[实用新型]真空放电的防护装置

说明书

本实用新型涉及一种真空放电的防护装置，特别是一种处在高真空环境并有高电压存在的仪器中使用的放电防护装置。

很多真空物理实验中的仪器，需要在低气压或高真空环境中工作，同时又必需使用高压电源。在这种条件下，强电场将导致“场致发射”，残余气体也会产生弱放电。这些放电现象会对实验造成干扰，甚至会造成破坏。例如，在航空航天测量仪器中常用的星载超软X射线探测器、球载大窗多丝正比计数器中的真空放电会引起测量噪声的增加，放电达到一定强度时甚至会造成仪器损坏或产生灾难性后果。在一般的光电倍增器中也有这种现象发生。防止这些放电现象的现有技术是：增加高压的极间距离；高压元件的真空灌封；提高环境的真空度，例如长时间保持优于10^-5_Torr的真空排气。很多仪器或者许多实验本身在体积、重量、能耗等很多方面要受到条件限制，特别是航空航天仪器以上三种方法均难以采用或难以奏效。这些仪器中丝状结构的毛刺引起的尖端放电问题，尚无理想的解决方案。

为了弥补现有技术的不足，解决在低气压或高真环境中工作，同时又使用高压电源的各种仪器设备存在的放电问题，本实用新型将提供一种真空放电的防护装置，该装置应在不增加仪器体积、重量与能耗的前提下有效地消除高压真空放电现象，从而消除放电引起的测量噪声，并确保仪器不会受到放电损坏。

本实用新型的技术方案是：在每个丝状结构处，设置一个环形金属腔体，将丝的尖端置于其中，腔体封闭并与丝体作电连接，同时对高压电源的腔体进行多层次的树脂灌封。这样，金属腔体与丝端形成等电位，场强为零，即可消除放电现象。环形金属腔体的形状圆滑，外部没有明显突起，没有放电问题。高压电源内的高压元件被多层次灌封的绝缘树脂隔离，可消除放电现象。这一方案的优化设计是：对仪器内各导线的线、线接点用铜圆柱作过渡焊接；对各高压元件与线路用有机玻璃条或绝缘胶隔离。这里所说的绝缘胶最好是多层次绝缘胶，因为刷涂绝缘胶时，因其粘度大易形成低压气泡，这些气泡常导致放电，采用多次刷涂的方法，可消除气泡影响，达到隔离空气的目的。

采用以上方案，可以解决各种仪器设备在低气压或高真空环境中的放电问题，特别是解决了一些航天仪器制造中的难点问题。本设计在不增加仪器体积、重量与能耗的前提下，有效地消除了真空放电现象，从而可以完全消除放电引起的测量噪声，并确保仪器不会受到放电损坏。

现结合附图与实施例作进一步说明。

图1为实施例1结构示意图。

实施例1，星载超软X射线探测器上的真空放电的防护装置，参照图1：在星载超软X射线探测器的每个丝状结构处，设置一个环形金属腔体1，将丝的尖端2置于其中，腔体封闭，并固定在绝缘结构件3上，它与丝体作电连接，使金属腔体与丝端形成等电位，场强为零。高压电源4的腔体5进行树脂灌封：用硅橡胶6封灌腔体、用环氧胶7灌封腔体封顶，将印刷电路极8及高压元件9复盖在绝缘胶中；对导线10的线、线接点用铜圆柱11作过渡焊接，并在其外加装胶套12；同时，用0.5-1mm厚的有机玻璃条13及绝缘胶对高压元件和线路进行隔离。

实施例2，球载大窗多丝正比计数器的高压防护装置，防护装置的基本结构与上例相同。