專(zhuān)利名稱(chēng)：光電倍增管線性參數(shù)調(diào)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光電倍增管性能參數(shù)調(diào)試裝置，尤其涉及光電倍增管線性參數(shù)調(diào)
試裝置。
背景技術(shù)：
光電倍增管是基于外光電效應(yīng)原理的真空器件，其作為光電轉(zhuǎn)換器件被廣泛應(yīng)用 于微光測(cè)量領(lǐng)域。每只光電倍增管除滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的典型參數(shù)特性外，用戶(hù)還可以根據(jù)自己的 需要，通過(guò)調(diào)節(jié)光電倍增管各個(gè)倍增極的工作電壓分配關(guān)系，得到不同的分壓比例，以實(shí)現(xiàn) 對(duì)光電倍增管不同的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。 由光電倍增管作為光電轉(zhuǎn)換器件構(gòu)成的高靈敏度閃爍探測(cè)器，應(yīng)用在脈沖輻射場(chǎng) 測(cè)量中，其最大脈沖線性輸出決定了探測(cè)器的靈敏度上限。光電倍增管的線性特性成為實(shí) 驗(yàn)應(yīng)用的重要參數(shù)。需要通過(guò)專(zhuān)用的調(diào)試裝置來(lái)完成對(duì)此參數(shù)的調(diào)試，以滿(mǎn)足應(yīng)用需求。 目前，已知的光電倍增管線性參數(shù)調(diào)試，是將為倍增極提供電壓的固定分壓器中 的分壓電阻換接成電位器，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器阻值的大小，從而調(diào)節(jié)某幾個(gè)重要倍增極的電 壓分配比例，實(shí)現(xiàn)光電倍增管脈沖線性輸出大小的簡(jiǎn)單調(diào)試。 現(xiàn)有采用將固定分壓器上的電阻換成電位器調(diào)試線性參數(shù)的辦法，其具有如下缺 點(diǎn) —是電位器存在器件自身材料結(jié)構(gòu)及器件標(biāo)稱(chēng)值限制，使得單級(jí)電壓分配的調(diào)試 范圍有限，若某倍增極需要大范圍、精確調(diào)整分壓比例，則要將不同阻值的電位器串接到此 極，這樣做增加了調(diào)試環(huán)節(jié)。 二是采用電位器調(diào)試線性參數(shù)，隨著某級(jí)分壓電位器阻值的變化，固定分壓器上 的分壓比例發(fā)生變化，在要求控制分壓器的總工作高壓不變時(shí)，分壓電阻值的變化會(huì)引起 分壓回路電流的變化，由于分壓回路電流和各個(gè)倍增極的倍增輸出電流及陽(yáng)極電流方向相 反，分壓回路電流的變化將影響倍增極輸出電流及陽(yáng)極電流的大小，故單純采用將固定電 阻換為電位器調(diào)試線性成為了不易控制的操作。 三是固定分壓器的使用，使分壓器只能為具有相同級(jí)數(shù)的光電倍增管提供工作電 壓，不具通用性。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種光電倍增管線性參數(shù)調(diào)試裝置，其克服了現(xiàn)有技術(shù)
中電壓調(diào)節(jié)繁瑣、不易控制以及缺乏通用性的技術(shù)問(wèn)題。 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案為 —種光電倍增管線性參數(shù)調(diào)試裝置，其特殊之處在于其包括工作暗箱、調(diào)節(jié)箱、 設(shè)置在調(diào)節(jié)箱上的多個(gè)數(shù)字面板表和多個(gè)精密線繞多圈電位器、設(shè)置在工作暗箱上的用于 光電倍增管調(diào)試所需高壓及電流信號(hào)輸出的多個(gè)電纜轉(zhuǎn)接端口 ；所述工作暗箱用于放置調(diào) 試所需的光電倍增管，所述調(diào)節(jié)箱中設(shè)置有為光電倍增管的各個(gè)倍增極獨(dú)立提供穩(wěn)定工作電壓的高壓電源單元、為高壓電源輸出電壓取樣的電壓采樣模塊和數(shù)據(jù)采集卡、用于連接 數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端口、以及可向高壓電源單元、電壓采樣模塊和數(shù)據(jù)采集 卡供電的低壓直流電源模塊；所述高壓電源單元包括多個(gè)高壓電源模塊，所述多個(gè)精密線 繞多圈電位器與高壓電源模塊一一對(duì)應(yīng)連接，所述電壓采集模塊與多個(gè)高壓電源模塊分別 連接，所述數(shù)據(jù)采集卡與電壓采集模塊連接。 