輻射檢測器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測量材料(尤其是流體)的位面并且可選地用于計算混合流體系統(tǒng)的密度剖析圖的設備。
【背景技術】
[0002]已在W02000/022387中描述密度剖析器。該裝置包括朝著布置在一個或多個線性陣列中的檢測器發(fā)射輻射的電離輻射源的線性陣列。當布置源陣列和檢測器陣列以使得它們穿越容器中的兩種或更多流體之間的界面時，可從由陣列中的每個檢測器接收的輻射的差異識別流體的界面。該裝置已被成功地部署用于儲罐和油分離器。在一些情況下，需要在熱位置或存在儀器將會在某些時間經(jīng)受非常高的溫度的風險的位置操作密度剖析器。許多電子儀器對極端溫度中的操作敏感并且不適合在特定溫度以上使用。特別地，與核儀器的領域相關地，已知部件(諸如，Geiger-MUller管)的壽命可通過在高溫的操作而被縮短。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可在高環(huán)境溫度中操作并且克服一些已知問題的核子器(諸如，密度剖析器或其它核位面測量系統(tǒng))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明，我們提供一種檢測器探針，所述檢測器探針包括用于檢測包括阿爾法粒子、貝塔粒子、伽馬輻射和/或中子的電離輻射的至少一個輻射檢測器，所述檢測器被安裝在支撐件上，并且其特征在于，所述檢測器探針具有用于冷卻檢測器探針的至少一個熱管。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，我們還提供一種用于測量容器內(nèi)的一個或多個材料相的特征的核儀器，所述核儀器包括:包括阿爾法粒子、貝塔粒子、伽馬輻射和/或中子的電離輻射的源、根據(jù)本發(fā)明的至少一個檢測器探針、電源和電子設備，該電子設備包括控制單元以及信號和數(shù)據(jù)處理裝置，信號和數(shù)據(jù)處理裝置用于使用由檢測器響應于從輻射源接收的輻射產(chǎn)生的信號來計算材料相的特征。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的密度剖析器包括:
[0006](a)包括阿爾法粒子、貝塔粒子、伽馬輻射和/或中子的電離輻射的源的陣列，
[0007](b)用于檢測電離輻射的至少一個檢測器探針，包括安裝在支撐件上的輻射檢測器的陣列，
[0008](C)電源和電子設備，該電子設備包括控制單元以及信號和數(shù)據(jù)處理裝置，信號和數(shù)據(jù)處理裝置用于使用由檢測器響應于從輻射源接收的輻射產(chǎn)生的信號計算材料相的特征；電源和電子設備被容納在與檢測器探針相鄰地支撐安裝的罩內(nèi)。
[0009]其特征在于，所述檢測器探針具有用于冷卻檢測器探針的至少一個熱管。
[0010]檢測器探針由至少一個熱管冷卻。熱管通常包括包含較小體積的液體的導熱(通常，金屬)密封導管，與大氣壓相比，該導管內(nèi)的空間處于減小的壓力。該導管還可包含用于輔助該導管內(nèi)的液體的蒸發(fā)和凝結的裝置(諸如，管芯材料)。在使用中，通過在該導管的最低部分的液體的蒸發(fā)和在該導管的較高、較冷部分的液體蒸氣的凝結，熱管能夠?qū)崃繌牡谝幌露藗鬏數(shù)剿牡诙隙?。盡管熱管的“下”部和“上”部的使用被用于解釋熱管的一般操作模式，但需要注意的是，熱管還可被用在水平位置或垂直和水平之間的任何其它位置并且本發(fā)明不限于將熱管放置在垂直平面中。
[0011]將熱管用于冷卻檢測器探針具有許多優(yōu)點。熱管是簡單小巧的冷卻裝置，沒有用于使冷卻劑流體循環(huán)的移動部分(諸如，泵)并且不需要用于操作的電力。它們因此在安裝之后不需要維護。將電動冷卻裝置提供給本發(fā)明的檢測器探針將會需要實現(xiàn)另外的電氣連接，這可使作為本質(zhì)安全電氣設備的探針的設計變復雜。
