本公開涉及一種輻射檢測器及構(gòu)建輻射檢測器的方法。

背景技術(shù)：

1、眾所周知，輻射檢測器，比如放置在劑量計里面的輻射檢測器，用于確定危險環(huán)境中的輻射水平，有助于保護用戶免受此類輻射的暴露。

2、如今大家熟知能夠測量伽馬輻射的個人輻射探測器(prd)，被用于在50kev到3mev的寬電子能量范圍內(nèi)高精度測量輻射劑量率，以提醒用戶正暴露在危險水平的輻射中。然而，prd實施例在測量通常所說的“高劑量率”輻射這方面可能存在限制。

3、一些prd實施例使用的是pin二極管檢測器和geiger-muller檢測器。prd通常會利用輻射穿過閃爍材料時產(chǎn)生的原子或分子激發(fā)效應(yīng)。隨后的退激過程會產(chǎn)生光子，通過對光子的測量來表示輻射在檢測器中沉積的能量。舉例來說，檢測器可能包含耦合到光電倍增管的閃爍材料。當(dāng)檢測器暴露于輻射環(huán)境時，閃爍材料被激發(fā)，從而產(chǎn)生可見光的光子。隨后，這些光子會撞擊光電倍增管，而光電倍增管將信號放大并生成一個可測量的電信號。

4、us-2021/278550描述了一種內(nèi)含印刷電路板以及可操作地連接到所述印刷電路板的檢測器組件的輻射檢測器。所述檢測器組件包括一根硅光電倍增管(sipm)以及涂覆在所述sipm表面的有機閃爍體涂層。所述有機閃爍體涂層上覆蓋了一層反射箔。通過將光密封蓋固定到所述印刷電路板上，使得所述硅sipm和所述有機閃爍體被封裝在所述光密封蓋里。所述閃爍體上裝設(shè)了一個光學(xué)反射器，可產(chǎn)生額外的電子，從而提高檢測器的性能。

5、wo-2015/081134描述了使用基于sipm的輻射檢測器來檢測環(huán)境中輻射水平的系統(tǒng)和方法的技術(shù)?；趕ipm的輻射檢測系統(tǒng)可包括多個檢測器組件，每個組件至少包含一個閃爍體，閃爍體在電離輻射進入時向?qū)?yīng)的sipm提供光信號。所述輻射檢測系統(tǒng)可能包括一個邏輯設(shè)備和多個其他電子模塊，以支持報告、校準和其他處理過程。所述邏輯設(shè)備可用于處理來自sipm的檢測信號，從而實施不同類型的輻射檢測程序。所述邏輯設(shè)備還可以通過通信模塊將檢測到的輻射報告給指示器、顯示器和/或用戶界面。

6、盡管已為人熟知的輻射檢測器在某些場景下具有不錯的性能，但大家都希望能有一種能夠減少或克服現(xiàn)有設(shè)備中部分或全部固有難題的輻射檢測器。通過以下對某些實施例的公開和詳細描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員，即在該技術(shù)領(lǐng)域具備知識或經(jīng)驗的人員，能夠?qū)λ鰴z測器的特定目的和優(yōu)勢了如指掌。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本說明書描述了用于滿足上述需求及其他需求的系統(tǒng)、方法和產(chǎn)品，并結(jié)合了說明性、非限制性的實施例進行闡述。各種替代方案、修改和等同方案都有可能。

2、根據(jù)第一方面，描述了一種輻射檢測器。所述檢測器包括一根硅光電倍增管(sipm)、一個閃爍體以及與閃爍體間隔開的金屬層。所述閃爍體用于向sipm發(fā)射光。所述金屬層則負責(zé)接收入射光輻射，通過響應(yīng)接收到的入射輻射向所述閃爍體發(fā)出額外輻射。

3、根據(jù)第二方面，描述了一種構(gòu)建輻射檢測器的方法。該方法包括以下步驟：提供一塊間隔材料，在間隔材料中形成一個孔徑，將金屬層附著在間隔材料的孔徑上，在間隔材料中形成一個間隔片，并將所述間隔片附著在設(shè)有閃爍體和sipm的基板上。所述金屬層負責(zé)接收入射輻射，通過響應(yīng)接收到的入射輻射向閃爍體發(fā)出額外輻射。所述閃爍體和sipm均在孔徑內(nèi)，且金屬層與閃爍體間隔開。

