本發(fā)明涉及光電倍增管測試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光電倍增管自動靜態(tài)測試臺。

背景技術(shù)：

光電倍增管是一種在正常工作時利用光電效應(yīng)將光信號轉(zhuǎn)換為電信號并利用二次電子發(fā)射效應(yīng)將這個電信號逐級放大最終轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘栞敵龅恼婵仗綔y器件，廣泛應(yīng)用于宇宙射線探測，伽馬射線探測，醫(yī)學影像，分析譜儀等等光探測的各個領(lǐng)域。光電倍增管靜態(tài)參數(shù)光陰極靈敏度、增益、暗電流是光電倍增管的基本參數(shù)。手動測試臺測試基本參數(shù)繁瑣對于人工要求高費時費力，效率低。本專利設(shè)備涉及一種光電倍增管自動靜態(tài)測試臺由計算機控制自動測試出光電倍增管的靜態(tài)參數(shù)，包括光陰極靈敏度，增益，增益斜率，暗電流等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種光電倍增管自動靜態(tài)測試臺，解決了不能自動測試光電倍增管的靜態(tài)參數(shù)的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：一種光電倍增管自動靜態(tài)測試臺，包括測試底座、傳送帶、測試箱、位置傳感器、氣動控制系統(tǒng)和計算機，所述測試底座可在所述傳送帶上移動，所述測試底座上設(shè)有分壓板，所述測試箱用于測試光電倍增管的靜態(tài)參數(shù)且安裝在所述傳送帶上，所述位置傳感器安裝在所述傳送帶上且置于所述測試箱的輸入側(cè)，所述氣動控制系統(tǒng)用于控制測試箱的運動，所述計算機用于控制傳送帶、測試箱和氣動控制系統(tǒng)的運動。

優(yōu)選地，所述測試底座包括底板、插座和插針，所述插座置于所述底板上方，所述插座用于安裝光電倍增管，安裝在所述插座上的光電倍增管管針通過導線與所述插針連接。

優(yōu)選地，所述測試箱包括P1測試箱和P2測試箱，所述P1測試箱為陰極、增益測試箱，所述P2測試箱為暗電流測試箱，所述P1測試箱和P2測試箱均設(shè)有箱門、攔截開關(guān)和機械手。

優(yōu)選地，所述P1測試箱設(shè)有色溫為2856K的鎢絲燈光源，所述光源通過濾光片調(diào)節(jié)光波波段、通過衰減片可以調(diào)節(jié)光強、通過孔徑光闌可以控制光照面積。

優(yōu)選地，所述氣動控制系統(tǒng)用于控制濾光片、衰減片和孔徑光闌的更換、用于控制所述機械手將測試底座移入或移出測試箱、用于控制測試箱的箱門和攔截開關(guān)的開或關(guān)。

優(yōu)選地，所述底板的前端設(shè)有與所述機械手匹配的插孔。

優(yōu)選地，還包括與所述計算機連接的高壓供電系統(tǒng)，所述高壓供電系統(tǒng)用于供給所述分壓板高壓。

本發(fā)明還包括一種光電倍增管自動靜態(tài)測試臺的測試方法，包括以下步驟：

(1)設(shè)置參數(shù)：在計算機中設(shè)置測試條件，所述測試條件包括光陰極測試電流，濾光片，衰減片的衰減倍數(shù)，孔徑光闌的孔徑直徑；

(2)安裝連接：將分壓板與高壓供電系統(tǒng)連接，光電倍增管插到測試底座并置于傳送帶上；

(3)檢測測試：當測試底座觸碰位置傳感器時，計算機記錄測試底座位置狀態(tài)，測試箱中的機械手伸出，插入測試底座的插孔中接著縮回測試箱，將測試底座豎起向所述光源方向收縮，測試箱的箱門關(guān)上，測試開始；

(4)測試光陰極靈敏度：不加濾光片先測白光靈敏度，先遮住光源，測試光陰極暗電流I_d1，然后打開光源，測試光陰極的電流I_k1，計算得到光陰極光電流I_k＝I_k1-I_d1，計算機會根據(jù)孔徑光闌孔徑的尺寸計算光通量，光電流與光通量的比值為光陰極靈敏度；

(5)測試藍光靈敏度：計算機控制將濾光片調(diào)整為藍光濾光片，測試高壓不變，先遮住光源，測試光陰極暗電流I_db1，然后打開光源，測試光陰極的電流I_kb1，由計算得到光陰極光電流I_kb＝I_kb1-I_db1，計算機根據(jù)孔徑光闌孔徑的尺寸計算光通量，光電流與光通量的比值為光陰極藍光靈敏度；

