CN113790797A - 一种玻璃管探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光电传感器探测领域，具体涉及一种玻璃管探测器，所述探测器包括探测组件、管套组件、光阑组件和外壳组件。所述管套组件包括管套、第一管套端盖、第二管套端盖、第三管套端盖；所述外壳组件包括外壳、第一外端盖、第二外端盖和第三外端盖；所述探测器组件和管套的内部之间充满第一胶层；所述外壳和管套之间的内部空间充满第二胶层；所述外壳上线缆的接口处充满第三胶块；所述玻璃管探测器还包括有第一辅助块和第二辅助块、第一辅助顶盖和第二辅助顶盖。本发明结构尺寸小、安装方便、在保证安装精度同时大幅度提高探测器的抗振、抗冲击性能，增强了小型玻璃管探测器对力学环境的适应性，拓展了探测器的使用场景。
Description
技术领域
本发明涉及光电探测领域，具体涉及一种玻璃管探测器。
背景技术
玻璃管探测器是光学探测领域常用的弱光探测器，该种类探测器常由光电阴极、沉积材料、光电阳极、电子倍增极、绝缘陶瓷和玻璃管封装而成，光电阴极和光电阳极均为栅丝结构，上述部件材料、结构及封装工艺的抗振、抗冲击性能差，从而导致该类探测器在振动和冲击环境下极易受损，使得该类探测器使用环境和场合受限。近年来在航空航天领域，天基仪器进行弱光观测的需求不断扩展，对于该类探测器星载、箭载的环境适应性提出更高要求，因此需要采取合理的隔振措施增强其抗振、抗冲击性能。
在现有的技术中，也提出了诸多解决方案，例如专利文献CN106229249A公开了一种用于安装光电倍增管的减振装置，该装置通过模具成型特定结构的减振隔层，利用螺钉和压片对内管套和减振隔层进行压紧固定，实现内管套与外壳的柔性连接，但在压紧固定同时会改变内管套的安装位置，同时减振隔层过低的尺寸精度会降低隔振性能和安装精度，因此为保证减振隔层的尺寸精度对模具加工要求比较高，且该案例未对光电倍增管的引出线缆采取隔振措施。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种玻璃管探测器，该探测器结构尺寸小、安装方便、抗振性能强，且具有较高的安装精度，在保证安装精度同时大幅度提高探测器的抗振、抗冲击性能，增强了小型玻璃管探测器的力学环境适应性，拓展了探测器的使用场景。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供的一种玻璃管探测器，包括探测器组件、管套组件、光阑组件、外壳组件和辅助组件。所述探测器组件包括光电倍增管和光电倍增管座。
所述管套组件包括管套、第一管套端盖、第二管套端盖、第三管套端盖和第一胶层。
所述光阑组件包括光阑、滤光片、隔圈和压圈。
所述外壳组件包括外壳、第一外端盖、第二外端盖、第三外端盖、第二胶层、线卡子、第三胶块、第一辅助顶盖和第二辅助顶盖。
所述辅助组件包括PCB板、限位螺钉、第一辅助块和第二辅助块。
所述探测器组件和管套的内部之间充满第一胶层；第一胶层从管套窗口对探测器组件进行灌封固定；
所述外壳和管套之间的内部空间充满第二胶层；
所述外壳上线缆的接口处充满第三胶块；
所述玻璃管探测器还包括有第一辅助块和第二辅助块、第一辅助顶盖和第二辅助顶盖；所述第一辅助块和第二辅助块，分别通过固定于外壳上的第一辅助顶盖和第二辅助顶盖，紧固在管套对侧。
所述探测组件固定于管套内，所述光阑组件固定于管套上，所述管套组件固定于外壳组件内，所述辅助组件辅助该探测器实现特定功能。
作为优选，所述探测器组件与第一管套端盖和第二管套端盖相连；所述第一管套端盖、第二管套端盖和第三管套端盖将探测器组件固定于管套内；所述光电倍增管探测面平行于管套窗口；所述管套窗口灌封QD-231硫化硅橡胶，使得探测器组件和管套内腔之间充满第一胶层。
作为优选，所述外壳上下两面设有台阶孔，用于配合T形第一辅助顶盖和第二辅助顶盖。
