專利名稱：一種空間電子的探測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空間電子的探測(cè)裝置，具體涉及0. 1 IMeV電子的探測(cè)裝置，屬于空間帶電粒子探測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)空間低能電子進(jìn)行探測(cè)的傳統(tǒng)方法是磁偏轉(zhuǎn)法、靜電分析器法和飛行時(shí)間法等。磁偏轉(zhuǎn)法中需要高壓和永磁體，靜電分析器法和飛行時(shí)間法中都需要高壓形成強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)電子進(jìn)行加速，這三種探測(cè)方法，盡管能探測(cè)電子，但由于在探測(cè)器中需要引入磁體或高壓電場(chǎng)，導(dǎo)致形成的探測(cè)器具有較大的體積和質(zhì)量，很難滿足現(xiàn)在航天探測(cè)活動(dòng)中對(duì)探測(cè)器小型化、低功耗的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種空間電子的探測(cè)裝置，該裝置能夠?qū)臻g0. 1 IMeV 電子能譜進(jìn)行探測(cè)，具有小型化、低功耗、高分辨率、高效率的特點(diǎn)，便于航天器搭載探測(cè)。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種空間電子的探測(cè)裝置，所述裝置采用的設(shè)備包括探測(cè)器和信號(hào)處理電路。所述探測(cè)器包括探頭、重金屬外殼和金屬底座，其中探頭包括擋光片、探測(cè)單元 D1、探測(cè)單元D2、閃爍體框架、光電倍增管和模擬處理電路板，其中，閃爍體框架包裹在探測(cè)單元Dl和探測(cè)單元D2周圍；擋光片為厚60 μ m的鋁箔；探測(cè)單元Dl為雙邊硅微條探測(cè)器，厚度為200 300 μ m ；探測(cè)單元D2為離子注入型PIN硅探測(cè)器，厚度為2500 沈00 μ m ；探測(cè)單元Dl 與探測(cè)單元D2的厚度之和為2750 觀00 μ m，根據(jù)實(shí)際情況確定，所構(gòu)成望遠(yuǎn)鏡的半張角為15 30° ；重金屬外殼材料為銅，厚度為0. 40cm 0. 60cm ；金屬底座為銅或鋁合金；探測(cè)單元Dl和探測(cè)單元D2用于探測(cè)入射粒子在其中沉積的能量；擋光片用于屏蔽能量低于 0. IMeV的電子進(jìn)入探測(cè)器內(nèi)部；閃爍體框架起主動(dòng)準(zhǔn)直儀的作用，用于吸收從探測(cè)器周圍進(jìn)入探測(cè)器內(nèi)部的高能粒子；重金屬外殼作為探測(cè)器的裝配空間，用于吸收從探測(cè)器周圍射向探測(cè)器的粒子，對(duì)探測(cè)器提供保護(hù)。將具有凹槽的金屬底座通過(guò)螺栓固定在航天器或衛(wèi)星的指定位置上，下絕緣片放置在探測(cè)器凹槽最底部，模擬處理電路板置于下絕緣片上方，光電倍增管置于模擬處理電路板上方，下絕緣片、模擬處理電路板和光電倍增管的直徑都與探測(cè)器凹槽直徑吻合，保證下絕緣片、模擬處理電路板和光電倍增管抵觸連接，光電倍增管上端與探測(cè)器凹槽上端處于同一高度；閃爍體框架由兩塊完全一樣的剖面為L(zhǎng)型的塑料閃爍體左右對(duì)稱緊密對(duì)接在一起，形成上端開口的圓筒結(jié)構(gòu)；閃爍體框架底部和頂部?jī)?nèi)側(cè)分別開有凹槽，凹槽的深度和高度根據(jù)實(shí)際情況確定；探測(cè)單元D2上方與環(huán)狀的探測(cè)單元D2上電極固連，下方與環(huán)狀的探測(cè)單元D2下電極固連；探測(cè)單元Dl上方與環(huán)狀的探測(cè)單元Dl上電極固連，下方與環(huán)狀的探測(cè)單元Dl 下電極固連；安裝時(shí)先將帶有電極的探測(cè)單元D2和探測(cè)單元Dl分別放入兩塊L型塑料閃爍體底部、頂部凹槽中，探測(cè)單元D2上電極與底部凹槽上端抵觸，探測(cè)單元D2下電極與底部凹槽下端抵觸，探測(cè)單元Dl上電極與頂部凹槽上端水平，探測(cè)單元Dl下電極與頂部凹槽下端抵觸；再將兩塊L型塑料閃爍體的底部抵觸連接在一起，并放置在光電倍增管正上方， 