HU200240B

HU200240B - Method and circuit arrangement for overload protection of the photo-cathode of photoelectron-multipliers

Info

Publication number: HU200240B
Application number: HU357288A
Authority: HU
Inventors: Janos Soos; Jozsef Solymosi
Original assignee: Budapesti Mueszaki Egyetem
Priority date: 1988-07-07
Filing date: 1988-07-07
Publication date: 1990-04-28

Abstract

A találmány fotokatódot (2), elektronsokszorozó dinódákat (7— 11) és anódot (4) tartalmazó fotoelektronsokszorozó (1) fotokatódjának (2) túlterhelés elleni védelmére vonatkozó eljárás, amelynek során mérjük az anódáramot és annak függvényében ellencsatolásj bán szabályozzuk a fotoelektronsokszorozó (1) által felvett tel jesátményt. A javaslat értelmében a fotoelektronsokszorozó (1) tápfeszültségét állandó értéken tartva folyamatosan figyeljük az anódáramot és amint eléri a fotokatódra (2) veszélyes határértéket a dinódák (7—11) munkapontját előnyösen ugrásszerűen megváltoztatjuk úgy, hogy , a fotoelektronsokszorozó (1) sokszorozási tényezőjét > egységnyire csökkentjük le átmenetileg. A találmány tárgya továbbá a fenti eljárást megvalósátó kapcsolási 'rendezés, egyenfeszültségű stabilizált tápegység (3) kimenetére kötött ellenállás feszűltségosztóval (6), annak kimeneti pontjaira (6a6e) és a tápegység (3) kimenetére csatlakozó elektródájú fotoelektronsokszorozóval (1), melynek anódjával (4) áramfigyelő és beavatkozó fokozat (5) van sorbakötve. A javaslat értelmében az áramfigyelő és beavatkozó fokozat (5) legalább egy, előre beállátható kapcsolási szintű komparátort tartalmaz, amelynek kimenete a fe- A leírás terjedelme: 4 oldal, 1 ábra szültségosztó (6) egy vagy több kimeneti pontja (6a-6e) és az ahhoz tartozó dinóda vagy dinódák (7-11) közé iktatott távvezérelhető impedancia (12,13) vézérlőbemenetére van vezetve. HU 200240A -1-The present invention relates to a method of protecting the photocathode (2) of a photovoltaic multiplier (1) with photocathode (2), electron multiplier diodes (7-11) and anode (4), in which the anode current is measured and the photoelectric multiplier is controlled as a function thereof (1). by the Commission. According to the proposal, keeping the voltage of the photoelectric multiplier (1) constant, the anode current is continuously monitored and as soon as it reaches the photocathode (2), the working point of the diodes (7 to 11) is advantageously changed so that the multiplication factor of the photoelectric multiplier (1) is one unit. reduced temporarily. The invention also relates to a switching arrangement implementing the above method, a resistor with a voltage constant (6) connected to the output of a DC voltage stabilized power supply (3), its output points (6a6e), and a photoelectric multiplier (1) with an electrode connected to the output of the power supply unit (3). ) a power monitor and an actuator (5) are connected in series. According to the proposal, the current monitoring and intervention stage (5) comprises at least one predictable switching level comparator, the output of which is at least one or more output points (6a-6e) of the voltage divider (6) and the remote control impedance (12,13) entered between the associated dinode or dinods (7-11) is routed to the caliper input. EN 200240A -1-

