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具有导电性的光学界面的辐射检测器装置.pdf

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  • 文档编号:4568093
  • 上传时间:2018-10-20
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  • 页数:21
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN200980114824.9

    申请日:

    2009.05.06

    公开号:

    CN102016638A

    公开日:

    2011.04.13

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01T 1/202申请日:20090506|||公开

    IPC分类号:

    G01T1/202; G01T1/20

    主分类号:

    G01T1/202

    申请人:

    圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司

    发明人:

    J·M·弗兰克; P·R·蒙格; R·加斯帕

    地址:

    美国马塞诸塞州

    优先权:

    2008.05.06 US 12/115970

    专利代理机构:

    上海专利商标事务所有限公司 31100

    代理人:

    郭辉

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    内容摘要

    在此披露了一种辐射检测器装置并且它包括具有一个闪烁体晶体的一个闪烁装置。该辐射检测器装置还包括一个光传感器。此外,该辐射检测器装置包括在该闪烁装置与该光传感器之间连接的一个光学界面。这个光学界面是导电性的。

    权利要求书

    1: 一种辐射检测器装置,包括 : 一个闪烁装置,该闪烁装置包括一个闪烁体晶体 ; 一个光传感器 ;以及 一个光学界面,该光学界面连接在该闪烁装置与该光传感器之间,其中该光学界面 是电导性的。
    2: 一种辐射检测器装置,包括 : 一个闪烁装置,该闪烁装置包括一个闪烁体晶体以及至少一个稳定机构,其中该至 少一个稳定机构被适配为将小于约 100psi 的一个总的稳定化的压力施加在该闪烁体晶体 上; 一个光传感器 ;以及 一个光子计数器装置,该光子计数器装置被适配为基于从该光传感器接收的电脉冲 对由该闪烁体晶体发射的光子进行计数,这些电脉冲由该光传感器基于在该光传感器处 接收的来自该闪烁装置的光子而输出 ; 其中,当对于在小于或等于约 30G 的一个载荷下的辐射检测器装置施加从约 50Hz 至 约 1450Hz 的振动频率时,由该光子计数器记录的每秒钟计数是平均小于或等于一个平均 背景值的 116%。
    3: 如权利要求 2 所述的辐射检测器装置,进一步包括一个光学界面,该光学界面被连 接在该闪烁装置与该光传感器之间。
    4: 如权利要求 1 或权利要求 3 所述的辐射检测器装置,其中该光学界面特征在于小于 约 1015ohm-cm 的表面电阻率。
    5: 如权利要求 5 所述的辐射检测器装置,其中,该光学界面特征在于小于或等于约 9 10 ohm-cm 的表面电阻率。
    6: 如权利要求 5 所述的辐射检测器装置,其中,该光学界面特征在于小于或等于约 3 10 ohm-cm 的表面电阻率。
    7: 如权利要求 1、权利要求 3 中的任一项所述的辐射检测器装置,其中该光学界面是 电学接地的。
    8: 如权利要求 1 或权利要求 3 所述的辐射检测器装置,其中该光学界面包括一种聚合 物以及一种导体。
    9: 如权利要求 8 所述的辐射检测器装置,其中,该导体包括一个导电性的涂层或一个 导电性的连接的特征中的至少一个。
    10: 如权利要求 9 所述的辐射检测器装置,其中,该光学界面包括一个透明的或半透 明的基底并且其中该基底的至少一个表面是至少部分地涂覆有该导电性的涂层的,该导 电性的涂层特征在于小于约 1015ohm-cm 的表面电阻率。
    11: 如权利要求 10 所述的辐射检测器装置,其中,该导电性的涂层包括一种聚合物。
    12: 如权利要求 11 所述的辐射检测器装置,其中,该导电性的涂层包括聚 (3,4- 乙 烯二氧噻吩 )。
    13: 如权利要求 10 所述的辐射检测器装置,其中,在该基底的各个表面上的导电性的 涂层特征在于从约 0.5μm 至约 4μm 的平均厚度。
    14: 如权利要求 10 所述的辐射检测器装置,其中,在该基底的各个表面上的导电性的 2 涂层特征在于该基底的厚度的从约 0.03%至约 0.25%的平均厚度。
    15: 如权利要求 9 所述的辐射检测器装置,其中,该导电性的连接的特征包括一种金 属材料。
    16: 如权利要求 15 所述的辐射检测器装置,其中,该金属材料包括与该光学界面整合 的一种接线物品。
    17: 如权利要求 16 所述的辐射检测器装置,其中该接线物品包括一种接线网。
    18: 如权利要求 17 所述的辐射检测器装置,其中该光学界面的一个表面至少部分地接 触该闪烁装置。
    19: 如权利要求 17 所述的辐射检测器装置,其中该接线网特征在于从约 10μm 至约 50μm 的平均丝直径。
    20: 如权利要求 17 所述的辐射检测器装置,其中,该接线网包括多个缝隙并且其中每 个缝隙特征在于从约 250μm 至约 750μm 的平均尺寸。
    21: 如权利要求 1 或权利要求 3 所述的辐射检测器装置,其中,该光学界面包括一种 导电性的有机硅材料,该材料特征在于小于 1015ohm-cm 的表面电阻率。
    22: 如权利要求 1 或权利要求 3 所述的辐射检测器装置,其中,该光学界面包括一种 导电性的环氧树脂材料,该材料特征在于小于约 1015ohm-cm 的表面电阻率。
    23: 如权利要求 1 或权利要求 3 所述的辐射检测器装置,其中该光学界面被适配为 减少从该光学界面相对于该辐射检测器装置的至少一个其他的元件的运动产生的静电放 电。