閃爍體框架尺寸根據(jù)實(shí)際情況確定；上絕緣環(huán)放置在探測(cè)單元Dl上電極上方，擋光片置于上絕緣環(huán)上方；上絕緣環(huán)的尺寸根據(jù)實(shí)際情況確定，以保證良好絕緣性能且不影響粒子入射為準(zhǔn)；將上端開口的圓筒形重金屬外殼安裝在探頭外部，擋光片通過(guò)緊固環(huán)與重金屬外殼上端保持緊密固定；重金屬外殼內(nèi)部高度和緊固環(huán)尺寸根據(jù)實(shí)際情況確定，以重金屬外殼與探頭緊密固定且緊固環(huán)不影響粒子入射為準(zhǔn)；重金屬外殼內(nèi)徑與探測(cè)器底座凹槽外徑相吻合，以能夠緊密安裝為準(zhǔn)；上端開口尺寸與望遠(yuǎn)鏡張角有關(guān)，開口處截面為斜面，不影響粒子入射為準(zhǔn)；閃爍體框架通過(guò)一對(duì)或一對(duì)以上的緊固彈片與重金屬外殼固定；閃爍體框架在與探測(cè)單元D1、探測(cè)單元D2和光電倍增管相應(yīng)的位置分別開有通孔用來(lái)穿過(guò)信號(hào)電纜，金屬底座凹槽的壁面上開有通孔用來(lái)穿過(guò)信號(hào)電纜，探測(cè)單元Dl和探測(cè)單元D2探測(cè)到的信號(hào)均通過(guò)信號(hào)電纜送入模擬處理電路板上；光電倍增管中的信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜送入模擬處理電路板；模擬處理電路板輸出端引出電纜穿過(guò)金屬底座凹槽的壁面與信號(hào)處理電路相連。模擬處理電路板包括第一前置放大器、第二前置放大器和第三前置放大器；探測(cè)單元Dl探測(cè)到的信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜送入模擬處理電路板上的第一前置放大器；探測(cè)單元D2探測(cè)到的信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜送入模擬處理電路板上的第二前置放大器；光電倍增管中的信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜送入模擬處理電路板上的第三前置放大器；所述信號(hào)處理電路包括累加器，第一成形電路，第一主放大器，第二主放大器，第二成形電路，對(duì)數(shù)放大電路，第一峰值保持電路，第一脈沖高度分析器，計(jì)數(shù)器，第二脈沖高度分析器，第二峰值保持電路，第三主放大器，第三成形電路。第一前置放大器、第一成形電路、第一主放大器和對(duì)數(shù)相加電路依次連接；第二前置放大器、累加器、第二成形電路、第二主放大器和對(duì)數(shù)相加電路依次連接；對(duì)數(shù)相加電路、 第一峰值保持電路和第一脈沖高度分析器依次連接；第三前置放大器、第三成形電路、第三主放大器、第二峰值保持電路、第二脈沖高度分析器和第一脈沖高度分析器依次連接；第一脈沖高度分析器和計(jì)數(shù)器連接；此外，第一前置放大器的輸出還與累加器連接；第一前置放大器用于將探測(cè)單元Dl產(chǎn)生的脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行初次放大，并輸出給第一成形電路和累加器；第一成形電路使脈沖電荷信號(hào)形成矩形，并輸出給第一主放大器；第一主放大器對(duì)脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行二次放大，并輸出給對(duì)數(shù)相加電路；第二前置放大器用于將探測(cè)單元D2產(chǎn)生的脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行初次放大，并輸出給累加器；累加器將來(lái)自第一前置放大器和第二前置放大器的脈沖電荷信號(hào)疊加后輸出給第二成形電路；第二成形電路使脈沖電荷信號(hào)形成矩形，并輸出給第二主放大器；
