Блок фотоэлектронного умножителя Советский патент 1985 года по МПК H01J43/00 

Изобретение относится к оптикоэлектронному приборостроению и может бьггь использовано при конструировании оитико-электронных приборов, а таклсе в других областях народного хозяйства для регистрации светового излучения. Известен блок фотоэлектронного умножителя, (ФЭУ), в котором ФЭУ закреплен внутри цилиндрического корпу са с одной стороны резиновым кольцом надетым на его баллон и уплотненным через изоля1и1онные кольцевые вкладыши завинчиванием резьбовой втулки в корпус, с другой стороны ламповой панелью, соединенной с корпусом Кор пус точеный, составной, с резьбовыми соединениями. Делитель напряжения и предварительный усилитель расположены в отдельном кожухе, соединенном с корпусом tj . Недостатками такого блока являются сложность конструкции и невозможность унифицированного использования , Известен также блок ФЭУ, в котором цилиндрический корпус имеет два внут ренних фланца и внутренние резьбы с торцов, а резиновые кольца, надетые на баллон ФЭУ, рас положены на этих фланцах и уплотняются завинчиванием резьбовых металлических колец внутрь корпуса, Секция делителя напряжения имеет свой кожух, который навинчивается на корпус 2 . В известном блоке ФЭУ нет общности конструктивного решения, позволяющего применить конструкцию блока для любо го типа ФЭУ, т.е. позволяющего его унифицированное использование. Кроме того, прокладка проводов к электродам ФЭУ в блоке затруднительна потому, что переходы проводов через упло ненные резиновые кольца практически невозможн ы вследствие их пережима пр относительном сдвиге изоляционных вкл дьпией или наличия резьбовых металлических колец. Кроме того, прокладка провода вдоль баллона ФЭУ нарушает равномерность уплотнения резиновых колец, что чревато опасностью разда ливания баллона, и создает искажающее влияние электростатического пол провода на работу ФЭУ. Для ФЭУ большого диаметра цилинд ческой, двухцилиндрической и сфероцилиндрической формы точеный резьбо вой корпус и резьбовые втулки стано вятся экономически и технологически нерациональны, их вес и металлоемкость значительно возрастают, а сложность и неэкономичность изготовления увеличиваются как с увеличением диаметра и длины, так и с усложнением формы баллона ФЭУ. Крапление ФЭУ и функциональных узлов, обеспечивающих его работу (ламповая панель, делитель напряжения, предварительньй усилитель), принципиально различно. Это приводит к увеличению количества деталей крепления, усложнению конструкции, введению дополнительной изоляции, отдельного корпуса экрана для электронной части блока, элементов механического и электрического сочленения этого корпуса с корпусом для баллона ФЭУ. Отсутствие единого принципа конструктивного построения блока ФЭУ, обеспечивающего все типы ФЭУ, обуславливает, учитывая широкое их применение, большое многообразие частных конструкций блоков. При этом .возникает многообразие технологии изготовления, а также приемов обслуживания блоков ФЭУ при эксплуатации. Цель изобретения - повьшение степени унификации и упрощение конструкции блока ФЭУ. Поставленная цель достигается тем, что в блок ФЭУ, состоящий из корпуса, в котором расположены ФЭУ, закрепленный резиновыми шайбами, платы делителя напряжения и предварительного усилителя, введены по крайней мере две продольные фиксирующие планки с пазами и упорная шайба, причем резино вые шайбы, упорная шайба, платы делителя напряжения и предварительного усилителя имеют ответные пазы, которыми они входят в пазы фиксируювщх планок, а резиновые шайбы выполнены с уплотняющей манжетой, охватывающей баллон ФЭУ. На фиг. 1 представлен пример конструкции блока ФЭУ, в котором закреплен и смонтирован ФЭУ, цилиндрической формы, с торцовым оптическим входом и жесткими выводами на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг; 3 - блок для бокового оптического входа , на фиг. 4 - крепление ФЭУ. Блок ФЭУ содержит ФЭУ 1, -опорные резиновые шайбы 2, ламповую панель 3, упорную шайбу 4, плату 5 делителя Напряжения, плату 6 предварительного усилителя, фиксирующие планки 7, выходную панель 8, пружинное кольцо 9, корпус 10, торцовую шайбу 11, электрический проводник 12. Баллон ФЭУ 1, с надетыми на него резиновыми шайбами 2, вставляют контактами в ламповую панель 3, закрепленную на упорной шайбе 4. Платы 5 и 6 делителя напряжения,,и предварительного усилителя располагают после довательно за упорной шайбой 4 перпе дикулярно ФЭУ 1 и соосно с ним. Шайбы 2,4 и платы 5,6 имеют по три радиальных паза, расположенных через 120°. Ширина паза равна толщине, а глубина - .