    24: 如权利要求 23 所述的辐射检测器装置,其中该辐射检测器装置的至少一个其他的 元件包括该光传感器的一个外壳、该光传感器的一个输入窗口、该闪烁装置、该闪烁装 置的一个外壳、该闪烁装置的一个输出窗口、或它们的任一组合。
    25: 如权利要求 2 所述的辐射检测器装置,其中当从约 50Hz 至约 1450Hz 的振动频率 施加在该辐射检测器装置上时,由该光子计数器记录的一个每秒钟峰计数值是小于该平 均背景值的 200%。
    26: 如权利要求 25 所述的辐射检测器装置,其中当从约 50Hz 至约 1450Hz 的振动频 率施加在该辐射检测器装置上时,由该光子计数器记录的一个每秒钟峰计数值是小于该 平均背景值的 150%。
    27: 如权利要求 26 所述的辐射检测器装置,其中当从约 50Hz 至约 1450Hz 的振动频 率施加在该辐射检测器装置上时,由该光子计数器记录的一个每秒钟峰计数值是小于该 平均背景值的 125%。
    28: 如权利要求 2 所述的辐射检测器装置,其中当大于 780Hz 的振动频率施加在该辐 射检测器装置上时,由该光子计数器记录的每秒钟计数包括至少一个小于或等于该平均 背景值的约 116.0%的每秒钟计数值。
    29: 如权利要求 2 所述的辐射检测器装置,其中当施加在该辐射检测器装置上的振动 频率是在该辐射检测器装置的共振频率范围之内时,由该光子计数器记录的每秒钟峰计 数值是小于或等于该平均背景值的 200%。
    30: 如权利要求 29 所述的辐射检测器装置,其中该范围是 100Hz。
    31: 如权利要求 29 所述的辐射检测器装置,其中该共振频率是约 975Hz。 3
    32: 如权利要求 31 所述的辐射检测器装置,其中该范围是从 900Hz 至 1000Hz。
    33: 如权利要求 2 所述的辐射检测器装置,其中当从约 50Hz 至约 1450Hz 的振动频率 施加在该辐射检测器装置上时,由该光子计数器记录的每秒钟计数当施加在该辐射检测 器装置上的振动频率是在该辐射检测器装置的共振频率范围之内时是小于由该光子计数 器记录的每秒钟计数的一个平均值的 150%。
    34: 如权利要求 2 所述的辐射检测器装置,其中当施加在该辐射检测器装置上的振动 频率是在该辐射检测器装置的共振频率的范围之内时,由该光子计数器记录的每秒钟计 数不会从该平均背景值上变化超过约 20.0%。
    35: 将一个导电性的涂层施加在硅橡胶上的一种方法,该方法包括 : 用一种导电性的聚合物至少部分地涂覆抛光的基底的一个表面 ; 将硅橡胶和固化剂的一种未固化的混合物施加在该至少部分涂覆的表面上 ; 固化该硅橡胶 ;并且 将该固化的硅橡胶从该基底上分离开,其中该导电性的聚合物是沉积在该分离的、 固化的硅橡胶的一个表面上的。
    36: 一种物品,包括固化的硅橡胶并且具有多个表面,其中一个导电性的聚合物至少 部分地涂覆该多个表面中的至少一个并且其中该物品特征在于小于 1015ohm-cm 的表面电 阻率。
    37: 如权利要求 35 所述的方法或如权利要求 36 所述的物品,其中该导电性的聚合物 是透明的或半透明的。
    38: 如权利要求 35 所述的方法或如权利要求 36 所述的物品,其中该导电性的聚合物 包括聚 (3,4- 乙烯二氧噻吩 )。
    39: 如权利要求 35-38 中的任一项所述的方法或物品,其中该固化的硅橡胶被适配为 将其用作一个辐射检测器装置中的一个光学界面。
    40: 如权利要求 39 所述的方法或物品,其中,该光学界面特征在于小于或等于 9 10 ohm-cm 的表面电阻率。
    41: 如权利要求 40 所述的方法或物品,其中,该光学界面特征在于小于或等于 3 10 ohm-cm 的表面电阻率。
    42: 如权利要求 35 所述的方法或如权利要求 36 所述的物品,其中该固化的硅橡胶被 适配为用在至少一个有机电子装置中。
    43: 如权利要求 42 所述的方法或物品,其中该至少一个有机电子装置包括一种有机发 光二极管、一种有机视觉显示器或一种有机光电子装置。
    44: 如权利要求 43 所述的方法或物品,其中该有机光电子装置包括一种太阳能电池或 一种波克尔斯盒。
    45: 如权利要求 35 所述的方法,其中该基底包括玻璃。
    46: 如权利要求 35 所述的方法,其中该基底包括一种塑料材料。
    47: 如权利要求 35 所述的方法,其中将该表面通过以下方式用导电性的聚合物至少部 分地涂覆,这些方式包括喷涂、旋压、擦刷、浸渍、印刷、轧制、或它们的任一组合。
    48: 如权利要求 35 所述的方法,进一步包括通过一种物品将该未固化的混合物固定在 该表面上,该物品被适配为不粘附到该未固化的硅橡胶或该固化的硅橡胶上。 4
    49: 如权利要求 35 所述的方法,其中该基底表面特征在于小于约 2μm 的平均均方根 粗糙度。
    50: 如权利要求 49 所述的方法,其中该基底表面特征在于小于约 500nm 的平均均方 根粗糙度。
    51: 如权利要求 35 所述的方法,其中,将该导电性的聚合物以一种图案施加在该基底 上。
    52: 如权利要求 51 所述的方法,其中,该图案包括一个或多个点、一条或多条线、或 它们的一个组合。
    53: 如权利要求 51 所述的方法,其中,将该导电性的聚合物通过包括该图案的一个掩 膜施加在该基底上。
    54: 如权利要求 35 所述的方法,其中将该导电性的聚合物以从约 0.5μm 至约 4μm 的 厚度施加在该基底上。
    55: 如权利要求 35 所述的方法,进一步包括,在用该导电性的聚合物至少部分地涂覆 该基底的表面之后,将该导电性的聚合物和该基底加热以去除一种溶剂。
    56: 如权利要求 55 所述的方法,其中该溶剂包括一种有机溶剂、一种无机溶剂、或它 们的一个组合。
    57: 如权利要求 56 所述的方法,其中,该溶剂包括水、至少一种醇、或它们的一个组 合。
    58: 如权利要求 57 所述的方法,其中,该溶剂包括异丙醇、聚乙烯醇、或它们的一个 组合。
    59: 如权利要求 35 所述的方法,进一步包括在将该固化的硅橡胶从该基底上分离开之 前,冷却该固化的硅橡胶。