上述高壓電源單元的多個(gè)高壓電源模塊的輸出端各引出3組輸出線，所述數(shù)字面 板表的數(shù)量與高壓電源模塊數(shù)量相同，所述電纜轉(zhuǎn)接端口為3組接口。 上述高壓電源單元的3組輸出線中的兩組分別與光電倍增管的分壓器相連，其另 一組接電壓檢測(cè)端口。 上述數(shù)據(jù)采集卡為多塊并聯(lián)的ADAM系列數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)輸出端口包括 將RS485轉(zhuǎn)換為RS232的轉(zhuǎn)換模塊和RS232輸出接口 。 上述工作暗箱設(shè)置在調(diào)節(jié)箱的上方。 本實(shí)用新型的技術(shù)效果為 1、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定獨(dú)立調(diào)節(jié)各個(gè)倍增極的工作電壓，各級(jí)電壓可調(diào)范圍 大，實(shí)際應(yīng)用中，該裝置的功能實(shí)現(xiàn)了光電倍增管線性范圍比未調(diào)試前增大了十倍以上的 調(diào)試結(jié)果。 2、可視、易操控。運(yùn)用高壓電源模塊為光電倍增管的各個(gè)倍增極獨(dú)立提供工作電
壓，模塊的電壓輸出變化范圍由外接精密電位器實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，由數(shù)字面板表直接顯示各
級(jí)電壓值，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行各級(jí)電壓數(shù)據(jù)采集，使調(diào)試工作操作環(huán)節(jié)直觀、簡(jiǎn)捷。 3、本實(shí)用新型對(duì)于光電倍增管工作在負(fù)高壓，級(jí)數(shù)不同的光電倍增管的性能參數(shù)
調(diào)試具有通用性。

圖1為本實(shí)用新型高壓電源模塊及測(cè)量顯示示意圖； 圖2為本實(shí)用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 其中O-備用高壓電源模塊，l 17-高壓電源模塊，18-備用輸出電容，19 35-輸出電容，36-電壓采集模塊，37-數(shù)據(jù)采集卡，38-數(shù)字電壓表5V電源，39-高壓電源模 塊24V 0(:輸入電源，40-數(shù)據(jù)輸出端口，41-電纜轉(zhuǎn)接端口，42-數(shù)字面板表，43-電壓檢測(cè) 端口 ， 44-高壓模塊輸出線，45-工作暗箱，46-調(diào)節(jié)箱，47-光電倍增管，C-輸出外接電容， V。 V17-數(shù)字面板表，Rw。 R卬-精密線繞多圈電位器。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型光電倍增管線性參數(shù)調(diào)試裝置，包括工作暗箱、調(diào)節(jié)箱、設(shè)置在調(diào)節(jié)箱 上的17個(gè)數(shù)字面板表和17個(gè)精密線繞多圈電位器、設(shè)置在工作暗箱上的用于光電倍增管 調(diào)試所需的3組電纜轉(zhuǎn)接端口 ，其中高壓轉(zhuǎn)接端口是為標(biāo)準(zhǔn)管提供工作電壓的線纜轉(zhuǎn)接 口、信號(hào)轉(zhuǎn)接端口是為光電倍增管輸出信號(hào)設(shè)置的線纜轉(zhuǎn)接口 ；工作暗箱設(shè)置在調(diào)節(jié)箱的 上方。工作暗箱可放置調(diào)試所需的光電倍增管、光源、光學(xué)元件、光具座，調(diào)節(jié)箱中設(shè)置有為 光電倍增管的各個(gè)倍增極獨(dú)立提供穩(wěn)定工作電壓的高壓電源單元、為高壓電源輸出電壓取樣的電壓采樣模塊和數(shù)據(jù)采集卡、用于連接數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端口 、以及可 向高壓電源單元、電壓采樣模塊和數(shù)據(jù)采集卡供電的低壓直流電源模塊；高壓電源單元包 括18個(gè)高壓電源模塊(包括1組備用高壓電源模塊)，17個(gè)精密線繞多圈電位器與17個(gè) 高壓電源模塊一一對(duì)應(yīng)連接，電壓采集模塊與17個(gè)高壓電源模塊分別連接，數(shù)據(jù)采集卡與 電壓采集模塊連接。17個(gè)高壓電源模塊的輸出端各引出3組輸出線，其中兩組分別與光電 倍增管的分壓器相連，另一組接調(diào)節(jié)箱上的電壓檢測(cè)端口 ，用于和外部數(shù)字高壓表連接，方 便對(duì)各級(jí)電位隨時(shí)抽檢觀測(cè)。