专利名称：光电倍增管线性参数调试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光电倍增管性能参数调试装置，尤其涉及光电倍增管线性参数调
试装置。
背景技术：
光电倍增管是基于外光电效应原理的真空器件，其作为光电转换器件被广泛应用 于微光测量领域。每只光电倍增管除满足设计的典型参数特性外，用户还可以根据自己的 需要，通过调节光电倍增管各个倍增极的工作电压分配关系，得到不同的分压比例，以实现 对光电倍增管不同的开发应用。 由光电倍增管作为光电转换器件构成的高灵敏度闪烁探测器，应用在脉冲辐射场 测量中，其最大脉冲线性输出决定了探测器的灵敏度上限。光电倍增管的线性特性成为实 验应用的重要参数。需要通过专用的调试装置来完成对此参数的调试，以满足应用需求。 目前，已知的光电倍增管线性参数调试，是将为倍增极提供电压的固定分压器中 的分压电阻换接成电位器，通过调节电位器阻值的大小，从而调节某几个重要倍增极的电 压分配比例，实现光电倍增管脉冲线性输出大小的简单调试。 现有采用将固定分压器上的电阻换成电位器调试线性参数的办法，其具有如下缺 点 —是电位器存在器件自身材料结构及器件标称值限制，使得单级电压分配的调试 范围有限，若某倍增极需要大范围、精确调整分压比例，则要将不同阻值的电位器串接到此 极，这样做增加了调试环节。 二是采用电位器调试线性参数，随着某级分压电位器阻值的变化，固定分压器上 的分压比例发生变化，在要求控制分压器的总工作高压不变时，分压电阻值的变化会引起 分压回路电流的变化，由于分压回路电流和各个倍增极的倍增输出电流及阳极电流方向相 反，分压回路电流的变化将影响倍增极输出电流及阳极电流的大小，故单纯采用将固定电 阻换为电位器调试线性成为了不易控制的操作。 三是固定分压器的使用，使分压器只能为具有相同级数的光电倍增管提供工作电 压，不具通用性。
发明内容本实用新型的目的是提供一种光电倍增管线性参数调试装置，其克服了现有技术
中电压调节繁琐、不易控制以及缺乏通用性的技术问题。 本实用新型的技术解决方案为 —种光电倍增管线性参数调试装置，其特殊之处在于其包括工作暗箱、调节箱、 设置在调节箱上的多个数字面板表和多个精密线绕多圈电位器、设置在工作暗箱上的用于 光电倍增管调试所需高压及电流信号输出的多个电缆转接端口 ；所述工作暗箱用于放置调 试所需的光电倍增管，所述调节箱中设置有为光电倍增管的各个倍增极独立提供稳定工作电压的高压电源单元、为高压电源输出电压取样的电压采样模块和数据采集卡、用于连接 数据采集卡与计算机的数据输出端口、以及可向高压电源单元、电压采样模块和数据采集 卡供电的低压直流电源模块；所述高压电源单元包括多个高压电源模块，所述多个精密线 绕多圈电位器与高压电源模块一一对应连接，所述电压采集模块与多个高压电源模块分别 连接，所述数据采集卡与电压采集模块连接。 上述高压电源单元的多个高压电源模块的输出端各引出3组输出线，所述数字面 板表的数量与高压电源模块数量相同，所述电缆转接端口为3组接口。 上述高压电源单元的3组输出线中的两组分别与光电倍增管的分压器相连，其另 一组接电压检测端口。 上述数据采集卡为多块并联的ADAM系列数据采集模块，所述数据输出端口包括 将RS485转换为RS232的转换模块和RS232输出接口 。 上述工作暗箱设置在调节箱的上方。 本实用新型的技术效果为 1、本实用新型实现了稳定独立调节各个倍增极的工作电压，各级电压可调范围 大，实际应用中，该装置的功能实现了光电倍增管线性范围比未调试前增大了十倍以上的 调试结果。 2、可视、易操控。运用高压电源模块为光电倍增管的各个倍增极独立提供工作电
压，模块的电压输出变化范围由外接精密电位器实现连续调节，由数字面板表直接显示各