    说明书


    具有导电性的光学界面的辐射检测器装置

        【技术领域】
         本披露是针对辐射检测器装置,具体是用于工业应用的闪烁装置。背景技术 辐射检测器装置被用于各种工业应用中。 例如,闪烁检测器被用于石油和天然 气工业的测井。 典型地,闪烁检测器具有闪烁体晶体,这些闪烁体晶体由对检测 γ 射线 有效的一种活化了的碘化钠或其他材料制成。 总体上,这些闪烁体晶体是被封闭在壳体 或套管中的,这些壳体或套管包括允许辐射诱导的闪烁光从该晶体包装件中穿过的一个 窗口。 光穿过一个光敏装置如一个光电倍增管,并且该光电倍增管将从该晶体发射的光 子转换为电脉冲。 这些电脉冲被所连接的电子装置整形并且将其数字化,并且可以作为 传输至分析设备上的计数进行记录。
         闪烁检测器对于测井是有用的,因为辐射 ( 如 γ 射线和中子 ) 的测量允许用户 分析围绕一个钻孔的岩层。 闪烁检测器可以用在钻探装置本身中,从而引起了随钻探的
         测量 (MWD)( 或随钻探测井 ) 的通常做法。 尽管如此, MWD 应用经常发生在以大量 的热、振动、以及冲击为特征的恶劣环境中。 振动和冲击可以引起闪烁体晶体、壳体材 料、窗口、该闪烁装置的其他多个元件、或它们的任一组合失效或者其他方式的故障。
         因此,工业界继续需要对闪烁装置,具体地是耐用的、强固化的闪烁装置的改 进,这些闪烁装置可以经受工业应用的严酷环境。 发明内容
         在一个具体实施方案中,披露了一种辐射检测器装置并且它包括具有一个闪烁 体晶体的一个闪烁装置。 该辐射检测器装置还包括一个光传感器。 此外,该辐射检测 器装置包括在该闪烁装置与该光传感器之间连接的一个光学界面。 该光学界面是导电性 的。
         在另一个实施方案中,披露了一种辐射检测器装置并且它包括一个闪烁装置, 该闪烁装置包括一个闪烁体晶体以及至少一个稳定机构,该稳定机构被适配为将小于约 100psi 的一个总的稳定化的压力施加在该闪烁体晶体上。 该辐射检测器装置还包括一个 光传感器。 此外,该辐射检测器装置包括在该闪烁装置与该光传感器之间连接的一个光 学界面。 该辐射检测器装置还包括一个光子计数器装置,该光子计数器装置被适配为基 于从该光传感器接收的电脉冲对由该闪烁体晶体发射的光子进行计数,其中这些电脉冲 由该光传感器基于在该光传感器处接收的来自该闪烁装置的光子而输出。 当从约 50Hz 至 约 1450Hz 的振动频率施加在该辐射检测器装置上时,由该光子计数器记录的每秒钟计数 是平均小于或等于一个平均背景值的 116%。
         在一个另外的实施方案中,披露了将一个导电性的涂层施加在硅橡胶上的一种 方法。 该方法包括用一种导电性的聚合物至少部分地涂覆一个抛光的基底的一个表面。 该方法还包括将硅橡胶和固化剂的一种未固化的混合物施加在该至少部分涂覆的表面。此外,该方法包括固化该硅橡胶。 该方法还包括将该固化的硅橡胶从该基底上分离开, 其中该导电性的聚合物是沉积在该分离的、固化的硅橡胶的一个表面上的。
         在一个另外的实施方案中,披露了包括固化的硅橡胶的一种物品并且它具有多 个表面。 一种导电性的聚合物材料至少部分地涂覆该多个表面中的至少一个,并且该物 品特征在于小于 1015ohm-cm 的表面电阻率。
         在另一个实施方案中,披露了适配为用在一个辐射检测器装置中的一个光学界 面并且它包括多个表面。 将一个导电性的涂层沉积在该多个表面中的至少一个上。 该光 学界面特征在于小于 1015ohm-cm 的表面电阻率。 附图说明 通过参见附图可以更好地理解本披露,并且使其许多特征和优点对于本领域技 术人员变得清楚。
         图 1 是一个辐射检测器装置的一个具体的实施方案的图 ;
         图 2A-2C 是多个辐射检测器装置的多个方面的不同实施方案的图 ;
         图 3 是一个辐射检测器装置的一个第二具体的实施方案的图 ;
         图 4A-4D 是一个辐射检测器装置的一个第三具体的实施方案的图 ;
         图 5 是一个流程图,它展示了将一个导电性的涂层施加在硅橡胶上的一种方法 的一个具体实施方案 ;
         图 6 是展示了随振动增加由一个辐射检测器装置所记录的计数数目的曲线图 ; 并且
         图 7 是展示了随振动增加由一个辐射检测器装置所记录的计数数目的第二曲线 图。
         在不同的图中使用相同的参考符号表示相似的或相同的事项。
         具体实施方式
         本披露的众多革新的传授内容将具体参照多个示例性实施方案进行说明。 然 而,应该理解的是这类的实施方案在此仅提供了这些革新的传授内容的许多有利的使用 的少数几个实例。 总体上,在本披露中做的陈述不对任何这些不同的权利要求的物品、 系统或方法进行必要地限制。 此外,某些陈述可能适用于某些本发明的特征但不适用于 其他的特征。
