CN101067638A - 在真空条件下光电倍增管性能测试的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

在真空条件下光电倍增管性能测试的方法：将圆筒形真空罐连接好真空系统；CsI晶体放入真空罐中；光电倍增管放在CsI晶体的端面上耦合好；光电倍增管与供电系统连接好；盖好密封顶盖抽真空；真空度达到要求时加电；在真空罐底部放置好137Cs同位素放射源；探测器加电工作后，由前置放大器，主放大器将探测器输出的小脉冲信号放大并传输到多道分析器，得到能谱曲线。本发明装置主体为一圆筒形真空罐，盖板上面有电测试所需的电压转接件及放气阀，侧面有与真空系统连接的阀门。现有技术只能定性的测量光电倍增管的性能。本发明的方法及装置可定量的测量光电倍增管的增益及能量分辨率等性能，并能达到对所需光电倍增管优选的目的。

Description

在真空条件下光电倍增管性能测试的方法与装置
技术领域
本发明涉及空间天文观测仪器，具体涉及一种闪烁探测器中的光电倍增管的性能在空间环境模拟试验中(在真空条件下)的测试方法，以及该方法所使用的装置。
技术背景：
光电倍增管是闪烁探测器中的一个重要器件。闪烁探测器是原子核物理和粒子物理领域内探测粒子的有力工具。在实际工作中，由于各种特殊应用，需要制作专用的闪烁装置。
与地面使用的仪器比较，对工作在卫星或宇宙飞船上的仪器的安全性、可靠性要求非常高。要求仪器的工作寿命在1～3年时间。
当闪烁探测器装配好后，需要进行一系列的空间环境模拟试验。其中一项是：低气压、高低温环境模拟试验。使用的真空环境试验设备是由意大利生产的。该设备的真空罐容积很大，运转起来所需功耗也很大。
将闪烁探测器放置在该设备的真空罐中，光电倍增管的工作电压由真空设备内的电压转接插座提供。真空设备需要运转10～12小时，罐内真空度达到1×10-3Pa这一条件后，对光电倍增管加工作电压。
如果光电倍增管的高压供电和分压板密封不好，将会产生低气压放电，探测器的工作就不稳定。放电严重时将烧坏光电倍增管，探测器便不能再工作。
使用大型真空设备对空间仪器检测，其最大的缺点是：
1、抽真空时间太长。
2、由于此时探测器已经全部组装好，在试验过程中一旦光电倍增管因低气压放电而损坏，探测器便基本报废，经济损失太大。
发明内容
为了克服以上缺点，降低试验成本，本发明将提供一种在真空条件下光电倍增管性能测试的方法，以及该方法所使用的装置。该方法和装置应该使用方便，测试结果稳定可靠。
完成上述发明任务的方案分别说明如下。
在真空条件下光电倍增管性能测试的方法，步骤是：
将小型圆筒形真空罐连接好真空系统；
将CsI晶体放入真空罐中；
将光电倍增管放在CsI晶体的端面上耦合好，并使之连接牢固；
将光电倍增管与供电系统连接好；
盖好真空罐的密封顶盖；
开机械泵、分子泵、抽真空；
真空度达到要求时将光电倍增管加电；
在真空罐底部放置好137Cs同位素放射源；
探测器加电工作后，由前置放大器，主放大器将探测器输出的小脉冲信号放大并传输到多道分析器，便可以得到能谱曲线。
优化方案可增加一些步骤，某些步骤中增加一些具体数据要求，具体步骤操作是：
用酒精清洗小型圆筒形真空罐内壁，并用电吹风烘干；
将该小型圆筒形真空罐连接好真空系统；
将清洗干净的CsI晶体放入真空罐中，晶体出光端面均匀地涂上一层硅油；
用酒精清洗光电倍增管的玻壳端面用电吹风烘干；
将光电倍增管放在CsI晶体的端面上耦合好，并使之连接牢固；
将光电倍增管与供电系统连接好；
盖好真空罐的密封顶盖；
检查外供电系统工作是否正常；
开机械泵、分子泵、抽真空；
5～6小时真空度可达到1×10-3Pa，将光电倍增管加电；
在真空罐底部放置好137Cs同位素放射源；
探测器加电工作后，由前置放大器，主放大器将探测器输出的小脉冲信号放大并传输到多道分析器，便可以得到能谱曲线。
使用上述方法所使用的装置是：在真空条件下光电倍增管性能测试的装置，其特征在于，装置主体为一个小型的圆筒形真空罐。盖板上面有电测试所需的电压转接件及放气阀，在侧面有与真空系统连接的阀门。
使用该装置可以对封装好的光电倍增管进行单元测试。测试合格的光电倍增管再与探测器其它部分进行组装。
优化方案有：
1、真空罐侧面及底面材料为2.5mm厚不锈钢，密封顶板由12mm厚的不锈钢板制成；
2、在真空罐底部装有三只万向轮，便于移动。
在本发明之前的环境模拟试验，只能定性的测量光电倍增管的性能。采用本发明的方法及装置，便可以定量的测量光电倍增管的增益及能量分辨率等性能，并能达到对所需光电倍增管优选的目的。
附图说明
图1为真空罐与分子泵真空系统的示意图。
具体实施方式
实施例1，在真空条件下光电倍增管性能测试的方法与装置，参照图1：
自制的一套小型的圆形真空罐，该罐侧面及底面材料为2.5mm厚不锈钢，密封顶板由12mm厚的不锈钢板制成。盖板上面有电测试所需的电压转接件及放气阀，在侧面有与真空系统连接的阀门。真空罐底部装有三只万向轮便于移动。使用该装置可以对封装好的光电倍增管按以下步骤进行单元测试。
用酒精清洗真空罐内壁，并用电吹风烘干；连接好真空系统；将清洗干净的Φ120mm，厚80mm的CsI晶体放入真空罐中，晶体出光端面均匀地涂上一层硅油；用酒精清洗光电倍增管的玻壳端面用电吹风烘干；将光电倍增管放在CsI晶体的端面上耦合好，并使之连接牢固；将光电倍增管与供电系统连接好；盖好真空罐的密封顶盖；检查外供电系统工作是否正常；开机械泵、分子泵、抽真空；5～6小时真空度可达到1×10-3Pa，将光电倍增管加电；在真空罐底部放置好137Cs同位素放射源；探测器加电工作后，由前置放大器，主放大器将探测器输出的小脉冲信号放大并传输到多道分析器，便可以得到能谱曲线。测试合格的光电倍增管再与探测器其它部分进行组装。