Description

A találmány tárgya fotoelektronsokszorozó fotokatód jának túlterhelés elleni védelmére vonatkozó eljárás, ahol a fotoelektronsokszorozó fotokatódot, elektronsokszorozó dinódákat és anódot tartalmaz, és amelynek során mérjük a fotoelektronsokszorozó anódáramát és annak függvényében ellencsatolásban szabályozzuk a fotoelektronsokszorozó felvett teljesítményét. A találmány tárgya továbbá fotokatódot, elektronsokszorozó dinódákat és anódot tartalmazó fotoelektronsokszorozó fotokatódjának túlterhelés elleni védelmére szolgáló kapcsolási elrendezés, amelynek stabilizált egyenfeszültségű tápegysége, annak kimenete kötött feszültségosztója van, ahol a tápegység és a feszültségosztó kimeneti pontjaival a fotokatódot, elektronsokszorozó dinódákat és anódot tartalmazó fotoelektronsokszorozó van összekapcsolva, és az anóddal sorbakötött áramfigyelő és beavatkozó fokozata van. A javasolt eljárás, valamint a kapcsolási elrendezés a fotoelektronsokszorozóban alkalmazott fotokatódok fény- és/vagy áram túlterheléssel szembeni védelmét oldja meg a fotoelektronsokszorozó üzemi paramétereinek észrevehető megváltozása nélkül, és biztosítja a fotokatód megóvását, ha üzem közben azt a megengedettnél nagyobb intenzitású fény éri, egyben szélesebb intervallumban lehetővé teszi a fotoelektronsokszorozó üzemszerű használatátThe present invention relates to a method for protecting a photoelectron multiplier photocathode from overload, wherein the photoelectron multiplier comprises a photocathode, an electron multiplier dynode and an anode, wherein the anode current of the photoelectron multiplier is measured and the power of the photoelectrons is controlled in response. The invention further relates to a circuit arrangement for overload protection of a photoelectron multiplier comprising a photocathode, an electron multiplier, and an anode having a stabilized dc power supply, an output thereof having a fixed voltage divider, wherein the power unit and , and has anode-connected current monitoring and actuator stages. The proposed method and circuit layout solves the need to protect photocathodes used in photoelectron multipliers from light and / or current overload without any appreciable change in operating conditions of the photoelectron multiplier, and protects the photocathode when exposed to a higher intensity of light, allows the normal use of the photoelectron multiplier

Ismeretes, hogy a fotoelektronsokszorozó az optikai spektroszkópiában, a fotometriában és a technika számos más területén elterjedten és széleskörűen alkalmazott detektorok. Olyan elektroncsövek, melyekben a fotokatódból kilépő kisszámú elektront a katódhoz képest pozitív feszültségű elektródák, az úgynevezett dinódák gyorsítják, majd az elektronok becsapódását követően a dinódából kilépő nagyobb számú szekunder elektronokat a további dinódák hasonlóképpen sokszorozzák. A dinódák láncolatán sokszorozott elektronokat egy anódlemez fogja fel és vezeti ki az elektroncsőből. A fotoelektronsokszorozó széles körű alkalmazását nagymértékben nehezíti, hogy üzemszerű használat közben az rendkívül érzékeny a fény-túlterhelésre, amit a fotokatód nem képes károsodás nélkül elviselni.It is known that photoelectron multipliers are widespread and widely used in optical spectroscopy, photometry and many other fields of technology. Tubes in which a small number of electrons leaving the photocathode are accelerated by electrodes with a positive voltage relative to the cathode, so-called dynodes, and after the electron strike, a greater number of secondary electrons leaving the dynode are similarly amplified. Electrons amplified on a chain of dynodes are picked up and led out of the tube by an anode plate. The widespread use of the photoelectron multiplier is greatly hampered by the fact that it is extremely sensitive to light overload during operation, which the photocathode cannot withstand without damage.

Ismeretes tehát, hogy a fotoelektronsokszorozó legérzékenyebb eleme a fotokatód. A fotokatód lehet egy-, vagy többrétegű, de mindenképpen igen vékony, gyakran monomolekuláris fémfüstszerű bevonat alakjában készítik azt a fotoelektronsokszorozó homlok-, vagy oldalfalán, üzem közben a fotokatódot nagyobb intenzitású fény nem érheti, mert ha rajta a megengedettnél nagyobb áram folyik át, akkor az tönkreteszi a fotokatód szerkezetét, vagy legalábbis olyan maradandó elváltozást okoz — és ez gyakran már néhány mikroamper hatására is bekövetkezik — amely a fotoelektronsokszorozó műszaki paramétereit jelentősen rontja. Ezért a fotokatód védelmére számos eljárás terjedt el.Thus, it is known that the most sensitive element of a photoelectron multiplier is the photocathode. The photocathode may be single or multilayer, but it is in any case a very thin, often monomolecular metal-smoky coating on the front or side walls of the photoelectron multiplier, and the photocathode may not be exposed to higher intensity light during operation. it destroys the structure of the photocathode, or at least results in a permanent change - often as a result of a few microamperes - which significantly reduces the technical parameters of the photoelectron multiplier. Therefore, there are many methods of protecting the photocathode.

