【电子行业标准(SJ)】 电子管电性能的测试 第２５部分：盖缪计数管的测试方法

中华人民共和国电子工业推荐性部标准电子管电性能的测试
第25部分：盖缪计数管的测试方法Mrasurements of the electrical properties ofelectronic tubes
Part25.Methods of measurement of GeigerMuller counter tubes
1范围
SJ/z9010.25—-87
IEC151—25(1971)
本文件提供盖缪计数管的术语、定义、基本原理、推荐的测试方祛和机械数据。2定义
注一一本文件中所用的一些术语可以用于其它类型计数管，如果可能引起混淆，应该使用字头“G.M。\（盖缪）作为本文件有关的术语。2.1计数馆
由各个质点或光子在气体中产生电离因而能够对质点或光子进行计数的一种器件。
2.2脉冲
由于一个游离的质点（或同时有两个或多个质点）通过计数管而使电流或电压短时变化。
2。2.1寄生脉冲
由电的或其它的骚扰而产生的脉冲。2.3计数
2.3。1被记录的一个脉冲。
2.3。2在规定的期间记录的脉冲数。2.4计数率
单位时间的计数次数。
2.5本底计数率
辐射不存在时计数管测出的计数率。中华人民共和国电子工业部1987-09-14批准2.6乱真计数率
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进人或通过计数管的电离放射以外的任何因素（它对计数管是灵缴的）所引起的计数。
2.7需崩
由单个的原始离子通过积累电离而产生全部离子的过程。2.8气体放大（倍增）
在气体中由电离辐射产生的离子在足够强的电场作用下产生附加离了的过程。29气体倍增系数
在规定的条件下，由于气体倍增过程使初始电离倍增的系数。2.10正比区
每次单独计数所收集的电荷与初始电离事件所释放的电荷成正比时所加上的电压范围。
注，在这个区域气休倍增系数大于1，并与原始电离事件所释放的电荷无关。2.11正比极限区
气体的倍增取决于初始电离事件所产生的离子数并取决于电压时，对计数管所加的电压范围。
2.12盖革区
在差零计数管中，每次单独计数所收集的电荷与初始电离事件所产生的初始离子数无关，并引起单次（自止的）放电时所加的电压范围。2.13盖缪计数管
通常由一个空心园筒阴极和沿着它的轴有一根导线阳极所纪的充气管，工作在盖革区，而且在管中每次电离事件只跟随次自止放电。2.14猝灭
在盖缪计效管中，终止一次电离电流脉冲的作用过程。这个过程可以过充上合适的气体或蒸气在计数管内部实现（内猝灭或自辫灭）或者由瞬时减小计数管电极之间所加的电位差而在外部实现（外猝灭）。2.15自猝灭计数管
利用合适成分的气体来辩灭放电的盖缪计数管。2.16有机蒸气猝灭计数管
猝灭剂为有机蒸气的自猝灭盖雾计数管。2.17卤素猝灭计数管
猝灭剂为卤素（通带是漠或氮）的自猝灭盖缪计数管。2.18死时间
正常大小的脉冲开始以后，计数管对随后的电离事件不灵敏的时间间隔。2.19分辨时间
在计数管或计数系统中，两个都可被计数的不同电离事件之间的最小时间间隔。*2*
2.20死时间修正
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根据盖缪计数管的死时间中出现电离事件的概率，对所观察的计数率的修正。2.21分辨时间的修正
考虑在系统的分辨时间内电离事件出现的概率，对所观察的计数率修正。2.22恢复时间
在盖缪计数管中，一个正常大小的脉冲开始以后到下一个正常大小的脉冲开始以前最小的时间间隔。
2.23起始电压（见图1）
