[loiaïerinzagelegging nu

Octrooiraad

[loiAÏerinzagelegging nu 7811659 Nederland

[19]

NL

[54] Multi-cel-detector met een paneel met gedrukte bedrading. [51]

Int.CI2.: H01J39/28.

[71] Aanvrager: General Electric Company te Schenectady, New York, Ver. St. v. Am. [74]

Gem.: Ir. G.H. Boelsma c.s. Octrooibureau Polak & Charlouis Laan Copes van Cattenburch 80 2585 GD 's-Gravenhage.

[21] Aanvrage Nr. 7811659. [22]

Ingediend 28 november 1978.

[32] Voorrang vanaf 28 november 1977. [33]

Land van voorrang: Ver. St. v. Am. (US).

[31 ]

Nummer van de voorrangsaanvrage: 855532.

[23]

--

[61]

--

[62]

--

[43] Ter inzage gelegd 30.mei 1979.

De aan dit blad gehechte stukken zijn een afdruk van de oorspronkelijk ingediende beschrijving met conclusie(s) en eventuele tekening(en).

E 2348-887 P & C -

General Electric Company te Schenectady* New York, Verenigde Staten van Amerika Multi-cel-detector met een paneel met gedrukte bedrading.

De uitvinding heeft betrekking op een multi-cel-detector voor ioniserende straling zoals röntgenstraling. De detector is in het algemeen toepasbaar voor het detecteren van de verdeling van de fotonenintensiteit in een brede bundel röntgenstraling en is bijzonder nuttig voor met een rekentuig werkende axiale röntgen-tomografiestelsels. Bij axiale tomografie met een rekentuig wordt een ruimtelijke verdeling van röntgen-fotonenintensiteiten die uit een te onderzoeken lichaam uittreden omgezet in discrete analoge elektrische signalen die zo worden bewerkt dat het röntgenbeeld kan worden gereconstrueerd en als een zichtbaar beeld kan worden weergegeven. Achtergrondinformatie over deze bewerking is te vinden in een artikel door Gordon en anderen "Image Reconstruction From Projections" in "Scientific American", October 1977, vol. 233, no. 4. In sommige tomografiestelsel is de röntgenbundel waaiervormig en hij divergeert bij het uittreden uit het te onderzoeken lichaam, waarna de bundel valt op een stelsel van detectorcellen, zodat de fotonenintensiteiten over de breedte van de bundel kunnen worden gedetecteerd en ruimtelijk kunnen worden gescheiden. Elke

aktieve detectorcel omvat

tenminste een paar elektroden, zoals een paar evenwijdige dunne metalen platen. De röntgenbron en de detector voeren tezamen een cirkelbeweging om het te onderzoeken voorwerp uit. De afzonderlijke detectorcellen zijn opgesteld volgens een stelsel, zodat de röntgenfotonen die op elk tijdstip over de gehele bundelbreedte voorkomen gelijktijdig worden gedetecteerd. De signalen komen overeen met de röntgenabsorptie langs elke bundelbaan op het detectietijdstip. Verdere stellen signalen worden verkregen voor een reeks hoekstanden van de een kringbeweging uitvoeren detector en röntgenbron. De discrete analoge signalen worden omgezet in numerieke signalen en werkt in een rekentuig dat wordt gestuurd met een geschikt algorithme teneinde signalen te leveren die representatief zijn voor de röntgenabsorptie of verzwakking van elk klein volume-element in het lichaam waardoor de röntgenbundel passeert. De analoge signalen liggen gewoonlijk-in -het bereik van slechts enige mA. Derhalve moet veel aandacht worden geschonken aan het handhaven van een bevredigende signaal/-

ruis-verhouding. Een typerende röntgendetector voor gebruik in een met een rekentuig werkend axiaal tomografiestelsel waarbij een brede waaiervormige bundel wordt toegepast, vereist gewoonlijk 300 of meer afzonderlijke detectorcellen teneinde een voldoende oplossing te verkrijgen. Er moet derhalve voor elke cel een geleider aanwezig zijn voor het afvoeren van de gleijktijdig opgewekte signalen uit het inwendige van het detectorhuis naar de voorversterkers van de elektronische circuits voor de gegevensverkrijging. Een bekende wijze voor het afvoeren van de analoge signalen uit de afzonderlijke cellen maakt gebruik van- isolerende elektrische doorvoeren die zijn aangebracht in het deksel van het detectorhuis. Elke signaalopwekkingselektrode van een cel is voorzien van een dunne leiding die daaraan is gepuntlast en zich daarvan uitstrekt. Honderden soldeerverbindingen moeten worden gemaakt omdat afzonderlijke draden of een bandkabel moeten worden aangebracht tussen elk van de fijne aansluitdraden en de doorvoeren in het deksel terwijl het deksel dichtbij het elektrodestelsel wordt gehouden. De draden die zich uitstrekken van de fijne leidingen op de elektrodeplaten naar de doorvoeren moeten lang genoeg zijn om voldoende ruimte te krijgen voor het maken van de soldeerverbindingen aan de beide uiteinden. Nadat de aanfluitingen tot stand zijn gebracht, worden de leidingen tussen de elektroden en de doorvoeren in het huis van het elektrodestelsel gevouwen en het deksel wordt om het huis geschroefd teneinde een gasdichte afdichting te verkrijgen. Een tweede stel geleiders wordt dan verbonden met de buiteneinden van dé doorvoeren teneinde de signalen'af te geven aan het stelsel voor het verkrijgen en bewerken van gegevens. Een nadeel van deze uitvoering is dat de lange leidingen tussen de elektroden en doorvoeren binnen het huis buigzaam moeten zijn en daardoor onderhevig zijn aan trillingen als de detector wordt gebruikt voor röntgen-tomografieapparatuur. Trillingen veroorzaken elektrische ruis. Een ander nadeel is dat het ene uiteinde van elke draad moet worden gesoldeerd aan één der doorvoeren en het andere uiteinde moet worden gesoldeerd aan de fijne aansluitdraden van de elektroden, terwijl 'het deksel op een kleine afstand van het elektrodestelsel wordt gehouden en voordat het deksel op het detectorhuis kan worden aangebracht. Het solderen moet

onder zeer bezwaarlijke omstandigheden plaatsvinden.

