[发明专利]一种用于太空环境的开放式微通道板组件

说明书

技术领域

本发明属于机械电子技术领域，具体涉及一种用于太空环境的开放式微通道板组件。

背景技术

微通道板(MCP)作为电子倍增的器件，在夜视仪、高能粒子探测和X射线探测等领域有着较为广泛的应用。微通道板(MCP)工作原理是在MCP板的两端施加高压，当带电粒子或高能光子撞击MCP的输入端通道内壁时就会产生次级电子；次级电子在高压电场的作用下沿着微通道加速前进，通过与通道内壁的多次反复碰撞实现电子雪崩，最后在MCP的输出端输出大量的电子。

微通道板目前的应用均为封装的结构形式，通过陶瓷和金属烧结形成微通道板组件。工艺过程复杂对产品的制造具有很高的要求，一般需要专门的生产线进行生产。对于定制的小批量的产品无法满足加工制造的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种开放式的微通道板组件结构，该结构加工制造简单，适用于太空环境，性能稳定可靠，适合小批量定制产品的加工制造。

一种用于太空环境的开放式微通道板组件，所述微通道组件从上至下依次包括上端外支撑框(12)、上支撑框(41)、MPO板(1)、第一电极(6)、中支撑框(5)、第二电极(7)、第一MCP板(2)、导电箔(11)、第二MCP板(3)、第三电极(8)、下支撑框(42)以及下端外支撑框(13)；

所述上端外支撑框(12)、上支撑框(41)、中支撑框(5)、下支撑框(42)以及下端外支撑框(13)均为中空的方形框架结构，四角上开有安装孔；

所述第一电极(6)、第二电极(7)、导电箔(11)以及第三电极(8)均为方形环状结构；MPO板(1)、第一电极(6)、第二电极(7)、第一MCP板(2)、导电箔(11)、第二MCP板(3)以及第三电极(8)的四角均经过倒角处理，避开上端外支撑框(12)、上支撑框(41)、中支撑框(5)、下支撑框(42)以及下端外支撑框(13)四角的安装孔；

所述上支撑框(41)下端和中支撑框(5)上端的边缘均加工有止口，微通道板组件组装后，MPO板(1)和第一电极(6)容纳于上支撑框(41)和中支撑框(5)之间的止口中；中支撑框(5)下端和下支撑框(42)上端的边缘均加工有止口，微通道板组件组装后，第二电极(7)、第一MCP板(2)、导电箔(11)、第二MCP板(3)以及第三电极(8)容纳于中支撑框(5)和下支撑框(42)之间的止口中；第一电极(6)、第二电极(7)和第三电极(8)的其中一个边角上加工有耳片，用于焊接电源导线；组装后，四个贯穿轴(9)从下端外支撑框(13)的四个安装孔插入后，贯穿至上端外支撑框(12)，最后由四个压合螺母(10)拧紧。

较佳的，所述MPO板(1)、第一MCP板(2)以及第二MCP板(3)的长宽比为2:1。

较佳的，所述第一电极(6)、第二电极(7)和第三电极(8)上的耳片分别从不同方向引出。

较佳的，所述上支撑框(41)、下支撑框(42)和中支撑框(5)为聚酰亚胺材料。

较佳的，上端外支撑框(12)和下端外支撑框(13)为金属材质。

较佳的，所述中支撑框(5)的侧面加工有导气孔。

较佳的，所述导气孔均匀分布在中支撑框(5)侧面上。

较佳的，上端外支撑框(12)和下端外支撑框(13)的表面采用绝缘处理。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明的微通道板组件结构将各个组件拆分成单个个体，方便加工；然后通过设计带止口的框架可对微通道板进行容纳和夹持，使得组装方便并且可保证产品的稳定性。

2、全部采用聚酰亚胺框对微通道板和电极进行夹持。在传统的微通道板组件中没有采用过该种材质。聚酰亚胺具有绝缘性强，机械强度高，加工工艺性好，逸气率低等特点，适合微通道板组件的工作要求，也适合太空环境的应用。

3、在微通道板之间增加导电箔，导电箔可以在微通道板之间形成一个合适的间隙，电子在该间隙中可以自用运动，增加了入射到第二片微通道板之间的概率，提高了微通道板组件的增益。传统的微通道板组件中未使用该导电箔。

4、采用了1:2长宽比的矩形结构，而传统的微通道板组件为圆形结构，该矩形结构可以方便的进行拼接，可以拼接为矩形也可以拼接为正方形，适合阵列式结构。

5、通过贯穿轴和压合螺母进行整体的连接，易于拆装维修。通过控制压合螺母的拧紧力矩可以实现对MCP组件压紧力度的控制。

6、设计止口对电极进行包裹，使电极不外露，增加爬电距离，提高了绝缘的可靠性。