第二主放大器對(duì)脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行二次放大，并輸出給對(duì)數(shù)相加電路；對(duì)數(shù)相加電路將來(lái)自第一主放大器和第二主放大器的脈沖電荷信號(hào)取對(duì)數(shù)后相力口，并輸出給第一峰值保持電路；第一峰值保持電路將脈沖電荷信號(hào)的峰值進(jìn)行保持、記錄后輸出給第一脈沖高度分析器；第三前置放大器將來(lái)自光電倍增管的脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行初次放大，并輸出給第三成形電路；第三成形電路使脈沖電荷信號(hào)形成矩形，并輸出給第三主放大器；第三主放大器對(duì)脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行二次放大，并輸出給第二峰值保持電路；第二峰值保持電路將脈沖電荷信號(hào)的峰值進(jìn)行保持、記錄后輸出給第二脈沖高度分析器；第二脈沖高度分析器用于去除脈沖電荷信號(hào)的噪聲信號(hào)，并輸出給第一脈沖高度分析器；第一脈沖高度分析器用于分析脈沖電荷信號(hào)的幅值，且將脈沖電荷信號(hào)與第一脈沖高度分析器內(nèi)部各個(gè)比較器的閾值進(jìn)行比較，將各個(gè)脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行分類，實(shí)現(xiàn)粒子鑒別，得到0. 1 IMeV電子的信號(hào)，并輸出給計(jì)數(shù)器；計(jì)數(shù)器用于對(duì)0. 1 IMeV電子信號(hào)的脈沖幅值、信號(hào)個(gè)數(shù)進(jìn)行記錄并存儲(chǔ)。有益效果本發(fā)明所述的空間低能電子的探測(cè)方法能夠?qū)臻g0. 05 IMeV電子能譜進(jìn)行探測(cè)，且利用本發(fā)明所述方法設(shè)計(jì)的探測(cè)器具有小型化、低功耗、高分辨率、高效率等的特點(diǎn)， 便于航天器搭載探測(cè)，具有一定的空間應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明所述的一種空間電子的探測(cè)方法探測(cè)器剖面圖；圖2為本發(fā)明所述的一種空間電子的探測(cè)方法信號(hào)處理電路示意圖；其中，1-1 望遠(yuǎn)鏡半張角，1-2 緊固環(huán)，1-3 擋光片，1-4 探測(cè)單元D1，1-5 緊固彈片，1-6 閃爍體框架，1-7 探測(cè)單元D2上電極，1-8 探測(cè)單元D2，1-9 探測(cè)單元D2下電極，1-10 光電倍增管，1-11 模擬處理電路板輸出端，1-12 信號(hào)處理電路，1-13 下絕緣片，1-14 螺孔，1-15 金屬底座，1-16 模擬處理電路板輸入端，1-17 模擬處理電路板， 1-18 信號(hào)電纜，1-19 重金屬外殼，1-20 探測(cè)單元Dl下電極，1_21 探測(cè)單元Dl上電極，
1-22上絕緣環(huán)，2-1 第一前置放大器，2-2 第一成形電路，2-3 第一主放大器，2_4 第二主放大器，2-5 第二成形電路，2-6 累加器，2-7 第二前置放大器，2-8 對(duì)數(shù)相加電路，
2-9第一峰值保持電路，2-10 第一脈沖高度分析器，2-11 計(jì)數(shù)器，2-12 第二脈沖高度分析器，2-13 第二峰值保持電路，2-14 第三主放大器，2-15 第三成形電路，2_16 第三前置放大器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來(lái)詳述本發(fā)明，但不限于此。實(shí)施例