A fotokatód védelmét szolgáló, egyik leggyakrabban alkalmazott eljárás szerint a fotoelektronsokszorozó anódáramával, vagy valamelyik dinóda Áramával negatív visszacsatolásban leszabályozzák a fotoelektronsokszorozó cső tápfeszültségét; azaz ha a fotokatódon nő az áram, a tápfeszültség csökkentésével eresen csökkentik az elektronsokszorozási tényezőt. Maximális visszacsatolás esetén a fotoelektronsokszorozó cső áramstabilizált üzemmódban működik. Ilyen eljárást alkalmaznak példáulOne of the most commonly used methods for protecting a photocathode is to provide negative feedback control to the photoelectron multiplier tube by providing anode current or one of a dynode current; that is, when current increases on the photocathode, the electron multiplication factor is strongly reduced by reducing the supply voltage. At maximum feedback, the photoelectron multiplier tube operates in a current stabilized mode. Such a procedure is used, for example

K.3. Keller és munkatársai publikációja szerint (Rév. Sci. Instr. 35, 1359 (1964) az egyes spektroszkópiai berendezésben.K.3. Keller et al. (Rev. Sci. Instr. 35, 1359 (1964)) in each spectroscopic apparatus.

Egy másik, a fotokatód védelmére szolgáló ismert eljárás szerint a tápegységet impulzusüzemben működtetik. Ebben az esetben a tápegység a teljes tápfeszültséget a fotoelektronsokszorozóra csak rövid időre kapcsolja rá, azaz az anódáram a bekapcsolási időtartamot modulálja. By módon minél nagyobb az anódáram, annál rövidebb a bekapcsolt állapot. Az eljárás egyik módosított változatánál az impulzusszélesség-modulációval csak egyes dinódák feszültségét kapcsolják ki.Another known method of protecting a photocathode is to operate the power supply in a pulsed mode. In this case, the power supply switches the total supply voltage to the photoelectron multiplier only for a short period of time, i.e., the anode current modulates the switch-on time. By this, the higher the anode current, the shorter the on-time. In a modified version of the method, only some of the dynodes are switched off by pulse width modulation.

Az ímpulzusszélesség-modulációs eljárást alkalmazzák például nukleáris célokra számos berendezésben (F. de Marco, E. Penco; Rév. Sci. Instr., 38, 866 /1967/, T.D.S. Hamilton, Int. Sci. Instr. /Phys/, Vol. 4,326/1971/, G.G. Albach, J. Meyer; Rév. Sci. Instr. 44.615/1973/).The pulse width modulation method is used, for example, for nuclear purposes in a number of devices (F. de Marco, E. Penco; Rev. Sci. Instr. 38, 866/1967), TDS Hamilton, Int. Sci. Instr. / Phys / Vol. 4,326 (1971), GG Albach, J. Meyer; Rev. Sci. Instr. 44,615 (1973).

Az ismert eljárások — az előnyök mellett — néhány nem elhanyagolható hátrányos tulajdonsággal is rendelkeznekIn addition to the advantages, the known processes have some non-negligible disadvantages

Az eljárások fogyatékosságai közül első helyen kell említeni, hogy a nagyfeszültségű tápegység feszültségének leszabályozása — a feszültségcsökkentés lassúsága miatt — különösen gyors fénytúlterhelés esetén hatástalan, ugyanis mielőtt a feszültség lecsökkenne, a fotokatód már tönkremegy.First of all, one of the disadvantages of the process is that the down-regulation of the high-voltage power supply is ineffective at extremely fast light overload due to the slowness of the voltage reduction since the photocathode is already damaged before the voltage is reduced.

Egy másik ugyancsak nem elhanyagolható hátrány, hogy növekvő fényintenzitás esetén a tápfeszültség egyre csökken, holott minden sokszorozó csak egy szűk tápfeszültségtartományban képes az optimális munkaponti paraméterei szerint (linarltás, hőfokstabilitás stb.) működni, tehát a fotokatód védelmének ez a módja elrontja a fotoelektronsokszorozó cső specifikált műszaki paramétereit.Another notable disadvantage is that with increasing light intensity, the supply voltage decreases, although each multiplier can only operate within a narrow supply voltage range according to its optimum operating point parameters (linearity, temperature stability, etc.), so this method of photocathode protection breaks down. technical parameters.

