CN214335240U - 高计数率密封型多气隙阻性板室探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，包括：至少一组密封框、至少两个读出电路板、多个低电阻玻璃板、多个有机玻璃板、多层碳膜和多个导电体，其中两个读出电路板连接在一组密封框的相对两端。多个低电阻玻璃板间隔设在两个读出电路板与密封框之间，相邻的两个低电阻玻璃板之间形成气隙。靠近读出电路板的低电阻玻璃板与读出电路板之间设有一层碳膜和一个有机玻璃板，有机玻璃板上设有定位槽，碳膜朝向有机玻璃板的一侧连接有导电体，导电体的一端配合在定位槽中另一端从密封框向外伸出。本实用新型实施例的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，低电阻玻璃板被有效密封的同时，表面无变形、不易破碎且计数能力好。

Description

高计数率密封型多气隙阻性板室探测器

技术领域

本实用新型属于辐射探测技术领域，具体是一种高计数率密封型多气隙阻性板室探测器。

背景技术

高计数率多气隙阻性板室探测器(Multi-gap Resistive Plate Chamber，MRPC)由于具有窄气隙而使得其具有优异的时间分辨能力，被广泛应用于世界各大实验的粒子飞行时间测量装置中，例如：LHC-ALICE，RHIC-STAR，HADES等。

MRPC通常采用铝制气盒为自身提供气体环境，主要包括玻璃电极、窄气隙、绝缘膜、读出电路板等结构，当通入新鲜的工作气体于MRPC中，通过气体扩散的方式带走气隙中工作后产生的污染气体，从而保证工作气体可发生电离且MRPC可持续正常工作。

然而，随着入射粒子亮度逐渐提升，新鲜气体无法完全通过扩散的方式带走气隙中产生的污染气体，相关技术中通常通过减少铝制气盒内部的多余空间来降低污染气体的残留量，但低电阻玻璃自身韧性差、易破碎，铝制气盒内部空间减少的同时难以保证低电阻玻璃正常工作。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，所述高计数率密封型多气隙阻性板室探测器最大限度地减少内部气体交换的多余空间，且工作性能可靠，解决了现有技术中因减少铝制气盒内部多余空间而使低电阻玻璃无法正常工作的问题。

根据本实用新型实施例的一种高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，包括：至少一组密封框；至少两个读出电路板，其中两个所述读出电路板连接在一组所述密封框的相对两端；多个低电阻玻璃板，多个所述低电阻玻璃板间隔设在两个所述读出电路板与所述密封框之间，相邻的两个所述低电阻玻璃板之间形成气隙；多个有机玻璃板、多层碳膜和多个导电体，靠近所述读出电路板的所述低电阻玻璃板与所述读出电路板之间设有一层所述碳膜和一个所述有机玻璃板，所述有机玻璃板上设有定位槽，所述碳膜朝向所述有机玻璃板的一侧连接有导电体，所述导电体的一端配合在所述定位槽中，所述导电体的另一端从所述密封框向外伸出。

根据本实用新型实施例的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，通过一组密封框和两个有机玻璃板配合形成密封空间，可为低电阻玻璃板提供足够的工作空间，而通过在有机玻璃板上设置定位槽，并将导电体连接在定位槽中可使得低电阻玻璃板被有效密封的同时具有有效的工作空间，低电阻玻璃板表面无变形，确保低电阻玻璃板不破碎，低电阻玻璃计数能力好。

根据本实用新型一个实施例的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，所述导电体为铜导体，所述定位槽靠近所述密封框布置，所述定位槽朝向所述碳膜的一侧敞口。

可选地，所述定位槽包括第一连接槽和第二连接槽，所述第二连接槽的一端与所述第一连接槽的一端相通，所述第二连接槽的另一端朝向所述密封框延伸。

可选地，所述第一连接槽的槽宽大于所述第二连接槽的槽宽，所述导电体包括相连的第一导电部和第二导电部，所述第一导电部的宽度大于所述第二导电部的宽度，所述第一导电部配合在所述第一连接槽中，所述第二导电部配合在所述第二连接槽中。

根据本实用新型一个实施例的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，所述导电体为扁平结构。

根据本实用新型一个实施例的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，每个所述低电阻玻璃板、所述有机玻璃板、所述读出电路板之间平行布设。

根据本实用新型一个实施例的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，还包括预设器件，相邻的两个所述低电阻玻璃板之间设有多个预设器件，多个预设器件之间间隔布置以形成所述气隙。