作为优选，所述滤光片、隔圈和压圈依次装入光阑入光口的圆形凹槽内；所述光阑、滤光片、隔圈和压圈组成的光阑组件安装于管套窗口；所述光阑组件对杂散光进行抑制，对工作波段进行选择。
作为优选，所述管套上下两面均留有限位凹槽；所述管套上下两面对应设有限位凹槽，用于嵌合第一辅助块和第二辅助块，限位凹槽的长宽尺寸公差均为正公差0.1mm-0.2mm；所述第一辅助块和第二辅助块分别从外壳的上下辅助窗口穿入，将辅助块嵌入管套径向方向的上下限位凹槽；
作为优选，所述外壳上位于第一辅助顶盖和第二辅助顶盖的两侧设有限位过孔；对应所述管套上下两面各留有限位螺纹孔；通过限位螺钉分别穿过外壳限位过孔拧入管套所留的限位螺纹孔。所述第一辅助顶盖和第一辅助块用限位螺钉紧固，第二辅助顶盖和第二辅助块用限位螺钉紧固；所述第一辅助块和第二辅助块分别从外壳的上下辅助窗口穿入将辅助块的一个端面嵌入管套的上下限位凹槽面，从而将管套组件固定于外壳内腔第一辅助顶盖第二辅助顶盖。
第二外端盖第二胶层第三胶块第一辅助顶盖第二辅助顶盖。
作为优选，所述外壳上下两面均留有限位过孔；所述限位螺钉分别穿过外壳限位过孔拧入管套所留的限位螺纹孔，直至螺帽平面与外壳表面重合；所述第一辅助顶盖和第二辅助顶盖分别从外壳拧下，取掉辅助压块Ⅰ和辅助压块Ⅱ后，再分别将其固定于外壳。
作为优选，所述限位螺钉的长度小于限位螺纹孔底端到外壳表面的距离；所述限位螺钉的长度大于限位螺纹孔顶端到外壳表面的距离。
作为优选，所述第一外端盖、第二外端盖和第三外端盖分别固定于外壳；所述探测器组件的线缆从第二外端盖圆孔引出并穿过线卡子接入PCB板。
作为优选，所述第二外端盖与线缆之间、线卡子与线缆之间和线卡子与第二外端盖之间填充GD-414胶，形成第三胶块。所述外壳窗口二次灌封QD-231硫化硅橡胶，使得管套组件和外壳内腔之间充满第二胶层。
作为优选，所述8根限位螺钉在第二胶层固化一段时间后取出。
作为优选，所述金属结构件的材料均为阻尼特性较好的镁铝合金。
作为优选，所述QD-231和GD-414胶均为可常温固化的胶粘剂。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
本发明解决由于小型玻璃管探测器封装材料和工艺的抗振、抗冲击性能差而导致的使用环境受限的问题，利用第一胶层和第二胶层有效衰减了从外壳安装脚到探测器组件的力学传递路径上振动和冲击幅值，利用第三胶块将探测器组件引出线缆与壳体隔离，避免引出线缆与壳体直接接触，降低从壳体传递到探测器线缆的振动和冲击幅值，提高探测器工作的稳定性，通过多次灌封胶避免探测器组件受力破坏或者功能失效，增加探测器对力学环境的适应性。
本发明在二次灌胶时，利用辅助顶盖和辅助压块的限位作用，在增强探测器抗振抗冲击性能同时保证了探测器的安装精度，待8根螺钉限位后，拆掉辅助压块灌封第二胶层，第二胶层固化后可从外侧拆卸限位螺钉，使得管套与外壳内腔完全柔性接触，固化后的第二胶层同时也具有一定的支撑刚度保证探测器组件的安装精度。
附图说明
图1为本发明玻璃管探测器爆炸图；
图2为本发明探测器组件的示意图；
图3为本发明光阑组件示意图；
图4(a)为本发明管套示意图；图4(b)为本发明管套侧面示意图；
图5为本发明管套组件示意图；
图6(a)本发明为外壳示意图；图6(b)本发明为外壳侧面示意图；
图7为本发明限位螺钉支撑管套剖视图；
图8为本发明玻璃管探测器剖视图；
附图标记：