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一種空間電子的探測(cè)方法，所述方法包括探測(cè)器和信號(hào)處理電路。所述探測(cè)器由探頭、重金屬外殼1-19和金屬底座1-15組成，其中探頭主要由擋光片1-3、探測(cè)單元D11-4、探測(cè)單元D21-8、閃爍體框架1_6、光電倍增管1_10和模擬處理電路板1-17組成，其中，閃爍體框架1-6包裹在探測(cè)單元D11-4和探測(cè)單元D21-8周圍；擋光片1-3為厚60 μ m的鋁箔；探測(cè)單元D11-4為雙邊硅微條探測(cè)器，厚度為 200 μ m ；探測(cè)單元D21-8為離子注入型PIN硅探測(cè)器，厚度為沈00 μ m, 二者間距1. 92cm,所構(gòu)成望遠(yuǎn)鏡的半張角1-1為30° ；光電倍增管1-10厚度為4. 45cm ；探測(cè)單元Dl和探測(cè)單元D2用于探測(cè)入射粒子在其中沉積的能量；擋光片用于屏蔽能量低于0. IMeV的電子進(jìn)入探測(cè)器內(nèi)部；閃爍體框架起主動(dòng)準(zhǔn)直儀的作用，用于吸收從探測(cè)器周圍進(jìn)入探測(cè)器內(nèi)部的高能粒子；重金屬外殼作為探測(cè)器的裝配空間，用于吸收從探測(cè)器周圍射向探測(cè)器的粒子， 對(duì)探測(cè)器提供保護(hù)。將具有凹槽的金屬底座1-15通過(guò)螺栓固定在航天器或衛(wèi)星的指定位置上，凹槽材料為銅，凹槽深度為5. 95cm，外徑2. 49cm,內(nèi)徑2. OOcm ；下絕緣片1_13放置在探測(cè)器凹槽最底部，模擬處理電路板1-17置于下絕緣片1-13上方，光電倍增管1-10置于模擬處理電路板1-17上方，下絕緣片1-13、模擬處理電路板1-17和光電倍增管1-10的直徑都與探測(cè)器凹槽直徑吻合，保證下絕緣片1-13、模擬處理電路板1-17和光電倍增管1-10抵觸連接，光電倍增管1-10上端與探測(cè)器凹槽上端處于同一高度；下絕緣片1-13厚0. 50cm，模擬處理電路板1-17厚1.00cm;閃爍體框架1-6由兩塊完全一樣的剖面為L(zhǎng)型塑料閃爍體左右對(duì)稱緊密對(duì)接在一起，形成上端開口的圓筒結(jié)構(gòu)；閃爍體框架1-6底部?jī)?nèi)側(cè)開有凹槽，深度0. 50cm,高度 0. 66cm ；閃爍體框架1-6頂部?jī)?nèi)側(cè)開有凹槽，深度0. 50cm，高度0. 42cm ；探測(cè)單元D21-8上方與環(huán)狀的探測(cè)單元D2上電極1-7焊接，下方與環(huán)狀的探測(cè)單元D2下電極1-9焊接；探測(cè)單元D11-4上方與環(huán)狀的探測(cè)單元Dl上電極1_21焊接，下方與環(huán)狀的探測(cè)單元Dl下電極1-20焊接；探測(cè)單元D11-4和探測(cè)單元D21-8的上電極和下電極厚度均為0. 20cm ；安裝時(shí)先將焊接有電極的探測(cè)單元D21-8和探測(cè)單元D11-4分別放入兩塊L型塑料閃爍體底部、頂部凹槽中，探測(cè)單元D2上電極1-7與底部凹槽上端抵觸，探測(cè)單元D2下電極1-9與底部凹槽下端抵觸；探測(cè)單元Dl上電極1-21與頂部凹槽上端水平，探測(cè)單元Dl下電極1-20與頂部凹槽下端抵觸；再將兩塊L型塑料閃爍體的底部抵觸連接在一起，并放置在光電倍增管1-10正上方，閃爍體框架1-6外徑2. OOcm,內(nèi)徑1. 00cm，夕卜側(cè)高度5. OOcm,內(nèi)部深度3. 70cm ；上絕緣環(huán)1-22放置在探測(cè)單元Dl上電極1_21上方，擋光片1_3置于上絕緣環(huán) 1-22上方；上絕緣環(huán)1-22外徑2. OOcm,內(nèi)徑1. 20cm,厚0. 50cm,擋光片1-3直徑為4. OOcm ；將上端開口的圓筒形重金屬外殼1-19安裝在探頭外部，擋光片1-3通過(guò)緊固環(huán) 1-2與重金屬外殼1-19上端保持緊密固定；重金屬外殼1-19厚度為0. 50cm,內(nèi)徑2. 50cm, 內(nèi)部高度12. OOcm ；緊固環(huán)1-2外徑2. 50cm,內(nèi)徑1. 75cm，厚度0. 50cm ；重金屬外殼上端開口的上端直徑3. 60cm，下端直徑3. OOcm ；閃爍體框架1_6通過(guò)一對(duì)緊固彈片1_5與重金屬外殼1-19固定。