根据本实用新型进一步的实施例，高计数率密封型多气隙阻性板室探测器还包括多个连接件，多个所述连接件将两个所述读出电路板固定在所述密封框上，所述预设器件的一端连接在所述连接件上，所述预设器件为尼龙鱼线。

根据本实用新型一个实施例的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，还包括两个蜂窝板，两个所述蜂窝板连接在最外侧的两个所述读出电路板上。

根据本实用新型一个实施例的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，还包括至少一组进出气管和至少一组高压线，每组所述密封框上均连接有一组所述进出气管和一组所述高压线。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型一个实施例的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器的立体图。

图2为本实用新型一个实施例的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器的剖视图。

图3为本实用新型一个实施例的有机玻璃板、导电体的结构示意图。

附图标记：

高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100、

密封框110、

读出电路板120、

有机玻璃板130、定位槽131、第一连接槽1311、第二连接槽1312、

导电体140、第一导电部141、第二导电部142、

碳膜150、

低电阻玻璃板160、

预设器件170、

连接件180、螺钉181、螺母182、

蜂窝板190、

进出气管210。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中所采用的低电阻玻璃板160在制作时添加了一定的过渡元素氧化物添加物，电阻率长期稳定保持在10¹⁰Ω·cm量级，用于MRPC时计数能力高；与此同时由于上述低电阻玻璃板160的材质，该类低电阻玻璃板160的韧性较差，不宜大面积制作，自身极易破碎，而本申请的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100则可有效确保低电阻玻璃板160不破碎、保持结构完整并持续稳定地正常工作。

下面参考说明书附图描述本实用新型实施例的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100(Sealed Multi-gap Resistive Plate Chamber，SMRPC)。

根据本实用新型实施例的一种高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100，如图2所示，包括：至少一组密封框110、至少两个读出电路板120、多个低电阻玻璃板160、多个有机玻璃板130、多层碳膜150和多个导电体140(导电体140的结构可参见图3)。这里需要说明的是，本申请的密封框110可采用3D技术打印，制作方便。

如图1所示，其中两个读出电路板120连接在一组密封框110的相对两端。也就是说，每一组密封框110与两个读出电路板120相配合。当两组密封框110上下相邻设置时，两组密封框110之间可共用一个读出电路板120。

如图2所示，多个低电阻玻璃板160间隔设在两个读出电路板120与密封框110之间，相邻的两个低电阻玻璃板160之间形成气隙，这里的气隙中可充入工作气体，工作气体可以为氟利昂、异丁烷、六氟化硫的混合气体等。

如图2所示，靠近读出电路板120的低电阻玻璃板160与读出电路板120之间设有一层碳膜150和一个有机玻璃板130。如图3所示，有机玻璃板130上设有定位槽131，碳膜150朝向有机玻璃板130的一侧连接有导电体140，导电体140的一端配合在定位槽131中，导电体140的另一端从密封框110向外伸出。

由上述结构可知，本实用新型实施例的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100，通过一组密封框110和两个有机玻璃板130配合形成密封空间，可为低电阻玻璃板160提供足够的工作空间。

一组密封框110通过两个有机玻璃板130密封形成密封的气室，多组密封框110则可以形成多个气室，每个气室内均可布置多组低电阻玻璃板160，从而为多组低电阻玻璃板160同时正常工作提供充足的空间，低电阻玻璃板160密封良好，不易受到外部潮湿环境的影响。

本申请通过在有机玻璃板130上设置定位槽131，并将导电体140连接在定位槽131中可使得低电阻玻璃板160被有效密封的同时，不因设置导电体140而占用低电阻玻璃板160的设置空间，从而使得低电阻玻璃板160表面无变形，低电阻玻璃板160保持平整并具有有效的工作空间，确保低电阻玻璃板160不破碎且工作持续有效。当导电体140与外部的电源连通后，低电阻玻璃板160通电，可使工作气体电离并形成电荷，电荷在强场强作用下发生雪崩，并在读出电路板120上感应出电荷信号。

可以理解的是，本申请的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100不仅可以最大限度地减少内部气室中气体交换的多余空间，还可保证低电阻玻璃板160的工作性能可靠，最大限度地提升了计数能力。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的一些实施例中，导电体140为铜导体。铜导体的导电性和延展性好，可作为高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100提供所需的高压场强连接导体。