(6)測試增益：改用衰減倍數(shù)更大的衰減片，衰減倍數(shù)為W，測試陽極光源被遮住時電流輸出的電流大小I_abd1，以及光源沒有被遮住時陽極電流輸出I_ab1，通過計算I_ab＝I_ab1-I_abd1可得陽極光電流大小I_ab，則此時光電倍增管的增益G₁＝I_ab*W/I_kb，同樣通過增大電壓，可以測試到不同高壓下的增益G₂、G₃、G₄、G₅，通過數(shù)據(jù)擬合可以得到電倍增管增益隨光電倍增管的關(guān)系，得到光電倍增管增益斜率；

(7)輸出：測試完光電倍增管增益后測試箱的箱門打開，機械手將測試底座送出測試箱，攔截開關(guān)放行，進行暗電流測試；

(8)測試暗電流：測試底座移動到暗電流測試箱前時會觸動位置傳感器，測試的箱門打開，機械手將測試底座連同光電倍增管一塊兒移入測試箱，待3分鐘后記錄測試陽極電流大小即為暗電流，測試結(jié)束時測試箱門打開，機械手將測試底座移出測試箱，攔截開關(guān)放行。

優(yōu)選地，步驟(4)光通量的計算公式為：K＝I*(D*D*3.14)/(4*3.14*L*L)，其中I為光源的總的光強，L為測試距離，D孔徑光闌的半徑。

優(yōu)選地，步驟(6)所述光電倍增管增益斜率通過dlogG/dlogHV數(shù)據(jù)擬合計算而得。

采用本發(fā)明所提供的一種光電倍增管自動靜態(tài)測試臺，具有以下有益效果：計算機控制傳送帶的運動、控制測試箱的的開和關(guān)、控制記錄光電倍增管陽極和陰極輸出的電流信號、記錄位置傳感器的信號，自動測試光電倍增管的靜態(tài)參數(shù)，檢測光電倍增管產(chǎn)品是否合格，大幅度提高測試效率，保障了測試結(jié)果的可靠度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種光電倍增管自動靜態(tài)測試臺的俯視圖；

圖2為本發(fā)明一種光電倍增管自動靜態(tài)測試臺中測試箱與位置傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種光電倍增管自動靜態(tài)測試臺中測試底座的俯視圖；

圖4為本發(fā)明一種光電倍增管自動靜態(tài)測試臺中測試底座的主視圖。

圖中：1測試底座，2傳送帶，3測試箱，4箱門，5攔截開關(guān)，6位置傳感器，7插孔，101底板，102插座，103插針，301P1測試箱，302P2測試箱。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

一種光電倍增管自動靜態(tài)測試臺，包括測試底座1、傳送帶2、測試箱3、位置傳感器6、氣動控制系統(tǒng)和計算機，所述測試底座1可在所述傳送帶2上移動，所述測試底座1上設(shè)有分壓板，所述測試箱3用于測試光電倍增管的靜態(tài)參數(shù)且安裝在所述傳送帶2上，所述位置傳感器6安裝在所述傳送帶2上且置于所述測試箱3的輸入側(cè)，所述氣動控制系統(tǒng)用于控制測試箱3的運動，所述計算機用于控制傳送帶2、測試箱3和氣動控制系統(tǒng)的運動。所述測試底座1從裝有位置傳感器6的區(qū)域經(jīng)過時，位置傳感器6輸送信號至計算機上，計算機記錄下測試底座1的位置。

所述測試底座1包括底板101、插座102和插針103，所述插座102置于所述底板101上方，所述插座102用于安裝光電倍增管，光電倍增管插在上面可以起到固定的作用，安裝在所述插座102上的光電倍增管管針通過導線與底板101外的一排所述插針103連接，通過一排的插針103可以將光電倍增管的管針轉(zhuǎn)接到測試臺上。所述分壓板為帶有插針的PCB電路板，分壓板通過插針連接到所述高壓供電系統(tǒng)上，所述高壓供電系統(tǒng)在分壓板上加一個高壓，分壓板可以按照一定分壓比例將高壓分成若干電位并供給底板101外的一排插針103，底板101外的一排插針103將這些電位通過測試底座1內(nèi)的導線，通過測試分壓需要，加到光電倍增管對應(yīng)的管針上，不同的管針加不同的電壓，由此實現(xiàn)光電倍增管的正常工作。

