[发明专利]一种空间电子的探测装置

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述的一种空间电子的探测装置，其特征在于：重金属外壳(1-19)材料为铜，厚度为0.40cm～0.60cm。

3.根据权利要求1所述的一种空间电子的探测装置，其特征在于：金属底座为铜或铝合金。

4.根据权利要求1所述的一种空间电子的探测装置，其特征在于：所述模拟处理电路板(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)；

探测单元D1(1-4)探测到的信号通过信号电缆(1-18)送入模拟处理电路板(1-17)上的第一前置放大器(2-1)；探测单元D2(1-8)探测到的信号通过信号电缆(1-18)送入模拟处理电路板(1-17)上的第二前置放大器(2-7)；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)上的第三前置放大器(2-16)；

所述信号处理电路包括累加器(2-6)，第一成形电路(2-2)，第一主放大器(2-3)，第二主放大器(2-4)，第二成形电路(2-5)，对数相加电路(2-8)，第一峰值保持电路(2-9)，第一脉冲高度分析器(2-10)，计数器(2-11)，第二脉冲高度分析器(2-12)，第二峰值保持电路(2-13)，第三主放大器(2-14)，第三成形电路(2-15)；

第一前置放大器(2-1)、第一成形电路(2-2)、第一主放大器(2-3)和对数相加电路(2-8)依次连接；第二前置放大器(2-7)、累加器(2-6)、第二成形电路(2-5)、第二主放大器(2-4)和对数相加电路(2-8)依次连接；对数相加电路(2-8)、第一峰值保持电路(2-9)和第一脉冲高度分析器(2-10)依次连接；第三前置放大器(2-16)、第三成形电路(2-15)、第三主放大器(2-14)、第二峰值保持电路(2-13)、第二脉冲高度分析器(2-12)和第一脉冲高度分析器(2-10)依次连接；第一脉冲高度分析器(2-10)和计数器(2-11)连接；此外，第一前置放大器(2-1)的输出还与累加器(2-6)连接；

第一前置放大器(2-1)用于将探测单元D1(1-4)产生的脉冲电荷信号进行初次放大，并输出给第一成形电路(2-2)和累加器(2-6)；

第一成形电路(2-2)使脉冲电荷信号形成矩形，并输出给第一主放大器(2-3)；

第一主放大器(2-3)对脉冲电荷信号进行二次放大，并输出给对数相加电路(2-8)；

第二前置放大器(2-7)用于将探测单元D2(1-8)产生的脉冲电荷信号进行初次放大，并输出给累加器(2-6)；

累加器(2-6)将来自第一前置放大器(2-1)和第二前置放大器(2-7)的脉冲电荷信号叠加后输出给第二成形电路(2-5)；

第二成形电路(2-5)使脉冲电荷信号形成矩形，并输出给第二主放大器(2-4)；

第二主放大器(2-4)对脉冲电荷信号进行二次放大，并输出给对数相加电路(2-8)；

对数相加电路(2-8)将来自第一主放大器(2-3)和第二主放大器(2-4)的脉冲电荷信号取对数后相加，并输出给第一峰值保持电路(2-9)；

第一峰值保持电路(2-9)将脉冲电荷信号的峰值进行保持、记录后输出给第一脉冲高度分析器(2-10)；

第三前置放大器(2-16)将来自光电倍增管(1-10)的脉冲电荷信号进行初次放大，并输出给第三成形电路(2-15)；

第三成形电路(2-15)使脉冲电荷信号形成矩形，并输出给第三主放大器(2-14)；

第三主放大器(2-14)对脉冲电荷信号进行二次放大，并输出给第二峰值保持电路(2-13)；

第二峰值保持电路(2-13)将脉冲电荷信号的峰值进行保持、记录后输出给第二脉冲高度分析器(2-12)；

第二脉冲高度分析器(2-12)用于去除脉冲电荷信号的噪声信号，并输出给第一脉冲高度分析器(2-10)；

第一脉冲高度分析器(2-10)用于分析脉冲电荷信号的幅值，且将脉冲电荷信号与第一脉冲高度分析器内部各个比较器的阈值进行比较，将各个脉冲电荷信号进行分类，实现粒子鉴别，得到0.1～1MeV电子的信号，并输出给计数器(2-11)；

计数器(2-11)用于对0.1～1MeV电子信号的脉冲幅值、信号个数进行记录并存储。