[发明专利]双向残余气体电离剖面探测器系统及其探测方法

权利要求书

1.一种双向残余气体电离剖面探测器系统，其特征在于，包括：

高压静电场框架，用于提供一个均匀的高压静电场来引导加速信号电子；

所述高压静电场框架包括框架主体、平板电极、条形分压电极以及支撑陶瓷层，所述框架主体包括法兰和支撑腿，四个所述支撑腿与所述法兰垂直设置且所述支撑腿的上端与所述法兰的底面连接；所述平板电极为四个，分别为第一平板电极、第二平板电极、第三平板电极和第四平板电极，所述第一平板电极、所述第二平板电极、所述第三平板电极和所述第四平板电极围成一前后开口的立方体结构，所述立方体结构固定设置于四个所述支撑腿之间；若干个所述条形分压电极设置于所述立方体结构的内壁上；所述第一平板电极、所述第二平板电极、所述第三平板电极和所述第四平板电极的内外表面均设置有支撑陶瓷层；所述第一平板电极、所述第二平板电极、所述第三平板电极和所述第四平板电极的外表面上均开设有槽口；

微通道板，两个所述微通道板分别设置于所述第二平板电极的槽口和所述第三平板电极的槽口外，用于对信号电子进行倍增放大；

丝条形阳极，两个所述丝条形阳极分别设置于两个所述微通道板的上端，用于收集倍增放大之后的信号电子，所述丝条形 阳极是一种在陶瓷PCB基底上蚀刻铜线的结构；

高压馈通，若干个所述高压馈通均设置于所述法兰上，用于在所述法兰上进行真空内外端的高压输送；

高压引导电极，若干个所述高压引导电极与若干个所述高压馈通一一对应，每个所述高压引导电极的上端穿过所述法兰与所述高压馈通连接，下端分别与所述平板电极或所述条形分压电极或微通道板连接，所述高压引导电极用于所述高压静电场框架与所述高压馈通之间的高压输送；

信号馈通，设置于所述法兰上，用于在法兰面上进行真空内外端的信号传输；

信号接头，所述信号接头为两个，一个设置于第二平板电极处的所述丝条形阳极上，另一个设置于所述第三平板电极处的所述丝条形阳极上，所述信号接头用于在丝条形阳极上进行多通道信号引出，并通过漆包线将信号输出至所述信号馈通。

2.根据权利要求1所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，其特征在于，还包括多通道电子学系统，所述多通道电子学系统与所述信号馈通电连接，用于采集和处理信号。

3.根据权利要求2所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，其特征在于，所述多通道电子学系统包括依次串接的前端放大器、数据采集器以及数据处理器，所述数据采集器采集所述前端放大器放大后的信号，并将信号传输给数据处理器。

4.根据权利要求1所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，其特征在于，还包括高压电源，所述高压电源分别与若干个高压馈通电连接。

5.根据权利要求1所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，其特征在于，所述第二平板电极设置于四个所述支撑腿的中间位置且与所述法兰平行设置，所述第二平板电极的四个角分别与四个所述支撑腿固定；所述第四平板电极设置于所述第二平板电极的下方，且与所述第二平板电极平行设置，所述第四平板电极的四个角分别与四个所述支撑腿固定；所述第一平板电极和所述第三平板电极分别垂直设置于所述第二平板电极的两侧，所述第一平板电极的上端与所述第二平板电极的一侧连接，下端与所述第四平板电极的一侧连接，所述第三平板电极的上端与所述第二平板电极的另一侧连接，下端与所述第四平板电极的另一侧连接。

6.根据权利要求5所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，其特征在于，所述条形分压电极包括整体长型条形分压电极和切割短型条形分压电极，所述第一平板电极、所述第二平板电极、所述第三平板电极以及所述第四平板电极的内表面上均设置有两个整体长型条形分压电极和四个切割短型条形分压电极，两个所述整体长型条形分压电极设置于所述第一平板电极或所述第二平板电极或所述第三平板电极或所述第四平板电极的边缘；四个所述切割短型条形分压电极设置于所述第一平板电极或所述第二平板电极或所述第三平板电极或所述第四平板电极的中间部位。

7.一种根据权利要求1至6中任一项所述的双向残余气体电离剖面探测器系统的探测方法,其特征在于，包括如下步骤：

1)束流垂直方向的剖面测量：

左和右两边的2块平板电极，分别加上预设高压；

左和右两边的所有条形分压电极，分别加上预设高压；

上和下两边的4组条形分压电极，分别按组加上次第减少的高压；

此时高压静电场框架产生水平方向，且由右指向左的电场，用于引导和加速信号电子向右运动直至被收集，实现束流横向垂直方向的剖面测量；

2)束流水平方向的剖面测量：

下和上两边的2块平面电极，分别加上预设高压；

下和上两边的所有条形分压电极，分别加上预设高压；

左和右两边的4组条形分压电极，分别加上次第减少的高压；

此时高压静电场框架产生垂直方向，且由上指向下的电场，用于引导和加速信号电子向上运动直至被收集，实现束流横向水平方向的剖面测量。