         图 1 示出了辐射检测器装置 100 的一个具体的实施方案。 该辐射检测器装置 100 包括一个光传感器 101、一个光学界面 103、以及一个闪烁装置 105。 尽管光传感器 101、 光学界面 103、以及闪烁装置 105 彼此分开地示出,但是应理解的是光传感器 101 和闪烁 装置 105 适配为将其各自连接至光学界面 103 上,其中该光学界面 103 被布置在光传感器 101 与闪烁装置 105 之间。 在一个实施方案中,闪烁装置 105 和光传感器 101 可以使用偏 置构件 117 连接至光学界面 103 上,该偏置构件提供了有助于吸收对检测器 100 的冲击的 弹性。 这些偏置构件 117 可以与其他已知的连接方法结合使用,如使用光学凝胶或粘合 剂。
         在一个实施方案中,光传感器 101 包括一个能够进行光谱检测和分辨的装置。例如,光传感器 101 可以包括一个常规的光电倍增管 (PMT) 或一个混合的光传感器。 光 传感器 101 被适配为通过一个输入窗口 116 接收由闪烁装置 105、其他的多个源、或它 们的一个组合发射的光子,并且光传感器 101 被适配为基于它接收的光子的数目产生电 脉冲。 这些电脉冲可以被所连接的电子装置 130 整形并且将其数字化以提供在光传感器 101 处接收的光子的计数。 电子装置 130 可以包括一个或多个电子装置,如一个放大器、 一个前置放大器、一个鉴别器、一个模数信号转换器、一个光子计数器、另一个电子装 置、或它们的任一组合。 光传感器 101 可以被收容在由一种材料制成的一个管或一个外 壳之内,该外壳由能够保护光传感器 101、电子装置 130、或它们的一个组合,如一种金 属、金属合金、其他材料、或它们的任一组合所制成。
         闪烁装置 105 包括一个闪烁体晶体 107。 该闪烁体晶体 107 基本上是被一个反射 体 109 包围的。 在一个实施方案中,反射体 109 可以包括适合于反射由闪烁体晶体 107 发射的光的聚四氟乙烯 (PTFE)、另一种材料、或它们的一个组合。 在一个说明性实施方 案中,反射体 109 可以是基本上被减震构件 111 包围的。 闪烁体晶体 107、反射体 109、 以及减震构件 111 可以被收容在一个壳体 113 之内。
         闪烁装置 105 包括至少一个稳定化的机构,该稳定化的机构被适配为减少在闪 烁体晶体 107 与该辐射检测器装置 100 的其他的多个元件 ( 如光学界面 103、壳体 113、 减震器 111、反射体 109、或它们的任一组合 ) 之间的相对运动。 该一个或多个稳定化的 机构可以包括一个弹簧 119、其他的一个或多个稳定机构、或它们的一个组合。 该一个 或多个稳定化的机构可以被适配为将多个横向力、多个水平力、或它们的一个组合施加 在闪烁体晶体 107 上以稳定其相对于辐射检测器装置 100 的一个或多个其他元件的位置。 优选地,施加在的闪烁体晶体 107 上的总压是小于约 100psi,如从约 20psi 至约 60psi 的一 个压力。
         如展示的,光学界面 103 适配为将其连接在光传感器 101 与闪烁装置 105 之间。 光学界面 103 还被适配为协助在光传感器 101 与闪烁装置 105 之间的光学连接。 光学界 面 103 可以包括一种聚合物,如一种硅橡胶,该聚合物是被极化的以调准闪烁体晶体 107 和输入窗口 116 的反射指数。 在其他的多个实施方案中,光学界面 103 可以包括多种凝 胶或多种胶体,它们包括聚合物类以及多种附加的元素。
         当在光学界面 103 中包含硅橡胶时,该硅橡胶典型地包括长交联的分子,这些 分子可以是极化的以将闪烁体晶体 107 与输入窗口 116 光学地连接。 例如,光学界面 116 可以包括聚合的硅橡胶,该聚合的硅橡胶根据 ASTM 测试方法 E595 在真空焙烘下具有小 于或等于 1.0%的质量损失。 更优选地,光学界面 116 可以包括聚合的硅橡胶,该聚合的 硅橡胶根据 ASTM 测试方法 E595 在真空焙烘下具有小于或等于 0.5%的质量损失。 表征 该硅橡胶的分子特征和对极化的敏感性还可以使该硅橡胶倾向于静电积聚,该静电积聚 由光学界面 103 和闪烁装置 105、光传感器 101、或它们的一个组合的相对运动产生。
