由众多辐射强度探测单元有序排列而成,其中辐射强度探测单元由2个起探测作用的柔性PIN二极管,一个起开关作用的TFT器件以及传输数据的金属互连线构成;探测阵列输出信号到前端预处理电路,之后通过A/D转换电路将测得的模拟信号转换成数字信号传输到探测阵列控制单元实现对辐照强度的判定,并将判定结果进行显示/输出。

衬底包括PET塑料基板和SU8粘合层,用来支撑柔性PIN二极管和TFT开关器件,检测单元制作在PET塑料基板上,在PET塑料上表面有一层SU8材料层,作为PET基板与探测部分之间的粘合层,探测部分的主体部分包括2个并联的柔性PIN二极管和1个TFT开关,柔性PIN二极管由:P掺杂区、N掺杂区和未掺杂区相互交叉组成;柔性TFT开关由:未掺杂区和N型掺杂区组成,该区域为主要的辐射检测区域,该区域呈正方形或者是长方形。

柔性PIN二极管的,由P掺杂区、N掺杂区和未掺杂区相互交叉组成,具体地N掺杂区-未掺杂区-P掺杂区-第二层未掺杂区-第二层N掺杂区;进而在N掺杂区及P掺杂区上淀积金属形成完整的柔性PIN二极管,最下方的掺杂区通过SU8胶粘合于PET塑料基板上;柔性TFT开关的掺杂区也是通过SU8胶粘合于PET塑料基板上,由未掺杂区和N型掺杂区交叉组成,即N掺杂区-未掺杂区-第二层N掺杂区;并在完成位于未掺杂区上方栅氧层制作的基础上淀积金属形成完整的柔性TFT开关,柔性TFT开关由铅盒包裹;在制作出完整的柔性PIN二极管和TFT开关的基础上通过淀积金属连接PIN二极管的全部N掺杂区和TFT开关的第一层N掺杂区,并将PIN二极管中的P掺杂区引出至端口,将TFT开关的第二层N掺杂区引出至另一个端口,将TFT开关的栅氧层引出至第3个端口,实现器件的互联以及输入输出端口的设定。

柔性PIN二极管,采用插指型并联的方式进行连接,通过一个柔性TFT开关控制信号的通断,同时控制部分和探测部分间设置有隔离区域防止出现信号干扰,对探测单元开关的控制最佳实现方案为通过编程实现处理器对I/O端口输出信号的控制。

本实用新型的特点及有益效果是:

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