微通道板探測器及光子、電子、離子成像探測儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微通道板探測器及光子、電子、離子成像探測器。
【背景技術】
[0002]基于微通道板的光子、電子、離子探測及成像技術興起于二十世紀八十年代，該技術能夠獲得被測目標的一維或二維空間信息。該技術集光譜學、電子學、計算機技術和精密機械技術于一體，是一種新型的多維信息獲取技術。由于成像光電子、光離子光譜技術獲得數據信息量豐富，因此在微弱光子、電子、離子信號、及其圖像檢測、光譜測量和化學反應動力學研宄等科學實驗方面得到廣泛應用，同時可以推廣到環(huán)境監(jiān)測、軍事科學、天文觀測、生物醫(yī)學等領域。
[0003]從現有的光子、電子、離子成像探測器來看，根據微通道板的組裝方式可分為兩類。一類采用壓片式組裝法，該方法為:通過多片金屬薄片，使其彎曲成一定的幅度，壓緊在兩片微通道板的最上面一片的導電銅圈上，使得雙片微通道板壓緊。這種方法的缺點是由于每片金屬薄片的彈性系數不一致或形狀上的差異將導致微通道板之間邊緣的壓力不均勻。另一類采用螺帽螺桿式組裝法，該方法為:通過固定在微通道板底座的螺桿，旋轉螺帽使壓在微通道板最上面一片的不銹鋼壓環(huán)向下壓緊，從而固定兩片微通道板。此種方法雖克服了上一類中兩片微通道板邊緣的壓力不均勻的問題，但缺點是無法控制螺帽的旋緊力度，一旦兩片微通道板邊緣所受的壓力過大，很容易將微通道板壓碎，而且當改變探測器的空間位置或使用環(huán)境時，維通道板所受壓力會出現變化。上述兩種方法同樣適用于單片或三片微通道板的情況，當然，在單片或者三片的情況下同樣具有上述的缺點。

【發(fā)明內容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明提供一種自適應調整微通道板邊緣所受壓力的微通道板探測器及光子、電子、離子成像探測器。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明提供的微通道板探測器，包括微通道板底座、安裝在微通道板底座凹槽內的至少兩片導電銅圈、壓設在最上層導電銅圈上的不銹鋼壓環(huán)，其中相鄰的導電銅圈之間各夾設有一片微通道板；所述微通道板底座上設置有第一螺紋孔，在不銹鋼壓環(huán)的對應位置處設置有第二通孔，所述第一螺紋孔和對應的第二通孔內設置有絕緣螺栓，微通道板底座通過第一螺紋孔與所述絕緣螺栓螺紋連接，所述絕緣螺栓上套設有自適應壓緊彈簧，所述自適應壓緊彈簧設置在絕緣螺栓的頭部和不銹鋼壓環(huán)之間。
[0006]本發(fā)明提供的光子、電子、離子成像探測器，至少包括上述的微通道板探測器。
[0007]本發(fā)明采用絕緣螺栓將不銹鋼壓環(huán)與微通道板底座連接在一起，利用自適應壓緊彈簧對不銹鋼壓環(huán)產生彈性壓力，從而將微通道板壓緊。適當的旋緊絕緣螺栓時，絕緣螺栓的頭部和不銹鋼壓環(huán)之間的間距減小，自適應壓緊彈簧對不銹鋼壓環(huán)的彈性壓力變大，使得微通道板底座的凹槽和不銹鋼壓環(huán)的凸緣之間的間距變小，微通道板邊緣受力變大，但是由于自適應壓緊彈簧具有自適應調節(jié)彈性壓力的作用，微通道板邊緣所受的壓力不會過大，從而避免了微通道板被壓碎。在使用過程中若探測器的放置方向發(fā)生變化或其他使用環(huán)境發(fā)生變化，自適應壓緊彈簧能使微通道板在使用過程中邊緣的壓力保持恒定，有良好的電導通。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明提供的光子、電子、離子成像探測器的結構示意圖；
[0009]圖2是本發(fā)明提供的微通道板探測器的結構示意圖；
【具體實施方式】
