一种用于安装光电倍增管的减振装置的制作方法

本发明涉及光电探测领域，尤其涉及一种用于安装光电倍增管的减振装置。

背景技术：

光电倍增管是一种常见的光电探测器，其具有灵敏度高、探测波段宽等特点，因而常用于弱光探测领域，如探测拉曼散射、瑞利散射、生物发光、化学发光、荧光发光等。

光电倍增管一般由光电阴极、电子倍增极、阳极以及玻璃封装组成。由于光电阴极上的沉积材料、电子倍增极、绝缘陶瓷以及玻璃封装抗振性较差，因而使得光电倍增管的使用常局限于实验室内。随着应用需求的扩展，在野外试验、机载观测以及航天探测领域也需要用到光电倍增管测量弱光信号，因此，需要对光电倍增管的安装进行特殊设计以适应车载、机载以及星载等平台环境。

技术实现要素：

本发明的目的在于，为解决光电倍增管抗振性差的技术问题，针对侧窗型光电倍增管设计了一种用于安装光电倍增管的减振装置。这种具有抗振性的减振装置由三层结构组成：内层为管套，用于固定光电倍增管；中间层为减振隔层，起减振隔振作用；外层为外套，起固定保护作用。

为实现上述目的，本发明提供的一种用于安装光电倍增管的减振装置，其具体包括：管套、减振隔层和外套；所述的光电倍增管嵌套并固定于管套内，所述管套的外表面由内向外依次包裹减振隔层和外套，所述的减振隔层采用弹性材料制成，以实现管套与外套柔性连接，所述的外套设有供减振装置安装于外部设备上的平台；所述的管套、减振隔层和外套的侧面均开设有与光电倍增管窗口相对的通孔，且各通孔之间保持同轴设置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的管套包括：管套主体、管座、管套上压片和管套下压片；所述的管套主体为内圆外方形结构，该管套主体套设于光电倍增管外，其侧面开设有与光电倍增管窗口相对的通孔；所述管座的底部通过螺钉固定于管套下压片上；所述的管套上压片和管套下压片分别固定于管套主体的顶部端口和底部端口上，并使得光电倍增管的底部套设于管座内；所述管套与光电倍增管之间的空隙通过从通孔灌入聚甲基嵌段室温硫化硅橡胶进行填充。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括滤光片组件；所述的滤光片组件包括：光阑、滤光片、隔圈和压圈；所述的光阑固定于管套主体的通孔上，所述的滤光片嵌入光阑上设有的凹槽内，所述的隔圈覆盖于滤光片的外表面边缘，并通过压圈挤压隔圈，将整个滤光片组件固定于管套主体的通孔上。光阑可以抑制杂光，光阑的凹槽可以放置滤光片，用于选择不同的工作波段。

作为上述技术方案的进一步改进，所述光阑的开口尺寸为4mm*9.5mm，所述滤光片为氟化钡晶体，所述滤光片的口径为Φ16mm，其厚度为0.5mm，所述的隔圈采用聚四氟乙烯材料制成。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的管套材料为金属，密度为1.78g/cm³≤ρ₁≤8.9g/cm³。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的减振隔层包括：矩形齿减振体和凸台减振片；所述的矩形齿减振体为长方体形凹槽，该矩形齿减振体的外表面均匀分布有若干矩形齿；所述的管套嵌套于凹槽内；所述的凸台减振片覆盖于凹槽的端口上，并通过其表面均匀分布的四个凸台压紧管套主体，该凸台减振片开设有与光电倍增管窗口相对的通孔；所述的减振隔层采用聚甲基嵌段室温硫化硅橡胶制成。

作为上述技术方案的进一步改进，所述矩形齿减振体的凹槽侧壁厚度为10mm，其凹槽底部厚度为20mm；所述矩形齿减振体的齿形宽度w的大小为：3mm≤w≤6mm，齿形高度h为：3mm≤h≤6mm；所述凸台减振片的片体厚度为10mm，所述凸台的厚度为5mm，该凸台的尺寸为10mmx10mm的正方体。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的外套包括：底座、外套上压片、外套下压片和前压片；所述的外套上压片和外套下压片分别通过螺钉固定于底座的顶部端口和底部端口上，形成供矩形齿减振体嵌入的槽形结构；所述的前压片通过螺钉固定于槽形结构的端口上，使得减振隔层完全包裹于外套内，该前压片开设有与光电倍增管窗口相对的通孔；所述的底座上开设有供外部设备安装的机械接口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述前压片的底部开设有供光电倍增管的电缆穿出的电缆引出孔。