用一个规定特性的系统能够检测到脉冲时加到计数管上的最低电压。2.24坪（盖缪计数管的，见图1）在计数率对电压的特性曲线上，计数率基本上与所加电压无关的部分。起始电压
每秒一次计数
V.=坪涵电压
2.25坪阀电压
最小坪
所加的电压
在恒定辐照下盖缪计数管的特性曲线在测试电路规定的灵敏度下对应于坪的起点所加的电压。2.26坪长
坪延伸时所加电压的范围。
2.27坪斜
所加的电压在规定的范围内变化（通常为100V）时，计数率每伏变化的百分数。
2.28灵敏体积
在计数管内一个电离事件可以产生一个输出脉冲的区城。2.29窗（计数管的）
为使所要求的辐射进入而设计的计数管管壁的一部分。2.30
端窗计数管
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为使辐射在一端进入而设计的计数管。通常为薄窗计数管。有时称铃形计数管。2.31薄窗计数管
为使所要求的辐射进入而将管尧的一部分做得较薄的计数管。2.32有效面积
计数管窗子的一部分，质点或人射量子可由此进入灵敏体积作为输出脉冲的起源。
2.33辐射灵敏度（Y和X射线）
在给定的曝光率下，由规定能量的放射性所产生的计数率，2。34效率（计数管的）
当计数率很低以致不必作死时间修正时，对于规定的辐射，进人计数管灵敏体积的所有电离质点或量子计数的百分数。2.35探测效率
当计数率很低以致不必作死时间修正时，计数的数目对落到有效面积上电离质点或量子总数的比。
2.36针形计数管
灵缴体积的直径很小（通带为2到3）用于手术室的盖缪计数管。2。37气体取样计数管
所充的气体全部地或部分地由待测放射性气体组成的一种计数管。2.38流气计数管
允许气体缓慢地流过管内以保持适当气压的一种计数管。2。39液体取样计数管
适于化验液体样品的一种计数。它通常包括个薄玻璃壁的盖缪计数營，封进或结合一个试验管提供个环形间隙作取样用。
2.40流液计数管
测试流动液体放射性的特殊结构的计数管3基本原理
3。1一般考虑
盖缪计数管的特性曲线主要是由它的坪来确定的这个坪是用坪阔电压、坪的长度和坪的斜率来表示（见图1）。对于本推荐文件而言，内猝灭盖计数管可以分成两类，即，（1）有机蒸气猝灭计数管和（2)卤素猝灭计数管。在图2和图8中示出了典型的电流脉冲，而图6示出了可以观察这些电流脉冲的电路。在两类计数管中，每个计数事件所产生的电荷是所加电的函数，并在任何电压下，被记录的电离事件数目可能受测试电路输入参数的影响。因此，需要尽可能情确地规定测试电路，以避免测试结果的差异。要4*下载标准就来标准下载网
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一辐射源对着沿计数管长度方向的中间一辐射源靠近计数管的一端
图2有机蒸气猝灭盖缓计数管的典型电流脉冲见细节图
开始的尖峰
卤紫猝灭盖婴计数管的典型电流脉冲i
3.1。1有机蒸气猝灭计数管要求一个很高的电场来产生电子雪。由于这个原因，计数管的阳极为一根细导线的形式，而靠近导线形成陡销的电位梯度产生个短持续时间的电流脉冲，跟随一条小幅度的“尾巴”。电流脉冲的形状不受外部电路影响，完全受内部的几何尺寸和所加电压的控制。3.1。2在大多数卤素猝灭计数管中，电子雷崩能够在较低的电场强度下出现，而阳极通带有较大的直径。因此，产生更多的空间扩散电荷使计数管有辉光放电器件的某些特性，不同于有机蒸气猝灭计数管，每个计数事件所产生的总电荷可能受外部电路很大影响，而且在脉冲的长“尾巴”中所包含的电荷百分数可能高到80%。卤素辩灭计数的放电受到管子的阻抗（电阻和电容）强烈地影响，此外，被记录的计数数目也受到测试设备（输入灵敏度、输入阻抗、时间常数）强烈地影响。5