1、第一外端盖，2、线卡子，3、第三胶块，4、光电倍增管座，5、第二辅助顶盖，6、PCB板，7、外壳，8、光阑组件，9、管套，10、第三外端盖，11、第三管套端盖，12、第一胶层，13、第二胶层，14、第一辅助顶盖，15、光电倍增管，16、第二管套端盖，17、第一管套端盖，18、第二外端盖，19、第一辅助块，20、第二辅助块，21、限位螺钉，81、光阑，82、滤光片，83、隔圈，84、压圈，401、光电倍增管座安装脚，402、线缆，403、探测圆面，701、外壳窗口，702、辅助窗口，703、限位过孔，704、安装面，901、管套窗口，902、管套限位凹槽，903、管套限位螺纹孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种玻璃管探测器，包括：探测器组件(光电倍增管座4和光电倍增管15)、管套组件(管套9、第三管套端盖11、第一胶层12、第二管套端盖16和第一管套端盖17)、光阑组件8(光阑81，滤光片82，隔圈83，压圈84)、外壳组件(第一外端盖1、线卡子2、第三胶块3、第二辅助顶盖5、外壳7、第三外端盖10、第二胶层13、第一辅助顶盖14和第二外端盖18)和其他部件(PCB板6、第一辅助块19，第二辅助块20和限位螺钉21)。
如图2所示，所述光电倍增管4与光电倍增管座15通过引脚相连，探测器组件用螺钉通过光电倍增管座安装脚401与第一管套端盖17和第二管套端盖16相连，完成对探测器组件的初始固定。
所述初始固定好的探测器组件插入管套9内腔，使得光电倍增管4的探测圆面403平行于管套窗口901；如图4(a)、图4(b)所示，所述第一管套端盖17、第二管套端盖16和第三管套端盖11固定于管套9上，使得管套组件保留唯一开口即管套窗口901；所述管套窗口901灌封QD-231硫化硅橡胶，在探测器组件和管套内腔之间充满第一胶层12，利用QD-231的胶粘特性对探测器组件进行胶粘固定，固化后的QD-231具有一定支撑刚度，对探测器组件进行支撑定位，增强对探测器组件的支撑效果，固化的胶粘剂实现探测器组件与管套的柔性连接，利用其阻尼特性有效降低从管套输入到探测组件的振动或者冲击，降低探测器组件对振动和冲击的敏感性，提高探测器组件工作的可靠性和稳定性。
如图3、图5所示，所述滤光片82、隔圈83和压圈84依次装入光阑81入光口的圆形凹槽内组成光阑组件8，并将光阑组件8安装于管套窗口901；所述光阑81入光口开有较小的矩形窗口，实现对杂散光进行抑制，通过对滤光片82更换对工作波段进行选择，本实施案例中，滤光片为氟化镁晶体，截止130nm以下的紫外光。
所述管套9上下两面均留有限位凹槽902，且上下两面均留有限位螺纹孔901；所述第一辅助顶盖14和第一辅助块19用限位螺钉21紧固，第二辅助顶盖5和第二辅助块20用限位螺钉21紧固；所述限位凹槽901的长宽尺寸均为正公差0.1mm—0.2mm，第一辅助块和第二辅助块的长宽尺寸均为负公差0.1mm—0.2mm；如图6(a)、图6(b)所示，所述第一辅助块19和第二辅助块20分别从外壳7的上下辅助窗口702穿入，将辅助块端面嵌入管套9的上下限位凹槽面902，从而将管套组件固定于外壳内，使得滤光片82与外壳窗口701同轴；所述第一辅助顶盖14和第二辅助顶盖19分别固定于外壳7上下面，完成对管套组件的初始定位。
所述外壳7上下两面均留有限位过孔703；所述8根限位螺钉21分别穿过限位过孔703拧入管套所留的限位螺纹孔903，限位螺纹孔903均为盲孔，拧螺钉至螺帽平面与外壳表面重合；所述限位螺钉21的长度小于限位螺纹孔903底端到外壳表面的距离；所述限位螺钉21的长度大于限位螺纹孔903顶端到外壳表面的距离；所述第一辅助顶盖14和第二辅助顶盖5分别从外壳拧下，取掉第一辅助块19和第二辅助块20后，再分别将其固定于外壳7；通过上述操作，完成由内部压块限位到外部螺钉限位的转换，保证管套组件的安装精度，也方便后续拆卸螺钉的操作。
如图7-8所示，所述第一外端盖1、第二外端盖18和第三外端盖10分别固定于外壳7；所述探测器组件的线缆从第二外端盖18的圆孔引出并穿过线卡子接入PCB板6，实现光电转换功能；所述第二外端盖18与线缆402之间、线卡子2与线缆之间402和线卡子2与第二外端盖18之间填充GD-414胶，待其固化后形成第三胶块3，第三胶块3对线缆具有支撑作用，第三胶块3将线缆402与金属结构件完全隔离，避免引出线缆402与结构件直接接触，利用胶块的阻尼特性降低从结构件传递到线缆402的振动和冲击幅值，提高探测器组件的可靠性。