78 1 1 6 59

3

Een stralingdetector volgens de uitvinding omvat een lichaam dat een kamer voor het opsluiten! van gas vormt, een reeks elementen in de kamer die als reaktie op binnentredende straling elektrische signalen opwekken en een deksel dat op het lichaam kan worden bevestigd teneinde de kamer af te sluiten, waarbij verbeterde organen aanwezig zijn voor het vormen van elektrische circuits tussen de elementen binnen de kamer en de buitenwereld. De verbeterde organen omvatten een paneel met gedrukte bedrading dat afdichtend kan worden aangebracht tussen het deksel en het huis en een isolerende drager bevat met een reeks aangrenzende geleidende stroken daaraan gehecht, die elk een deel binnen en een deel buiten de kamer hebben, benevens een orgaan voor het tot stand brengen van elektrische aansluitingen tussen de elementen en de delen van de stroken binnen het huis. De uitvinding wordt hieronder nader toegelicht aan de hand van de tekening, die betrekking heeft op een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding. Fig. 1 is een bovenaanzicht van een multicel-detector volgens de uitvinding. Fig. 2 is een vooraanzicht van de detector uit fig. 1. Fig. 3 is een vertikale doorsnede langs de lijn 3-3 uit fig. 1. Fig. 4 is een achteraanzicht van een deel van een elektrodestelsel in de detector in de richting van de pijlen 4-4 in fig. 3. Fig. 5 is een bovenaanzicht van een deel van een uitvoeringsvorm van het paneel met gedrukte bedrading dat wordt gebruikt voor het afvoeren van de signalen uit een multicel-detector. Fig. 6 is een doorsnede door het paneel langs de lijn 6-6 uit fig. 5. Fig. 7 is een vergrote vertikale doorsnede door het paneel uit de figuren 5 en 6 voor het verduidelijken van de wijze waarop de elektrische aansluitingen tot stand worden gebracht aan het uiteinde van het paneel buiten het detectorhuis. Fig. 8 is een vergrote vertikale doorsnede voor.het verduidelijken van de wijze waarop de elektrische aansluitingen tot stand worden gebracht aan een deel van het paneel binnen het detectorhuis. Fig. 9 is een deeldoorsnede van een pakking die wordt toegepast tussen het paneel met gedrukte bedrading en het huis en zijn deksel. Fig. 10 is een vertikale deeldoorsnede door een andere uitvoeringsvorm van het paneel met gedrukte bedrading. De multicel-detector uit de figuren 1 en 2 omvat een metalen lichaam

78 1 1 6 5 9

of huis 10 met een metalen deksel 11, waartussen zich twee pakkingen 12 en 13 met daartussen het paneel 14 met gedrukte bedrading bevinden, Het deksel 11 is aan het huis 10 bevestigd met -een reeks bouten 15. Het aanzetten van de bouten veroorzaakt een gasdichte afdichting tussen het deksel en het paneel met gedrukte bedrading en het paneel met bedrukte bedrading en het huis. Uitdrukkingen zoals bovenzijde, onderzijde, uiteinden en dergelijke hebben hier slechts een beperkte betekenis, aangezien de detector in elke stand kan worden gebruikt. In de figuren 1 en 2 omvat het huis van de detector een voorwand 16, een achterwand 17 en eindwanden 18 en 19. Deze wanden zijn in fig. 1 in streeplijnen aangegeven en begrenzen een langwerpig gekromd kanaal 20 waarvan de opening aan de bovenzijde is afgesloten met het deksel 11. Een deel van het vlakke paneel 14 met gedrukte bedrading strekt zich naar achteren tot voorbij het deksel 11 in fig. 1 uit. De details van het paneel worden later beschreven. In de voorwand 16 van het huis 10 bevindt zich een groef of holte 21 die zichtbaar is in fig. 2 en die zich over de gehelè lengte van de gekromde kamer 20 in het huis uitstrekt. Door deze groef in de voorwand bestaat ter plaatse een geringere dikte teneinde een langwerpig voor röntgenstraling doorlatend venster 22 te verkrijgen. Het venster 22 dient te bestaan uit een metaal met een laag atoomgetal, zoals aluminium, teneinde de verzwakking van invallende röntgenfotonen zo gering mogelijk te maken. Uit de figuren 1 en 2 blijkt dat het huis 10 is voorzien van een aansluiting 23 voor het luchtledig maken van het huis nadat het deksel is geplaatst, waarna het huis wordt gevuld met gas. In meercellige röntgendetectoren voor gebruik bij axiale tomografie met een rekentuig wordt een gas met een hoog atoomgetal zoals xenon onder een druk van ongeveer 2,5 MpA toegepast, maar andere gassen en drukken zijn ook mogelijk als zij geschikt zijn voor de energie van de te detecteren fotonen. In fig. 3 is een vertikale doorsnede door de detector afgebeeld. Daarin is een zijaanzicht zichtbaar van één van de elektrodeplaten 25 in het stelsel van platen die zijn aangebracht in de kanaalvormige kamer 20 en die paarsgewijs de afzonderlijke detectorcellen vormen. Een eindaanzicht van sommige der elektrodeplaten is zichtbaar in fig. 4. Een paar