         光学界面 103 被适配为通过导电性减少静电放电。 例如,光学界面 103 可以特 征在于小于约 1015ohm-cm 的表面电阻率,如小于或等于约 109ohm-cm 或小于或等于约 103ohm-cm。 光学界面 103 包括一种聚合物以及一种导体。 该导体可以是一个导电性的 涂层,一个导电性的连接的特征、或它们的一个组合。 在一个实施方案中,该光学界面 包括至少部分涂覆有一个导电性的涂层的硅橡胶,该涂层是透明的或半透明的。 图 3 中展示了至少部分涂覆有一个导电性的涂层的光学界面的一个实例。 该导电性的涂层可以 包括一种聚合物。 例如,该导电性的涂层可以包括聚 (3,4- 乙烯二氧噻吩 )(PEDOT)。 该导电性的涂层可以被施加在如参照附图 5 描述的硅橡胶上。
         在另一个实施方案中,一个导电性的连接的特征可以包括一种导体,该导体包 括一种金属材料,如一种接线物品,该导体接触或与光学界面 103 整合在一起。 例如, 一种接线网可以接触或与光学界面 103 整合在一起。 图 4B-4D 中展示了结合了一个接线 网的光学界面的一个实例性实施方案。 在一个实施方案中,该光学界面的一个表面至少 部分地接触闪烁装置 105。 例如,光学界面 103 可以包括硅橡胶,该硅橡胶延伸通过该接 线网中的缝隙以接触闪烁体晶体 107 或该闪烁装置 105 的一个输出窗口,该输出窗口被布 置在闪烁体晶体 107 与光学界面 103 之间。 在一个实施方案中,该接线网可以接触闪烁 体晶体 107,并且弹簧 119 的力可以促使闪烁体晶体 107 以将该接线网推进光学界面 103 中的一个足够的距离以在闪烁体晶体 107 与光学界面 103 之间产生一个光学连接。
         在其他的多个实施方案中,光学界面 103 可以是由导电性的材料形成的,如特 征为表面电阻率为小于约 1015ohm-cm 的一种导电性有机硅材料,或特征为表面电阻率为 小于约 1015ohm-cm 的导电性环氧树脂材料。
         在一个实施方案中,光学界面 103 被适配为将其保持在接地电位。 例如,光学 界面 103 可以被连接至壳体 113 上或是至壳体 113 的一条通路上。 在另一个实施方案中, 光学界面 103 可以是未接地的,这样导体通过降低电荷密度减少或防止了静电放电。
         图 2A-2C 示出了一个辐射检测器装置的多个方面的不同的实施方案。 图 2A 示 出了通过一个光学界面 203 被界面连接至一个光传感器 201 上的一个闪烁装置 205。 在一 个实例中,一个闪烁体晶体可以被界面连接至光传感器 201 的一个输入窗口上。 在另一 个实例中,闪烁装置 205 的一个输出窗口可以被界面连接至光传感器 201 的一个输入窗口 上。 闪烁装置 205 和光学界面 203 由于振动或冲击可以分离短的时间段,从而引起了一 个临时缝隙 220。 如在图 2B 中示出的,光传感器 201 和光学界面 203 由于这种振动或冲 击可以被暂时分离,从而引起了另一个缝隙 222。
         如在图 2C 中示出的,光学界面 203 与闪烁装置 205 之间 ( 或在光学界面 203 与 一个光传感器之间 ) 的相对运动可以使一种材料从另一种材料中移开电荷。 产生的电荷 223 和 224 的这些区域产生了一个电位。 如果相对运动继续,则该电位可以变得足够大以 产生一种静电放电。 该静电放电可以产生由一个光传感器 ( 如在图 1 中所示的光传感器 101) 检测到的光 225,如可见光或紫外光。 此外,紫外光可以刺激在该闪烁体中的不希 望的闪烁光的产生。 光 225 的检测导致了多个假的光子计数,这些假的光子计数难以从 由闪烁装置 205 响应于 γ 射线或其他辐射而产生的闪烁光中辨别。
         图 3 是一个辐射检测器装置 300 的一个第二具体的实施方案的图。 该辐射检测 器装置 300 包括一个光传感器 301、一个光学界面 303、以及一个闪烁体装置 305。 光学 界面 303 被适配为将其连接在光传感器 301 与闪烁装置 305 之间。 此外,光学界面 303 是导电性的。 例如,光学界面 303 可以特征在于小于约 1015ohm-cm 的表面电阻率,如小 于或等于约 109ohm-cm 或小于或等于约 103ohm-cm。 在图 3 展示的实施方案中,光学界 面 303 包括一个透明的或半透明的基底 315,如硅橡胶,将它适配为极化的以将 ( 例如 ) 闪烁装置 305 的一个闪烁体晶体与光传感器 301 的一个输入窗口光学连接。 此外,光学界面 303 包括一个导电性的涂层 316,该涂层至少部分地涂覆了基底 315 的一个或多个表 面。 导电性的涂层 316 是透明的或半透明的并且可以或可以不保持在接地电位。
         在一个实施方案中,导电性的涂层 316 包括一种有机材料,如聚合物。 例如, 该导电性的涂层 316 可以包括聚 (3,4- 乙烯二氧噻吩 )(PEDOT)。 在一个实施方案中, 导电性的涂层 316 可以特征在于在基底 315 的各个表面上从约 0.5μm 至约 4μm 的平均 厚度。 在另一个实施方案中,导电性的涂层 316 可以特征在于在该基底的各个表面上基 底的厚度的从约 0.03%至约 0.25%的平均厚度。