有利地，如图3所示，定位槽131靠近密封框110布置，定位槽131朝向碳膜150的一侧敞口，导电体140可从敞口装配至定位槽131中，装配方便、快速；当导电体140配合在定位槽131中时，导电体140远离有机玻璃板130的一侧不会向碳膜150凸出，确保碳膜150另一侧的低电阻玻璃板160的表面平整。靠近密封框110布置的定位槽131可使导电体140的一端方便从与之相近的密封框110向外引出。

可选地，如图3所示，定位槽131包括第一连接槽1311和第二连接槽1312，第二连接槽1312的一端与第一连接槽1311的一端相通，第二连接槽1312的另一端朝向密封框110延伸，导电体140的形状与定位槽131的形状契合，从而使导电体140稳定地定位在定位槽131中的同时，导电体140填充至定位槽131中并确保有机玻璃板130整体平整。

在本实用新型的描述中，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

可选地，如图3所示，第一连接槽1311的槽宽大于第二连接槽1312的槽宽，导电体140包括相连的第一导电部141和第二导电部142，第一导电部141的宽度大于第二导电部142的宽度，第一导电部141配合在第一连接槽1311中，第二导电部142配合在第二连接槽1312中。第一导电部141和第一连接槽1311配合，增加了导电体140与有机玻璃板130的接触面积，有利于导电体140稳定地限位在有机玻璃板130中。第二导电部142和第二连接槽1312配合，可使定位槽131对导电体140进一步限位的同时，将导电体140向着密封框110外侧引出，使导电体140的布置有序、导电体140布置后不发生晃动，避免导电体140占用低电阻玻璃板160的布置空间。

有利地，如图3所示，导电体140为扁平结构。扁平结构的导电体140可进一步提升高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100内部结构的平整性和导电体140布置时空间的集约性。在一些具体的示例中，导电体140为扁平的铜皮，铜皮的一侧面粘贴在定位槽131中，铜皮的另一侧面粘贴碳膜150。铜皮与定位槽131之间相连接时可采用碳膜胶带，碳膜胶带的表面相对于有机玻璃板130表面形成轻微的凸起，从而保证铜皮与有机玻璃130充分连接，并避免低电阻玻璃板160产生较大的形变而碎裂。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，每个低电阻玻璃板160、有机玻璃板130、读出电路板120之间平行布设，装配方便的同时，保证了两个低电阻玻璃板160之间形成的气隙间距相等，且在高压场强的作用下，带电粒子撞击效果好，撞击的轨迹有效，提升高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100的工作性能。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100还包括预设器件170，相邻的两个低电阻玻璃板160之间设有多个预设器件170，多个预设器件170之间间隔布置以形成多个气隙，使工作气体可在多个气隙中进行扩散和电离。

可选地，预设器件170为尼龙鱼线。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100还包括多个连接件180，多个连接件180将两个读出电路板120固定在密封框110上，预设器件170的一端连接在连接件180上，通过设置连接件180使整个读出电路板120、有机玻璃板130、碳膜150、低电阻玻璃板160均叠合紧密，间距固定，提升了高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100的密封性和工作性能。

可选地，如图2所示，连接件180为螺钉181和螺母182，螺钉181的两端分别伸向最外侧的两个读出电路板120上，并通过螺母182完成固定。在一些具体的示例中，螺钉181选用尼龙螺钉。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100还包括两个蜂窝板190，两个蜂窝板190连接在最外侧的两个读出电路板120上。蜂窝板可起到支撑和固定作用。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100还包括至少一组进出气管210和至少一组高压线，每组密封框110上均连接有一组进出气管210和一组高压线。通过连接进出气管210，可将新鲜的工作气体通入至内部的气隙中进行工作，并将分解后的污染物通出外侧，保证高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100维持正常工作。而高压线可连接导电体140，从而为高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100施加高压场强。

需要说明的是，进出气管210包括可进气的进气管和排气的出气管。

有利地，本申请的密封框110的内侧面与各层低电阻玻璃板160靠近设置，从进出气管210中通入的工作气体可从密封框110向各层的低电阻玻璃板160之间的气隙输送。

下面结合说明书附图描述本实用新型的具体实施例中高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100的具体结构。本实用新型的实施例可以为前述的多个技术方案进行组合后的所有实施例，而不局限于下述具体实施例。