Nem jelentéktelen továbbá az a gyakorlati hátrány sem, hogy a tápfeszültség impulzusüzemű működtetéséhez különleges nagyfeszültségű félvezető kapcsolóelemek szükségesek Ezek ki- és bekapcsolási folyamatai pedig nem rövid idejűek ugyanakkor erősen hőfokfüggóek A mérőrendszer jó műszaki tulajdonságai ily módon csak rendkívül gondos — és igen drága — felépítéssel biztosíthatók Ugyanakkor a kikapcsolási folyamat idejének csökkentése érdekében csak kis dinódaellenállások alkalmazhatók, ami viszot a tápegység teljesítményét és az árát növeli.Nor is it a practical disadvantage that special high-voltage semiconductor switches are required for pulse-driven operation of the power supply. These switch-on and switch-on processes are not short-term but highly temperature-dependent The high technical characteristics of the measuring system are thus extremely careful - and expensive in order to reduce the shutdown time, only small diodes resistors can be used, which in turn increases power supply performance and cost.

Nem hanyagolható el továbbá az a káros jelenség sem, hogy bár az egyes dinódák vagy dinódacsoportok feszültségcsökkentése vagy kikapcsolása viszonylag gyorsan és egyszerű eszközökkel megvalósítható, ugyanakkor a fotokatód vagy az egyes dinódák felszíne felett kialakuló negatív tértöltés a visszakapcsolás folyamatát nagymértékben lassítja. A folyamat gyorsítását viszont a káros áramlökések kialakulása teszi lehetetlenné.It is not to be neglected, however, that although voltage reduction or deactivation of individual dinodes or groups of dinodes can be accomplished relatively quickly and by simple means, the negative space charge over the surface of the photocathode or individual dinodes greatly slows down the resetting process. However, acceleration of the process is rendered impossible by the formation of harmful electric shocks.

Az ismertetett hátrányok miatt a bemutatott eljárások és berendezések nem nyújtanak kielégítőDue to the drawbacks described, the methods and apparatus presented are not satisfactory

-2HU 200240 A megoldást a fotoelektronsokszorozók fotokatódjának hatékony védelmére.-2EN 200240 The solution for effective protection of photoelectron multiplier photocathodes.

A találmány célja olyan megoldás megvalósítása, melynél biztosítva van a fotokatód megbízható védelme, ha üzem közben a megengedettnél nagyobb intenzitású fény éri azt, egyben a fotoelektronsokszorozó — megváltozott karakterisztikával — méréstechnikai szempontból üzemképes marad, továbbá a fénytúlterhelés megszűntével a normál üzemi viszonyokra történő visszaállás a lehető legrövidebb idő alatt megy végbe.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a reliable protection of the photocathode when it is exposed to light at a higher intensity than during operation, while maintaining the photoelectron multiplier with changed characteristics and returning to normal operating conditions when light overload is eliminated. in the shortest amount of time.

A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogy amennyiben a fotoelektronsokszorozó dinódáinak — célszerűen legalább a fotokatódhoz közel eső(ek)nek — az optimális munkaponti feszültségét a fotokatód fénytúlterhelésével együtt járó, megnövekedett anódáram által — pl. megfelelő előtétellenállások közbeiktatásával — oly módon vezéreljük, hogy a dinódafeszültségek automatikusan arra az értékre tolódjanak el, ahol a dinódákra beeső és onnan szekunder emisszió útján kilépő elektronok száma közel azonos lesz, azaz az elektronsokszorozási tényező az egységnyihez közeli, akkor a fotokatód felől érkező növekvő elektronszám a segédellenállás(ok)on növekvő feszültségesést eredményez, ezzel a rendszer önkolátozóvá válik és nincs lehetőség arra, hogy a fotokatód árama nagyságrendekkel megnövekedjen, tehát biztosított a fotokatód megfelelő védelme.The inventive idea is based on the discovery that when the optimum operating point voltage of the photoelectron multiplier dynodes, preferably at least near the photocathode, is increased by the anode current, e.g. by inserting appropriate ballast resistors - controlled so that the dynode voltages are automatically shifted to a value where the number of electrons entering and exiting the dynodes is approximately equal, i.e., the electron multiplication factor is close to the unit electron, Auxiliary resistor (s) results in an increasing voltage drop, thereby rendering the system self-educating and preventing the photocathode current from increasing in magnitude, thus providing adequate protection of the photocathode.