         图 4A-4D 是一个辐射检测器装置 400 的一个第三具体的实施方案的图。 参见图 4A,辐射检测器装置 400 包括一个光传感器 401、一个光学界面 403、以及一个闪烁体装 置 405。 光学界面 403 被适配为将其连接在光传感器 401 与闪烁装置 405 之间。 此外, 该光学界面 403 是导电性的。 例如,光学界面 303 可以特征在于小于约 1015ohm-cm 的表 面电阻率,如小于或等于约 109ohm-cm 或小于或等于约 103ohm-cm。 在图 4A-4D 中展示 的这些实施方案中,光学界面 403 包括一种透明的或半透明的材料 415,该材料被适配为 将光传感器 401 与闪烁体装置 405 进行光学连接。 此外,光学界面 403 包括一种金属材 料 418,该材料可以或可以不适配为将其保持在接地电势。 例如,光学界面 403 可以包括一种接线物品,如在图 4B 中示出的接线网。 在一 个实施方案中,透明的或半透明的材料 415 的一个表面至少部分地接触闪烁装置 405,并 且该接线网不接触闪烁装置 405。 例如,如在图 4C-4D 中示出的,透明的或半透明的材 料 415 可以包括硅橡胶,该硅橡胶延伸穿过该接线网中的缝隙以接触闪烁装置 405。 优 选地,该接线网是足够细的以允许光穿过光学界面 403。 例如,该接线网可以特征在于 10μm-50μm 的平均金属丝直径,如 20μm-30μm。 此外,在接线网中的每个缝隙可以 特征在于从约 250μm 至约 750μm 的平均尺寸,如从约 450μm 至约 550μm。 在一个 具体实施方案中,该接线网可以特征在于约 25μm 的平均金属丝直径,并且在该接线网 中的每个缝隙可以特征在于约 480μm 的平均尺寸。
         图 5 是一个流程图,它展示了将一个导电性涂层施加在硅橡胶上的一种方法的 一个具体实施方案。 该方法可以用于将一个导电性的涂层 ( 如一个透明的或半透明的 导电性的聚合物 ) 施加在用在以下项中的硅橡胶上 :辐射检测装置、有机发光二极管 (LED)、有机视觉显示器、有机光电子装置 ( 例如,一个或多个太阳电池或一个或多个波 克尔斯盒 )、其他有机装置、其他无机装置,或它们的任一组合。尽管该方法是参照至少 部分涂覆有聚 (3,4- 乙烯二氧噻吩 )(PEDOT) 的硅橡胶的一个表面进行描述的,但是其 他的导电性的聚合物也是可以使用的。
         在方框 500 处,将一个 PEDOT 的涂层施加在一个透明的抛光的基底的表面。 例 如,该基底表面可以被抛光至平均均方根粗糙度为小于约 2μm rms。 在另一个实例中, 该基底表面可以被抛光至平均均方根粗糙度为小于约 500nm。 优选地,该基底包括玻 璃,尽管其他的基底可以被使用,如包括一种塑料材料并且是对光学抛光易感的基底。
         该 PEDOT 可以通过喷涂、旋压、擦刷、浸渍、印刷、轧制、另一种方法,或它 们的任一组合施加在该基底的表面上。 在一个实施方案中,将该涂层以涂覆硅橡胶的一 个表面所希望的一个平均厚度施加在该基底的表面上。 在另一个实施方案中,将该涂层 以大于所希望的涂覆该硅橡胶的一个表面是一个平均厚度施加在该基底的表面上。 在一
         个另外的实施方案中,将该导电性的聚合物以一种图案施加在该基底上,如一个或多个 点,一条或多条线,或它们的一个组合。 例如,可以将该聚合物通过一个图案的掩膜喷 涂在该基底上。
         移向方框 502,将该基底加热以去除与 PEDOT 相关联的载体溶剂。 该溶剂可以 是一种无机溶剂,如水 ;一种有机溶剂,如异丙醇、聚乙烯醇,另一种有机溶剂、或它 们的任一组合 ;或有机以及无机的溶剂的一个组合。 向方框 504 行进,制备未固化的硅 橡胶和固化剂 ( 例如,一种硬化剂或交联剂 ) 的一种混合物。 在其他的多个实施方案中, 可以制备使用湿度来固化的一种 RTV( 室温硬化 ) 硅橡胶。
         继续到方框 506,将该硅橡胶混合物在该硅橡胶被固化之前施加在该基底的涂覆 的表面上。 在一个实施方案中,适配为不粘附到该未固化的或固化的硅橡胶上的一个塑 料环或其他的物品可以用来将该混合物在该基底上保持在原位。
         前进至方框 508,当硅橡胶在基底上时将其固化。 在方框 510 处,将固化的硅橡 胶进行冷却并且从基底上分离开。 该固化的硅橡胶包括该 PEDOT 的一个层并且可以包括 初始施加到该基底上的 PEDOT 的全部或一个部分。在某些实施方案中,可以将该 PEDOT 的层抛光并且使其平滑至一个水平的表面。 在某些实施方案中,可以将 PEDOT 涂层施加在多个基底的多个表面上,并且可 以将该未固化的硅橡胶混合物布置在这些涂覆的基底之间,这样使得该固化的硅橡胶的 多个表面在从这些基底上分离开之后包括 PEDOT。