4、根據(jù)第三方面，描述了一種輻射檢測器。所述輻射檢測器包括：一根sipm，一個向sipm發(fā)射光的閃爍體，一個封裝所述sipm和閃爍體的殼體，以及一根從所述殼體外部延伸入內(nèi)的扁平電纜。所述殼體包括第一部分以及與殼體第一部分平行的第二部分。所述電纜至少折疊一次，并從殼體的第一部分與第二部分之間穿過。

5、本公開提供了在廣泛能量范圍內(nèi)具有良好性能的輻射檢測器，以及制作此類檢測器的方法。本說明書公開的輻射檢測器具有相對較小的外形尺寸，能夠適用于多種場景。所述輻射檢測器的某些實施例包括能產(chǎn)生額外輻射的金屬，以提升光電倍增管的性能。其他實施例包括用于在有利位置支撐這些金屬的結(jié)構(gòu)，并與其他組件間隔開。還有某些實施例涉及如何將探測器內(nèi)部的壓力保持在適當(dāng)?shù)乃剑愿纳菩市Ч?。此外，有某些實施例提供了帶密封殼體的檢測器，并采用迷宮式結(jié)構(gòu)設(shè)計，以更優(yōu)的方式將電纜引入此類密封殼體。

6、上述優(yōu)點和其他優(yōu)勢將通過以下詳細說明及附圖清晰展現(xiàn)。

技術(shù)特征：

1.一種輻射檢測器，包括：

2.權(quán)利要求1所述的輻射檢測器中：

3.權(quán)利要求2所述的輻射檢測器中，所述第一光能范圍低于所述第二光能范圍。

4.前文權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層用于接收入射輻射，并向所述閃爍體提供額外輻射能量，以增加向sipm發(fā)射的光。

5.前文權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層與所述閃爍體之間未設(shè)置任何輻射吸收材料。

6.前文權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層含有鎳。

7.前文權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層含有原子序數(shù)為至少15、至少20或至少25的金屬。

8.前文權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層含有金屬混合物。

9.前文權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層由聚酯薄膜構(gòu)成。

10.前文權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層的金屬通過濺射工藝沉積在聚酯薄膜上。

11.前文權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層為一層薄膜。

12.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層的厚度為：

13.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層的厚度為：

14.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層具有光學(xué)反射性。

15.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器還包括基板中sipm位于所述基板上。

16.前述權(quán)利要求15所述的輻射檢測器中，所述基板為印刷電路板(pcb)。

17.前述權(quán)利要求15或權(quán)利要求16中所述的輻射檢測器中，所述基板和金屬層共同界定了一個腔室，且閃爍體和/或sipm位于所述腔室內(nèi)。

18.權(quán)利要求15至17所述的輻射檢測器中，所述腔室包含一個開口結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)空氣的進出流通。

19.權(quán)利要求18所述的輻射檢測器中，所述開口位于基板當(dāng)中。

20.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述閃爍體是一種有機閃爍體。

21.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述閃爍體是一種塑料閃爍體。

22.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述閃爍體包含聚乙烯甲苯(pvt)。

23.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述閃爍體位于金屬層與sipm之間。

24.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述閃爍體位于sipm上。

25.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述閃爍體附著在sipm上。

26.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述閃爍體通過光學(xué)透明膠水附著在sipm上，所述膠水對閃爍體發(fā)射的光具有高透光性。

27.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器還包括基板中sipm位于所述基板上，且金屬層與所述基板共同將sipm和閃爍體包圍起來。

28.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層通過光電效應(yīng)和/或康普頓效應(yīng)向閃爍體提供額外輻射。

29.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中：

30.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層與閃爍體之間的距離為：

31.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器中，所述金屬層與閃爍體之間的距離為：

32.前述權(quán)利要求中任一段所述的輻射檢測器，還包括一塊固定金屬層使其與閃爍體保持特定間距的間隔片。

33.權(quán)利要求32中所述的輻射檢測器中，所述間隔片上有一個孔徑。

34.權(quán)利要求32或33中所述的輻射檢測器中，所述孔徑兩端延伸至間隔片鄰近sipm的第一表面和鄰近金屬層的第二表面。

35.權(quán)利要求32至34中任一段所述的輻射檢測器中，所述孔徑基本上為圓柱形。

36.權(quán)利要求32至35中任一段所述的輻射檢測器中，閃爍體和/或sipm在間隔片的所述孔徑內(nèi)。

37.權(quán)利要求32至36中任一段所述的輻射檢測器中，所述間隔片的外表面基本上為圓柱形。

38.權(quán)利要求32至37中任一段所述的輻射檢測器中，所述間隔片[至少部分]具有光學(xué)透明性。

39.權(quán)利要求32至38中任一段所述的輻射檢測器中，所述間隔片包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)。