A kitűzött feladat megoldása során fotokatódot, elektronsokszorozó dinódákat és anódot tartalmazó fotoelektronsokszorozó fotokatódjának túlterhelés elleni védelmére vonatkozó olyan eljárásból indultunk ki, amelynek során mérjük a fotoelektronsokszorozó anódáramát, és annak függvényében ellencsatolásban szabályozzuk a fotoelektronsokszorozó által felvett teljesítményt. Továbbfejlesztésünk értelmében, a fotoelektronsokszorozó tápfeszültségét állandó értéken tartjuk és folyamatosan figyeljük a fotoelektronsokszorozó anódáramát, és annak a fotokatódra veszélyes határértéket meghaladó értéke esetén a dinódának munkapontját megváltoztatjuk úgy, hogy a fotoelektronsokszorozó sokszorozási tényezőjét egységnyire csökkentjük le.SUMMARY OF THE INVENTION We have started with a method of overload protection of a photoelectron multiplier containing a photocathode, electron multiplier dinodes and anode by measuring the anode current of the photoelectron multiplier and controlling the power of the photoelectrons in response thereto. In accordance with our further development, the photoelectron multiplier supply voltage is kept constant and the photoelectron multiplier anode current is continuously monitored, and when its value exceeds the photocathode threshold, the operating point of the dinode is changed so that the photoelectron multiplier is reduced by a unit.

A javasolt eljárás egy előnyös foganatosítási módja érteimében a dinódák munkapontját ugrásszerűen, hirtelen változtatjuk meg, így a fotoelektronsokszorozó sokszorozási tényezőjét a lehető legrövidebb idő alatt csökkentjük egységnyire.In a preferred embodiment of the proposed method, the working point of the dynodes is changed abruptly, so that the multiplication factor of the photoelectron multiplier is reduced to a unit in the shortest possible time.

A kitűzött feladatot továbbá fotoelektronsokszorozó fotokatódjának túlterhelés elleni védelmére alkalmas kapcsolási elrendezéssel oldottuk meg, amelynek stabilizált egyenfeszültségű tápegysége, és annak kimenetére kötött feszültscgosztója van, ahol a tápegység és a feszültségosztó kimeneti pontjai a fotoelektronsokszorozó fotokatódjával elektronsokszorozó dinódáival és anódjával vannak összekapcsolva, és az anóddal áramfigyelő és beavatkozó fokozat van sorbakapcsolva. Ezt az elrendezést úgy fejlesztettük tovább, hogy az áramfigyelő és beavatkozó fokozat legalább egy, előre beállítható kapcsolási szintű komparátort tartalmaz, amelynek kimenete a feszültségosztó egyik kimeneti pontja és az ahhoz tartozó dinóda közé beiktatott távvezérelhető impedancia vezérlőbemenetére van vezetve.A further object of the present invention is to provide an overload protection circuitry for protecting a photoelectron multiplier photocathode with an overload, which has a stabilized dc power supply unit and an output voltage divider connected thereto, wherein the output points of the power supply unit and the voltage divider are the intervention stage is connected in series. This arrangement has been further developed such that the current monitoring and actuating stages comprise at least one preset switching level comparator, the output of which is directed to a remote controlled impedance control input inserted between a voltage divider output point and its associated dynode.

Előnyös a találmány értelmében, ha a távvezérelhető impedancia előtétellenállást és azzal párhuzamosan kötött munkaérintkezőjű jelfogót tartalmaz, amelynek működtető tekercse képezi a távvezérelhető impedancia vezérlőbemenetét.Advantageously, according to the invention, the remote-controlled impedance comprises a ballast resistor and a relay with an operating contact connected in parallel, the actuating coil of which forms the remote-controlled impedance control input.