         实例
         在一个实例中,将 0.15mL 的 BaytronF CPP 105DM 涂抹在抛光的玻璃毛坯的一个表面上,同时在一个 lazy suzanne 转盘上纺织。 一经干燥,就将该涂覆的玻璃毛坯在 一个烘箱中在约 80℃下加热约 30 分钟。 然后将该基底从该烘箱中取出并且冷却。 将一 个透明的硅橡胶 (Wacker Elastosil RT601) 与固化剂以 10 ∶ 1 的比例相混合。 将该混 合物真空抽至 50mTorr 的一个压力并且在那个压力下保持 20 分钟以去除吸收的气体。 将 该混合物施加在该玻璃毛坯的涂覆的表面上至 1.5mm 的一个厚度并且将其使用一个塑料 环保持在原位。 将该硅橡胶通过在约 60℃下烘焙约 150 分钟来固化。 然后冷却该固化的 硅橡胶,并且将该光学界面从该玻璃毛坯中剥离。 Baytron F PVA 涂层剥去了该玻璃毛 坯并且被粘附至该固化的硅橡胶的一个表面上。
         图 6-7 示出了辐射检测器装置的振动测试的结果。 使用一个闪烁检测器进行测 试,该闪烁检测器具有直径为约 4.5cm 并且长度为约 10cm 的一个圆柱形的 NaI(Tl) 晶 体。 该晶体用一个 PTFE 反射体包裹并且将其插入一个带肋的硅橡胶套管中。 这个晶体 /PTFE/ 套管组件被插入一个铬镍铁合金外壳中,该外壳具有的内径为约 4.9cm 并且外径 为约 5cm。 用一个 0.2cm 厚的透明的硅橡胶垫使该晶体湿润 (wetted) 到具有约 0.3cm 厚 度的一个玻璃窗口上。 使用 2 个同心弹簧使该晶体保持抵靠在硅橡胶上。 此单元被抽至 50mTorr 的压力,并且然后用 1 个大气压的氩气进行填充。 一个不锈钢端盖在该氩气气氛 下被焊接上以使得该检测器密封。
         然后将该检测器经受一个振动测试以检测由在该硅橡胶垫与该晶体之间、或在 该硅橡胶垫与该窗口之间的静电放电造成的假的计数。 将该检测器固定在一个振动台 (Ling Dynamic Systems, model V810-240,由一个 LDS Dactron Control 控制 ) 上。 将一个光电倍增管 ( 在 1200V 下的 Hamamatsu R1288-32) 光学地连接至该检测器的玻璃窗口 上。 来自该光电倍增管的信号通过一个前置放大器 (Canberra model 2005) 运行并且然后 到达一个多通道的分析器 (Aptec modelS5008) 上,该分析器用于计算来自该闪烁体的大 于由 20keV 的 γ 射线产生的光的等效的任何光脉冲。 该振动台被程序设计为在 6.47Hz/ s 的速率下,其中峰值加速度为约 30g(905ft/s2) 下产生振动频率约 50 至约 1000Hz 一个扫 描。 该测试的结果在图 6 中示出。
         随后,将该端盖切掉,并且将该硅橡胶垫用一个导电的光学界面 ( 包括具有一 个 PEDOT 涂层的硅橡胶 ) 代替。 将该端盖焊接回在其上,并且除了将该振动台进行程序 设计以产生振动频率从约 50Hz 至约 1450Hz 的一个扫描之外,用如上述的基本上相同的 这些参数进行一个新的振动测试。 结果在图 7 中示出。
         图 6 是一条曲线图,展示了由与一个辐射检测器装置 ( 包括在 1atm 下的氩气 ) 中的光传感器连通的一个光子计数器随振动增加记录的光子计数。 该曲线图示出了与施 加在该辐射检测器装置上的振动频率相关的记录的光子每秒钟计数。 该曲线图示出了随 着振动频率的增加,特别是随着振动超过约 720Hz,由该光子计数器记录的所有的每秒 钟计数是大于该平均背景的。 因此,随着振动频率超过约 720Hz,可归因于该振动的多 个假的计数导致了在计数测量中的更大的不准确度。 值得注意地,当该振动频率是在该 辐射检测器装置的共振频率一定范围内时 ( 例如 950Hz 至 1000Hz),每秒钟计数经受来自 总体平均每秒钟计数和该平均背景两者的它们的最大的偏差。 如示出的,在约 1000Hz 下 的平均每秒钟计数是大于该平均背景的 200%。 图 7 是一个第二曲线图,展示了一个辐射检测器装置 ( 包括涂覆有 PEDOT 的一 个硅橡胶光学界面 ) 中由一个光子计数器随振动增加所记录的光子计数。 该曲线图示出 了一个平均背景为 56.7cps 以及在振动下的平均为 55.7cps。 该曲线图证明了当从 50Hz 至 1,450Hz 的振动频率施加在该辐射检测器装置上时,该平均每秒钟计数是小于该平均背景 的约 116.0%。 例如,在图 7 中示出的曲线图展示了当该辐射检测器装置包括涂覆 PEDOT 的光学界面时,该平均每秒钟计数不因为振动从 50Hz 至 1450Hz 而增加。 此外,平均振 动诱导的每秒钟计数是在该平均背景的约 2.0%之内。
