[发明专利]一种基于无线电容式高电离辐射剂量传感器

说明书

本发明公开了一种基于无线电容式高电离辐射剂量传感器，其包括有传感器底座、电感线圈、电容密封壳、电容固定极板、驻极体、电容可变极板以及工作气体，所述电容密封壳安装在所述传感器底座上，二者形成带有密封空腔的壳体结构，所述电容固定极板、驻极体、电容可变极板以及工作气体都位于所述密封空腔的壳体结构中；本方案采用无线电容式传感器来实现高电离辐射环境下的剂量测量，其优势在于该传感器不需自带电池或电源接线，而且传感器本身只有电感和电容组成，结构简单，只用电磁耦合的无线方式供电和信号读取，体积小，可以在高剂量环境下实时原位的剂量测量，降低工作人员的剂量照射。

技术领域

本发明涉及电离辐射探测技术领域，具体涉及一种基于无线电容式高电离辐射剂量传感器。

背景技术

在核设施现场会存在部分强辐射区域(≥0.5Sv/h)，由于该区域剂量率高，有导致工作人员发生意外照射的风险，因此需要对该区域的辐射水平进行实时监测，以便制定相应的辐射防护最优化工作方案。常规的GM计数管型和半导体型剂量率仪测量量程小，且抗辐照性能差，使用寿命较短不能满足现场监测要求。目前可用于强辐射区域的剂量率仪主要是空腔电离室和化学试剂测量法。空腔电离室的测量量程可满足测量要求，但是电离室包含较多的用于处理信号的电子器件，其耐辐照性能较差，使用寿命短；对于采用化学试剂测量剂量率的方法，即根据射线与化学试剂发生反应，然后利用配套的分析系统测出剂量率的方法，虽然耐辐照性能强，但是不能实时给出剂量率数据，而且需要额外的数据分析系统。

因此由鉴于此，对于提供应基于无线信号读取方式的无源电容式剂量传感器来实现在高剂量环境下的剂量率的实时检测手段就显得极其重要。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于无线电容式高电离辐射剂量传感器，该传感器其为采用的是无源被动测量，结构简单，电子元器件少，耐辐照性能强，能够实时测量辐射剂量数据。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于无线电容式高电离辐射剂量传感器，该传感器包括有传感器底座、电感线圈、电容密封壳、电容固定极板、驻极体、电容可变极板以及工作气体，所述电容密封壳安装在所述传感器底座上，二者形成带有密封空腔的壳体结构，所述电容固定极板、驻极体、电容可变极板以及工作气体都位于所述密封空腔的壳体结构中，其中所述电容固定极板固定安装在所述传感器底座上端面，所述驻极体安装在所述电容固定极板上端面上，所述电容可变极板正相对安装在所述电容固定极板的上方，其中所述电容可变极板可相对于所述电容固定极板产生位移移动，所述电感线圈的两端分别与所述电容固定极板和电容可变极板电性相连。

进一步，所述电容可变极板通过设置有的悬臂梁安装在所述电容固定极板上方，其中所述悬梁臂一端固定安装在所述电容密封壳内壁上，其另一端水平安装有所述电容可变极板。

进一步，所述电感线圈通过镌刻工艺设置在所述传感器底座底端面上。

进一步，所述电感线圈为电感螺旋线圈。

进一步，所述工作气体为惰性气体或猝灭气体中的一种。

进一步，所述驻极体上的电荷密度σ与电容固定极板和电容可变极板之间的间距的关系为：

其中k为电容可变极板的弹性系数，x₀为电容可变极板的初始形变，x为电容可变极板发生变化的间距，d_Air＝x₀-x。

进一步，所述驻极体上的电荷变化量△σ与接受剂量的关系为：

Δσ＝σ₀-GxD-MD