40.前述權(quán)利要求中所述的輻射檢測器還包括一個用于測試輻射檢測器的發(fā)光裝置。

41.權(quán)利要求40中所述的輻射檢測器還包括一塊固定金屬層，使其與閃爍體保持一定距離的間隔片中，所述發(fā)光裝置可通過間隔片向閃爍體和/或sipm發(fā)射光。

42.權(quán)利要求40或41中所述的輻射檢測器中，所述發(fā)光裝置包括發(fā)光二極管(led)。

43.前述權(quán)利要求中所述的輻射檢測器還包括一個包封sipm、閃爍體和金屬層的殼體。

44.權(quán)利要求43中所述的輻射檢測器中，所述殼體具有光學(xué)反射性。

45.權(quán)利要求43或44中所述的輻射檢測器中，所述殼體由鋁制成。

46.權(quán)利要求43至45中任一段所述的輻射檢測器中，所述殼體為一層膜。

47.權(quán)利要求43至46中所述的輻射檢測器中，所述殼體由鋁帶制成。

48.權(quán)利要求43至47中任一段所述的輻射檢測器還包括一根從殼體外延伸至內(nèi)的電纜。

49.權(quán)利要求48中所述的輻射檢測器中，所述電纜是一根扁平電纜。

50.權(quán)利要求48或49中所述的輻射檢測器中，所述電纜具有蜿蜒結(jié)構(gòu)。

51.權(quán)利要求48至50中任一段所述的輻射檢測器中，所述電纜提供至sipm的連接。

52.權(quán)利要求48至51中任一段所述的輻射檢測器中，所述電纜采用的是電源和/或數(shù)據(jù)通信電纜。

53.權(quán)利要求48至52中任一段所述的輻射檢測器中，所述殼體可包括與第一部分和與第一部分平行的第二部分，而所述電纜兩端延伸至所述殼體的第一部分和殼體的第二部分。

54.權(quán)利要求53中所述的輻射檢測器中，所述殼體的第一部分與第二部分彼此粘附。

55.權(quán)利要求48至54中任一段所述的輻射檢測器中，所述電纜沿著殼體第一部分的第一表面延伸。

56.權(quán)利要求55中所述的輻射檢測器中，所述電纜沿所述殼體第一部分的第二表面和所述殼體第二部分的第一表面延伸。

57.權(quán)利要求56中所述的輻射檢測器中，所述電纜沿所述殼體第二部分的第二表面延伸。

58.權(quán)利要求55至57中任一段所述的輻射檢測器中：

59.權(quán)利要求48至58中任一段所述的輻射檢測器中，所述電纜由相互平行的三個平坦部分組成。

60.權(quán)利要求48至59中任一段所述的輻射檢測器中，所述電纜至少折疊一次，最好至少折疊兩次。

61.權(quán)利要求48至60中任一段所述的輻射檢測器中，所述殼體環(huán)繞包裹輻射檢測器，且所述殼體的第一部分與第二部分彼此粘附。

62.一種制造輻射檢測器的方法，該方法包括以下步驟：

63.權(quán)利要求62中所述的方法包括使用粘合劑附接所述金屬層。

64.權(quán)利要求62或63中所述的方法中，所述孔徑兩端延伸至間隔材料的第一表面和第二表面，所述方法還包括將第一粘合劑和第二粘合劑涂覆到間隔材料的第一表面和第二表面。

65.權(quán)利要求64所述的方法包括將轉(zhuǎn)移膜貼附至所述第一粘合劑和/或第二粘合劑中的至少一處。

66.權(quán)利要求65中所述的方法包括在將所述金屬層附著于所述孔徑之前，去除至少一層轉(zhuǎn)移膜。

67.權(quán)利要求63至66中任一段所述的方法中，所述粘合劑為雙面膠帶。

68.權(quán)利要求62至67中任一段所述的方法中，所述孔徑的形成可通過切割間隔材料，最好通過激光切割。

69.權(quán)利要求68中所述的方法中，按引用權(quán)利要求63和/或權(quán)利要求65時，所述孔徑的成型包括同步切割間隔材料、粘合劑和/或轉(zhuǎn)移膜，最好采用激光切割工藝。