Mivel nem tartalmaz mozgó alkatrészt, ugyancsak előnyös a kapcsolási elrendezés olyan kiviteli alakja, ahol a távvezérelhető impedancia előtétellenállást és azzal párhuzamosan kötött kikapcsolható tirisztort tartalmaz, amelynek vezérlőelektródái képezik a távvezérelhető impedancia vezérlőbemenetét. Normális üzemmódban, fény- és/vagy áramtúlterhelés nélkül a fotoelektronsokszorozó az előírásoknak megfelelő körülmények között optimális paraméterekkel működik. A kapcsolási elrendezésben alkalmazott kapcsolóelemek a feszültségosztó és a fotoelektronsokszorozó elektródjainak tulajdonságait nem befolyásolják, ugyanakkor egyszerűek és olcsók. Túlvezérlődés esetén mind a jelfogó, mind a kikapcsolható tirisztor ezredmásodperc nagyságrendű válaszidővel lép működésbe, amely idő alatt a fotokatód nem károsodik Előnyős továbbá, hogy a fotokatód és a dinódák árama nem szakad meg, így a visszakapcsolás folyamata a lehető leggyorsabb lehet, mivel nem halmozódnak fel káros tértöltések. A fotoelektronsokszorozó megváltozott karakterisztika mellett méréstechnikai szempontból túlterhelés esetén is üzemképes marad.Since it does not contain a moving component, an embodiment of the circuit arrangement wherein the remote-controlled impedance resistor and a parallel-switched tripped thyristor, whose control electrodes form the control input of the remote-impedance, is also preferred. In normal operation, without light and / or current overload, the photoelectron multiplier operates with optimal parameters under normal conditions. The switching elements used in the circuit arrangement do not affect the properties of the voltage divider and photoelectron multiplier electrodes, but are simple and inexpensive. In case of overvoltage, both relay and deactivated thyristors operate with millisecond response times, during which time the photocathode is not damaged It is also advantageous that the photocathode and the dynode current are not interrupted so that the recirculation process is as fast as possible harmful space charges. The photoelectron multiplier will remain operational in the event of an overload in addition to the changed characteristics.

A találmány szerinti eljárást és kapcsolási elrendezést a rajz alapján ismerteljük részletesebben, amelyen az eljárást megvalósító kapcsolási elrendezés egy lehetséges kiviteli alakjának kapcsolási vázlatát tüntettük fel.The process and circuit arrangement of the present invention will be described in more detail with reference to the drawing, which shows a circuit diagram of a possible embodiment of the circuit arrangement implementing the method.

Ismert felépítésű 1 fotoelektronsokszorozó 2 fotokatód ja stabilizált egyenfeszültségű 3 tápegység negatív pólusához, 4 anódja 5 áramfigyelő és beavatkozó fokozaton át a 3 tápegység pozitív pólusához van csatlakoztatva. Ugyancsak a 3 tápegység pozitív pólusához van csatlakoztatva. Ugyancsak a 3 tápegység kimenetére kapcsolódik RÍ -R6 ellenállásokkal felépített 6 feszültségosztó, amelynek 6a6e kimeneti pontjai az 1 fotoelektronsokszorozó 711 dinódáival vannak összekötve. Az 1 fotoelektronsokszorozóban ábrázolt öt 7-11 dinóda természetesen az 1 fotoelektronsokszorozó típusától függően ettől eltérő számú is lehet. A 9, 10,11 dinódák közvetlenül csatlakoznak a 6 feszültségosztó 6c, 6d, 6e kimeneti pontjára, míg a találmány szerinti eljárás megvalósítására a 7,8 dinódák szolgálnak: ezek és a 6 feszültségosztó 6a, 6b, kimeneti pontja közé egy-egy 12,13 távvezérelhető impedencia van beiktatva, amelyek vezérlőbemenete az 5 áramfigyelő és beavatkozófokozat vezérlőkimenetével van összekötve. Egyszerűbb esetben a 12, 13 távvezérelhető impedanciák egy R7, illetve R8 ellenállást és azzal párhuzamosan kötött vezérelhető kapcsolóelemet tartalmaznak Az ábrán Jl, illetve J2 jelfogó él, illetve é2 munkaérintkezője van az R7, illetve R8 ellenállással párhuzamosan kötve, azonban szaggatottan feltüntettük a rajzon azt a lehetőséget is, amikor a mechanikus él, é2 munkaérintkezők helyett egy-egy Thl, Th2 kikapcsolhatóA photocathode 2 of known structure 1 is connected to the negative pole of the stabilized DC power supply 3, its anode 4 is connected to the positive pole of the power supply 3 via a current monitoring and actuation stage 5. It is also connected to the positive pole of the power supply 3. Also, a voltage divider 6 having resistors R 1 -R 6 is connected to the output of the power supply 3, the output points 6a6e of which are connected to the dynodes 711 of the photoelectron multiplier 1. Of course, the five dynes 7-11 depicted in the photoelectron multiplier 1 may, of course, be different in number depending on the type of photoelectron multiplier 1. The dynodes 9, 10,11 are directly connected to the output points 6c, 6d, 6e of the voltage divider 6, while the dynods 7,8 serve to implement the method according to the invention: these and the output points 6a, 6b of the voltage divider 6 13 remote-controlled impedances are provided, the control input of which is connected to the control output of the current monitor and actuator stage 5. In a simpler case, the remote-controlled impedances 12, 13 comprise a resistor R7 and R8 and a controllable switching element connected in parallel. In the figure, the relay edges J1 and J2 and the working contacts é2 are connected in parallel with the resistors R7 and R8, respectively. option when Thl, Th2 can be switched off instead of mechanical edge, é2 working contacts