van typerende aktieve elektrodeplaten is in fig. 4 aangegeven bij 26 en 27. Een instel-elektrodeplaat 28 is daartussen aangebracht. Deze afwisseling van platen is typerend voor het gehele stelsel. De ruimten zoals 29 tussen een aktieve elektrodeplaat 26 en een instel-elektrodeplaat 28 vormen een gasgevulde detectorcel waarin ioniserende gebeurtenissen kunnen plaatsvinden en waarin analoge signalen worden opgewekt waarvan de sterkte afhankelijk is van de intensiteit en energie van de röntgenfotonen die het gas tussen de platen doorlopen. De analoge signalen die ontstaan door de opwekking van een paar van een elektron en een ion worden afgevoerd via fijne draden als aangegeven bij 30 en 31 in fig. 4. Deze draden zijn aan het ene uiteinde gepuntlast aan de respektieve aktieve elektroden zoals 26 en 27 waartussen een instel-elektrodeplaat 28 is geplaatst. Alle instelelektroden in dit voorbeeld zijn verbonden met een gemeenschappelijke aansluitdraad 34 die buiten het detectorhuis is uitgevoerd. De elektroden kunnen verschillende vormen hebben en ook volgens andere patronen zijn opgesteld. Het hier gegeven voorbeeld dient uitsluitend als uitgangspunt voor de wijze van aansluiting van de elektroden op complete circuits buiten de detector. Het is duidelijk dat organen aanwezig zijn voor het aanleggen van een potentiaalverschil tussen elektroden, zoals wat gebruikelijk is voor detectoren van het ionisatiekamertype. Bij wijze van voorbeeld kunnen de elektrodeplaten 26-28 bij praktische uitvoering van de detector bestaan uit wolfram met een dikte van 0,15 mm. De platen zijn niet nauwkeurig evenwijdig, maar liggen langs stralen die overeenkomen met die van de waaiervormige röntgenbundel die moet worden gedetecteerd. De cellen zijn gescheiden door afstanden van ongeveer 1,2 mm:In dit uitvoeringsvoorbeeld worden 320 detectorcellen toegepast. Andere aantallen cellen en andere plaatdikten worden toegepast bij andere uitvoeringen van de detector. Uit fig. 4 blijkt dat de fijne aansluitdraden zoals 30 en 31 die zich vanaf de aktieve elektrodeplaat uitstrekken passeren-door groeven 41 in de achterzijde van een isolerende strook 42 met L-vormige doorsnede die is gehecht aan het bovenoppervlak van het van groeven voorziene isolerende orgaan 32 uit fig. 3. In die fig. is slechts een paar opstaande dunne aansluitdraden 30 en 31 zichtbaar. Deze draden liggen in afwisselende aangrenzende groeven 41 in het bovenste isolatieorgaan 42. Vervolgens wordt de wijze besproken waarop de elektrische aansluitingen plaatsvinden tussen het grote aantal dunne draden zoals 30 en 31 die in verspringende

78 0 9 5 48

rijen zijn opgesteld in de kamer 20 en het moduul 45 voor de gegevensverkrijging buiten het huis, door middel van het paneel 14 met gedrukte bedrading volgens fig. 3. Een doorsnede door een uitvoeringsvoorbeeld van het gelaagde paneel 14 met gedrukte bedrading is afgebeeld in fig. 6, waarin de dikte van de verschillende lagen met het oog op de duidelijkheid is overdreven. Een bovenaanzicht van een deel van het paneel is afgebeeld in fig. 5. Uit fig. 6 blijkt dat het paneel een basisplaat 50 bevat die kan zijn vervaardigd van één van de vele materialen die gewoonlijk worden gebruikt voorpanelen met gedrukte bedrading. Het paneel kan bijvoorbeeld bestaan uit een materiaal dat bekend staat als FR-4, wat een epoxyhars is gewapend met glasdoek. Ook FR-2 of FR-3 kunnen worden toegepast en dit zijn een fenolhars gewapend met papier respektievelijk een epoxyhars gewapend met papier. Een paneel FR-4 met een dikte van ongeveer 0,8 mm bleek een geschikte drager 50 te zijn voor een uitvoeringsvorm van de inrichting. Ter aanduiding van de mate waarin de dikten van de lagen met het oog op de duidelijkheid zijn overdreven kan worden vermeld dat de totale dikte van het laminaat 14 gewoonlijk minder dan 3 mm zal bedragen. Afgezien van de drager 50 die betrekkelijk dik is, kunnen de . andere lagen beter worden aangeduid als vliezen van metaal en isolerende materialen. In fig. 6 is tegen de onderzijde van de drager 50 met een dunne laag lijm 51 een metaalvlies 52 van gewoonlijk koper gehecht, die het grootste deel van het oppervlak van de drager 50 beslaat. Dit metaalvlies is een aardgeleider die de aarding vergemakkelijkt teneinde storende signalen af te voeren en die tevens dient als afscherming tegen elektrische ruis uit de omgeving. Op de drager 50 in fig. 6 bevindt zich een verder dun lijmvlies 53 voor het hechten van het metaalvlies 54, bij voorkeur van koper. Het metaalvlies 54 is geëtst ter verkrijging van een reeks afzonderlijke geleidende stroken zoals nader zal worden beschreven. Door middel van een verder lijmvlies 55 is een dunne laag isolerend materiaal 56 aangebracht, wat bij voorkeur een materiaal is dat bestand is tegen de temperaturen die voor solderen nodig zijn. Een geschikt isolerend materiaal staat bekend onder het handelsmerk "Kapton". Aan de isolerende laag 56 is met een lijmvlies 57 een bovenste metaalvlies 58 van bijvoorbeeld koper gehecht. Het is duidelijk dat de lagen ook op anderen wijze dan met behulp van lijm aan elkaar kunnen worden gehecht.