本发明的一种用于安装光电倍增管的减振装置的优点在于：

本发明提供了一种具有抗振性的光电倍增管的安装结构，解决了光电倍增管玻璃结构的易碎性问题，可使光电倍增管应用于车载、机载以及星载等平台，具有很强的抗振性。

附图说明

图1为本发明实施例中的一种用于安装光电倍增管的减振装置结构爆炸图。

图2为图1中示出的减振装置装配完成后的示意图。

图3为图1中示出的凸台减振片与前压片匹配的示意图。

图4为图1中示出的矩形齿减振体的结构示意图。

图5为图1中示出的外套上压片的结构示意图。

图6为图1中示出的外套下压片的结构示意图。

附图标记

1、管套下压片 2、管座 3、管套主体

4、光阑 5、滤光片 6、隔圈

7、压圈 8、凸台减振片 9、前压片

10、矩形齿减振体 11、外套下压片 12、底座

13、光电倍增管 14、管套上压片 15、外套上压片

16、通孔 17、机械接口 18、电缆引出孔

19、矩形齿 20、凸台 21、第一凸块

22、第二凸块 23、光电倍增管窗口

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明所述的一种用于安装光电倍增管的减振装置进行详细说明。

本发明提供的一种用于安装光电倍增管的减振装置，包括：管套、减振隔层和外套；所述的光电倍增管嵌套并固定于管套内，所述管套的外表面由内向外依次包裹减振隔层和外套，所述的减振隔层采用弹性材料制成，以实现管套与外套柔性连接，所述的外套设有供减振装置安装于外部设备上的平台；所述的管套、减振隔层和外套的侧面均开设有与光电倍增管窗口相对的通孔，且各通孔之间保持同轴设置。

基于上述结构的减振装置，本实施案例中使用的光电倍增管为日本滨松公司的侧窗型光电倍增管，型号为R10825。该光电倍增管的外壳材料为玻璃，窗口材料为氟化镁晶体，都为易碎材料。不仅如此，内部的倍增极以及陶瓷绝缘柱抗振性也很差，因而需要特殊的结构设计使得该探测器可以应用到航空航天等领域。

如图1所示，在本实施例中，所述的管套包括：管套主体3、管座2、管套上压片14与管套下压片1，其作用为固定光电倍增管13以及光阑组件。所述减振隔层由矩形齿减振体10与凸台减振片8组成，其作用为使管套与外套柔性连接，并通过外形尺寸变化调节弹性系数。所述外套由底座12、外套上压片15、外套下压片11以及前压片9组成，其作用为安置固定减振隔层，并可调节光电倍增管窗口高度，同时提供整个系统的安装面。

所述光电倍增管13的底部可以插到管座2内，管座2的底部通过螺钉与管套下压片1固定，管套下压片1通过螺钉固定于管套主体3的底部端口上，管套上压片14也通过螺钉固定于管套主体3的顶部端口上。所述的管套主体3为内圆外方形结构，外部方形有利于管套的定位和调节，使其不易发生偏转，该管套主体3套设于光电倍增管13外，其侧面开设有与光电倍增管窗口23相对的通孔16。管套材料为金属，密度为1.78g/cm³≤ρ₁≤8.9g/cm³。当材料密度太大时，容易使减振隔层变形，不能对光电倍增管光轴准确定位。当材料密度太小时，不能提供有效的质量降低倍增管组件固有频率。在本实施例中，所述的管套材料为镁合金，其密度为1.78g/cm³。

