一種碲鋅鎘CZT區域γ探測器制造技術

本發明專利技術涉及一種碲鋅鎘CZT區域γ探測器，包括碲鋅鎘CZT探測晶體、電荷靈敏放大電路、SK主放形放大電路、單道脈沖幅度分析電路、高壓模塊電路；所述的碲鋅鎘CZT探測晶體電連接在電荷靈敏放大電路上，高壓模塊電路與電荷靈敏放大電路電連接，所述的電荷靈敏放大電路的輸出端與SK主放形放大電路的輸入端連接，所述的SK主放形放大電路的輸出端與單道脈沖幅度分析電路的輸入端電連接，所述的單道脈沖幅度分析電路的輸出端輸出信號脈沖；探測效率高、能室溫工作且探測角響應度好，能夠實現對γ射線高靈敏度和無方向區別測量的碲鋅鎘CZT區域γ探測器。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉核輻射監測領域領域，具體的涉及一種碲鋅鎘CZT區域γ探測器。
技術介紹
目前區域γ監測系統主要應用于重點區域的γ射線劑量率的實時監測，系統中的各類型探測器實現物理射線與電壓電流信號的轉換，但是目前所采用的區域γ監測系統并不能夠實現對γ射線高分辨率的能譜測量，同時碲鋅鎘（CZT）探測器是第三代半導體探測器，相對其他類型探測器，它具有探測效率高、能室溫工作、角響應度好的特點，但是并沒有把碲鋅鎘CZT探測器運用到區域γ監測系統中，發揮碲鋅鎘CZT探測器的最大效果。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種探測效率高、能室溫工作，能夠實現對γ射線高靈敏度和無方向區別測量的碲鋅鎘CZT區域γ探測器。為了達到上述目的，本專利技術采取的技術方案為：一種碲鋅鎘CZT區域γ探測器，包括碲鋅鎘CZT探測晶體、電荷靈敏放大電路、SK主放形放大電路、單道脈沖幅度分析電路、高壓模塊電路；所述的碲鋅鎘CZT探測晶體電連接在電荷靈敏放大電路上，高壓模塊電路與電荷靈敏放大電路電連接，所述的電荷靈敏放大電路的輸出端與SK主放形放大電路的輸入端連接，所述的SK主放形放大電路的輸出端與單道脈沖幅度分析電路的輸入端電連接，所述的單道脈沖幅度分析電路的輸出端輸出信號脈沖。所述的碲鋅鎘CZT探測晶體是由10x10x10mm的碲鋅鎘CZT材料制的，且在加壓+800V時，靈敏度為100~300cps/μSv/h。所述的電荷靈敏放大電路采用FET放大器芯片opa2211和JFET場效應管組成電容反饋型放大電路，后級電路為正輸入的2.5倍放大電路，對信號進行放大驅動處理。所述的SK主放形放大電路將電荷靈敏放大電路輸出的指數衰減型信號放大100~200倍，并將指數衰減型信號轉換為對稱的高斯脈沖信號。所述的單道脈沖幅度分析電路將SK主放形放大電路輸出的高斯脈沖信號進行幅度甄別并整形，當輸入信號幅度大于低閾值電壓50~70mV，小于高閾值電壓2.5~3.5V時，探測器最終輸出脈寬為2us的正脈沖信號；當輸入信號幅度大于高閾值電壓2.5~3.5V或者小于低閾值電壓50~70mV時，都沒用信號輸出。所述的高壓模塊電路采用的CC255P-01Y型高壓模塊，穩定輸出+800V直流高壓。所述的SK主放形放大電路的輸入端采用極零相消電路，對指數衰減信號進行微分處理，SK主放形放大電路中的兩級共4階的低通濾波電路，對微分后的信號進行積分濾波，并對信號進行放大。本專利技術采用以上技術方案，具有以下優點，本專利技術中碲鋅鎘CZT探測晶體將探測到的信號傳送給電荷靈敏放大電路，電荷靈敏放大電路將接收到的信號進行放大驅動處理，經過電荷靈敏放大電路處理后的信號為指數衰減型信號，并把該指數衰減型信號發送給SK主放形放大電路進行放大，SK主放形放大電路井發到后的信號傳送給單道脈沖幅度分析電路進行幅度甄別并整形，比較并進行輸出，該監測系統探測效率高、能室溫工作，能夠實現對γ射線高分辨率的能譜測量的碲鋅鎘CZT區域γ探測器。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖；圖2是本專利技術中的電荷靈敏放大電路；圖3是本專利技術中的SK主放形放大電路；圖4是本專利技術中的單道脈沖幅度分析電路；圖5是本專利技術中的高壓模塊電路。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進行詳細的描述。實施例1如圖1、所示，一種碲鋅鎘CZT區域γ探測器，包括碲鋅鎘CZT探測晶體、電荷靈敏放大電路、SK主放形放大電路、單道脈沖幅度分析電路、高壓模塊電路；所述的碲鋅鎘CZT探測晶體電連接在如圖2所示的電荷靈敏放大電路上，高壓模塊電路與電荷靈敏放大電路電連接，所述的電荷靈敏放大電路的輸出端與SK主放形放大電路的輸入端連接，所述的SK主放形放大電路的輸出端與單道脈沖幅度分析電路的輸入端電連接，所述的單道脈沖幅度分析電路的輸出端輸出信號脈沖。