78 1 1 6 5 9

Het paneel 14 heeft een linker deel in fig. 6 waarin zich een rij boutgaten 60 bevindt, alsmede een rechter wand 61 waarin zich een rij boutgaten 62 bevindt. De boutgaten maken het mogelijk het gelamineerde paneel 14 .uit fig. 6 te klemmen tussen het deksel 11 en het huis 10 van de detector. Het paneel 14, dat aan zijn einden is gesloten, vertoont niettemin een spleet 63 die ligt boven de bovenzijde van het paneel van 20 als de detector is gemonteerd volgens fig. 3. De binnenrand van de spleet is aangegeven bij 64 en de buitenrand is aangegeven bij 65. Zoals eerder vermeld is het dunne metaalvlies 54 in feite geëtst tot een reeks geleidende streeplijnen zijn weergegeven in fig. 5. De ingebedde geleiders geleiden de afzonderlijke analoge signalen van binnen het detectorlichaam naar buiten. Twee van deze geleiders zijn in fig. 5 aangegeven bij 66 en 67, maar het is duidelijk dat er vele andere evenwijdige geleiders aanwezig zijn tussen de in fig. 5 aangegeven geleiders. Boven de geleiders 66-67 in fig. 5 liggen het bovenste kopervlies 58, het lijmvlies 57, het isolerende vlies 56 en het lijmvlies 55. Een typerende geleiderstrook 66 in fig. 5 eindigt buiten het detectorhuis in een rond aansluitvlak 67' om een gat 68 dat zich uitstrekt door het gelamineerde paneel en waarvan het binnenoppervlak met metaal is bekleed. Andere uitwendige aansluitvlakken in fig. 5 zijn aangegeven bij 69, 70 en 71. De binneneinden van typerende geleiderstroken, zoals de strook 66, eindigt in aansluitvlakken zoals 72 en 73 in fig. 5. Zoals blijkt uit fig. 5 en 6 zijn aan het binneneinde van het paneel het dunne koperen aardvlies 58 en het daaronder liggender isolerende vlies 56 verwijderd ter verkrijging van het vrije gebied dat begint aan de rand 75 teneinde de aansluitvlakken 73 en 72 aan de einden van de signaalgeleiders bloot

te stellen om solderen mogelijk te maken

als fijne aansluitdraden zoals 30 en 31 vanaf de elektrodeplaten door de gaten 74 in de aansluitvlakken worden gestoken die zich binnen het detectorhuis bevinden als zijn deksel is aangebracht. Opgemerkt dient te worden dat een rechthoekige opening 76 in het bovenste kopervlies 58 en het daaronder liggende isolerende vlies 56 is aangebracht teneinde de aansluitvlakken zoals 67' en het bijbehorende inwendig gemetaliseerde doorgaande gat 68 bloqt te leggen. De gaten in de beide rijen waaronder het gat 68 dienen -voor het opnemen van de pennen van soldeerbare stekers zoals 77 uit fig. 3, waarbij de steker is verbonden met een buigzame kabel 78 waarvan er verscheidene aanwezig zijn, die de

78 1 1 6 5 9

analoge signalen toevoert aan het stelsel 45 voor het verzamelen van gegevens buiten de detector. In fig. 5 kan ook worden opgemerkt dat er paren gate n 79 en 80 door alle lagen van het laminaat aan beide uiteinden van de rechthoekige opening 76 zijn die stekerpennen opnemen die naar aarde leiden en bijdragen tot het aarden van het bovenste kopervlies en het onderste kopervlies 52 teneinde elektrische stoorsignalen zo gering mogelijk te maken. In fig. 8 is een vergroting van het deel 8-8 uit fig. 5 afgebeeld. Deze figuur toont een doorsnede door het aansluitvlak 72 dat een geheel vormt met de bijbehorende geleiderstroom 85. Eén van de fijne draden 31 die zich van een elektrodeplaat in de elektrodekamer 20 uitstrekken is in het gat 74 gestoken waarvan de gemetaliseerde binnenbekleding is aangegeven bij 86. De fijne draad 31 ..lijkt dezelfde diameter te hebben als het gemetaliseerde gat, maar het is duidelijk dat de draad los in het gat kan passen. De aansluitingen vinden plaats door de draden te solderen aan de aansluitvlakken, als aangegeven met de soldeerkraag 87. Het onderste kopervlies 52 is weggeëtst ter verkrijging van een bodem-aansluitvlak 88 dat is geisoleerd van het overige deel van het koperen aardvlies 52. Dit aansluitvlak verbetert de soliditeit van de verbinding maar zou kunnen worden weggelaten, daar door solderen een goede verbinding wordt verkregen. In fig. 8 ligt het aansluitvlak aan het uiteinde van de aangrenzende geleiderstrook waarmee de volgende 31 is verbonden achter het aansluitvlak 72. De met dat aansluitvlak verbonden geleiderstrook ligt achter en is elektrisch gescheiden van de geleiderstrook 85 uit fig. 8. Hoe de aansluitvlakken en geleiders verspringen blijkt uit fig. 5. Opgemerkt dient te worden dat de verscheidene honderden dunne aansluitleidingen zoals 30 en 31 in een rij vanaf de elektrodeplaten in de kamer 20 via de opening 63 in het paneel 14 met gedrukte bedrading omhoog steken zoals blijkt uit fig. 3. Al het soldeerwerk aan de fijne aansluitdraden kan van een zijde gebeuren, namelijk vanaf de bovenzijde van het paneel 14 met gedrukte bedrading. Daardoor kunnen alle aansluitingen binnen het huis 10 tot stand worden gebracht nadat het paneel met gedrukte bedrading op het huis is aangebracht en voordat het deksel 11 daar op is geplaatst. In fig. 7 is een grote vertikale doorsnede door het deel van het paneel 14 met gedrukte bedrading afgebeeld waarop de pennen van de meervoudige stekers 77 uit fig. 3 worden gesoldeerd in de buitenrand van het paneel.

