CN104567946A - 微通道板探测器及光子、电子、离子成像探测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微通道板探测器及光子、电子、离子成像探测器，主要是为了提供一种能自适应调整微通道板边缘所受压力的微通道板探测器及光子、电子、离子成像探测器。该微通道板探测器包括微通道底座、导电铜圈、微通道板和不锈钢压环，所述微通道板底座上设置有第一螺纹孔，在不锈钢压环的对应位置处设置有第二通孔，所述第一螺纹孔和对应的第二通孔内设置有绝缘螺栓，微通道板底座通过第一螺纹孔与所述绝缘螺栓螺纹连接，所述绝缘螺栓上套设有自适应压紧弹簧，所述自适应压紧弹簧设置在绝缘螺栓的头部和不锈钢压环之间。适当的旋紧绝缘螺栓，利用自适应压紧弹簧自适应调节微通道板的边缘所受到的压力，避免了微通道板被压碎。

Description

微通道板探测器及光子、电子、离子成像探测仪

技术领域

本发明涉及一种微通道板探测器及光子、电子、离子成像探测器。

背景技术

基于微通道板的光子、电子、离子探测及成像技术兴起于二十世纪八十年代，该技术能够获得被测目标的一维或二维空间信息。该技术集光谱学、电子学、计算机技术和精密机械技术于一体，是一种新型的多维信息获取技术。由于成像光电子、光离子光谱技术获得数据信息量丰富，因此在微弱光子、电子、离子信号、及其图像检测、光谱测量和化学反应动力学研究等科学实验方面得到广泛应用，同时可以推广到环境监测、军事科学、天文观测、生物医学等领域。

从现有的光子、电子、离子成像探测器来看，根据微通道板的组装方式可分为两类。一类采用压片式组装法，该方法为：通过多片金属薄片，使其弯曲成一定的幅度，压紧在两片微通道板的最上面一片的导电铜圈上，使得双片微通道板压紧。这种方法的缺点是由于每片金属薄片的弹性系数不一致或形状上的差异将导致微通道板之间边缘的压力不均匀。另一类采用螺帽螺杆式组装法，该方法为：通过固定在微通道板底座的螺杆，旋转螺帽使压在微通道板最上面一片的不锈钢压环向下压紧，从而固定两片微通道板。此种方法虽克服了上一类中两片微通道板边缘的压力不均匀的问题，但缺点是无法控制螺帽的旋紧力度，一旦两片微通道板边缘所受的压力过大，很容易将微通道板压碎，而且当改变探测器的空间位置或使用环境时，维通道板所受压力会出现变化。上述两种方法同样适用于单片或三片微通道板的情况，当然，在单片或者三片的情况下同样具有上述的缺点。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种自适应调整微通道板边缘所受压力的微通道板探测器及光子、电子、离子成像探测器。

为达到上述目的，本发明提供的微通道板探测器，包括微通道板底座、安装在微通道板底座凹槽内的至少两片导电铜圈、压设在最上层导电铜圈上的不锈钢压环，其中相邻的导电铜圈之间各夹设有一片微通道板；所述微通道板底座上设置有第一螺纹孔，在不锈钢压环的对应位置处设置有第二通孔，所述第一螺纹孔和对应的第二通孔内设置有绝缘螺栓，微通道板底座通过第一螺纹孔与所述绝缘螺栓螺纹连接，所述绝缘螺栓上套设有自适应压紧弹簧，所述自适应压紧弹簧设置在绝缘螺栓的头部和不锈钢压环之间。

