[发明专利]一种加长杆高真空半导体X射线探测器

说明书

本发明公开了一种加长杆高真空半导体X射线探测器，其特点是，所述X射线探测器包括：传感器，所述传感器固定于探测器头部，所述传感器内集成有用于降温的电制冷片，该传感器将X射线转换成感应电信号，该传感器将电信号输出至电路板，所述电路板固定在延伸杆内部，该电路板为PCB，所述PCB包括多层走线和覆铜结构，该PCB通过信号传输端子将电信号传输至前置放大电路，所述信号传输端子固定在真空法兰内部，所述前置放大电路固定在前置电路壳体内部，该前置放大电路通过FPC连接至数字多道分析器，所述数字多道分析器固定在数字多道分析器壳体内部。

技术领域

本发明涉及X射线能谱分析技术领域，尤其涉及一种加长杆高真空半导体X射线探测器。

背景技术

X射线探测器在大量应用于仪器仪表行业及科研，其中很多应用场景需要在高真空度下使用（低于10-9mbar），且需要长距离深入真空腔体，以尽可能接近待检测点，提高检测效率。如科研领域的同步辐射实验、痕量轻元素分析等。

X射线探测器本身由传感器、前置放大电路及后级数字多道分析电路组成，以将X射线光子的能量及计数进行统计分析，并以谱图的形式呈现。由于X射线传感器信号极其微弱，很容易受到外界及其本身的外围电路的干扰，一般会在X射线传感器就近安装前置放大器，将信号放大后，再进行传输，以提高信号的抗干扰能力。但对于超高真空环境下，电子元器件失效，电路无法正常工作，只能将前置放大电路置于真空腔体之外，因此，必须将X射线传感器的微弱信号在没有放大的情况下，远距离传输到真空腔体之外，然后才能进行放大处理。这对信号传输的电磁兼容性设计提出了挑战。目前国内外高真空度半导体X射线探测器最长杆为200mm，难以进行长距离探测，因此，市面上急需一种能够解决以上问题的X射线探测器。

发明内容

针对上述现有技术的不足，提供一种加长杆高真空半导体X射线探测器，电磁兼容性好 ，性能稳定，可适应复杂电磁环境，能长时间稳定工作，可满足各类科研实验的要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种加长杆高真空半导体X射线探测器，其特点是，所述X射线探测器包括：传感器，所述传感器固定于探测器头部，所述传感器内集成有用于降温的电制冷片，该传感器将X射线转换成感应电信号，该传感器将电信号输出至电路板，所述电路板固定在延伸杆内部，该电路板为 PCB，所述PCB包括多层走线和覆铜结构，该PCB通过信号传输端子将电信号传输至前置放大电路，所述信号传输端子固定在真空法兰内部，所述前置放大电路固定在前置电路壳体内部，该前置放大电路通过FPC连接至数字多道分析器，所述数字多道分析器固定在数字多道分析器壳体内部。

作为一种优选方案，所述的延伸杆的两端为二次导电加工，该延伸杆的两端均为镜面，所述X射线传感器的固定座与所述真空法兰的固定座分别设有与所述镜面相咬合的连接面。

作为一种优选方案，所述的X射线传感器将信号传输给所述前置放大电路，经前置放大电路放大后，数字多道分析器再将该信号进行放大、滤波，该信号进行ADC，转换后，通过数字脉冲成形，再进行统计分析，形成谱图，所述谱图通过USB或RS232传输接口传递给上位机软件。

作为一种优选方案，所述的电制冷片通过DPA闭环制冷电路对所述传感器温度监控，并对该电制冷片提供电流制冷。

作为一种优选方案，所述的电路板与所述传感器之间以及该电路板与所述真空法兰之间，均用镀金金属插针连接。

作为一种优选方案，所述的电路板还可以设为FPC。

作为一种优选方案， 所述的延伸杆长度为不小于287mm的铝制金属杆。

作为一种优选方案，所述的延伸杆的侧壁设有通气小孔。

作为一种优选方案，所述的真空法兰为高真空CF接口。

作为一种优选方案，所述的前置放大电路连接有DPA，所述DPA为该前置放大电路提供电源、偏置电压以及进行信号处理。