78 1 1 8 59

De steker 77 en zijn niet afgebeelde tegenhangers is voorzien van een buigzame bandkabel 78 die de signalen vanaf de geleiders van het paneel met bedrukte bedrading toevoert aan het stelsel 45 voor het verzamelen van gegevens. In fig. 3 is slechts één van de stekers 77 afgebeeld maar het is duidelijk voldoend aantal van in dit geval stekers van elk 20 pennen over het paneel met gedrukte bedrading is verdeeld om alle signaalgeleiders uit het inwendige van het detectorhuis te kunnen aansluiten. De doorsnede van fig. 7 loopt ongeveer langs de lijn 7-7 uit fig. 5. In fig. 7 zijn sommige van de stekerpennen 95-97 afgebeeld. De rand van . het weggesneden kopervlies dat de rechthoek ge opening 76 voor de steker 77 uit fig. 4 begrenst is op dezelfde wijze aangegeven in fig. 7. De pennen 95 steken in inwendige gemetaliseerde gaten 80. De pennen 95 voeren via de bandkabel 78 naar aarde. In fig. 7 zijn de pennen 95 verbonden met het bovenste koperen aardvlies 58 en het onderste koperen aardvlies 52. Elke voorzorg is getroffen om strooiladingen die ruis zouden kunnen veroorzaken naar aarde fa te voeren. De pennen 96 en 97 uit fig. 7 zijn voorbeelden van pennen die de analoge signalen van het paneel 14 met gedrukte bedrading toevoeren aan het stelsel 45 voor het verzamelen van gegevens. Zoals blijkt uit fig. 5 steeks zulk een pen door een aansluitvlak 69 waarop een signaalgeleider eindigt. Om dit aansluitvlak en de daar op eindigende signaalgeleider is het koper weggeëtst teneinde een isolerende ruimte als afgebeeld bij 98 te verschaffen opdat er geen kruiselinge verbinding bestaat tussen aangrenzende signaalgeleiders. Het onderste koperen aardvlies 52 is eveneens weggeëtst zoals bij 99 en 100 teneinde een elektrisch geisoleerd aansluitvlak 101 te laten bestaan. De geleiders behorende bij de pen 97 en de andere pennen zijn op soortgelijke wijze geisoleerd. Een andere uitvoeringsvorm die is afgebeeld als een deel van een dubbelzijdig paneel met gedrukte bedrading is afgebeeld in fig. 10. Dit type paneel wordt toegepast als de dichtheid van de detectorcellen en daardoor het aantal geleiders dat moet worden uitgevoerd zeer groot is. Het gelaagde paneel met gedrukte bedrading uit fig. 10 kan zijn samengesteld uit dezelfde materialen als de vliezen en lagen van de eerder beschreven uitvoering. In fig. 10 ligt een betrekkelijk dik isolerend paneel 105 centraal in het laminaat. Een kopervlies 106 waaruit de reeks afzonderlijke signaalgeleiders is geëtst is gehecht aan het paneel

78 1 1 6 5 9

105. Een isolerend vlies 110 dat ook hier kan bestaan uit Kapton of een ander isolerend materiaal dat niet wordt beschadigd door de soldeerwarmte is gehecht aan het geleidende vlies 106. Ten slotte is een koperen vlies 108 dat dient als elektrische afscherming en aardgeleider evenals in het hiervoor besproken voorbeeld gehecht aan het isolerende vlies 107. De onderzijde van het paneel 105 draagt een metalen vlies 109 van een materiaal zoals koper dat daaraan is gehecht. Een reeks geleidende stroken voor het geleiden van analoge signalen is uit het vlies 109 geëtst. Deze stroken zijn bedekt door een isolerend vlies 110. Aan het isolerende vlies 110 is een verder kopervlies 111 gehecht dat dient voor afscherming en aarding. Het is duidelijk dat er een reeks stroken voor het geleiden

van analoge signalen vanaf de elektroden op de bovenzijde van

het paneel 105 en een verdere reeks geleidende stroken in het vlies 109 aan de onderzijde van het paneel bestaat. Het totale aantal geleidende stroken gevormd uit de vliezen 106 en 109 is tenminste gelijk aan het aantal detectorcellen waarvan analoge signalen moeten worden afgenomen. De rand van het gelaagde paneel uit fig. 10 die met 123 is aangegeven bevindt zich bij de uiteindelijke montage boven de inwendige kamer 20 van het detectorhuis, vergelijkbaar met de wijze waarop de rand 63 van het paneel 14 boven de kamer uit fig. 3. Twee leidingen 112 en 113 van de vele leidingen die zich uitstrekken vanaf de elektrodeplaten van de detectorcel zijn in fig. 10 afgebeeld als aangesloten op de afzonderlijke geleiders die zich bevinden op het paneel. De leidingen zoals 112 en 113 zijn verbonden met afwisselende geleidende stroken die zijn gevormd uit de kopervliezen 106 en 109 die zich aan weerszijden van het isolerende paneel 105 bevinden. De voorste draad 112 uit fig. 10 strekt zich in een typerend geval uit in een ligplaats 115 die alle lagen doorloopt. De ligplaats is voorzien van een inwendige metalisering 116. De aansluitdraad 112 maakt geen kontakt met één van de geleidende stroken of aansluitplaatsen gevormd uit de koperlaag 106, maar passeert daartussen. Hij maakt echter kontakt met één van de geleidende stroken van het kopervlies 109 dat zich aan de onderzijde van het paneel 105 bevindt. In feite wordt de elektrische verbinding met de bovenzijde van het paneel verkregen door de metalisering 116. Er bestaat daardoor een ononderbroken geleidende baan van de betreffende strook in het vlies 109 tot het aansluitvak 117 dat is geëtst uit het aardvlies 108. De aansluitdraad 112 wordt bij 118.op hét aansluitvak 117 gesoldeerd.Een typerende aangrenzende