數(shù)據(jù)采集卡為多塊并聯(lián)的ADAM系列數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)輸出 端口包括將RS485轉(zhuǎn)換為RS232的轉(zhuǎn)換模塊和RS232輸出接口， RS232輸出接口與計(jì)算機(jī) 輸入串口連接。數(shù)據(jù)采集精度為12位A/D。各級(jí)電壓數(shù)據(jù)測(cè)試程序采用VC編寫(xiě)，采用窗口 界面和下拉菜單及工具欄形式實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流，符合常用軟件的操作習(xí)慣。 本實(shí)用新型運(yùn)用高壓電源模塊為光電倍增管的各個(gè)倍增極獨(dú)立提供穩(wěn)定的工作 電壓。高壓電源模塊以其特有的獨(dú)立性和靈活性的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。模 塊具有穩(wěn)定精度高(時(shí)漂《0. 1%，溫漂《0. 1% )，紋波小(< 0. 05% )，輸出電壓慢啟動(dòng) 和過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)功能。模塊高壓輸出由外接精密線繞多圈電位器調(diào)節(jié)，精密線繞多圈電位 器的精度是1%。由高壓電源模塊配合數(shù)字電壓表，可以直觀、簡(jiǎn)捷地為倍增極工作電壓進(jìn) 行大范圍調(diào)節(jié)，高壓電源模塊化設(shè)計(jì)便于拆裝更換。在確定了光電倍增管的總工作電壓后， 光電倍增管倍增極的電壓可以在其電壓參數(shù)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，結(jié)合線性參數(shù)調(diào)節(jié)的具體方法按 用戶(hù)最終需要實(shí)施調(diào)節(jié)。 由于運(yùn)用了多路高壓電源模塊，所以裝置對(duì)不同級(jí)數(shù)的光電倍增管的調(diào)節(jié)具有通 用性。 高壓電源模±央型號(hào)及指標(biāo)DW-N602-2F， 24V—6000V/2mA ;DW-N302-2F， 24V—3000V/5mA。 高壓電源模塊為光電倍增管提供工作電壓的調(diào)節(jié)過(guò)程如下 首先打開(kāi)工作暗箱，按照光電倍增管的級(jí)數(shù)選擇高壓輸出線的路數(shù)，將選定的1 組高壓輸出線焊接至倍增管分壓器金屬接線柱上。檢查另外2組高壓輸出線連接情況，如 需要同時(shí)調(diào)節(jié)兩個(gè)光電倍增管，可以將另l組高壓輸出線也接上分壓器。將待調(diào)試線性參 數(shù)的倍增管安裝在分壓器上，同時(shí)將一個(gè)工作在線性范圍內(nèi)的同型號(hào)光電倍增管做為標(biāo)準(zhǔn) 管也放置到相應(yīng)位置，關(guān)閉暗箱后蓋，確認(rèn)無(wú)雜散光漏進(jìn)暗箱。 其次，接好裝置的電源插線，確認(rèn)裝置機(jī)殼接地良好，將前面板上的精密線繞電位
器旋至o，作好裝置即將工作的準(zhǔn)備。參照光電倍增管工作手冊(cè)提供的其工作總高壓極值范
圍和推薦的脈沖工作情況時(shí)的分壓比參數(shù)，先確定光電倍增管的總工作電壓范圍和各級(jí)工 作電壓范圍，然后打開(kāi)電源，調(diào)節(jié)電位器旋鈕，為每個(gè)倍增極提供其所需要的工作電壓。運(yùn) 用X-Y顯示法，在示波器上觀察待調(diào)試光電倍增管的線性輸出情況，通過(guò)調(diào)節(jié)前面板電位 器旋鈕，改變高壓電源模塊對(duì)倍增極供電的大小，對(duì)每個(gè)倍增極的工作電壓逐級(jí)調(diào)節(jié)，最終 實(shí)現(xiàn)調(diào)試光電倍增管最大的脈沖線性輸出。 最后，當(dāng)最大脈沖線性電流值調(diào)試完畢，由數(shù)據(jù)采集卡將各個(gè)倍增級(jí)的電壓數(shù)據(jù) 通過(guò)RS232接口輸出到計(jì)算機(jī)串口 。計(jì)算機(jī)通過(guò)串口實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù)，并將有用參數(shù)存儲(chǔ)到 指定目錄下，形成一個(gè)Excel文件和一個(gè)log文本文件，由此文件中數(shù)據(jù)，計(jì)算得到對(duì)應(yīng)最 大脈沖線性電流的分壓比，完成脈沖線性的調(diào)試。[0032] 完成了線性參數(shù)調(diào)試后，可以保持各個(gè)高壓電源模塊輸出值不變，對(duì)光電倍增管 的時(shí)間性能進(jìn)行測(cè)試。此時(shí)，需要先關(guān)閉裝置電源，打開(kāi)暗箱后蓋，調(diào)整測(cè)量時(shí)間性能時(shí) 光電倍增管與光源的位置及測(cè)試線，再關(guān)閉好暗箱，確認(rèn)無(wú)雜散光進(jìn)入暗箱后，打開(kāi)裝置電 源，為倍增管各級(jí)供電，運(yùn)用時(shí)間特性測(cè)量方法對(duì)光電倍增管進(jìn)行測(cè)試。
