制备光电倍增管阴极的自动控制方法技术

本发明专利技术公开了一种制备光电倍增管阴极的自动控制设备、方法及所制备的光电阴极，用于实现对光电倍增管阴极的自动制备，并且在制备过程中进行监控，通过预设的方法对是否出现异常进行判断并根据判断结果调整参数。利用本发明专利技术大大解放人工，且获得的光电倍增管一致性高。

Automatic control equipment, method and photocathode prepared for the photocathode of photomultiplier

The invention discloses a preparation of photomultiplier tube cathode automatic control equipment, method and system for photocathode preparation, implementation of photomultiplier tube cathode automatic preparation, and monitored in the preparation process, to judge whether the abnormal and adjust the parameters according to the judgment by default method. The invention is greatly emancipated by the invention, and the obtained photomultiplier tube has high consistency.

【技术实现步骤摘要】
制备光电倍增管阴极的自动控制设备、方法及所制备的光电阴极
本专利技术涉及光电倍增管领域，特别是光电倍增管中阴极的自动化制备过程。
技术介绍
光电倍增管是一种光探测器件，能够广泛应用于极微弱光探测、光子探测、化学发光、生物发光等研究领域，具有探测效率高，时间分辨率高等特点。光电倍增管的制备中最主要的是光电阴极的制备。目前的光电阴极的制备主要是人工通过计算机控制碱源K、Cs、Sb的电流，使其在一定的温度、真空度下充分反应，形成阴极层。上述光电阴极的制备过程主要包括：烘烤除气、底钾蒸镀、锑钾蒸镀以及铯蒸镀；烘烤除气：在温度和真空度达到一定条件时，给K、Cs、Sb一定的除气电流，对其充分除气，除去杂质气体。底钾蒸镀：把K的电流调整至出点，判断出K后等待其光电流长至最大值；若未出K，小幅度增加电流值直至K出；当光电流长至最大值时，完成底钾的蒸镀。锑钾蒸镀：待底钾维持几分钟后，对Sb的电流值按一定幅度进行调整，直至光电流长，反射率开始下降，即为出Sb点。然后再通过对Sb电流的微调，使光电流以一定角度增长，保持Sb、K电流不变，直至反射率由下降变为增长，此时将Sb电流调整为0，增大K的电流并保持，直至光电流和反射率都不再变化。将Sb的电流值调整至出Sb点，并逐渐增大Sb的电流使反射率开始上涨，直至反射率以一定的角度增长，期间视光电流趋势，适当增加K的电流，直至反射率长到计算值，将Sb的电流值调整为0，并增大K的电流值，维持直至光电流和反射率不再变化。铯蒸镀：调整温度及真空度，逐步增大Cs的电流，直至出Cs点，根据光电流判断是否出Cs，若判断未出小幅度增加Cs的电流。出Cs后每半小时增加一定量的Cs电流，共计两小时结束，至此阴极激活工艺结束。目前上述工作都是在人的监控下完成，人的主观判断占主导，由于不同的人对同一问题的判断会有偏差，以及人员操作手法有一定的差异，最终导致光电倍增管成品的一致性不好。而且整个过程时间过长，耗费人力太多，劳动力得不到解放，不能满足批量生产的要求，因此需要找到一种方法，既可以保证一致性又可以满足批量生产的要求，同时还可以缩减劳动力的投入。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种制备光电倍增管阴极的自动控制设备、方法及所制备的光电阴极，用于解决现有技术中主要靠人工观察后操作所带来的产品不一致性大且人力投入多、效率低的技术问题。技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种光电倍增管阴极制备的自动控制设备，包括存储器、处理器及存储于存储器上可被处理器运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序实现以下过程：通过预置与光电倍增管阴极制备相关的参数自动按照上述参数分别进行底钾蒸镀、锑钾蒸镀以及铯蒸镀三个过程，同时对上述每个过程进行监测，通过预设的判断方法判断是否出现异常并根据判断结果调整参数。进一步的，在本专利技术中，在底钾蒸镀阶段初期，首先按照预设的除气参数分别对钾源、铯源和锑球分别进行除气，待除气结束后正式进入底钾蒸镀。