78 1 1 6 59

11

aansluitdraad 113 strekt zich uit tot in een doorgaand gat 119 dat door alle lagen van het gelaagde paneel 114 loopt. Door de versprongen betrekking van de geleidende stroken in de vliezen 106 en 109 boven en onder

het paneel 105 passeert de aansluitdraad 113 door de strook in het

vlies 109, maar hij passeert tussen opeenvolgende stroken in het vlies 106. Het elektrische kontakt tussen de aansluitdraad 113 en de strook in het vlies 106 wordt tot stand gebracht door de inwendige metalisering van het gat 119. Deze metalisering is een elektrische voortzetting van het aansluitvak 120 dat is geëtst uit het koperen aardvlies 108. De aansluitdraad 113 is gesoldeerd op het aansluitvak 120 zoals blijkt uit de soldeerverbinding 121. De rijen verspringende aansluitdraden zoals 30, 31 en 112, 113 van de uitvoeringen volgens fig. 6

respektievelijk fig. 10 worden verbonden

als het paneel met gedrukte bedrading is aangebracht boven op de huiswanden 16-19 die de inwendige kamer 20 van het huis begrenzen. Beide uitvoeringsvoorbeelden worden op dezelfde wijze gehanteerd. Het verbinden van de aansluitdraden met de reeks geleidende stroken van het paneel dat op slechts één zijde van het paneel geleidende stroken draagt, zoals in fig. 3, is een typerend voorbeeld. In fig. 3 begint de procedure voor het verbinden van de reeks aansluitdraden zoals 30 en 31 met het paneel met gedrukte bedrading met het verankeren van het elektrodenpakket in de kamer 20 van het huis. De aansluitdraden steken aanvankelijk recht omhoog door de opening 63 in het paneel 14 met gedrukte bedrading. Het paneel wordt aangebracht op een pakking 125. Het deksel 11 wordt natuurlijk nog niet geplaatst. Daardoor is het geheel toegankelijk voor het tot stand brengen van alle verbindingen met aansluitdraden met de bovenzijde van het paneel met gedrukte bedrading zonder dat het deksel een beletsel is, wat een van de voordelen van de uitvinding is. Degene die de aansluitingen tot stand brengt buigt dan de uiteinden van de aansluitdraden naar beneden en steekt deze in de juiste gaten in de uiteinden van de geleidende stroken en soldeert de draden daar als hiervoor beschreven. Als deze aansluitingen en eventuele andere aansluitingen zijn voltooid, wordt een pakking 126 op de bovenzijde van het paneel met gedrukte bedrading aangebracht. Vervolgens wordt het deksel 11 aangebracht en met bouten 15 vastgezet. De samengeperste pakkingen 125 en 126 aan weerszijden van het paneel 14 met gedrukte bedrading veroorzaken een afgedichte verbinding tussen het

7811859

12

"deksel en het lichaam van het huis. Een deeldoorsnede door een typerende pakking 125 is afgebeeld in fig. 9. Hij omvat een metalen strook 127 met groeven in zijn bovenoppervlak en onderoppervlak voor het opnemingen van een paar pakkingen 128 en 129' die kunnen zijn vervaardigd van neopreen. De pakking 128 is afgebeeld met de vorm die hij heeft voor het samenpersen. Op dat tijdstip vertoont hij drie ribben 130, 131 en 132 in de lengterichting. Deze ribben begrenzen daartussenliggende groeven. Als het deksel op het detectorhuis wordt gedrukt door het vastzetten van debouten 15 geven de pakkingen mee en zij nemen de vorm aan die is aangegeven voor de pakking 129. Met andere woorden, de ribben worden platgedrukt en vullen de groeven, zodat de tegen elkaar liggende oppervlakken geheel samenvallen. De samengeperste pakkingen voorkomen lekkage van gas langs het bovenoppervlak en onderoppervlak van het paneel met gedrukte bedrading als dat is ingeklemd tussen het deksel en het huis van de detector. Er bestaat echter de mogelijkheid dat gas lekt als de panelen zoals 105 of 50 poriën vertonen, in welk geval gas uiteindelijk naar de randen buiten het detectorhuis kan migreren. Volgens de uitvinding wordt het paneel tenminste aan zijn randen en nabij alle openingen geïmpregneerd met een hars die de poriën afdicht. Dit gebeurt voordat het paneel op het detectorhuis wordt geplaatst teneinde de elektrische aansluitingen tot stand te brengen. Daartoe worden de panelen in een bak geplaatst en de bak aangebracht in een kamer die kan worden verwarmd en luchtledig gemaakt. Nadat het vacuum enige tijd heeft voortgeduurd, wordt een tevoren ontgasde vloeibare hars in de bak gebracht, zodat het vacuum dat in de poriën is ontstaan de hars aanzuigt totdat de poriën zijn gevuld. Als hars kan een epoxyhars worden gebruikt. Ook andere harsen zijn bruikbaar. Het is gebleken dat de hars in het paneel om eventuele randen of openingen migreert over een afstand van 0,6 a 1,3 mm. Vervolgens wordt het paneel uit de vacuumkamer genomen terwijl de epoxyhars, op zijn oppervlakken nog warm en vloeibaar is, waarna de hars van de hoofdoppervlakken wordt verwijderd door middel van bijvoorbeeld tolueen als oplosmiddel. Als het paneel is gereinigd, afgekoeld en een dag heeft kunnen uithuilen, is het gereed voor montage als hierboven beschreven. Nadat de elektroden die de cellen vormen zijn verbonden met het paneel met gedrukte bedrading en het paneel is afgedicht door het deksel op het huis van de detector te schroeven, wordt de detector lichtledig