Claims (5)

1、一种在真空条件下光电倍增管性能测试的方法，步骤是：
将小型圆筒形真空罐连接好真空系统；
将CsI晶体放入真空罐中；
将光电倍增管放在CsI晶体的端面上耦合好，并使之连接牢固；
将光电倍增管与供电系统连接好；
盖好真空罐的密封顶盖；
开机械泵、分子泵、抽真空；
真空度达到要求时将光电倍增管加电；
在真空罐底部放置好137Cs同位素放射源；
探测器加电工作后，由前置放大器，主放大器将探测器输出的小脉冲信号放大并传输到多道分析器，便可以得到能谱曲线。
2、按照权利要求1所述的在真空条件下光电倍增管性能测试的方法，其特征在于，具体步骤操作是：
用酒精清洗小型圆筒形真空罐内壁，并用电吹风烘干；
将该小型圆筒形真空罐连接好真空系统；
将清洗干净的CsI晶体放入真空罐中，晶体出光端面均匀地涂上一层硅油；
用酒精清洗光电倍增管的玻壳端面用电吹风烘干；
将光电倍增管放在CsI晶体的端面上耦合好，并使之连接牢固；
将光电倍增管与供电系统连接好；
盖好真空罐的密封顶盖；
检查外供电系统工作是否正常；
开机械泵、分子泵、抽真空；
5～6小时真空度可达到1×10-3Pa，将光电倍增管加电；
在真空罐底部放置好137Cs同位素放射源；
探测器加电工作后，由前置放大器，主放大器将探测器输出的小脉冲信号放大并传输到多道分析器，便可以得到能谱曲线。
3、一种权利要求1或所述的在真空条件下光电倍增管性能测试方法所使用的装置：其特征在于，装置主体为一个小型的圆筒形真空罐，盖板上面有电测试所需的电压转接件及放气阀，在侧面有与真空系统连接的阀门。
4、按照权利要求3所述的在真空条件下光电倍增管性能测试的装置，其特征在于，所述的真空罐侧面及底面材料为2.5mm厚不锈钢，密封顶板由12mm厚的不锈钢板制成。
5、按照权利要求3或4所述的在真空条件下光电倍增管性能测试的装置，其特征在于，在真空罐底部装有三只万向轮，便于移动。
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