进一步的，在本专利技术中，除气时，设置初始钾源电流为3.5A，初始锑球电流为0.5A，初始铯源电流为2.5A，然后以每过3min后增加0.5A的速度增加钾源电流直达到到5A并维持3min，期间锑球电流和铯源电流保持不变，此后每1min检测光电流曲线的变化率，当光电流曲线的变化率小于0.15A/min时，判断除气结束。进一步的，在本专利技术中，底钾蒸镀时，预设底钾电流为5.5A，每隔1min检测光电流曲线的变化率，当光电流曲线变化率大于0.25A/min时，判断钾源蒸发出来，否则钾源未蒸发出来；若钾源未蒸发出来则增加钾源电流0.05A后继续判断钾源是否蒸发出来；当钾源开始蒸发后，每隔3min检测光电流曲线的变化率，直到检测到光电流曲线的变化斜率小于0.05A/min时，维持5min后，底钾蒸镀结束。进一步的，在本专利技术中，所述锑钾蒸镀包括第一阶段和第二阶段；所述第一阶段为自动激活参数设置阶段，包括如下过程：预设初始锑球电流为1.8A，进行如下的循环操作：步骤1.1、等待2min后对反射率斜率进行判断，反射率斜率大于等于0.1/min时，判断为反射率斜率不下降，反之则判断为反射率斜率下降；步骤1.2、若判断为反射率斜率不下降，则增加锑球电流0.05A并返回步骤1.1，若判断为反射率斜率下降，则获得出锑点以及此时的锑球蒸发电流；此后对光电流斜率变化进行第一次判断，计算Is-I’s的结果并与0进行比较，Is为当前光电流斜率，I’s为前一次光电流斜率，若上述结果小于0，则判断为光电流斜率变差，若上述结果等于0，则判断为光电流斜率不变，若上述结果大于0，则判断为斜率变好；第一次判断中，若判断光电流斜率变差或不变，则进行如下的循环操作：步骤2.1、调整锑球电流增加0.05A并维持2min；步骤2.2、判断光电流斜率是否达到指定值，光电流斜率的指定值范围为0.4/min～0.6/min，若未达到则返回步骤2.1，若光电流斜率达到指定值则进入结束阶段；第一次判断中，若判断光电流斜率变好，过5min后对光电流斜率变化进行第二次判断，判断标准同前；第二次判断中，若判断光电流斜率变好或不变，则进行如下的循环操作：步骤3.1、判断光电流斜率是否达到指定值，指定值范围同前；步骤3.2、若光电流斜率未达到指定值则调整锑球电流增加0.03A，并返回步骤3.1；若光电流斜率达到指定值，则进入保持锑、钾阶段，在该阶段的前3min，每1min都对光电流斜率变化进行一轮第三次判断，判断标准同前；第二次判断中，若判断光电流斜率变差，则等待3min后对光电流斜率变化进行第四次判断，判断标准同前；第三次判断中，若判断光电流斜率不变或变好，则进入结束阶段；第三次判断中，若判断光电流斜率变差，则进行如下的循环操作：步骤4.1、增加钾源电流0.02A；步骤4.2、判断光电流斜率是否达到指定值，指定值范围同前，若达到则进入结束阶段；若未达到，则返回步骤4.1；第四次判断中，若判断光电流斜率变好或不变，则判断光电流斜率是否达到指定值，指定值范围同前，若达到，则进入结束阶段；若未达到，则增加锑源电流0.03A，并设此节点为A，过2min后对光电流斜率变化进行第五次判断，判断标准同前；第四次判断中，若判断光电流斜率变差，则进行如下的循环操作：步骤5.1、增加钾源电流0.02A；步骤5.2、判断光电流斜率是否达到指定值，指定值范围同前，若未达到则返回步骤5.1；若达到，则进入结束阶段；第五次判断中，若判断光电流斜率变好或不变，则判断光电流斜率是否达到指定值，指定值范围同前，若达到，则进入结束阶段；若未达到，则返回节点A；第五次判断中，若判断光电流斜率变差，则进行如下的循环操作：步骤6.1、增加钾源电流0.02A；步骤6.2、判断光电流斜率是否达到指定值，指定值范围同前，若未达到则返回步骤6.1；若达到，则进入结束阶段；在结束阶段，保持钾和锑的电流不变，判断反射率斜率是否上升，当反射率斜率大于0.1/min则判断反射率斜率上升，否则为不上升；若不上升，则始终保持钾和锑的电流不变并以每1min一次的频率重复上述反射率斜率的判断；若上升则结束对反射率斜率的判断，并记录此时的锑球电流后将锑球电流关闭，同时将钾源电流调整至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电倍增管阴极制备的自动控制设备，其特征在于：包括存储器、处理器及存储于存储器上可被处理器运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序实现以下过程：通过预置与光电倍增管阴极制备相关的参数自动按照上述参数分别进行底钾蒸镀、锑钾蒸镀以及铯蒸镀三个过程，同时对上述每个过程进行监测，通过预设的判断方法判断是否出现异常并根据判断结果调整参数。