78116

59

13

gemaakt en vervolgens gevuld met een ioniserend gas dat geschikt is voor de energie van de te detecteren stralingsfotonen. De grondgedachte voor de beschreven uitvoeringsvormen is dunne geleiders te ondersteunen op een paneel en het paneel afdichtend

en

isolerend aan te brengen tussen een kamer die elektrische elementen bevat en een deksel, zodat de geleiders kunnen dienen als aansluitingen voor de elementen. De geleiders kunnen elektrisch zijn geisoleerd van het deksel en de kamer door middel van isolerende vliezen die als hierboven beschreven aan het paneel zijn gehecht, maar er zijn ook andere isolatiemogelijkheden. De geleiders op het paneel zouden bijvoorbeeld bloot kunnen liggen en de isolatie zou kunnen worden verkregen door een afzonderlijke isolerende laag aan te brengen tussen het deksel en het paneel. De pakkingen die worden gebruikt voor het afdichten van het paneel kunnen tevens worden gebruikt voor het verkrijgen van een elektrische isolatie tussen de onderdelen. Hoewel het tot stand brengen vaneen reeks aansluitingen tussen elementen in een huis en het uitwendige van het huis in detail is beschreven voor twee typerende uitvoeringen van het paneel met gedrukte bedrading, bestaan er andere mogelijkheden. CONCLUSIES: 1.

Stralingsdetector met een huis met een kamer, een reeks elementen

voor het opwekken van elektrische signalen als reaktie op straling die de kamer binnentreedt en een deksel op het huis dat de kamer afsluit, met een orgaan voor het tot stand brengen van elektrische circuits tussen het uitwendige van de kamer en de elementen binnen de kamer, gekenmerkt door een paneel met gedrukte bedrading dat afdichtend is aangebracht tussen het deksel en het huis en'dat een isolerende drager en een reeks aangrenzende geleidende, stroken ondersteund door de drager omvat, waarbij elk der geleidende stroken een deel heeft buiten de kamer en een deel binnen de kamer voor het mogelijk maken van elektrische verbindingen tussen de elementen in de kamer en de inwendige delen van de stroken voordat het deksel op het paneel met gedrukte bedrading wordt aangebracht. 2.

Stralingsdetector met een huis met een kamer en een reeks detector-

elementen in de kamer voor het opwekken van elektrische signalen als reaktie op straling die de kamer binnentreedt en een deksel dat op het huis is bevestigd teneinde de kamer af te sluiten, met een orgaan voor het

78 1 1 6 59

tot stand brengen van elektrische circuits tussen het uitwendige van de kamer en de elementen daarin, gekenmerkt door een gelaagd paneel met gedrukte bedrading dat afdichtend is aangebracht tussen het deksel en het huis en een isolerende drager bevat met een deel dat zich uitstrekt in de kamer en een deel dat zich uitstrekt tussen het deksel en het huis en een deel dat zich uitstrekt buiten de kamer, waarbij de op drager een reeks dunne geleidende stroken op onderlinge afstand is aangebracht die zich uitstrekken tussen het uitwendige deel en het inwendige deel, alsmede een isolerende laag die is gelamineerd op

.i

tenminste het deel van de geleidende stroken tussen het deksel en het huis, welke geleidende stroken een eerste uiteinde hebben buiten de kamer en een tweede uiteinde binnen de kamer teneinde elektrische aansluitingen tot stand te kunnen brengen tussen de elementen en de tweede uiteinden voordat het deksel wordt aangebracht op het paneel met gedrukte bedrading. 3.

Paneel volgens conclusie 2, gekenmerkt door metaalvliezen die

zijn gelamineerd op de isolerende laag respektievelijk een zijde van de drager tegenover de zijde waarop de geleidende stroken zijn aangebracht, waarbij de vliezen eindigen op een afstand van de uiteinden van de stroken. 4.

Detector-volgens conclusies 2 of 3, met het kenmerk dat de reeks

elementen ligt aan de ene zijde van het paneel met gedrukte bedrading tegenover de zijde waarop het deksel wordt aangebracht als het paneel is aangebracht op het huis, welk paneel is voorzien van een opening, waarbij een aansluitdraad die is verbonden met de elementen verbindingen tot stand brengt tussen de elementen en de geleidende stroken, welke aansluitdraden zich uitstrekken door de opening teneinde deze met de tweede uiteinden van de stroken een de andere zijde van het paneel te kunnen verbinden dat grenst aan het deksel. 5.

Detector volgens conclusie 4, met het kenmerk dat de inwendige

tweede uiteinden van de stroken en de drager gaten op één lijn vertonen teneinde de aansluitdraden te kunnen insteken en te kunnen solderen aan de uiteinden aan de andere zijde. 6.

Detector volgens één of meer der conclusies 2 tot en met 5 geken-

merkt door een orgaan voor het verkrijgen van een afdichting tussen het paneel met gedrukte bedrading en het huis en tussen het paneel met gedrukte bedrading en het deksel. 7.