级电压值，计算机实时进行各级电压数据采集，使调试工作操作环节直观、简捷。 3、本实用新型对于光电倍增管工作在负高压，级数不同的光电倍增管的性能参数
调试具有通用性。
图1为本实用新型高压电源模块及测量显示示意图； 图2为本实用新型内部结构示意图； 图3为本实用新型装置结构示意图； 其中O-备用高压电源模块，l 17-高压电源模块，18-备用输出电容，19 35-输出电容，36-电压采集模块，37-数据采集卡，38-数字电压表5V电源，39-高压电源模 块24V 0(:输入电源，40-数据输出端口，41-电缆转接端口，42-数字面板表，43-电压检测 端口 ， 44-高压模块输出线，45-工作暗箱，46-调节箱，47-光电倍增管，C-输出外接电容， V。 V17-数字面板表，Rw。 R卬-精密线绕多圈电位器。
具体实施方式本实用新型光电倍增管线性参数调试装置，包括工作暗箱、调节箱、设置在调节箱 上的17个数字面板表和17个精密线绕多圈电位器、设置在工作暗箱上的用于光电倍增管 调试所需的3组电缆转接端口 ，其中高压转接端口是为标准管提供工作电压的线缆转接 口、信号转接端口是为光电倍增管输出信号设置的线缆转接口 ；工作暗箱设置在调节箱的 上方。工作暗箱可放置调试所需的光电倍增管、光源、光学元件、光具座，调节箱中设置有为 光电倍增管的各个倍增极独立提供稳定工作电压的高压电源单元、为高压电源输出电压取样的电压采样模块和数据采集卡、用于连接数据采集卡与计算机的数据输出端口 、以及可 向高压电源单元、电压采样模块和数据采集卡供电的低压直流电源模块；高压电源单元包 括18个高压电源模块(包括1组备用高压电源模块)，17个精密线绕多圈电位器与17个 高压电源模块一一对应连接，电压采集模块与17个高压电源模块分别连接，数据采集卡与 电压采集模块连接。17个高压电源模块的输出端各引出3组输出线，其中两组分别与光电 倍增管的分压器相连，另一组接调节箱上的电压检测端口 ，用于和外部数字高压表连接，方 便对各级电位随时抽检观测。数据采集卡为多块并联的ADAM系列数据采集模块，数据输出 端口包括将RS485转换为RS232的转换模块和RS232输出接口， RS232输出接口与计算机 输入串口连接。数据采集精度为12位A/D。各级电压数据测试程序采用VC编写，采用窗口 界面和下拉菜单及工具栏形式实现人机交流，符合常用软件的操作习惯。 本实用新型运用高压电源模块为光电倍增管的各个倍增极独立提供稳定的工作 电压。高压电源模块以其特有的独立性和灵活性的优点，被广泛应用在电子系统设计中。模 块具有稳定精度高(时漂《0. 1%，温漂《0. 1% )，纹波小(< 0. 05% )，输出电压慢启动 和过压、过流保护功能。模块高压输出由外接精密线绕多圈电位器调节，精密线绕多圈电位 器的精度是1%。由高压电源模块配合数字电压表，可以直观、简捷地为倍增极工作电压进 行大范围调节，高压电源模块化设计便于拆装更换。在确定了光电倍增管的总工作电压后， 光电倍增管倍增极的电压可以在其电压参数调节范围内，结合线性参数调节的具体方法按 用户最终需要实施调节。 由于运用了多路高压电源模块，所以装置对不同级数的光电倍增管的调节具有通 用性。 高压电源模±央型号及指标DW-N602-2F， 24V—6000V/2mA ;DW-N302-2F， 24V—3000V/5mA。 高压电源模块为光电倍增管提供工作电压的调节过程如下 首先打开工作暗箱，按照光电倍增管的级数选择高压输出线的路数，将选定的1 组高压输出线焊接至倍增管分压器金属接线柱上。检查另外2组高压输出线连接情况，如 需要同时调节两个光电倍增管，可以将另l组高压输出线也接上分压器。将待调试线性参 数的倍增管安装在分压器上，同时将一个工作在线性范围内的同型号光电倍增管做为标准 管也放置到相应位置，关闭暗箱后盖，确认无杂散光漏进暗箱。 其次，接好装置的电源插线，确认装置机壳接地良好，将前面板上的精密线绕电位