当光电倍增管13与管座2一起固定到管套下压片1后，盖好管套上压片14，再从侧面的通孔16处灌入液态聚甲基嵌段室温硫化硅橡胶，以填充管套与光电倍增管13之间的空隙，待聚甲基嵌段室温硫化硅橡胶固化后具有一定的弹性，并将光电倍增管13与管套合为一体，使得光电倍增管13的固有频率降低，减小了高频振动对光电倍增管13的危害。

所述的滤光片组件固定于管套主体3的侧端通孔16处，并用螺钉固定。该滤光片组件由光阑4、滤光片5、隔圈6以及压圈7组成。光阑4固定于管套主体3的通孔16上，可以控制窗口的大小，光阑开口尺寸可设置为4mm*9.5mm，可以在光学系统像面处控制视场。所述的滤光片5嵌入光阑4上设有的凹槽内，用于控制入射光波段，截止不需要的波段。在本实施例中，滤光片为氟化钡晶体,可以截止130nm以下的深紫外光，配合光电倍增管日盲型光电阴极，专门探测真空紫外波段，滤光片的口径设计为Φ16mm，其厚度为0.5mm，因而容易破碎。所述的隔圈6覆盖于滤光片5的外表面边缘，并通过压圈7挤压隔圈6，将整个滤光片组件固定于管套主体3的通孔16上。隔圈的材料为聚四氟乙烯，比金属的硬度小，避免其与滤光片硬接处。采用隔圈6和压圈7固定后，适当调节负载大小，可以保证滤光片5能够承受较大的振动。

所述的减振隔层包括矩形齿减振体10与凸台减振片8，用于为管套和外套提供柔性连接。矩形齿减振体10为长方形凹槽，有利于定位，避免倾斜和旋转。所述的管套嵌套于凹槽内；所述的凸台减振片8覆盖于凹槽的端口上，如图3所示，在凸台减振片8与管套主体的接触面上均匀分布有四个凸台20，避免滤光片组件与凸台减振片8接触，同时提高了凸台减振片8的弹性。该凸台减振片8开设有与光电倍增管窗口相对的通孔16。

如图4所示，所述矩形齿减振体的外表面均匀分布有若干矩形齿19。矩形减振体的矩形齿19可以为减振隔层形变提供空间，并且通过改变矩形齿19的宽度和高度比改变矩形齿减振体的弹性系数。矩形齿减振体的齿形宽度w的大小为：3mm≤w≤6mm，齿形高度h为：3mm≤h≤6mm。矩形齿的宽度不宜太宽，否则降低了隔振的弹性系数；也不能太窄，否则容易变形。矩形齿的高度不宜大小，否则变形空间太小易产生冲击振动；也不宜太高，否则产生形变改变了光电倍增管位置。

在本实施例中，所述矩形齿减振体的凹槽侧壁厚度为10mm，其凹槽底部厚度为20mm，矩形齿19的高度为5mm，相邻矩形齿19的间距为5mm。所述凸台减振片8的片体厚度为10mm，凸台20的厚度为5mm，该凸台20的尺寸为10mmx10mm的正方体。另外，所述减振隔层的材料为聚甲基嵌段室温硫化硅橡胶，减振隔层的外形通过专用模具成型制成。

如图1所示，所述的外套由底座12、外套上压片15、外套下压片11以及前压片9组成，用于固定减振隔层和管套。如图2所示，所述的底座12上提供机械接口17与外部设备工作平台连接。所述的外套上压片15和外套下压片11从底座12的上、下两端用螺钉固定到底座12上，形成供矩形齿减振体10嵌入的槽形结构；所述的前压片9用于固定凸台减振片8，该前压片9通过螺纹与底座12固定，使得减振隔层完全包裹于外套内。所述前压片9开设有与光电倍增管窗口相对的通孔16。

如图5和图6所示，所述的外套上压片和外套下压片上分别设有第一凸块21和第二凸块22，两个凸块分别与矩形齿减振体的顶部和底部相抵，通过更换具有不同凸块高度的外套上压片与外套下压片，能够调节光电倍增管窗口的高度。

另外，如图2和图3所示，所述前压片9的底部开设有供光电倍增管的电缆穿出的电缆引出孔18，以便于将电缆从减振装置内部引出。

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。