[发明专利]一种空间电子的探测装置

摘要

本发明公开了一种空间电子的探测装置，属于空间带电粒子探测领域。该装置所用设备包括探测器和信号处理电路，其中探测器由探头、重金属外壳和金属底座组成；探头主要由挡光片、探测单元D1、探测单元D2、闪烁体框架、光电倍增管和模拟处理电路板组成。本发明的方法能够对空间0.1～1MeV电子能谱进行探测，且利用该方法设计的探测器具有小型化、低功耗、高分辨率、高效率的特点，便于航天器搭载探测。

主权项

一种空间电子的探测装置，其特征在于：所述装置采用的设备包括探测器和信号处理电路；所述探测器包括探头、重金属外壳(1‑19)和金属底座(1‑15)，其中探头包括挡光片(1‑3)、探测单元D1(1‑4)、探测单元D2(1‑8)、闪烁体框架(1‑6)、光电倍增管(1‑10)和模拟处理电路板(1‑17)，其中，闪烁体框架(1‑6)包裹在探测单元D1(1‑4)和探测单元D2(1‑8)周围；其中，挡光片(1‑3)为厚60μm的铝箔；探测单元D1(1‑4)为双边硅微条探测器，厚度为200～300μm；探测单元D2(1‑8)为离子注入型PIN硅探测器，厚度为2500～2600μm；探测单元D1(1‑4)与探测单元D2(1‑8)的厚度之和为2750～2800μm，所构成望远镜的半张角(1‑1)为15～30°；将具有凹槽的金属底座通过螺栓固定在航天器或卫星的指定位置上，下绝缘片(1‑13)放置在探测器凹槽最底部，模拟处理电路板(1‑17)置于下绝缘片(1‑13)上方，光电倍增管(1‑10)置于模拟处理电路板(1‑17)上方，下绝缘片(1‑13)、模拟处理电路板(1‑17)和光电倍增管(1‑10)的直径都与探测器凹槽直径吻合，保证下绝缘片(1‑13)、模拟处理电路板(1‑17)和光电倍增管(1‑10)抵触连接，光电倍增管(1‑10)上端与探测器凹槽上端处于同一高度；闪烁体框架(1‑6)由两块完全一样的剖面为L型的塑料闪烁体左右对称紧密对接在一起，形成上端开口的圆筒结构；闪烁体框架(1‑6)底部和顶部内侧分别开有凹槽；探测单元D2(1‑8)上方与环状的探测单元D2上电极(1‑7)固连，下方与环状的探测单元D2下电极(1‑9)固连；探测单元D1(1‑4)上方与环状的探测单元D1上电极(1‑21)固连，下方与环状的探测单元D1下电极(1‑20)固连；安装时先将带有电极的探测单元D2(1‑8)和探测单元D1(1‑4)分别放入两块L型塑料闪烁体底部、顶部凹槽中，探测单元D2上电极(1‑7)与底部凹槽上端抵触，探测单元D2下电极(1‑9)与底部凹槽下端抵触，探测单元D1上电极(1‑21)与顶部凹槽上端水平，探测单元D1下电极(1‑20)与顶部凹槽下端抵触；再将两块L型塑料闪烁体的底部抵触连接在一起，并放置在光电倍增管(1‑10)正上方；上绝缘环(1‑22)放置在探测单元D1上电极(1‑21)上方，挡光片(1‑3)置于上绝缘环(1‑22)上方；将上端开口的圆筒形重金属外壳(1‑19)安装在探头外部，挡光片(1‑3)通过紧固环(1‑2)与重金属外壳(1‑19)上端保持紧密固定；重金属外壳(1‑19)内径与探测器底座凹槽外径相吻合，以能够紧密安装为准；上端开口尺寸与望远镜张角有 关，开口处截面为斜面；闪烁体框架(1‑6)通过一对或一对以上的紧固弹片(1‑5)与重金属外壳(1‑19)固定；所述闪烁体框架(1‑6)在与探测单元D1(1‑4)、探测单元D2(1‑8)和光电倍增管(1‑10)相应的位置分别开有通孔用来穿过信号电缆(1‑18)，金属底座凹槽的壁面上开有通孔用来穿过信号电缆(1‑18)，探测单元D1(1‑4)和探测单元D2(1‑8)探测到的信号均通过信号电缆(1‑18)送入模拟处理电路板(1‑17)，光电倍增管(1‑10)中的信号通过信号电缆(1‑18)送入模拟处理电路板(1‑17)；模拟处理电路板输出端(1‑11)引出电缆穿过金属底座凹槽的壁面与信号处理电路(1‑12)相连。