половине ширины фиксирующей планки 7, на которой выполнены ответные пазы по числу шайб и плат, причем ширина каждого паза равна толщине шайбы (или платы), для которой он предназначен, а глубина половине ширины планки. Три фиксирую щие планки 7 располагают вдоль оси ФЭУ, вставляют в пазы шайб 2,4 и плат 5,6 ответными пазами и закрепляют со стороны предварительного усилителя на выходной панели 8, напр мер, винтами, а со стороны баллона ФЭУ 1 пружинным кольцом 9. После этого выполняют электромонтаж блока, электрические выводы с ко торого осуществляют через штепсельны разъемы или сальники, расположенные на выходной панели 8. Для ФЭУ, имею шзнх выводы на баллоне, проводник 12 от ник прокладывают через сквозные отверстия в шайбах 2 и 4 и распаивают на контактах платы 5 делителя н пряжения. Затем смонтированный блок вставляют в корпус 10, досыпают до упора баллоном ФЭУ, в торцовую шайбу 11, с отверстием для оптического вхо да, и фиксируют внутри корпуса 10 любым известным способом, например уплотнением резинового кольца между выходной панелью 8 и корпусом 10. Конструкция блока ФЭУ (фиг. 1) является базовой и удовлетворяет любому типу ФЭУ: с торцовым и боковым оптическим входом, с жесткими и мягкими выводами, цилиндрической, двухцилиндровой и сфероцилиндрической формы, с электродами .или иными выступами на баллоне и без них. Например, на фиг. 3 показана реализация блока для бокового оптического входа, где окно оптического входа выполнено в корпусе 10, а торцовая шай ба 11 сплошная. Для ФЭУ с гибкими выводами ламповую панель 3 не устанавливают, а упорная шайба 4 фикси54рует ФЭУ 1 непосредственно за баллон. При необходимости установить в блоке ФЭУ платы или шайбы разных размеров, достаточно лишь изменить конфигурацию фиксирующих планок 7. На фиг. 3 показан предварительньш усилител. меньших размеров, который крепится фиксирукяцими планками 7 с уступом. Крепление же ФЭУ двухцилиндровой формы осуществляется резиновыми шайбами 2 (фиг. 4) разного диаметра, при этом фиксирующие планки 7 имеют иную конфигурацию. В этом случае смонтированный блок заводится в корпус 10 со стороны большого диаметра, затем на нем закрепляют торцовую шайбу 11, досьшают блок до упора ФЭУ, в эту шайбу и фиксируют его внутри корпуса. Металлоемкость блока ФЭУ минимальна, так как основные металлические детали - корпус 10 и выходная панель 8. При этом корпус 10 тонкостенный цилиндрической или двухцилиндро Вой формы, в силу чего обладает необходимой жесткостью и является направляющей для скрепленных функциональных узлов блока. Корпус, может быть выполнен штамповкой, вытяжкой, но не исключается и сварка из листа металла. Двухслойный и трехслойный корпус из разных металлов, обеспечивающих защиту блока от электромагнитных и электростатических помех, выполняется простой запрессовкой одного корпуса в другой. Упорная шайба 4, фиксирующие планки 7, торцовая шайба 11 выполнены из электроизоляционного материала, а простота их форм позволяет применить при их изготовлении прессование,литье. Резиновые шайбы 2 литые, но возможно их штампование. Делитель напряжения и предварительный усилитель смонтированы на изоляционных платах печатньм монтажом. В зависимости от режима работы ФЭУ блокДОПОЛНЯЮТ новыми функциональными узлами. Например, при работе в импульсном режиме вводится плата с конденсаторами, шунтирующими последние каскады делителя напряжения, при работе в режиме счета фотонов необходимо выполнить индивидуальный экран для высокочастотного предварительно-, го усилителя, внутри общего экрана. Введение шайбы с осушителем применяют в случаях, когда требуется пониженный уровень темновых тонов, а