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3，2基本测试电路参数的选择
对于任何类型的计数管，基本测试电路可以用图4来表示。为了规定一个对管子性能影响较小的合格负载，卤素猝灭计数管要求有C，和R，元件。但是，有机蒸气猝灭计数管并不需要。所示的电容可能为杂散电容（它应该保持最小）或为实际的元件，而电阻为任意数值。耦合电容器CcO的数值要多大按照需要决定，因此，当讨论等效电路时可以忽略不计。于是图4可以重画为图5。
（本身和杂散电容）
盖馨计数管的基本测试电路
图5等效的测试电路
到计数电路
Ci.（包括电缆电容C
到计数电路
C，=Cin（包电缆电容C）
RL+Rin
C，的数值应该小，足以使（C，+Cs）对管子成为一个可忽略的负载，但是Cs比较又应该足够大以便电荷良好地转移到计数电路。Cs可以为1到2PF或者较大（在某些情况下，高至5到10.P，这决定于计数管的结构）。C，应在1到10PF范围以内，而它的最佳值可以由制造厂推荐。+6
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到示波器
到高阻抗伏特表
到放大器和
示波器
注1—R，C，的乘积与电流脉冲的上升时间比较可以忽略不计。注2—一对于其它的准荐值，见图了和图8。观察点，A。对于电流脉冲，死时间。B。对于每个计数事件的平均电荷。C。对于电压脉冲。
图6检测每个计数事件的电荷和电流脉冲的电路R，的数值通常是2.7到10MQ的范围内，它应出制造厂规定。C值应比C，值大以便使电缆长度变化而造成的C，和C，串联的有效分路电容变化减至最小，并建议C，的值为100PF。如果输人时间常数C，R，长到足以聚集初始电流“波”所包括的大部分电荷，则将输人时间带数变小是合宜的，推荐一个数值为3S秒，令R，在88K左右，当RL>10×Ri时，Rin能与R有相同的数量级。取有机蒸气猝灭和卤素灭计数管的每个脉冲的平均电荷在它们推荐的工作电压下的典型值（大部分类型的计数管）分别为4×10-1\C和8×10-\C，而每个脉冲（输入时间常数为8μS）的有效电荷的典型值在它们的起动电压下分别为～~2×10-11C和～5×10-11C，推荐的计数器电路输灵敏度在C2=100PF时，对于有机蒸气猝灭计数管为0.2V，而对于卤素猝灭计数管为0.5V.
4测试方法
4、1避试电路
选择测试电路输入参数的有关因数在8。2条中给出，而每种计数管的推荐电路在图7和图8中示出。这些电路中所给出的元件数值应该适用于大多数一股应用*7
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的计数管，但是，如果个别计数管的特性与假定的相差很大，可能需要选择另外的数值。如果选择其它的数值，就应考虑3，1和3，2条中所述的情况。注意计数电路本身以不须产生能加到盖缪计数管上的任何波形，或者其分蜂时间大于被测计数管的死时间，这些都是竭要的问题。4。2环境条件
除非另有规定，测试是在15℃-—35℃温度范围内进行。除非另有规定，计数管暴露到这样一个辐射极，即当管子在它的推荐工作电压下工作时，计数率约为每秒100次计数。辐射场应是均匀的。注一一当诞试死时间大于500μS（在推荐的工作电压下估计的）的计数管时，辐射场应该减小，使得计数接近为：
死时间（8）
4。3统计的变化
计数/秒
本推荐文件中所述的某些测试要受到统计的变化。当引用测试结果时，应附随一个估计的标准偏差的说明或与这些结果有关的可靠程度的说明。4。4起始电压