所述測試箱3包括P1測試箱301和P2測試箱302，所述P1測試箱301和P2測試箱302均設(shè)有箱門4、攔截開關(guān)5和機械手，所述攔截開關(guān)5置于所述箱門4的兩側(cè)，所述攔截開關(guān)5可以攔截測試底座1的運動，使得測試底座1停止在所述攔截開關(guān)5前不在隨著傳送帶2的運動而運動。所述測試箱3是密閉不透光的，所述P1測試箱301為陰極、增益測試箱，所述P2測試箱302為暗電流測試箱，且所述P2測試箱302的數(shù)量為3個。所述P1測試箱301設(shè)有色溫為2856K的鎢絲燈光源，所述光源通過濾光片調(diào)節(jié)光波波段、通過衰減片可以調(diào)節(jié)光強、通過孔徑光闌可以控制光照面積。

所述氣動控制系統(tǒng)用于控制濾光片、衰減片和孔徑光闌的更換，且所述氣動控制系統(tǒng)用于控制所述機械手將測試底座1移入或移出測試箱3、用于控制測試箱3的箱門4和攔截開關(guān)5的開或關(guān)。

所述底板101的前端設(shè)有與所述機械手匹配的插孔7，所述插孔7的數(shù)量為2個，分別位于所述底板101前方的兩側(cè)上，所述機械手有氣缸作為動力源，計算機可以控制機械手的平移與垂直豎起。機械手上有兩個金屬柱，其尺寸與測試底座1的兩個插孔7相匹配。兩個金屬柱插入測試底座1的插孔7中可以將測試底座1移入或移出測試箱3，并可以將測試底座1垂直豎起，將測試底座1上的光電倍增管光窗對準測試箱3內(nèi)的所述光源。

還包括與所述計算機連接的高壓供電系統(tǒng)，所述高壓供電系統(tǒng)用于供給所述分壓板高壓。

工作原理：首先在計算機操作軟件中設(shè)置需要測試的光電倍增管的管型與測試條件。測試條件包括光陰極測試電流，濾光片，衰減片的衰減倍數(shù)，孔徑光闌的孔徑直徑，參數(shù)合格的范圍。該測試臺可以測試多個光電倍增管的靜態(tài)參數(shù)是否符合標準，具備高的測試效率及保障測試結(jié)果的準確性。其測試方法的步驟如下：

1、將對應(yīng)光電倍增管的管型的分壓板接到測試臺上的高壓供電系統(tǒng)。開啟計算機主控軟件，操作軟件，將光電倍增管插到測試底座的插座上，將測試底座1放置到傳送帶2上。

2、在計算機操作軟件中輸入光電倍增管的管型并開始測試。

3、計算機根據(jù)軟件上的設(shè)定參數(shù)通過氣動控制系統(tǒng)調(diào)整濾光片、衰減片、孔徑光闌，同時傳送帶2開始運轉(zhuǎn)帶動測試底座1在傳送帶2軌道上移動。

4、當測試底座1觸碰位置傳感器6時，位置傳感器6向計算機發(fā)送指令，計算機記錄測試底座1位置狀態(tài)，同時測試底座1會被測試箱3的箱門4前的攔截開關(guān)5攔下。此時雖然傳送帶2一直在運轉(zhuǎn)但是測試底座1被攔截不會移動。計算機主控程序會查詢P1測試箱301中是否有測試底座1，如果有就繼續(xù)攔截等待，直到P1測試箱301中的測試完成；如果沒有就給攔截開關(guān)5發(fā)送放行指令，攔截開關(guān)5放行，測試底座1在傳送帶2的帶動下移動。位置傳感器6會再向計算機發(fā)送指令，計算機主控程序會向P1測試箱301中的箱門4發(fā)送打開門的指令，箱門4打開后向計算機發(fā)送打開狀態(tài)指令，計算機主控程序接著向P1測試箱301中的機械手發(fā)送伸出指令，機械手平行伸出，會正好對應(yīng)插入測試底座1的插孔7中接著縮回測試箱3，將測試底座1豎起向所述光源方向收縮，直到光電倍增管頂住測試箱3內(nèi)的孔徑光闌時機械手不能再縮。同時有光探測器探測光電倍增管是否到達測試孔徑光闌的前面。如果光電倍增管已經(jīng)到達測試位置，測試箱3的箱門4關(guān)上，測試開始。