閃爍體框架1-6在與探測(cè)單元D11-4、探測(cè)單元D21-8和光電倍增管相應(yīng)的位置分別開有通孔用來(lái)穿過(guò)信號(hào)電纜1-18，金屬底座凹槽的壁面上也開有通孔用來(lái)穿過(guò)信號(hào)電纜1-18，信號(hào)電纜1-18與模擬處理電路板輸入端1-16相連；探測(cè)單元D11-4和探測(cè)單元 D21-8探測(cè)到的信號(hào)均通過(guò)信號(hào)電纜1-18送入模擬處理電路板1-17，光電倍增管1_10中的信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜1-18送入模擬處理電路板1-17 ；模擬處理電路板輸出端1-11引出電纜穿過(guò)金屬底座凹槽的壁面與信號(hào)處理電路1-12相連。模擬處理電路板1-17包括第一前置放大器2-1、第二前置放大器2-7和第三前置放大器2-16 ；探測(cè)單元D11-4探測(cè)到的信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜1-18送入模擬處理電路板1_17上的第一前置放大器2-1 ；探測(cè)單元D21-8探測(cè)到的信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜1-18送入模擬處理電路板1-17上的第二前置放大器2-7 ；光電倍增管1-10中的信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜1-18送入模擬處理電路板1-17上的第三前置放大器2-16。 所述信號(hào)處理電路1-12包括累加器2-6，第一成形電路2-2，第一主放大器2_3，第二主放大器2-4，第二成形電路2-5，對(duì)數(shù)放大電路2-8，第一峰值保持電路2-9，第一脈沖高度分析器2-10，計(jì)數(shù)器2-11，第二脈沖高度分析器2-12，第二峰值保持電路2-13，第三主放大器2-14，第三成形電路2-15。第一前置放大器2-1、第一成形電路2-2、第一主放大器2-3和對(duì)數(shù)相加電路2_8 依次連接；第二前置放大器2-7、累加器2-6、第二成形電路2-5、第二主放大器2-4和對(duì)數(shù)相加電路2-8依次連接；對(duì)數(shù)相加電路2-8、第一峰值保持電路2-9和第一脈沖高度分析器 2-10依次連接；第三前置放大器2-16、第三成形電路2-15、第三主放大器2-14、第二峰值保持電路2-13、第二脈沖高度分析器2-12和第一脈沖高度分析器2-10依次連接；第一脈沖高度分析器2-10和計(jì)數(shù)器2-11連接；此外，第一前置放大器2-1的輸出還與累加器2-6連接。第一前置放大器2-1用于將探測(cè)單元D11-4產(chǎn)生的脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行初次放大， 并輸出給第一成形電路2-2和累加器2-6 ；第一成形電路2-2使脈沖電荷信號(hào)形成矩形，并輸出給第一主放大器2-3 ；第一主放大器2-3對(duì)脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行二次放大，并輸出給對(duì)數(shù)相加電路2-8 ；第二前置放大器2-7用于將探測(cè)單元D21-8產(chǎn)生的脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行初次放大， 并輸出給累加器2-6;累加器2-6將來(lái)自第一前置放大器2-1和第二前置放大器2-7的脈沖電荷信號(hào)疊加后輸出給第二成形電路2-5 ；第二成形電路2-5使脈沖電荷信號(hào)形成矩形，并輸出給第二主放大器2-4 ；第二主放大器2-4對(duì)脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行二次放大，并輸出給對(duì)數(shù)相加電路2-8 ；對(duì)數(shù)相加電路2-8將來(lái)自第一主放大器2-3和第二主放大器2-4的脈沖電荷信號(hào)取對(duì)數(shù)后相加，并后輸出給第一峰值保持電路2-9 ；第一峰值保持電路2-9將脈沖電荷信號(hào)的峰值進(jìn)行保持、記錄后輸出給第一脈沖高度分析器2-10 ；第三前置放大器2-16將來(lái)自光電倍增管1-10的脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行初次放大，并輸出給第三成形電路2-15 ；第三成形電路2-15使脈沖電荷信號(hào)形成矩形，并輸出給第三主放大器2-14 ；第三主放大器Q-14)對(duì)脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行二次放大，并輸出給第二峰值保持電路 2-13 ；第二峰值保持電路2-13將脈沖電荷信號(hào)的峰值進(jìn)行保持、記錄后輸出給第二脈沖高度分析器2-12 ；第二脈沖高度分析器2-12用于去除脈沖電荷信號(hào)的噪聲信號(hào)，并輸出給第一脈沖高度分析器2-10 ；第一脈沖高度分析器2-10用于分析脈沖電荷信號(hào)的幅值，且將脈沖電荷信號(hào)與第一脈沖高度分析器內(nèi)部各個(gè)比較器的閾值進(jìn)行比較，將各個(gè)脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行分類，實(shí)現(xiàn)粒子鑒別，得到0. 1 IMeV電子的信號(hào)，并輸出給計(jì)數(shù)器2-11 ；計(jì)數(shù)器2-11用于對(duì)0. 1 IMeV電子信號(hào)的脈沖幅值、信號(hào)個(gè)數(shù)進(jìn)行記錄并存儲(chǔ)。本發(fā)明包括但不限于以上實(shí)施例，凡是在本發(fā)明精神的原則之下進(jìn)行的任何等同替換或局部改進(jìn)，都將視為在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種空間電子的探測(cè)裝置，其特征在于所述裝置采用的設(shè)備包括探測(cè)器和信號(hào)處理電路；所述探測(cè)器包括探頭、重金屬外殼(1-19)和金屬底座(1-15)，其中探頭包括擋光片 (1-3)、探測(cè)單元Dl (1-4)、探測(cè)單元D2(l-8)、閃爍體框架(1-6)、光電倍增管(1-10)和模擬處理電路板(1-17)，其中，閃爍體框架(1-6)包裹在探測(cè)單元Dl (1-4)和探測(cè)單元D2(l-8) 周圍；其中，擋光片(1- 為厚60μπι的鋁箔；探測(cè)單元Dl (1-4)為雙邊硅微條探測(cè)器，厚度為200 300 μ m ；探測(cè)單元D2 (1-8)為離子注入型PIN硅探測(cè)器，厚度為2500 沈00 μ m ； 探測(cè)單元Dl (1-4)與探測(cè)單元D2 (1-8)的厚度之和為2750 觀00 μ m，所構(gòu)成望遠(yuǎn)鏡的半張角(1-1)為15 30° ；將具有凹槽的金屬底座通過(guò)螺栓固定在航天器或衛(wèi)星的指定位置上，下絕緣片(1-13) 放置在探測(cè)器凹槽最底部，模擬處理電路板(1-17)置于下絕緣片(1-1 上方，光電倍增管 (1-10)置于模擬處理電路板(1-17)上方，下絕緣片(1-13)、模擬處理電路板(1-17)和光電倍增管(1-10)的直徑都與探測(cè)器凹槽直徑吻合，保證下絕緣片(1-13)、模擬處理電路板 (1-17)和光電倍增管(1-10)抵觸連接，光電倍增管(1-10)上端與探測(cè)器凹槽上端處于同一高度；閃爍體框架(1-6)由兩塊完全一樣的剖面為L(zhǎng)型的塑料閃爍體左右對(duì)稱緊密對(duì)接在一起，形成上端開口的圓筒結(jié)構(gòu)；閃爍體框架(1-6)底部和頂部?jī)?nèi)側(cè)分別開有凹槽；探測(cè)單元D2 (1-8)上方與環(huán)狀的探測(cè)單元D2上電極(1-7)固連，下方與環(huán)狀的探測(cè)單元D2下電極(1-9)固連；探測(cè)單元Dl (1-4)上方與環(huán)狀的探測(cè)單元Dl上電極(1-21)固連， 下方與環(huán)狀的探測(cè)單元Dl下電極(1-20)固連；安裝時(shí)先將帶有電極的探測(cè)單元D2(l-8) 和探測(cè)單元Dl (1-4)分別放入兩塊L型塑料閃爍體底部、頂部凹槽中，探測(cè)單元D2上電極 (1-7)與底部凹槽上端抵觸，探測(cè)單元D2下電極(1-9)與底部凹槽下端抵觸，探測(cè)單元Dl 