计数管在合适的测试电路（见图7和图8）中工作，有4。2条所述的辐射场。这个电路的输出端接到一个放大器和一个示波器或脉冲计数器调节它来记录计数管两端给定的最小幅值的脉冲（除非另有规定，对于有机蒸气猝灭计数管建议为0.2V，对于卤素熄灭计数管建议为0。5V），电源电压从一个较低的数值缓慢地增加直到起始电压，计数率达到约每秒一次。通带在最靠近5：0伏时测出起始电压并对20℃校准。
注一—测试的数值可能决定于测试电路灵敏度的临界值。+HT
(4.7MQ)RL
Cre(0.0luF)
到计数电路
（33K）
Cin（100PF）
注——计数电路的输人电阻和输人电容与电缆的分路电容—起合并成Rin和Cin。图7有机蒸气辩灭计数管的推荐测试电路#8#
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（见注1）
（见注1）
≥1MQ)RL
Cee(0.01uF)
（33KQ）
到计数电路
C（100PF）
注1应将C，和R，靠近计数管阳极连接器安装，R，的值应由制造厂规定（通带在2.7到10MQ范图内）。C,的值应在1到10PF范围内。注2——计数电路的输人电阻和输入电容与电缆的分路电容—起合并成Rin和Cin图8卤素猝灭计数管的推荐测试电路4.5坪通电压
计数管在合适的测试电路（见图7和图8）中工作（如4：4条），有4，2条所述的辐射场，而电源电压从相当于起始电压的值分步增加到坪（即计数率基本上不变）为止。在一段足够长的时间内（例如1miH），记录每个电压间隔（例如，每次10）下计数的数目，使杂乱的变化减小到个合适的量级。将结果用图示法划成曲线并记录与坪阅值对应的电压。另外，坪阈电压可以由制造厂规定为，坪谢电压=起动电压+XV
对每种计数管要给出X值（见图1）。4.6坪长和坪斜
计数管在合适的测试电路（见图7和图8）中工作，并有4：2条所述的辐射场。在足够长的一段时间中（例如1min）记录计数的数目，使坪的每一端（V，和V，）杂散的变化减小到合适的水平。通常最小的坪长将由制造厂规定，如图1中V，和V，限定的范围。在最小坪长上计算评斜，如果在V，和V，下记录计数的数目（于相同的时间）分别为N，和N，测得到坪斜为：
1/2(N.+N.)
百分数/V
4。7推荐的工作电压
制造厂应该推荐-个工作电压。如果不引用这个值，工作电压应取最小坪的*9
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Vi+Vh)。
中点（即一
么。8屏蔽的本底计数率
计数管在含适的测试电路中（见图7和图8）并在推荐的工作电压下工作，除去辐射源并将管子用至少85（1.4英寸）的铅来屏蔽，并具有8，2酬（0。125英寸）铝的内衬垫。
对于作特殊应用的管子，可以采用其它形式的屏蔽并应加以规定。在足够长的一段时间内确定计数率使杂乱变化减小到一个合适的量级。4..9每个计数事件的平均电荷
计数管在合适的测试电路中（见图6）加上推荐的工作电压下工作。并爆露在4。2条所述的辐射源。
计数管取得的平均电流与计数率同时来测出。于是得到每个计数事的平均电荷为
每个计数事件的平均电荷=
式中，计数率以每秒钟的计数来表示。4。10脉冲高度
平均电流
计数率
计数管在合适的测试电路中（见图7和图8）加上推荐的工作电压下工作，并爆露到4，2条所述的放射源。将一个示波器或其它合适的脉冲高度测试装置按照3。1和4。1条中建议接到输出端。脉冲高度表示为在规定的输人电容和电阻两端峰值电压变化。
4。11死时间和恢复对前
（a）方法A
计数管在合适的测试电路中（见图6）以其推荐的工作电压工作，并将这个电路的输出端（A点）接到示波器Y偏转板的输人端。将示波器的时基调到只对按证全幅值的脉冲融发，并使×轴的扫描时间恰好大于计数管的恢复时闻。计数管在一个高计数率下（例如，每秒500个脉冲）工作，使得死时闻和恢复时间都能从示波器的显示中估计出来。典型的例子表示在图9和图10中。￥10*
