[发明专利]集成式倍增检测装置

说明书

本发明提供了一种集成式倍增检测装置，包括：电子倍增打拿极、信号电子收集极、盖板部件以及电压分配元器件；所述盖板部件包括：印刷电路单元；所述电子倍增打拿极、信号电子收集极设置于盖板部件面向真空的一侧；所述电压分配元器件设置于盖板部件面向真空一侧相对应的另一侧；所述电压分配元器件设置于印刷电路单元上。本发明能够在真空系统中，实现多次倍增放大微小离子流的问题。本发明能够让在真空中进行电子倍增的器件和其它放大器件集成在同一个印刷电路板的两面上；本发明突破现有技术中的缺陷，使用方便，且性价比较高。

技术领域

本发明涉及物理仪器装置领域，具体地，涉及一种集成式倍增检测装置，尤其是一种在真空系统中检测微小粒子流的仪器装置。

背景技术

很多仪器需要检测在真空装置中产生的微小带电粒子流。比如在质谱仪中，离子经过按其质荷比分离以后，打到检测器上形成电流信号。经常这种电子流的信号很小，即使经过高倍放大器放大，也会掩埋在电子噪声中。通常人们可以用一个电子倍增器来作为检测器，使最初的粒子流，先转化成电子流，再经过逐级倍增，放大几十万到几百万倍，然后再送到放大器放大，就能成功地把信号检测出来了。传统的电子倍增器由一系列打拿极组成。其上的电压由高压电源经过分压电阻产生，从电子的进口到出口，打拿极的电位逐步上升。电子受电场的吸引，打上第一个打拿极。在打拿极上，一个电子可以打出两个到四个二次电子，然后这些二次电子再次受到电场吸引，加速打到第二个打拿极上；这样在第二个打拿极上，每个电子又倍增为2个到4个；然后每个电子再受电场吸引，打到第三个打拿极上，再次得到倍增。譬如:每次倍增的倍增率为3，那么经过10次倍增以后，一个入射的电子就会产生310个电子的输出。也就是说这个倍增器的总体倍增率达到59000。通常打拿极由金属片做成，装在陶瓷支架上，形成整个倍增器。质谱仪的倍增器还有一个转换电极，它可以将入射的离子2首先转换成二次电子6，然后这些二次电子再经过倍增器逐级地倍增，输出一个电流信号。也有的倍增器设计成一个玻璃管道，在这个玻璃管道的内壁上，通过加热析出，形成一层铅膜。由于这层铅膜是高电阻性的，在这个管道的两端加上高压以后，这个管道内就形成一个电位梯度。电子从一头进入，不断地在内壁上撞击、倍增，并向另一端移动，最后在管子的另一端，就形成几百万倍的电子流。这种结构的倍增器又叫做通道式倍增器(英文名为:Channeltron)。通道电子倍增器具备小巧、造价便宜的特点。当然它是玻璃结构，也有易碎的特点，同时也存在饱和电流较低的缺点。

专利文献CN109712864A公开了一种简化质谱仪，包括：第一印刷电路板、第二印刷电路板和格栅电极板，格栅电极板设置于第一印刷电路板和第二印刷电路板之间；第一印刷电路板、第二印刷电路板上相向设置有平行导电条，格栅电极板上设置有格栅电极，相向设置的平行导电条分别与格栅电极共同构成复式并列的离子阱；简化质谱仪还包括连通到真空泵的壳体，壳体内部通过真空泵将复式并列的离子阱置于真空腔中。该专利仍然不具备电子倍增的功能，也就是说在检测微小信号的时候都无法进一步地在真空腔内将粒子流信号先行放大。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种集成式倍增检测装置。

根据本发明提供的一种集成式倍增检测装置，其特征在于，包括：电子倍增打拿极、信号电子收集极、盖板部件以及电压分配元器件；所述盖板部件包括：印刷电路单元；所述电子倍增打拿极、信号电子收集极设置于盖板部件面向真空的一侧；所述电压分配元器件设置于盖板部件面向真空一侧相对应的另一侧；所述电压分配元器件设置于印刷电路单元上。

优选地，还包括：真空单元；所述印刷电路单元包括：印刷电路板；所述电子倍增打拿极、信号电子收集极与印刷电路板相连；所述印刷电路板的电路层数为一层或者多层；所述印刷电路板上设置一个或者多个盲埋孔以连接不同电路层。

优选地，所述印刷电路板的电路层数为多层。