【技术特征摘要】
1.一种光电倍增管阴极制备的自动控制设备，其特征在于：包括存储器、处理器及存储于存储器上可被处理器运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序实现以下过程：通过预置与光电倍增管阴极制备相关的参数自动按照上述参数分别进行底钾蒸镀、锑钾蒸镀以及铯蒸镀三个过程，同时对上述每个过程进行监测，通过预设的判断方法判断是否出现异常并根据判断结果调整参数。2.根据权利要求1所述的光电倍增管阴极制备的自动控制设备，其特征在于：对底钾蒸镀、锑钾蒸镀以及铯蒸镀的每个过程对应的开始和结束均设置有提示。3.根据权利要求1所述的光电倍增管阴极制备的自动控制设备，其特征在于：在底钾蒸镀阶段初期，首先按照预设的除气参数分别对钾源、铯源和锑球分别进行除气，待除气结束后正式进入底钾蒸镀。4.根据权利要求3所述的光电倍增管阴极制备的自动控制设备，其特征在于：除气时，设置初始钾源电流为3.5A，初始锑球电流为0.5A，初始铯源电流为2.5A，然后以每过3min后增加0.5A的速度增加钾源电流直达到到5A并维持3min，期间锑球电流和铯源电流保持不变，此后每1min检测光电流曲线的变化率，当光电流曲线的变化率小于0.15A/min时，判断除气结束。5.根据权利要求4所述的光电倍增管阴极制备的自动控制设备，其特征在于：底钾蒸镀时，预设底钾电流为5.5A，每隔1min检测光电流曲线的变化率，当光电流曲线变化率大于0.25A/min时，判断钾源蒸发出来，否则钾源未蒸发出来；若钾源未蒸发出来则增加钾源电流0.05A后继续判断钾源是否蒸发出来；当钾源开始蒸发后，每隔3min检测光电流曲线的变化率，直到检测到光电流曲线的变化斜率小于0.05A/min时，维持5min后，底钾蒸镀结束。6.根据权利要求4所述的光电倍增管阴极制备的自动控制设备，其特征在于：所述锑钾蒸镀包括第一阶段和第二阶段；所述第一阶段为自动激活参数设置阶段，包括如下过程：预设初始锑球电流为1.8A，进行如下的循环操作：步骤1.1、等待2min后对反射率斜率进行判断，反射率斜率大于等于0.1/min时，判断为反射率斜率不下降，反之则判断为反射率斜率下降；步骤1.2、若判断为反射率斜率不下降，则增加锑球电流0.05A并返回步骤1.1，若判断为反射率斜率下降，则获得出锑点以及此时的锑球蒸发电流；此后对光电流斜率变化进行第一次判断，计算Is-I’s的结果并与0进行比较，Is为当前光电流斜率，I’s为前一次光电流斜率，若上述结果小于0，则判断为光电流斜率变差，若上述结果等于0，则判断为光电流斜率不变，若上述结果大于0，则判断为斜率变好；第一次判断中，若判断光电流斜率变差或不变，则进行如下的循环操作：步骤2.1、调整锑球电流增加0.05A并维持2min；步骤2.2、判断光电流斜率是否达到指定值，光电流斜率的指定值范围为0.4/min～0.6/min，若未达到则返回步骤2.1，若光电流斜率达到指定值则进入结束阶段；第一次判断中，若判断光电流斜率变好，过5min后对光电流斜率变化进行第二次判断，判断标准同前；第二次判断中，若判断光电流斜率变好或不变，则进行如下的循环操作：步骤3.1、判断光电流斜率是否达到指定值，指定值范围同前；步骤3.2、若光电流斜率未达到指定值则调整锑球电流增加0.03A，并返回步骤3.1；若光电流斜率达到指定值，则进入保持锑、钾阶段，在该阶段的前3min，每1min都对光电流斜率变化进行一轮第三次判断，判断标准同前；第二次判断中，若判断光电流斜率变差，则等待3min后对光电流斜率变化进行第四次判断，判断标准同前；第三次判断中，若判断光电流斜率不变或变好，则进入结束阶段；第三次判断中，若判断光电流斜率变差，则进行如下的循环操作：步骤4.1、增加钾源电流0.02A；步骤4.2、判断光电流斜率是否达到指定值，指定值范围同前，若达到则进入结束阶段；若未达到，则返回步骤4.1；第四次判断中，若判断光电流斜率变好或不变，则判断光电流斜率是否达到指定值，指定值范围同前，若达到，则进入结束阶段；若未达到，则增加锑源电流0.03A，并设此节点为A，过2min后对光电流斜率变化进行第五次判断，判断标准同前；第四次判断中，若判断光电流斜率变差，则进行如下的循环操作：步骤5.1、增加钾源电流0.02A；步骤5.2、判断光电流斜率是否达到指定值，指定值范围同前，若未达到则返回步骤5.1；若达到，则进入结束阶段；第五次判断中，若判断光电流斜率变好或不变，则判断光电流斜率是否达到指定值，指定值范围同前，若达到，则进入结束阶段；若未达到，则返回节点A；第五次判断中，若判断光电流斜率变差，则进行如下的循环操作：步骤6.1、增加钾源电流0.02A；步骤6.2、判断光电流斜率是否达到指定值，指定值范围同前，若未达到则返回步骤6.1；若达到，则进入结束阶段；在结束阶段，保持钾和锑的电流不变，判断反射率斜率是否上升，当反射率斜率大于0.1/min则判断反射率斜率上升，否则为不上升；若不上升，则始终保持钾和锑的电流不变并以每1min一次的频率重复上述反射率斜率的判断；若上升则结束对反射率斜率的判断，并记录此时的锑球电流后将锑球电流关闭，同时将钾源电流调整至5.9A；此后，每1min判断光电流是否保持稳定，当|Is|小于0.1/min则判断为光电流保持稳定，否则为不稳定，|Is|为当前电流的绝对值；若光电流不稳定则继续进行光电流是否保持稳定的判断，直至保...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建宁，顾莹，司曙光，金睦淳，李冬，刘术林，胡松，钱森，张正君，张昊达，徐海洋，李婧雯，
申请(专利权)人：北方夜视技术股份有限公司，中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：云南,53