Detector volgens één of meer der conclusies 2 tot en met 6, met

het kenmerk dat van het paneel met gedrukte bedrading zijn geïmpregneerd

78 1 1 6 5 9

15

met huis teneinde doorlekken van gas tussen het inwendige en uitwendige van de kamer te voorkomen. 8.

Detector volgens één of meer der conclusies 2 tot en met 7, met

het kenmerk dat het paneel met gedrukte bedrading een tweede reeks dunne geleidende stroken draagt op de andere zijde als waarop de eerder genoemde stroken zijn aangebracht, welke geleidende stroken zich uitstrekken van het uitwendige deel naar het inwendige deel, benevens een tweede isolerende laag die is gelamineerd op tenminste het deel van de stroken dat zich bevindt tussen het deksel en het huis, welke stroken elk voorzien van een eerste uiteinde buiten de kamer en het tweede uiteinde binnen de kamer, waarbij de uiteinden aan beide zijden van het paneel met gedrukte bedrading een gat vertonen op een lijn met een gat door de lagen van het paneel en zijn voorzien van inwendige metallisering van de gatem, waarbij de uiteinden aan de ene zijde zijn verschoven ten opzichte van de uiteinden aan de andere zijde van het paneel teneinde de gemetalliseerde gaten op een afstand en elektrisch geisoleerd van elkaar te kunnen aanbrengen, waarbij een reeks aansluitdraden verbonden met elementen aanwezig is voor het tot stand brengen van elektrische geleidingen door het steken van de aansluitdraden in de openingen door de tweede uiteinden aan weerszijden van de eenheid en het volleren van de leidingen aan de tweede uiteinden. 9.

Stralingdetector met een huis met een kamer en een deksel op het

huis kan worden bevestigd teneinde de kamer af te sluiten en een reeks aangrenzende elektrodelementen die cellen begrenzen waarin zich een gas bevindt dat kan worden geioniseerd door straling die de kamer binnentreedt, waarbij de elektroden elektrische analoge signalen opwekken die overeenkomen met de intensiteit van de straling die de cellen binnentreedt,, met een orgaan voor het overbrengen van de signalen van de elektrodeelementen binnen de kamer naar het uitwendige van de kamer, gekenmerkt door een vlak gelaagd paneel dat afdichtend is aangebracht tussen het deksel en het lichaam en is voorzien van een opening door alle lagen in de kamer, welk paneel een drager van isolerend materiaal omvat met een reeks dunne geleidende stroken naast elkaar op de ene zijde van de drager, welke geleidende stroken zodanig zijn uitgevoerd dat zij zich langs de drager uitstrekken en elk zijn voorzien van uiteinden binnen respektievelijk buiten de kamer, terwijl een verdere laag isolerend materiaal zodanig is gelamineerd over de geleidende stroken dat de

78 1 1 6 5 9

16

uiteinden vrij blijven en elektrische isolatie wordt verschaft tussen de geleidende stroken, waarbij een reeks geleidende draden vanaf de elektrode-elementen zich door de opening in het gelamineerde paneel uitstrekt teneinde de geleiders te kunnen verbinden met de uiteinden van de geleidende stroken vanaf de zijde van de drager voordat het deksel op de drager wordt aangebracht. 10.

Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk dat de

isolerende

laag op de geleiden stroken is voorzien van een opening voor het blootleggen van de uiteinden van de geleidende stroken die zich buiten de kamer bevinden, waarbij de uiteinden en de lagen onder de uiteinden zijn voorzien van gaten voor het opnemen van stekerpennen. 11.

Inrichting volgens conclusie 10, gekenmerkt door een vlies van

geleidend materiaal dat een aardbaan vormt en is aangebracht op de isolerende laag respektievelijk de andere zijde van de drager, welk vlies van geleidend materiaal een opening heeft die overeenkomt met de opening in het vlies. 12.

Detector volgens één of meer der conclusies 9 tot en met 11

gekenmerkt door een afdichtorgaan tussen het gelaagde paneel en het huis om de.kamer en een verder afdichtorgaan tussen het deksel en het gelaagde paneel. 13.

Detector volgens conclusie 12, met het kenmerk dat tenminste de

randen van het gelaagde paneel zijn geïmpregneerd met huis. 14.

Detector volgens één of meer der conclusies 9 tot en met 13,

met het kenmerk dat het gelaagde paneel een verdere reeks dunne geleidende stroken op de drager aan de andere zijde dan de eerder genoemde geleidende stroken bevat, welke verdere stroken zo zijn aangebracht dat zich langs de drager uitstrekken en elk een uiteinde binnen respektieveli jk buiten de kamer hebben, waarbij een laag isolerend materiaal is gelamineerd over de verdere geleidende stroken en de uiteinden van de geleidende stroken die binnen de kamer eindigen niet op één lijn liggen met overeenkomstige uiteinden van de eerder genoemde geleidende stroken, waarbij de uiteinden zijn voorzien van gaten en de laten zijn voorzien van gatem die inwendig zijn bedekt met geleidend materiaal, waarbij de beklede gaten die voeren naar geleidende stroken aan de ene zijde van de drager liggen tussen beklede gaten die voeren naar geleidende stroken aan de andere zijde van de drager en de gaten dienen voor het opnemen van de geleidende draden afkomstig van de elektrode-elementen,

78 1 1 6 5 9

17

benevens een orgaan dat geleidend is verbonden met de bekleding in de gaten aan de ene zijde van het paneel teneinde het solderen van de leidingen vanaf die zijde mogelijk te maken.

78 1 1 8 5 9

E 2348-887 - Bijlage 4 General Electric Company

7 8 1 1 6

5 9

HOLLAND - 2 -

U/

1 1 6 59

HOLLAND - 3 -

78 1 1 6 59