спектрометрический режим часто требует управлять распределением напряжения между динодами для изменения чувствительности и коэффициента ФЭУ, т.е. делитель напряжения должен быть управляемым и, соответственно, располагаться на нескольких платах. В случае работы блока ФЭУ в специальных условиях, например в качестве измерительной фотоголовки, удаленной на значительное расстояние от комплекса оптико- электронного прибора, удобно, а часто и необходимо, использовать в составе блока плату обработки сигнала для последующей его передачи на расстояние плату высоковольтного преобразователя Для обеспечения электропитания ФЭУ.

Конструкция блока ФЭУ позволяет . вводить новые функциональные узлы в состав блока. Для этого достаточно лишь увеличить длину фиксируюп1ей планки 7 и выполнить на ней пазы для вводимых новых функциональных узлов, принципиально число вводимых функциональных узлов не ограничено, длина корпуса 10 при этом соответственно увеличивается.

Использование предлагаемого блока ФЗУ позволяет разработать унифицированный ряд блоков ФЭУ за счет общности конструктивного решения, одинаковых или разных по своему функциональному назначению блоков, являющихся производными от одной конструкции. Общность конструктивного решени позволяет создавать на единой конструктивной основе различные модификации блоков одинакового назначения, но разной размерности, из одних и тех ж узлов и деталей. В то же время исползование .такого конструктивного решения дает конкретные техникр-экономические преимущества:упрощена конструкция блока за счет введения простых

деталей - шайб, планок, не требующих токарной обработки и резьбовых соединений, которые могут быть изготовлены применением производительных технологий, например штамповки, прессования{ снижена металлоемкость блока, а следовательно, и его вес, улучшена электроизоляция блока за счет максимального использования электроизоляционных материалов в конструкции; улучшены условия электрмонтажа и эксплуатационного обслуживания блока, так как обеспечен свобоный доступ к любому узлу, проводу, контакту блока; улучшены условия экранирования блока за счет введения единого корпуса простой формы, позволяющей выполнить его многослойным; обеспечена возможность сведения в.: блок ФЭУ любых форм и обеспечивающих его работу функциональных узлов разных размеров за счет простого изменения конфигурации фиксирующей планки, обеспечена возможность функционального наращивания-блока новыми требуемыми функциональными узлами например шайбой осущителя, платой с емкостями, платой управления делителя напряжения, платой обработки сигнала, платами высоковольтного преобразования и т.п. за счет единого конструктивного построения блока и единого принципа крепления любого функционального узла путем простого увеличения длины фиксирующей планки и количества пазов в ней;, обеспечен минимально допустимый диаметр блока ФЭУ за счет исключения металлических крепежных элементов.

Использование единообразной конструкции блока ФЭУ, пригодной для любого типа ФЭУ, позволит значительно уменьшить объем и стоимость конструкторских работ, значительно удешевить производство и повысить качество изделия .

БЛОК ФОТОЭЛЕКТРОННОГО УМНОЖИТЕЛЯ, состоящий из корпуса, в котором расположены фотоэлектронный умножитель, закрепленный резиновыми шайбами, платы делителя напряжения и предварительного усилителя, о тличающийся тем, что, с целью повышения степени унификации и упрощения конструкции, в него введены по крайней мере две продольные. фиксирующие планки с пазами и упорная шайба, причем резиновые шайбы, упорная шайба, платы делителя напряжения и предварительного усилителя имеют ответные пазы, которыми они входят в пазы фиксирующих планок, а резиновые шайбы выполнены с уплотняющей манжетой, охватывающей баллон фотоэлектронного умножителя. СО эо эо :л 42 Л Н д 2 Т J 6 70 Фаг. 7