本发明提供的光子、电子、离子成像探测器，至少包括上述的微通道板探测器。

本发明采用绝缘螺栓将不锈钢压环与微通道板底座连接在一起，利用自适应压紧弹簧对不锈钢压环产生弹性压力，从而将微通道板压紧。适当的旋紧绝缘螺栓时，绝缘螺栓的头部和不锈钢压环之间的间距减小，自适应压紧弹簧对不锈钢压环的弹性压力变大，使得微通道板底座的凹槽和不锈钢压环的凸缘之间的间距变小，微通道板边缘受力变大，但是由于自适应压紧弹簧具有自适应调节弹性压力的作用，微通道板边缘所受的压力不会过大，从而避免了微通道板被压碎。在使用过程中若探测器的放置方向发生变化或其他使用环境发生变化，自适应压紧弹簧能使微通道板在使用过程中边缘的压力保持恒定，有良好的电导通。

附图说明

图1是本发明提供的光子、电子、离子成像探测器的结构示意图；

图2是本发明提供的微通道板探测器的结构示意图；

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

为方便理解，现对光子、电子、离子成像探测器的结构、组装方式和工作原理大致介绍：

光子、电子、离子成像探测器为对位置灵敏的成像探测器，主要包括不锈钢底座5、荧光屏底座4、荧光屏3、微通道板探测器2和屏蔽筒1。在不锈钢底座5上设置有螺杆型支柱6，在螺杆型支柱上套设有第一绝缘陶瓷环7，在第一绝缘陶瓷环7上套设有第二绝缘陶瓷环9，第二绝缘陶瓷环用以隔离不锈钢底座5和荧光屏底座4。荧光屏3设置在荧光屏底座的凹槽内，并用螺丝固定在荧光屏底座上。在第一绝缘陶瓷环7上还套设有第三绝缘陶瓷环8，第三绝缘陶瓷环8用以隔离荧光屏底座4和微通道板探测器2，通过第三绝缘陶瓷环和不锈钢垫片可以调节荧光屏底座和微通道板探测器之间的间距，此间距在0.5-2.0mm。绝缘筒固定在微通道板探测器的上表面。其中屏蔽筒为电磁场屏蔽金属材料，荧光屏底座适用于目前国内外所有型号的圆形荧光屏。

具体的组装方式为：在不锈钢底座上安装好螺杆型支柱，将第一绝缘陶瓷环套设在螺杆型支柱上；再将第二绝缘陶瓷环套设在第一绝缘陶瓷环，将荧光屏底座安装在第一绝缘陶瓷环上，并由第二绝缘陶瓷支撑；将荧光屏固定在荧光屏底座的凹槽内，在第三绝缘陶瓷环套设在第一绝缘陶瓷环上；将微通道板探测器安装在第一绝缘陶瓷环上，并由第三绝缘陶瓷环支撑；最后将绝缘筒固定在微通道板探测器的上表面，即完成整体的组装。

工作原理为：光子、电子或离子从远处飞到微通道板的表面，微通道板通过高压将微弱的光子、电子或离子信号转换为电子信号，并放大约百万倍(两片微通道板)。由于荧光屏和微通道板之间的电压差，放大的电子信号加速撞击到荧光屏的表面，使得荧光屏发光，并产生脉冲电子信号，通过监测荧光屏上的图像或电子信号强度获得光子、电子或离子的强度信息或其空间信息。

本发明提供的微通道板探测器，用于对微弱的光子、电子或离子信号进行采集，具体包括：微通道底座21、安装在微通道板底座凹槽内的至少两片导电铜圈、压设在最上层导电铜圈上的不锈钢压环22，其中相邻的导电铜圈之间均夹设有一片微通道板。

在这里，对导电铜圈的个数限定为至少两片，是因为微通道板探测器至少包括一片微通道板，而微通道板上、下表面的边缘均需设置导电铜圈。

其中微通道板的片数不做限定，在实际应用中根据情况进行设置。当微通道板为单片时，需要有两片导电铜圈，这两片导电铜圈夹设在微通道板上、下表面的边缘。当微通道板为两片时，需要三片导电铜圈，导电铜圈和微通道板交错设置，以保证每一片微通道板上、下表面的边缘均接触设置有导电铜圈。当微通道板的片数为2时，导电铜圈和微通道板的设置方式如上。