[0010]下面結合說明書附圖對本發(fā)明做進一步的描述。
[0011]為方便理解，現對光子、電子、離子成像探測器的結構、組裝方式和工作原理大致介紹:
[0012]光子、電子、離子成像探測器為對位置靈敏的成像探測器，主要包括不銹鋼底座5、熒光屏底座4、熒光屏3、微通道板探測器2和屏蔽筒I。在不銹鋼底座5上設置有螺桿型支柱6，在螺桿型支柱上套設有第一絕緣陶瓷環(huán)7，在第一絕緣陶瓷環(huán)7上套設有第二絕緣陶瓷環(huán)9，第二絕緣陶瓷環(huán)用以隔離不銹鋼底座5和熒光屏底座4。熒光屏3設置在熒光屏底座的凹槽內，并用螺絲固定在熒光屏底座上。在第一絕緣陶瓷環(huán)7上還套設有第三絕緣陶瓷環(huán)8，第三絕緣陶瓷環(huán)8用以隔離熒光屏底座4和微通道板探測器2，通過第三絕緣陶瓷環(huán)和不銹鋼墊片可以調節(jié)熒光屏底座和微通道板探測器之間的間距，此間距在0.5-2.0mm。絕緣筒固定在微通道板探測器的上表面。其中屏蔽筒為電磁場屏蔽金屬材料，熒光屏底座適用于目前國內外所有型號的圓形熒光屏。
[0013]具體的組裝方式為:在不銹鋼底座上安裝好螺桿型支柱，將第一絕緣陶瓷環(huán)套設在螺桿型支柱上；再將第二絕緣陶瓷環(huán)套設在第一絕緣陶瓷環(huán)，將熒光屏底座安裝在第一絕緣陶瓷環(huán)上，并由第二絕緣陶瓷支撐；將熒光屏固定在熒光屏底座的凹槽內，在第三絕緣陶瓷環(huán)套設在第一絕緣陶瓷環(huán)上；將微通道板探測器安裝在第一絕緣陶瓷環(huán)上，并由第三絕緣陶瓷環(huán)支撐；最后將絕緣筒固定在微通道板探測器的上表面，即完成整體的組裝。
[0014]工作原理為:光子、電子或離子從遠處飛到微通道板的表面，微通道板通過高壓將微弱的光子、電子或離子信號轉換為電子信號，并放大約百萬倍(兩片微通道板)。由于熒光屏和微通道板之間的電壓差，放大的電子信號加速撞擊到熒光屏的表面，使得熒光屏發(fā)光，并產生脈沖電子信號，通過監(jiān)測熒光屏上的圖像或電子信號強度獲得光子、電子或離子的強度信息或其空間信息。
[0015]本發(fā)明提供的微通道板探測器，用于對微弱的光子、電子或離子信號進行采集，具體包括:微通道底座21、安裝在微通道板底座凹槽內的至少兩片導電銅圈、壓設在最上層導電銅圈上的不銹鋼壓環(huán)22，其中相鄰的導電銅圈之間均夾設有一片微通道板。
[0016]在這里，對導電銅圈的個數限定為至少兩片，是因為微通道板探測器至少包括一片微通道板，而微通道板上、下表面的邊緣均需設置導電銅圈。
[0017]其中微通道板的片數不做限定，在實際應用中根據情況進行設置。當微通道板為單片時，需要有兩片導電銅圈，這兩片導電銅圈夾設在微通道板上、下表面的邊緣。當微通道板為兩片時，需要三片導電銅圈，導電銅圈和微通道板交錯設置，以保證每一片微通道板上、下表面的邊緣均接觸設置有導電銅圈。當微通道板的片數為2時，導電銅圈和微通道板的設置方式如上。
[0018]所述微通道板底座上設置有第一螺紋孔，在不銹鋼壓環(huán)的對應位置處設置有第二通孔，所述第一螺紋孔和對應的第二通孔內設置有絕緣螺栓23，微通道板底座通過第一螺紋孔與所述絕緣螺栓螺紋連接，所述絕緣螺栓上套設有自適應壓緊彈簧24，所述自適應壓緊彈簧設置在絕緣螺栓的頭部和不銹鋼壓環(huán)之間。
[0019]第一螺紋孔可以為通孔，也可以為盲孔，其內螺紋與絕緣螺栓的外螺紋相適配，所以微通道板底座通過第一螺紋孔實現與所述絕緣螺栓的螺紋連接。
[0020]第二通孔可以設置內螺紋，也可以為光滑的通孔，其作用是使絕緣螺栓穿過，所以必須是通孔。當第二通孔內設置有內螺紋時，第二通孔的內徑要大于第二螺紋孔的內徑。