權(quán)利要求一種光電倍增管線性參數(shù)調(diào)試裝置，其特征在于其包括工作暗箱、調(diào)節(jié)箱、設(shè)置在調(diào)節(jié)箱上的多個(gè)數(shù)字面板表和多個(gè)精密線繞多圈電位器、設(shè)置在工作暗箱上的用于光電倍增管調(diào)試所需高壓及電流信號(hào)輸出的多個(gè)電纜轉(zhuǎn)接端口；所述工作暗箱用于放置調(diào)試所需的光電倍增管，所述調(diào)節(jié)箱中設(shè)置有為光電倍增管的各個(gè)倍增極獨(dú)立提供穩(wěn)定工作電壓的高壓電源單元、為高壓電源輸出電壓取樣的電壓采樣模塊和數(shù)據(jù)采集卡、用于連接數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端口、以及可向高壓電源單元、電壓采樣模塊和數(shù)據(jù)采集卡供電的低壓直流電源模塊；所述高壓電源單元包括多個(gè)高壓電源模塊，所述多個(gè)精密線繞多圈電位器與高壓電源模塊一一對(duì)應(yīng)連接，所述電壓采集模塊與多個(gè)高壓電源模塊分別連接，所述數(shù)據(jù)采集卡與電壓采集模塊連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電倍增管線性參數(shù)調(diào)試裝置，其特征在于所述高壓電源 單元的多個(gè)高壓電源模塊的輸出端各引出(3)組輸出線，所述數(shù)字面板表的數(shù)量與高壓電 源模塊數(shù)量相同，所述電纜轉(zhuǎn)接端口為(3)組接口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電倍增管線性參數(shù)調(diào)試裝置，其特征在于所述高壓電源 單元的(3)組輸出線中的兩組分別與光電倍增管的分壓器相連，其另一組接電壓檢測(cè)端 □。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的光電倍增管線性參數(shù)調(diào)試裝置，其特征在于所述 數(shù)據(jù)采集卡為多塊并聯(lián)的ADAM系列數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)輸出端口包括將RS485轉(zhuǎn)換為 RS232的轉(zhuǎn)換模塊和RS232輸出接口 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電倍增管線性參數(shù)調(diào)試裝置，其特征在于所述工作暗箱 設(shè)置在調(diào)節(jié)箱的上方。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種光電倍增管線性參數(shù)調(diào)試裝置，包括工作暗箱、調(diào)節(jié)箱、設(shè)置在調(diào)節(jié)箱上的多個(gè)數(shù)字面板表和多個(gè)精密線繞多圈電位器、設(shè)置在工作暗箱上多個(gè)電纜轉(zhuǎn)接端口；其中工作暗箱用于放置調(diào)試所需的光電倍增管，調(diào)節(jié)箱中設(shè)置有為光電倍增管的各個(gè)倍增級(jí)獨(dú)立提供穩(wěn)定工作電壓的高壓電源單元、為高壓電源輸出電壓取樣的電壓采樣模塊和數(shù)據(jù)采集卡、用于連接數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端口、以及可向高壓電源單元、電壓采樣模塊和數(shù)據(jù)采集卡供電的低壓直流電源模塊；其解決了現(xiàn)有技術(shù)中電壓調(diào)節(jié)繁瑣、不易控制以及缺乏通用性的技術(shù)，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定獨(dú)立調(diào)節(jié)各個(gè)倍增級(jí)的工作電壓，具有可視、易操控的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01J43/04GK201449977SQ20092003347
公開(kāi)日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者劉君紅, 張侃, 張子川, 管興胤, 薛少麗, 韓和同 申請(qǐng)人:西北核技術(shù)研究所;西安交通大學(xué)