所述微通道板底座上设置有第一螺纹孔，在不锈钢压环的对应位置处设置有第二通孔，所述第一螺纹孔和对应的第二通孔内设置有绝缘螺栓23，微通道板底座通过第一螺纹孔与所述绝缘螺栓螺纹连接，所述绝缘螺栓上套设有自适应压紧弹簧24，所述自适应压紧弹簧设置在绝缘螺栓的头部和不锈钢压环之间。

第一螺纹孔可以为通孔，也可以为盲孔，其内螺纹与绝缘螺栓的外螺纹相适配，所以微通道板底座通过第一螺纹孔实现与所述绝缘螺栓的螺纹连接。

第二通孔可以设置内螺纹，也可以为光滑的通孔，其作用是使绝缘螺栓穿过，所以必须是通孔。当第二通孔内设置有内螺纹时，第二通孔的内径要大于第二螺纹孔的内径。

本发明采用绝缘螺栓将不锈钢压环与微通道板底座连接在一起，利用自适应压紧弹簧对不锈钢压环产生弹性压力，从而将微通道板压紧。本发明提供的微通道板探测器，在旋紧绝缘螺栓时，绝缘螺栓的头部和不锈钢压环之间的间距减小，自适应压紧弹簧对不锈钢压环的弹性压力变大，使得微通道板底座的凹槽和不锈钢压环的凸缘之间的间距变小，压紧微通道板，但是由于自适应压紧弹簧具有自适应调节弹性压力的作用，微通道板边缘所受的压力不会过大，从而避免了微通道板被压碎。相对于现有技术中的压片式组装法，微通道板边缘的压力较均匀；相对于螺帽螺杆式组装法，避免了微通道板的边缘受力较大将微通道板压碎；而且在使用过程中若探测器的放置方向发生变化或其它使用环境发生变化，自适应压紧弹簧能使微通道板在使用过程中边缘的压力保持恒定，有良好的电导通。

当微通道板为两片时，微通道板探测器的具体组装方式为：在微通道板底座的凹槽内装入第一片导电铜圈，将第一片微通道板放置在第一片导电铜圈上；接着在装入第二片导电铜圈，将第二片微通道板26放置在第二导电铜圈上；再将第三片导电铜圈25放置在第二微通道板上。三片导电铜圈和两片微通道板边缘重合，盖上不锈钢压环。在绝缘螺栓上套上自适应压紧弹簧，绝缘螺栓穿设在不锈钢压环和微通道板底座的螺纹孔内，从而将不锈钢压环与微通道板底座固定在一起。适当的旋紧绝缘螺栓，利用自适应压紧弹簧的弹力对两片微通道板之间的间距自适应调整。

本发明提供的光子、电子、离子成像探测器，采用了上述的微通道板探测器。整套装置的组装简单、稳定性好、成像质量高、生产成本低，适用于微弱光子、电子、离子信号检测等科研或民用领域。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种微通道板探测器，包括微通道板底座、安装在微通道板底座凹槽内的至少两片导电铜圈、压设在最上层导电铜圈上的不锈钢压环，其中相邻的导电铜圈之间各夹设有一片微通道板；其特征在于：所述微通道板底座上设置有第一螺纹孔，在不锈钢压环的对应位置处设置有第二通孔，所述第一螺纹孔和对应的第二通孔内设置有绝缘螺栓，微通道板底座通过第一螺纹孔与所述绝缘螺栓螺纹连接，所述绝缘螺栓上套设有自适应压紧弹簧，所述自适应压紧弹簧设置在绝缘螺栓的头部和不锈钢压环之间。

2.根据权利要求1所述的微通道板探测器，其特征在于：所述绝缘螺栓为塑料材质，所述自适应压紧弹簧为金属材质。

3.一种光子、电子、离子成像探测器，其特征在于：至少包括权利要求1-2中任一所述的微通道板探测器。