70.權(quán)利要求62至69中任一段所述的方法中，所述間隔片的成型包括去除所述孔徑周圍的部分隔離材料，以及去除孔徑周圍隔離材料上的部分金屬層。

71.權(quán)利要求70中所述的方法中，去除所述孔徑周圍的部分間隔材料與去除部分金屬層同時進行。

72.權(quán)利要求71中所述的方法中，在去除所述孔徑周圍的部分間隔材料的同時，去除附著在間隔材料上的部分轉(zhuǎn)移膜。

73.權(quán)利要求70至72中任一段所述的方法中，所述間隔片的成型包括去除所述孔徑周圍的部分隔離材料，以及去除所述孔徑周圍隔離材料上的部分金屬層，最好采用激光切割工藝。

74.權(quán)利要求70至73中所述的方法中，在去除所述孔徑周圍的部分間隔材料，以及去除部分金屬層的同時，去除附著在間隔材料上的部分轉(zhuǎn)移膜。

75.權(quán)利要求74中所述的方法還包括使用替換轉(zhuǎn)移膜來替代原有所述轉(zhuǎn)移膜。

76.權(quán)利要求75中所述的方法中，所述隔離片的成型包括切割所述替換轉(zhuǎn)移膜，將金屬層、隔離片和替換轉(zhuǎn)移膜與部分隔離材料分離，最好通過激光切割工藝。

77.權(quán)利要求74至76中任一段所述的方法包括：

78.權(quán)利要求62至77中任一段所述的方法中包括，通過從間隔材料中按壓間隔片，從而將所述間隔片從間隔材料中去除。

79.權(quán)利要求62至78中任一段所述的方法中包括使用粘合劑將所述間隔材料附接到基板上。

80.權(quán)利要求62至79中任一段所述的方法中，所述方法用于制造權(quán)利要求1至61中任一段所述的輻射探測器。

81.一種輻射檢測器，包括：

82.權(quán)利要求81中所述的輻射檢測器中，所述殼體具有光學(xué)反射性。

83.權(quán)利要求81或82中所述的輻射檢測器中，所述殼體由鋁制成。

84.權(quán)利要求81至83中任一段所述的輻射檢測器中，所述殼體為一層薄膜。

85.權(quán)利要求81至84中所述的輻射檢測器中，所述殼體由鋁帶制成。

86.權(quán)利要求81至85中任一段所述的輻射檢測器中，所述電纜具有蜿蜒結(jié)構(gòu)。

87.權(quán)利要求81至86中任一段所述的輻射檢測器中，所述電纜提供至sipm的連接。

88.權(quán)利要求81至87中任一段所述的輻射檢測器中，所述電纜采用的是電源和/或數(shù)據(jù)通信電纜。

89.權(quán)利要求88中所述的輻射檢測器中，所述殼體的第一部分與第二部分彼此粘附。

90.權(quán)利要求81至89中任一段所述的輻射檢測器中，所述電纜沿著殼體第一部分的第一表面延伸。

91.權(quán)利要求90中所述的輻射檢測器中，所述電纜沿所述殼體第一部分的第二表面和所述殼體第二部分的第一表面延伸。

92.權(quán)利要求91中所述的輻射檢測器中，所述電纜沿所述殼體第二部分的第二表面延伸。

93.權(quán)利要求90至92中任一段所述的輻射檢測器中：

94.權(quán)利要求81至93中任一段所述的輻射檢測器中，所述電纜由相互平行的三個平坦部分組成。

95.權(quán)利要求81至94中任一段所述的輻射檢測器中，所述電纜至少折疊一次，最好至少折疊兩次。

96.權(quán)利要求81至95中任一段所述的輻射檢測器中，所述殼體環(huán)繞包裹輻射檢測器，且所述殼體的第一部分與第二部分彼此粘附。

技術(shù)總結(jié)
本說明書描述了一種輻射檢測器。所述檢測器包括一根硅光電倍增管(SiPM)、一個閃爍體，以及與閃爍體間隔開的金屬層。所述閃爍體用于向硅光電倍增管發(fā)射光。所述金屬層則負責(zé)接收入射光輻射，通過響應(yīng)接收到的入射輻射向所述閃爍體發(fā)出額外輻射。本說明書描述了一種構(gòu)建輻射檢測器的方法。

技術(shù)研發(fā)人員：E·萊德
受保護的技術(shù)使用者：賽默飛世爾科學(xué)測量技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15