所述第三胶块3填充满第二外端盖18的圆孔和线缆402之间的间隙，使得外壳组件留有唯一开口外壳窗口701，然后从外壳窗口701处二次灌封QD-231硫化硅橡胶，使得管套组件和外壳内腔之间充满第二胶层13，第二胶层13对管套组件胶粘固定，待第二胶层13固化后可从外侧拆卸限位螺钉21，使得管套组件与外壳完全柔性接触，大幅衰减由外壳体传递到管套组件的振动和冲击，固化后的第二胶层13同时也具有一定的支撑刚度保证探测器组件的安装精度；提高探测器组件工作的稳定性。
所述PCB板6固定于PCB板安装面704，完成探测器的安装。
该装玻璃管探测器置结构件均为金属制造，材料均为阻尼特性较好的镁铝合金，QD-231和GD-414胶均为可常温固化的胶粘剂，该玻璃管探测器整体支撑强度高，阻尼特性好，结构紧凑，可在恶劣的冲击和振动环境下稳定使用，实现高可靠减振需求。
本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。
在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种玻璃管探测器，所述玻璃管探测器包括探测器组件、管套组件、光阑组件和外壳组件，所述管套组件包括管套、第一管套端盖、第二管套端盖、第三管套端盖；所述外壳组件包括外壳、第一外端盖、第二外端盖和第三外端盖，其特征在于，
所述探测器组件和管套的内部之间充满第一胶层；
所述外壳和管套之间的内部空间充满第二胶层；
所述外壳上线缆的接口处充满第三胶块；
所述玻璃管探测器还包括有第一辅助块和第二辅助块、第一辅助顶盖和第二辅助顶盖；所述第一辅助块和第二辅助块，分别通过固定于外壳上的第一辅助顶盖和第二辅助顶盖，紧固在管套对侧。
2.根据权利要求书1所述玻璃管探测器，其特征在于，所述探测器组件与第一管套端盖和第二管套端盖相连；探测器组件包括光电倍增管和光电倍增管座，所述第一胶层从管套窗口对探测器组件进行灌封固定。
3.根据权利要求书1所述玻璃管探测器，其特征在于，所述管套上下两面对应设有限位凹槽，用于嵌合第一辅助块和第二辅助块。
4.根据权利要求书1所述玻璃管探测器，其特征在于，所述外壳上下两面设有台阶孔，用于配合T形第一辅助顶盖和第二辅助顶盖。
5.根据权利要求书1或4所述玻璃管探测器，其特征在于，所述外壳上位于第一辅助顶盖和第二辅助顶盖的两侧设有限位过孔；对应所述管套上下两面各留有限位螺纹孔，通过限位螺钉分别穿过外壳限位过孔拧入管套所留的限位螺纹孔。
6.根据权利要求书4所述玻璃管探测器，其特征在于，所述第一辅助顶盖和第一辅助块用螺钉紧固，第二辅助顶盖和第二辅助块用螺钉紧固。
7.根据权利要求书5所述玻璃管探测器，其特征在于，所述限位螺钉的长度小于限位螺纹孔底端到外壳表面的距离；所述限位螺钉的长度大于限位螺纹孔顶端到外壳表面的距离。
8.根据权利要求书1所述玻璃管探测器，其特征在于，所述第二外端盖与线缆之间、线卡子与线缆之间和线卡子与第二外端盖之间填充第三胶块。
9.根据权利要求书1所述玻璃管探测器，其特征在于，所述光阑组件安装于管套窗口，光阑组件包括光阑、滤光片、隔圈和压圈；所述滤光片、隔圈和压圈依次装入光阑入光口的圆形凹槽内，所述第二胶层从外壳窗口进行二次灌封固定。
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2021
- 2021-08-06 CN CN202110901950.1A patent/CN113790797A/zh active Pending
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