-3HU 200240 A tirisztor van az R7, R8 előtétellenállásokkal párhuzamosává. Az előbbi esetben a J1, J2 jelfogók működtetőtekercse, az utóbbi esetben a Th 1, Th2 kikapcsolható tirisztorok vezérlőelektródája alkotja a 12,13 távvezérelhető impedancia vezérlöbemene- 5 tét.-3GB 200240 The thyristor is parallel to the R7, R8 ballast resistors. In the former case, the actuator coil of the relays J1, J2, in the latter case the control electrode of the thyristor switchable thyristors Th1, Th2 forms the remote input impedance control input 12,13.

Az 5 áramfigyelő és beavatkozófokozat a bemutatott esetben komparátorokat tartalmaz, amelyek kapcsolási szintje az anódáram 2 fotokatódra még éppen nem veszélyes, határértékére van beállítva. 10 Az 1 fotoelektrcr sokszorozó normális üzemében az 5 áramfigyelő és beavatkozófokozat vezérlőkimenetére csatlakozó J1, J2 jelfogók meghúzott állapotban vannak, él, é2 munkaérintkezőjük zárva van és így rövidre zárja a R7, R8 előtétellenállásokat. A 6 15 feszültségosztó 6a, és 6b kimeneti pontjain fellépő feszültségek, így közvetlenül a 7, 8 dinódákra jutnak Ebben az esetben az elektronsokszorozás optimális, az 1 fotoelektronsokszorozó elektródáinak feszültségei az 1 fotoelektronsokszorozó legjobb 20 paramétereinek megfelelő értékekre vannak beállítva. Ha a 2 fotokatódra beeső, a rajzon jelképesen jelölt 14 fénymennyiség megnövekszik, az anódáram növekedését észleli az 5 áramfigyelő és beavatkozó fokozat és szekvenviálisan kikapcsolja a 25 J1, majd J2 jefogót, amelyek él, é2 munkaérintkezői nyitnak, és így a 7, 8 dinódák és a 6 feszültségosztó 6a, 6b kimeneti pontjai közé előbb az R7, majd az R8 előtétellenállás iktatódik be. Ekkor az 1 fotoelektronsokszorozó villamos paramétereinek 30 megfelelő R7, R8 előtétellenállások révén az 1 fotoelektronsokszorozó elektródafeszültségei eltolódnak arra az értékre, ahol az adott elektróda beeső és onnan szekunder emisszió útján kilépő elektronok száma közel azonos, így az 1 fotoelekt- 35 ronsokszorozó sokszorozási tényezője megközelítőleg egységnyi lesz. A 2 fotokatód felől érkező növekvő elektronszám az R7, R8 előtétellenállásokon növekvő feszültségesést is eredményez, így nincs lehetőség arra, hogy a 2 fotokatód árama nagyságren- 40 dekkel növekedjen, így a kapcsolás önkorlátozóvá válik. Az anódáram csökkenése esetén az 5 áramfigyelő és beavatkozó fokozat fordított sorrendben visszakapcsolja a J2, J1 jefogókat, és a 7,8 dinódák újra az eredeti beállításon dolgoznak tovább. 45The current monitoring and actuation stages 5 in this case include comparators, the switching level of which is not yet dangerous for the anode current photocathode 2. 10 In normal operation of the photoelectric amplifier 1, the relays J1, J2 connected to the control output of the current monitor and the actuator stage 5 are in live, edged, and working contact 2, thus short-circuiting the ballast resistors R7, R8. The voltages at the output points 6a and 6b of the voltage divider 6 15 are thus directly transmitted to the dynodes 7, 8. As the amount of light 14 incident on photocathode 2, symbolically indicated in the drawing, increases, the anode current is detected by current monitoring and actuation stages 5 and sequentially deactivating the deflectors 25 J1 and then J2 which are open by the working contacts of diodes 7 and 8. between the output points 6a, 6b of the voltage divider 6, first a resistor R7 and then a resistor R8 are inserted. Then, through the resistances R7, R8 corresponding to the electrical parameters 30 of the photoelectron multiplier 1, the electrode voltages of the photoelectron multiplier 1 are shifted to a value where the number of electrons in and out of the given electrode is nearly the same, thus . The increasing number of electrons coming from the photocathode 2 also results in an increasing voltage drop across the resistors R7, R8, so that there is no possibility that the current of the photocathode 2 increases by an order of magnitude so that the coupling becomes self-limiting. When the anode current is reduced, the current monitoring and actuation stages 5 reset the deflectors J2, J1 in reverse order, and the 7.8 dynodes return to their original settings. 45