死时间
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脉冲对的包迹
恢复时间
表示有机蒸气猝灭计数管死时简和恢复时问的典型示波图脉冲对的心
死时间
恢复时间
（5）方法B
表示卤素猝灭计数管死时间和恢复时间的典型示史图测量死时间的另一种方法是使用双脉冲×射线设备，在那里面，两个X射浅脉冲之闻相对的时闻延迟能够调整。盖缪计数管在合适的测试电路中（见图6）以其推荐的工作电压工作，并将这个电路的输出端接到示波器Y偏转板的输人端。示波器的时基在计数管第一个脉冲触发。将两个射线脉冲之间的时间延迟减小到最小值，在这个数算下，计数管仍然对第二个×射线脉冲起反应。死时间就是两个脉冲之间时间延迟的最小值，并能从示波器上读出。
4。12辐射灵敏度（射线和×射线）将计数管放置在使其从周围的物体接收最小的杂散和散射辐射，并在合适的电*
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路中加上推荐的工作电压工作。将个合适的Y射线或X射线源（见注1）放置在离管子的一边或一端（见图2）有一定的距离，使管子有合适的均匀辐射场。如果计数管壁的厚度小于在所用的特定的辐射能下电子（带电质点）平衡所要求的厚度，则应将一个紧配合的塑料合成帽配合在计数管上，以便得到合适的壁，总享度（见注3）。
辐射源的强度和距离必须选择使管子的计数率足够高，以便能适当快地测试而有足够的统计精确度，但还不致高到引起显著的死时间损失。在足够长的一段时间中记录计数的数目使杂乱变化减小到一个可以接受的量级来确定管子计数率。管子的纯计数率由测得的管子计数率减去本底计数率来得到。被照射的计数管达到的照射率用一个合适的照射率仪表代替管子来确定，或者（在放射性源的情况下）从知道辐射源强度和距离来确定（见注4）。因此，灵敏度就是管子纯计数率和照射率之商，并用（计数／秒）／（伦／小时）来表示。应该注意，灵敏度可能随辐射能变化。因此当未给出能量响应曲！时，就应规定辐射能源。建议应对钻60给出灵敏度（见注1）。注一一辐射源应该滤除β射线和不需要的软射线成分，无论何时丫射线照射率由于滤除板而显著地变化，滤除板的性质和厚度应加以规定。对于钴60，最薄的滤除板应为0，3的铝。除非另有规定，就假定放射性物质是与它们的裂变产物（如果有的话）乎衡。X射线管的辑射也应滤押，被滤的放射束的滤除情况或半直厚度（H、V、T）应该加以现定。应该采取措施来避免计数管辐射源几何形状而引起的康普顿效应，注2对于射线灵嫩度谢试通常要使用侧面位置。关于响应的定向关系（如果有的话）说明是有价值的。对于烫试端菌管对软射线的灵练度应采用常头位。
注3—为了得到钻60射线的电子平衡，计数暂最小壁厚应大约为400mg/ar，如果雙的巧度小于400m3/m，则应配合一个塑料合成帽使有效壁厚达400mg/cm。注4一由射线一个点源得到的照射率为，照射率（毫伦／小时）：×放射率（砭居里）d2
对于所用放射性物性，「是一个带数，这已为际审查机构所接受。d是距离，单位为m。
（对于钴60：T=18.2×10
4.13起始电压和坪电压的温度系数如果在所要求的工作范围内的关系是非线性的，就可能需要在下同的温度范围内规定不同的系数，而起始电压应在工作温度范围内于合适的温度间隔下测试。其结果用图解法划成曲线，在给定温度范围内温度系数的变化能够根据这个曲线图计算出来。
如果在工作温度范围内温度系数是线性的，起始电压就靠迈工作温度范围末端*12*
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