[0021]本發(fā)明采用絕緣螺栓將不銹鋼壓環(huán)與微通道板底座連接在一起，利用自適應壓緊彈簧對不銹鋼壓環(huán)產生彈性壓力，從而將微通道板壓緊。本發(fā)明提供的微通道板探測器，在旋緊絕緣螺栓時，絕緣螺栓的頭部和不銹鋼壓環(huán)之間的間距減小，自適應壓緊彈簧對不銹鋼壓環(huán)的彈性壓力變大，使得微通道板底座的凹槽和不銹鋼壓環(huán)的凸緣之間的間距變小，壓緊微通道板，但是由于自適應壓緊彈簧具有自適應調節(jié)彈性壓力的作用，微通道板邊緣所受的壓力不會過大，從而避免了微通道板被壓碎。相對于現有技術中的壓片式組裝法，微通道板邊緣的壓力較均勻；相對于螺帽螺桿式組裝法，避免了微通道板的邊緣受力較大將微通道板壓碎；而且在使用過程中若探測器的放置方向發(fā)生變化或其它使用環(huán)境發(fā)生變化，自適應壓緊彈簧能使微通道板在使用過程中邊緣的壓力保持恒定，有良好的電導通。
[0022]當微通道板為兩片時，微通道板探測器的具體組裝方式為:在微通道板底座的凹槽內裝入第一片導電銅圈，將第一片微通道板放置在第一片導電銅圈上；接著在裝入第二片導電銅圈，將第二片微通道板26放置在第二導電銅圈上；再將第三片導電銅圈25放置在第二微通道板上。三片導電銅圈和兩片微通道板邊緣重合，蓋上不銹鋼壓環(huán)。在絕緣螺栓上套上自適應壓緊彈簧，絕緣螺栓穿設在不銹鋼壓環(huán)和微通道板底座的螺紋孔內，從而將不銹鋼壓環(huán)與微通道板底座固定在一起。適當的旋緊絕緣螺栓，利用自適應壓緊彈簧的彈力對兩片微通道板之間的間距自適應調整。
[0023]本發(fā)明提供的光子、電子、離子成像探測器，采用了上述的微通道板探測器。整套裝置的組裝簡單、穩(wěn)定性好、成像質量高、生產成本低，適用于微弱光子、電子、離子信號檢測等科研或民用領域。
[0024]以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種微通道板探測器，包括微通道板底座、安裝在微通道板底座凹槽內的至少兩片導電銅圈、壓設在最上層導電銅圈上的不銹鋼壓環(huán)，其中相鄰的導電銅圈之間各夾設有一片微通道板；其特征在于:所述微通道板底座上設置有第一螺紋孔，在不銹鋼壓環(huán)的對應位置處設置有第二通孔，所述第一螺紋孔和對應的第二通孔內設置有絕緣螺栓，微通道板底座通過第一螺紋孔與所述絕緣螺栓螺紋連接，所述絕緣螺栓上套設有自適應壓緊彈簧，所述自適應壓緊彈簧設置在絕緣螺栓的頭部和不銹鋼壓環(huán)之間。
2.根據權利要求1所述的微通道板探測器，其特征在于:所述絕緣螺栓為塑料材質，所述自適應壓緊彈簧為金屬材質。
3.一種光子、電子、離子成像探測器，其特征在于:至少包括權利要求1-2中任一所述的微通道板探測器。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種微通道板探測器及光子、電子、離子成像探測器，主要是為了提供一種能自適應調整微通道板邊緣所受壓力的微通道板探測器及光子、電子、離子成像探測器。該微通道板探測器包括微通道底座、導電銅圈、微通道板和不銹鋼壓環(huán)，所述微通道板底座上設置有第一螺紋孔，在不銹鋼壓環(huán)的對應位置處設置有第二通孔，所述第一螺紋孔和對應的第二通孔內設置有絕緣螺栓，微通道板底座通過第一螺紋孔與所述絕緣螺栓螺紋連接，所述絕緣螺栓上套設有自適應壓緊彈簧，所述自適應壓緊彈簧設置在絕緣螺栓的頭部和不銹鋼壓環(huán)之間。適當的旋緊絕緣螺栓，利用自適應壓緊彈簧自適應調節(jié)微通道板的邊緣所受到的壓力，避免了微通道板被壓碎。
【IPC分類】G01D5-12
【公開號】CN104567946
【申請?zhí)枴緾N201510032831
【發(fā)明人】莫宇翔, 周義勇, 孟慶楠, 王佳
【申請人】清華大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月22日