5、首先測試光陰極靈敏度：計算機主控程序根據(jù)設(shè)定的收集電壓加到光電倍增管陰極與收集極。先測白光靈敏度，不加濾光片，白光靈敏度是個衡量陰極探測靈敏度的指標。再遮住光源，測試光陰極暗電流I_d1。然后打開光源，測試光陰極的電流I_k1，則可由計算得到光陰極光電流I_k＝I_k1-I_d1，計算機會根據(jù)孔徑光闌孔徑的尺寸計算光通量，計算得到光陰極靈敏度。其中光通量的計算公式為：光通量通過對光源標定可以計算得到光源的總的光強I，那么在測試距離L的位置，孔徑光闌的半徑D的測試面積的光通量為K＝I*(D*D*3.14)/(4*3.14*L*L)，光通量單位為流明(Lm)，則光電流與光通量之比即為光陰極白光靈敏度，單位是微安每流明。

6、接著測試藍光靈敏度，計算機主控程序會將濾光片調(diào)整為藍光濾光片。測試高壓不變，依然先遮住光源，測試光陰極暗電流I_db1，然后打開光源，測試光陰極的電流I_kb1，由計算得到光陰極光電流I_kb＝I_kb1-I_db1，主控計算機會根據(jù)孔徑光闌孔徑的尺寸計算光通量，計算得到光陰極藍光靈敏度，其計算公式與步驟6相同。

7、接著測試光電倍增管的增益，要改用衰減倍數(shù)更大的衰減片(衰減倍數(shù)為W)，從陰極到陽極每一極都要加上工作電壓使得光電倍增管可以正常工作。通過測試陽極光源被遮住時電流輸出的電流大小I_abd1，以及光源沒有被遮住時陽極電流輸出I_ab1，通過計算I_ab＝I_ab1-I_abd1可得陽極光電流大小I_ab。則此時光電倍增管的增益G₁＝I_ab*W/I_kb，同樣通過增大電壓，可以測試到不同高壓下的增益G₂、G₃、G₄、G₅，通過數(shù)據(jù)擬合可以得到電倍增管增益隨光電倍增管的關(guān)系，得到光電倍增管增益斜率。測試數(shù)據(jù)由計算機主控程序從電流計中讀取與記錄。測試完光電倍增管增益后測試箱的箱門4打開，機械手將測試底座送出測試箱3，攔截開關(guān)5放行，進行暗電流測試。

8、當測試底座1移動到暗電流測試箱前時會觸動位置傳感器6，同時被攔截開關(guān)5攔住停止移動。如果三個暗電流測試箱都有光電倍增管在測試就繼續(xù)攔截等待，直到有空的測試箱3；如果有空的測試箱3就給攔截開關(guān)5發(fā)送放行指令，攔截開關(guān)5放行，測試底座1在傳送帶2的帶動下移動到空測試箱3的攔截開關(guān)5處被攔住同時會觸動位置傳感器6。測試的箱門4打開，機械手將測試底座1連同光電倍增管一塊兒移入測試箱3。等待3分鐘記錄下測試的陽極電流大小即為暗電流。測試結(jié)束時測試箱門4打開，機械手將測試底座1移出測試箱3，攔截開關(guān)5放行。

9、該光電倍增管產(chǎn)品其在傳送帶2的作用下繼續(xù)移動直到出口位置，由人工取出。該測試臺上測試的若干光電倍增管在計算機操作軟件上顯示測試結(jié)果，可以判定光電倍增管是否合格。例：測試光電倍增管參數(shù)，光陰極白光靈敏度為126微安每流明，光陰極藍光靈敏度為11.5微安每流明F；測試增益為4E5時的工作高壓為1056V，增益斜率為6.2；測試暗電流為0.5nA。根據(jù)客戶要求為合格產(chǎn)品。

光陰極白光靈敏度為80微安每流明，光陰極藍光靈敏度為8.9微安每流明F；測試增益為4E5時的工作高壓為1116V，增益斜率為6.5；測試暗電流為0.5nA.根據(jù)客戶要求為不合格產(chǎn)品。

綜上所述，采用本發(fā)明所提供的一種光電倍增管自動靜態(tài)測試臺，具有以下有益效果：計算機控制傳送帶2的運動、控制測試箱3的的開和關(guān)、控制記錄光電倍增管陽極和陰極輸出的電流信號、記錄位置傳感器6的信號，自動測試光電倍增管的靜態(tài)參數(shù)，檢測光電倍增管產(chǎn)品是否合格，大幅度提高測試效率，保障了測試結(jié)果的可靠度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。