上電極(1-21)與頂部凹槽上端水平，探測(cè)單元Dl下電極(1-20)與頂部凹槽下端抵觸；再將兩塊L型塑料閃爍體的底部抵觸連接在一起，并放置在光電倍增管(1-10)正上方；上絕緣環(huán)(1-22)放置在探測(cè)單元Dl上電極(1-21)上方，擋光片(1- 置于上絕緣環(huán)(1-22) 上方；將上端開口的圓筒形重金屬外殼(1-19)安裝在探頭外部，擋光片(1-3)通過(guò)緊固環(huán) (1-2)與重金屬外殼(1-19)上端保持緊密固定；重金屬外殼(1-19)內(nèi)徑與探測(cè)器底座凹槽外徑相吻合，以能夠緊密安裝為準(zhǔn)；上端開口尺寸與望遠(yuǎn)鏡張角有關(guān)，開口處截面為斜面；閃爍體框架(1-6)通過(guò)一對(duì)或一對(duì)以上的緊固彈片(1-5)與重金屬外殼(1-19)固定；所述閃爍體框架(1-6)在與探測(cè)單元Dl(l-4)、探測(cè)單元D2(l-8)和光電倍增管 (1-10)相應(yīng)的位置分別開有通孔用來(lái)穿過(guò)信號(hào)電纜(1-18)，金屬底座凹槽的壁面上開有通孔用來(lái)穿過(guò)信號(hào)電纜(1-18)，探測(cè)單元Dl (1-4)和探測(cè)單元D2(l-8)探測(cè)到的信號(hào)均通過(guò)信號(hào)電纜(1-18)送入模擬處理電路板(1-17)，光電倍增管(1-10)中的信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜(1-18)送入模擬處理電路板(1-17)；模擬處理電路板輸出端(1-11)引出電纜穿過(guò)金屬底座凹槽的壁面與信號(hào)處理電路(1-12)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間電子的探測(cè)裝置，其特征在于重金屬外殼(1-19) 材料為銅，厚度為0. 40cm 0. 60cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間電子的探測(cè)裝置，其特征在于金屬底座為銅或鋁合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間電子的探測(cè)裝置，其特征在于所述模擬處理電路板(1-17)包括第一前置放大器0-1)、第二前置放大器(2-7)和第三前置放大器0-16)； 探測(cè)單元Dl (1-4)探測(cè)到的信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜(1-18)送入模擬處理電路板(1-17)上的第一前置放大器；探測(cè)單元D2(l-8)探測(cè)到的信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜(1-18)送入模擬處理電路板(1-17)上的第二前置放大器0-7)；光電倍增管(1-10)中的信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜(1-18)送入模擬處理電路板(1-17)上的第三前置放大器0-16)；所述信號(hào)處理電路包括累加器0-6)，第一成形電路0-2)，第一主放大器0-3)，第二主放大器0-4)，第二成形電路0-5)，對(duì)數(shù)相加電路0-8)，第一峰值保持電路0-9)，第一脈沖高度分析器(2-10)，計(jì)數(shù)器(2-11)，第二脈沖高度分析器(2-12)，第二峰值保持電路 (2-13)，第三主放大器(2-14)，第三成形電路(2-15)；第一前置放大器0-1)、第一成形電路0-2)、第一主放大器(2- 和對(duì)數(shù)相加電路 (2-8)依次連接；第二前置放大器(2-7)、累加器(2-6)、第二成形電路(2- 、第二主放大器 (2-4)和對(duì)數(shù)相加電路(2-8)依次連接；對(duì)數(shù)相加電路0-8)、第一峰值保持電路(2-9)和第一脈沖高度分析器0-10)依次連接；第三前置放大器(2-16)、第三成形電路(2-15)、第三主放大器(2-14)、第二峰值保持電路(2-13)、第二脈沖高度分析器0-1 和第一脈沖高度分析器0-10)依次連接；第一脈沖高度分析器0-10)和計(jì)數(shù)器0-11)連接；此外，第一前置放大器的輸出還與累加器(2-6)連接；第一前置放大器(2-1)用于將探測(cè)單元Dl (1-4)產(chǎn)生的脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行初次放大， 并輸出給第一成形電路(2- 和累加器0-6)；第一成形電路(2- 使脈沖電荷信號(hào)形成矩形，并輸出給第一主放大器0-3)； 第一主放大器(2- 對(duì)脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行二次放大，并輸出給對(duì)數(shù)相加電路0-8)； 第二前置放大器(2-7)用于將探測(cè)單元D2(l-8)產(chǎn)生的脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行初次放大， 并輸出給累加器0-6)；累加器(2-6)將來(lái)自第一前置放大器(2-1)和第二前置放大器0-7)的脈沖電荷信號(hào)疊加后輸出給第二成形電路0-5)；第二成形電路(2- 使脈沖電荷信號(hào)形成矩形，并輸出給第二主放大器0-4)； 第二主放大器(2-4)對(duì)脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行二次放大，并輸出給對(duì)數(shù)相加電路0-8)； 對(duì)數(shù)相加電路(2-8)將來(lái)自第一主放大器(2- 和第二主放大器(2-4)的脈沖電荷信號(hào)取對(duì)數(shù)后相加，并輸出給第一峰值保持電路0-9)；第一峰值保持電路(2-9)將脈沖電荷信號(hào)的峰值進(jìn)行保持、記錄后輸出給第一脈沖高度分析器0-10)；第三前置放大器0-16)將來(lái)自光電倍增管(1-10)的脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行初次放大，并輸出給第三成形電路0-15)；第三成形電路0-15)使脈沖電荷信號(hào)形成矩形，并輸出給第三主放大器0-14)； 第三主放大器0-14)對(duì)脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行二次放大，并輸出給第二峰值保持電路 (2-13)；第二峰值保持電路將脈沖電荷信號(hào)的峰值進(jìn)行保持、記錄后輸出給第二脈沖高度分析器0-12)；第二脈沖高度分析器0-12)用于去除脈沖電荷信號(hào)的噪聲信號(hào)，并輸出給第一脈沖高度分析器O-10)；第一脈沖高度分析器O-10)用于分析脈沖電荷信號(hào)的幅值，且將脈沖電荷信號(hào)與第一脈沖高度分析器內(nèi)部各個(gè)比較器的閾值進(jìn)行比較，將各個(gè)脈沖電荷信號(hào)進(jìn)行分類，實(shí)現(xiàn)粒子鑒別，得到0. 1 IMeV電子的信號(hào)，并輸出給計(jì)數(shù)器0-11)；計(jì)數(shù)器(2-11)用于對(duì)0. 1 IMeV電子信號(hào)的脈沖幅值、信號(hào)個(gè)數(shù)進(jìn)行記錄并存儲(chǔ)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空間電子的探測(cè)裝置，屬于空間帶電粒子探測(cè)領(lǐng)域。該裝置所用設(shè)備包括探測(cè)器和信號(hào)處理電路，其中探測(cè)器由探頭、重金屬外殼和金屬底座組成；探頭主要由擋光片、探測(cè)單元D1、探測(cè)單元D2、閃爍體框架、光電倍增管和模擬處理電路板組成。本發(fā)明的方法能夠?qū)臻g0.1～1MeV電子能譜進(jìn)行探測(cè)，且利用該方法設(shè)計(jì)的探測(cè)器具有小型化、低功耗、高分辨率、高效率的特點(diǎn)，便于航天器搭載探測(cè)。
文檔編號(hào)G01T1/00GK102508281SQ20111031581
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者安恒, 把得東, 楊生勝, 石紅, 薛玉雄 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一〇研究所