         此外,在振动频率大于约 780Hz 下的每秒钟计数不会依然高于该平均背景或从 50Hz 至 1450Hz 的平均每秒钟计数。 相反地,该光子计数器记录了至少一个小于该平均 背景值约 116.0%的每秒钟计数。 此外,当振动频率是在该辐射检测器装置的共振频率 ( 如从 900Hz 至 1000Hz) 的一定的范围之内时,该每秒钟计数不会经受到在图 6 中示出的 偏差。 如示出的,在约 1000Hz 处的每秒钟计数是小于该平均背景的 200%并且小于总体 平均每秒钟计数的 150%。 事实上,当施加在该辐射检测器上的振动频率是在 900Hz 与 1000Hz 之间时,在图 7 中示出的曲线图证明了每秒钟计数是在该平均背景和该总体平均 每秒钟计数的 20%之内。
         此外,当从约 50Hz 至约 1450Hz 的振动频率施加在该辐射检测器装置上时,由 该光子计数器记录的一个每秒钟峰计数值是小于该平均背景值的 200%。如示出的,每秒 钟计数值的峰是小于该平均背景值的 150%。事实上,每秒钟计数值的峰是小于该平均背 景值的 125%。
         在闪烁装置领域中的现有技术认识到由于在闪烁体晶体与一个闪烁装置的其他
         的多个元件之间的相对运动,可以产生静电放电。 静电放电的多种常规解决方案包括通 过将更大的压缩应力放置在该晶体、这些其他元件、或它们的一个组合上试图使该闪烁 体晶体相对于该闪烁装置的其他的多个元件更好地稳定。 其他的多种途径通过将硅润滑 脂或硅油放置在该闪烁体装置的多个元件之间试图防止静电放电。
         使用导电性光学界面防止或减少静电放电具有允许更小的力施加给弹簧或其他 的稳定机构 ( 它们将该闪烁体晶体保持在原位 ) 的附加的益处,如由于振动和冲击在该闪 烁晶体与该闪烁装置的其他多个元件之间的相对运动不需要完全防止。例如,小于约 100 磅每平方英寸 (psi) 的一个压力,如从约 20psi 至约 60psi 的一个压力可以施加在该闪烁体 晶体上以将它基本上保持在原位 ;然而,通过试图使该晶体固定可以要求大于 150psi 的 一个压力,如 200psi 的一个压力以减少静电放电。 将更小的力施加在该闪烁体晶体上可 以减少闪烁体晶体变形和破坏,允许使用更大的闪烁体晶体,使得组装该闪烁装置更加 容易,并且产生了其他的多个优点。 此外,弹簧或其他的稳定机构可以随着 G 载荷增加 而失效。 例如,一旦 G- 载荷超过 30G( 如在 40G 至 50G 的范围内 ) 弹簧可能开始失效。 此外,导电性的光学界面不会出现在使用硅油或润滑脂 ( 特别是在高温下 ) 所看到的漏 泄、限制 (containment)、鼓泡或降解的问题。
         在此的说明这些实施方案的这些图旨在提供对这些不同的实施方案的结构的一 个总体上的理解。 这些图示并非旨在作为在此描述的所有的元件和结构的特征或方法的 一个完全的说明。 对于本领域的普通技术人员许多的其他实施方案在阅读该披露时应该 是清楚的。 可以使用其他的多个实施方案并且从该披露中产生,这样使得在不背离本披 露的范围的情况下可以做出多个结构的和逻辑的替换以及多种变化。 此外,这些图示仅 是代表性的并不是按比例绘制的。 在这些图示内的某些比例可能是扩大的,而其他的比 例可能是缩到最小的。 因此,该披露内容和这些附图被认为是说明性的而不是限制性 的。
         披露的摘要是遵循 37C.F.R.§1.72(b) 而提供的,并且按以下理解而提交,即它 将不被用于解释或者限制权利要求的范围或含义。 另外,在以上附图的详细说明中,为 了使披露精简而可能将不同的特征集合在一起或者在一个单独的实施方案中描述。 本披 露不得被解释为反映了一种意图,即提出权利要求的实施方案要求的特征多于在每一项 权利要求中清楚引述的特征。 相反,如以下的权利要求反映出,发明主题可以是针对少 于任何披露的实施方案的全部特征。 因此,以下的权利要求被结合在附图的详细说明之 中,而每一项权利要求自身独立地限定了分别提出权利要求的主题。
         以上披露的主题应被认为是解说性的、而非限制性的,并且所附权利要求是旨 在覆盖落在本披露的主题的真实精神和范围内的所有此类变体、改进以及其他实施方 案。 因此,在法律所允许的最大程度上,本披露的主题的范围应由对以下权利要求和它 们的等效物可容许的最宽解释来确定,并且不应受以上的详细的说明的约束或限制。

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    具有 导电性 光学 界面 辐射 检测器 装置
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