在工作的過程中，碲鋅鎘CZT探測晶體將檢測到的信號發送給如圖2所示的電荷靈敏放大電路，荷靈敏放大電路對收到的信號進行放大驅動處理，并將放大驅動處理后的信號發送給如圖3所示的SK主放形放大電路，SK主放形放大電路將接收到的信號進行放大并進行微分處理，SK主放形放大電路將處理后的信號發送給如圖4所述的單道脈沖幅度分析電路，單道脈沖幅度分析電路對接收到的信號進行進行幅度甄別并整形，比較并進行輸出，該監測系統探測效率高、能室溫工作，能夠實現對γ射線高分辨率的能譜測量的碲鋅鎘CZT區域γ探測器。實施例2在實施例1的基礎上，一所述的碲鋅鎘CZT探測晶體是由10x10x10mm的碲鋅鎘CZT材料制的，且在加壓+800V時，靈敏度為100~300cps/μSv/h；該碲鋅鎘CZT晶體在能譜測試時，對241Am射線能達到小于10%的能量分辨率；所述的電荷靈敏放大電路采用FET放大器芯片opa2211和JFET場效應管組成電容反饋型放大電路，后級電路為正輸入的2.5倍放大電路，對信號進行放大驅動處理。該電荷靈敏放大電路輸出信號幅度與射線能量成線性。它的靈敏度能達到150mV/MeV，電子學噪聲小于160個電子；所述的SK主放形放大電路將電荷靈敏放大電路輸出的指數衰減型信號放大100~200倍，并將指數衰減型信號轉換為對稱的高斯脈沖信號。所述的單道脈沖幅度分析電路將SK主放形放大電路輸出的高斯脈沖信號進行幅度甄別并整形，當輸入信號幅度大于低閾值電壓50~70mV，小于高閾值電壓2.5~3.5V時，探測器最終輸出脈寬為2us的正脈沖信號；當輸入信號幅度大于高閾值電壓2.5~3.5V或者小于低閾值電壓50~70mV時，都沒用信號輸出。該電壓的目的是利用比較器電路將電路中小于50mV的電壓噪聲和高于3MeV的輻射γ射線在信號中予以剔除。。所述的如圖5所示的高壓模塊電路采用北京濱松光子技術股份有限公司的CC255P-01Y型高壓模塊，穩定輸出+800V直流高壓。所述的如圖3所示的SK主放形放大電路的輸入端采用極零相消電路，對指數衰減信號進行微分處理，SK主放形放大電路中的兩級共4階的低通濾波電路，對微分后的信號進行積分濾波，并對信號進行放大。探測器外殼采用鋁材氧化處理，保證良好的防護性能和電磁屏蔽效果。電源接口采用7芯的航空插頭。本專利技術優點：整機尺寸小，圓柱形，半徑65mm，長150mm；對γ射線探測效率高，大于100cps/μSv/h；探測器內置高壓，用戶使用方便；在工作的過程中，碲鋅鎘CZT探測晶體將采集到的信號傳送給電荷靈敏放大電路，電荷靈敏放大電路將接收到的信號進行放大驅動處理，經過電荷靈敏放大電路處理后的信號為指數衰減型信號，并把該指數衰減型信號傳送給SK主放形放大電路，SK主放形放大電路將接收到的電荷靈敏放大電路輸出的指數衰減型信號放大100~200倍，并將指數衰減型信號轉換為對稱的高斯脈沖信號，在放大的過程中，SK主放形放大電路的輸入端采用極零相消電路，對指數衰減信號進行微分處理，SK主放形放大電路中的兩級共4階的低通濾本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種碲鋅鎘CZT區域γ探測器，其特征在于，包括碲鋅鎘CZT探測晶體、電荷靈敏放大電路、SK主放形放大電路、單道脈沖幅度分析電路、高壓模塊電路；所述的碲鋅鎘CZT探測晶體電連接在電荷靈敏放大電路上，高壓模塊電路與電荷靈敏放大電路電連接，所述的電荷靈敏放大電路的輸出端與SK主放形放大電路的輸入端連接，所述的SK主放形放大電路的輸出端與單道脈沖幅度分析電路的輸入端電連接，所述的單道脈沖幅度分析電路的輸出端輸出信號脈沖。

【技術特征摘要】
1.一種碲鋅鎘CZT區域γ探測器，其特征在于，包括碲鋅鎘CZT探測晶體、電荷靈敏放大電路、SK主放形放大電路、單道脈沖幅度分析電路、高壓模塊電路；所述的碲鋅鎘CZT探測晶體電連接在電荷靈敏放大電路上，高壓模塊電路與電荷靈敏放大電路電連接，所述的電荷靈敏放大電路的輸出端與SK主放形放大電路的輸入端連接，所述的SK主放形放大電路的輸出端與單道脈沖幅度分析電路的輸入端電連接，所述的單道脈沖幅度分析電路的輸出端輸出信號脈沖。
2.根據權利要求1所述的一種碲鋅鎘CZT區域γ探測器，其特征在于，所述的碲鋅鎘CZT探測晶體是由10x10x10mm的碲鋅鎘CZT材料制的，且在加壓+800V時，靈敏度為100~300cps/μSv/h。
3.根據權利要求1所述的一種碲鋅鎘CZT區域γ探測器，其特征在于，所述的電荷靈敏放大電路采用FET放大器芯片opa2211和JFET場效應管組成電容反饋型放大電路，后級電路為正輸入的2.5倍放大電路，對信號進行放大驅動處理。
4.根據權利要求1所述的一種碲鋅鎘CZT區域γ探測器，其特征在于，所述的SK主放形放大電路將電荷靈敏放大電路輸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙波，劉海峰，
申請(專利權)人：陜西迪泰克新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西;61