[0012]熱管通常是細長結構。橫截面可以是任何合適形狀。雖然許多熱管具有圓形橫截面，但其它形狀也是合適的，包括正方形、橢圓形或不規(guī)則形狀。不規(guī)則形狀可例如被用于更好地將熱管安裝在檢測器探針中和/或安裝在檢測器探針的其它部件周圍或安裝在檢測器探針的其它部件之間。存在適合不同應用的包含不同冷卻劑流體的各種類型的熱管。以前未描述將它們用于冷卻在熱環(huán)境中使用的核子器。用于冷卻檢測器探針的熱管通常由銅制成，并且包含液體和在熱管的第一端和第二端之間的距離的至少一部分上延伸的管芯材料。該液體可以是含水液體或非水液體。在本發(fā)明的一些實施例中，有益地使用包含具有低凍結溫度的液體的熱管，特別地，具有小于0°c (尤其小于-10°c，特別地，小于-20°c )的凍結溫度的液體。使用具有低冰點的液體減小當熱管的一部分暴露于冷環(huán)境時冷卻劑液體凍結的風險。典型管芯材料包括泡沫(例如，金屬泡沫)、燒結材料、編織或非編織纖維材料、網(wǎng)或熱管壁中的通道。超過一個熱管可被用在儀器中。當使用超過一個熱管時，它們可具有類似尺寸和構造或不同尺寸和構造。如果存在兩個或更多熱管，則所述兩個或更多熱管可按照熱方式耦合一起，或者它們中的每一個可獨立于儀器中的其它冷卻裝置。
[0013]熱管在檢測器探針或其一部分和較冷位置之間延伸，所述較冷位置通常位于檢測器探針外面并且可位于儀器外部，該較冷位置經(jīng)歷較低環(huán)境溫度。一個或多個熱管通常用于將熱量從檢測器探針內(nèi)傳送到位于儀器外部的位置。熱管可以是直的，或者它可包括角狀部分或彎曲部分?？墒褂萌嵝缘幕蚪雍系臒峁?。當使用兩個或更多熱管時，所述兩個或更多熱管可使用合適的導熱接頭接合在一起。該接頭可接合兩個或更多熱管，以使得它們的縱向軸平行或傾斜?？稍O計熱管，從而兩個熱管可按照這種方式接合，即它們在界面表面彼此接觸。熱管的預期與另一熱管連接的部分可具有與所述另一熱管上的表面互補的表面。例如，可提供熱管，每個熱管具有平坦界面部分，以使得兩個這種管能夠在它們的平坦部分彼此接觸的情況下連接在一起。然而，用于將熱管連接在一起的界面表面不需要是平坦的。它們也可攜帶便于兩個或更多熱管之間的連接的裝置(諸如，聯(lián)鎖構件)。熱管可使用接頭而連接在一起，該接頭被接合以允許熱管移動。這種接頭可包括用于圍繞鉸鏈點的旋轉(zhuǎn)移動的鉸鏈或在需要超過一個平面中的移動的情況下的更復雜的關節(jié)(諸如，球窩接頭)。當空間有限時，尤其是利用有關節(jié)的接頭耦合的熱管可有助于組裝和/或安裝長檢測器探針。
[0014]熱管的位于檢測器探針外面的部分可將熱量耗散到它的周圍環(huán)境。如果熱沉(可選地但優(yōu)選地，包括散熱裝置(諸如，翅片))被以熱方式耦合到熱管的預期耗散熱量的該部分，則能夠輔助這個功能。熱沉可由任何合適材料形成；銅和鋁是合適的材料的例子?？蔀榇嬖谟跈z測器探針中的每個熱管提供單獨的熱沉，或者替代地，超過一個熱管可連接到同一熱沉。熱沉可被從熱管拆卸；當在具有受限量的空間的區(qū)域中組裝或拆卸檢測器探針時，這種布置可以是有用的。
[0015]在一個實施例中，熱管是傾斜的，以使得熱管的在檢測器探針外面延伸的部分不將熱量傳送給包含電子設備的殼體，該殼體通常在該實施例中位于檢測器探針上方。在替代實施例中，熱沉布置在檢測器探針上方并且與熱管處于熱接觸。熱沉(尤其是在熱沉具有散熱翅片的情況下)可由蓋或類似保護罩保護。這種蓋或罩優(yōu)選地被設計為允許在熱沉周圍的空氣的循環(huán)。能夠使用由多孔材料(諸如，金屬網(wǎng)或多孔金屬板)形成的蓋或罩實現(xiàn)這一點。
[0016]通過涂層或處理(諸如，例如利用鎳或鎳合金鍍覆)，熱管的外部(包括提供的任何散熱裝置)可被保護以免受環(huán)境損害。熱管的外部(包括提供的任何散熱裝置)可由