A kapcsolási elrendezésben alkalmazott Jl, J2 jelfogók mechanikai és mágneses tulajdonságaitól függ, hogy az R7, R8 ellenállásokat áthidaló érintkezők a bemutatott módon é 1, é2 munkaérintkezők, vagy pedig nyugalmi érintkezők, mely utóbbi eset- 50 ben az 5 áramfigyelő és beavatkozó fokozat a kapcsolási küszöbszi' * elérése után nem kikapcsolja, hanem bekapcsolja a Jl, J2 jefogókat, ily módon iktatva be az R7, R8 előtétellenállásokat az áramkörbe.Depending on the mechanical and magnetic properties of the relays J1, J2 used in the switching arrangement, the contacts bridging resistors R7, R8 as shown are working contacts 1 and 2, or resting contacts, in which case the current monitoring and actuating stages 5 are does not turn off the J1, J2 deflectors but reaches the R7, R8 ballast resistors in the circuit.

Claims

1. A method of overloading a photoelectron multiplier photocathode comprising a photocathode, electron multiplier, and anode by measuring the anode current of the photoelectron multiplier and controlling the photoelectron multiplier with a constant electrical power, If the anode current (1) and its value above the hazardous limit for the photocathode (2) are exceeded, the operating point of at least a portion of the dynodes (7-11) is altered so that the multiplication factor of the photoelectron multiplier (1) is reduced to a unit of transition.

Method according to claim 1, characterized in that the operating point of the dynodes (7, 8) is varied by a sudden, sudden change in the supply voltage to them.

3. A circuit arrangement for protecting a photoelectron multiplier photocathode with an overload, a stabilized DC power supply, a voltage divider connected to its output, a photocathode, an electron multiplier dinode and anode connected to a terminating point of the power supply and voltage divider. the current monitoring and actuation stage (5) comprising at least one pre-adjustable switching level comparator, the output of which is a remotely controlled impedance (12) inserted between an output point (6a, 6b) of the voltage divider (6) and its associated dynode (7, 8); 13) is routed to its control input.

Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the remote-controlled impedance (12,13) comprises a ballast resistor (R7, R8) and a relay (J1, J2) with an operating contact (edge, é2) connected in parallel, whose actuating coil forms a remote control impedance (12,13) control input.

The switching arrangement according to claim 3, characterized in that the remote-controlled impedance (12,13) comprises a ballast resistor (R7, R8) and a tripped thyristor (Th1, Th2) connected in parallel thereto, the control electrode of which is the remote-controlled impedance (12, 13) the control input.