器旋至o，作好装置即将工作的准备。参照光电倍增管工作手册提供的其工作总高压极值范
围和推荐的脉冲工作情况时的分压比参数，先确定光电倍增管的总工作电压范围和各级工 作电压范围，然后打开电源，调节电位器旋钮，为每个倍增极提供其所需要的工作电压。运 用X-Y显示法，在示波器上观察待调试光电倍增管的线性输出情况，通过调节前面板电位 器旋钮，改变高压电源模块对倍增极供电的大小，对每个倍增极的工作电压逐级调节，最终 实现调试光电倍增管最大的脉冲线性输出。 最后，当最大脉冲线性电流值调试完毕，由数据采集卡将各个倍增级的电压数据 通过RS232接口输出到计算机串口 。计算机通过串口实时读取数据，并将有用参数存储到 指定目录下，形成一个Excel文件和一个log文本文件，由此文件中数据，计算得到对应最 大脉冲线性电流的分压比，完成脉冲线性的调试。[0032] 完成了线性参数调试后，可以保持各个高压电源模块输出值不变，对光电倍增管 的时间性能进行测试。此时，需要先关闭装置电源，打开暗箱后盖，调整测量时间性能时 光电倍增管与光源的位置及测试线，再关闭好暗箱，确认无杂散光进入暗箱后，打开装置电 源，为倍增管各级供电，运用时间特性测量方法对光电倍增管进行测试。
权利要求一种光电倍增管线性参数调试装置，其特征在于其包括工作暗箱、调节箱、设置在调节箱上的多个数字面板表和多个精密线绕多圈电位器、设置在工作暗箱上的用于光电倍增管调试所需高压及电流信号输出的多个电缆转接端口；所述工作暗箱用于放置调试所需的光电倍增管，所述调节箱中设置有为光电倍增管的各个倍增极独立提供稳定工作电压的高压电源单元、为高压电源输出电压取样的电压采样模块和数据采集卡、用于连接数据采集卡与计算机的数据输出端口、以及可向高压电源单元、电压采样模块和数据采集卡供电的低压直流电源模块；所述高压电源单元包括多个高压电源模块，所述多个精密线绕多圈电位器与高压电源模块一一对应连接，所述电压采集模块与多个高压电源模块分别连接，所述数据采集卡与电压采集模块连接。
2. 根据权利要求1所述的光电倍增管线性参数调试装置，其特征在于所述高压电源 单元的多个高压电源模块的输出端各引出(3)组输出线，所述数字面板表的数量与高压电 源模块数量相同，所述电缆转接端口为(3)组接口。
3. 根据权利要求2所述的光电倍增管线性参数调试装置，其特征在于所述高压电源 单元的(3)组输出线中的两组分别与光电倍增管的分压器相连，其另一组接电压检测端 □。
4. 根据权利要求1或2或3所述的光电倍增管线性参数调试装置，其特征在于所述 数据采集卡为多块并联的ADAM系列数据采集模块，所述数据输出端口包括将RS485转换为 RS232的转换模块和RS232输出接口 。
5. 根据权利要求4所述的光电倍增管线性参数调试装置，其特征在于所述工作暗箱 设置在调节箱的上方。
专利摘要本实用新型涉及一种光电倍增管线性参数调试装置，包括工作暗箱、调节箱、设置在调节箱上的多个数字面板表和多个精密线绕多圈电位器、设置在工作暗箱上多个电缆转接端口；其中工作暗箱用于放置调试所需的光电倍增管，调节箱中设置有为光电倍增管的各个倍增级独立提供稳定工作电压的高压电源单元、为高压电源输出电压取样的电压采样模块和数据采集卡、用于连接数据采集卡与计算机的数据输出端口、以及可向高压电源单元、电压采样模块和数据采集卡供电的低压直流电源模块；其解决了现有技术中电压调节繁琐、不易控制以及缺乏通用性的技术，本实用新型实现了稳定独立调节各个倍增级的工作电压，具有可视、易操控的优点。
文档编号H01J43/04GK201449977SQ20092003347
公开日2010年5月5日 申请日期2009年6月9日 优先权日2009年6月9日
发明者刘君红, 张侃, 张子川, 管兴胤, 薛少丽, 韩和同 申请人:西北核技术研究所;西安交通大学