实施例1

一种高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100，如图2所示，包括：两组密封框110、三个读出电路板120、多个低电阻玻璃板160、四个有机玻璃板130、四层碳膜150、多个导电体140(导电体140的结构可参见图3)、连接件180、蜂窝板190、预设器件170、进出气管210和高压线。

其中每组密封框110均采用3D技术打印，每组密封框110之间共用一个读出电路板120，每组密封框110的另一侧面则均设有一个读出电路板120，三个读出电路板120和两组密封框110之间通过多个连接件180实现连接。连接件180包括螺纹连接的螺钉181和螺母182。两个蜂窝板190连接在最外侧的两个读出电路板120上。

每组密封框110和与之连接的两个读出电路板120之间从外到内依次设有有机玻璃板130、导电体140、碳膜150和低电阻玻璃板160，相邻的两个低电阻玻璃板160之间通过预设器件170隔开多个气隙。预设器件170为尼龙鱼线。每组密封框110均连接一组进出气管210，进出气管210连通气隙。

如图3所示，有机玻璃板130上设有定位槽131，碳膜150朝向有机玻璃板130的一侧连接有导电体140，导电体140的一端配合在定位槽131中，导电体140的另一端从密封框110向外伸出并连接高压线。

实施例2

一种高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100，在实施例1的基础上，如图3所示，定位槽131靠近密封框110布置，定位槽131朝向碳膜150的一侧敞口，导电体140可从敞口装配至定位槽131中。定位槽131包括第一连接槽1311和第二连接槽1312，第二连接槽1312的一端与第一连接槽1311的一端相通，第二连接槽1312的另一端朝向密封框110延伸，导电体140的形状与定位槽131的形状契合，第一连接槽1311的槽宽大于第二连接槽1312的槽宽。导电体140为扁平结构，导电体140为铜导体。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图2中显示了两组密封框110、三个读出电路板120用于示例说明的目的，但是普通技术人员在阅读了上面的技术方案之后、显然可以理解将该方案应用到其他数量的密封框110、读出电路板120的技术方案中，这也落入本实用新型的保护范围之内。

根据本实用新型实施例的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器100的其他构成例如读出电路板120的结构和工作原理对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，其特征在于，包括：

至少一组密封框；

至少两个读出电路板，其中两个所述读出电路板连接在一组所述密封框的相对两端；

多个低电阻玻璃板，多个所述低电阻玻璃板间隔设在两个所述读出电路板与所述密封框之间，相邻的两个所述低电阻玻璃板之间形成气隙；

多个有机玻璃板、多层碳膜和多个导电体，靠近所述读出电路板的所述低电阻玻璃板与所述读出电路板之间设有一层所述碳膜和一个所述有机玻璃板，所述有机玻璃板上设有定位槽，所述碳膜朝向所述有机玻璃板的一侧连接有导电体，所述导电体的一端配合在所述定位槽中，所述导电体的另一端从所述密封框向外伸出。

2.根据权利要求1所述的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述导电体为铜导体，所述定位槽靠近所述密封框布置，所述定位槽朝向所述碳膜的一侧敞口。

3.根据权利要求2所述的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述定位槽包括第一连接槽和第二连接槽，所述第二连接槽的一端与所述第一连接槽的一端相通，所述第二连接槽的另一端朝向所述密封框延伸。

4.根据权利要求3所述的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述第一连接槽的槽宽大于所述第二连接槽的槽宽，所述导电体包括相连的第一导电部和第二导电部，所述第一导电部的宽度大于所述第二导电部的宽度，所述第一导电部配合在所述第一连接槽中，所述第二导电部配合在所述第二连接槽中。

5.根据权利要求1所述的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，其特征在于，所述导电体为扁平结构。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，其特征在于，每个所述低电阻玻璃板、所述有机玻璃板、所述读出电路板之间平行布设。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，其特征在于，还包括预设器件，相邻的两个所述低电阻玻璃板之间设有多个预设器件，多个预设器件之间间隔布置以形成所述气隙。

8.根据权利要求7所述的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，其特征在于，还包括多个连接件，多个所述连接件将两个所述读出电路板固定在所述密封框上，所述预设器件的一端连接在所述连接件上，所述预设器件为尼龙鱼线。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，其特征在于，还包括两个蜂窝板，两个所述蜂窝板连接在最外侧的两个所述读出电路板上。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的高计数率密封型多气隙阻性板室探测器，其特征在于，还包括至少一组进出气管和至少一组高压线，每组所述密封框上均连接有一组所述进出气管和一组所述高压线。

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