大面积微通道板自动清刷方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种大面积微通道板自动清刷方法与装置，包括以下步骤：初始化参数设置，设置清刷目标电流I0和清刷时长t0；启动清刷，开始执行对待清刷微通道板的清刷过程；检测清刷电流I，检测经清刷的微通道板输出的电流值，即清刷电流I；清刷电流比较，将I与I0进行比较，若符合清刷调节条件，则使用PID控制方法调节清刷电流，若不符合清刷调节条件，则保持当前状态执行清刷；检测清刷执行时间t，检测清刷过程执行的时间，即清刷执行时间；清刷时间比较，若清刷执行时间t与预设的清刷时长t0不同，则继续执行步骤S300～S400，若清刷执行时间t与预设的清刷时长t0相同，即t＝t0，则停止清刷，本发明专利技术提出的方法可保证清刷电流的稳定性。

Automatic cleaning method and device for large area microchannel plate

The invention provides methods and apparatus for automatic brush cleaning a large area of micro channel plate, which comprises the following steps: initialization parameter settings, set the cleaning target current I0 and cleaning time t0; start cleaning, started cleaning cleaning process with micro channel plate; detection of cleaning current of I, the current detection micro channel plate cleaning the output value, i.e. cleaning current I; comparison of cleaning current, I and I0 were compared, if they meet the cleaning conditions, use the PID control method to adjust the current brush, if does not meet the cleaning conditions, while maintaining the current state of implementation of cleaning; cleaning detection the execution time of T detection, cleaning process execution time, i.e. cleaning execution time; comparison of cleaning time, cleaning cleaning if the execution time of T and the preset time T0, continue with step S300 to S400, if the cleaning brush with the preset t execution time When the brush has the same length of T0, that is, t = T0, the brush is stopped. The method proposed by the invention can guarantee the stability of the brush current.

【技术实现步骤摘要】
大面积微通道板自动清刷方法和装置
本专利技术涉及一种微通道板的清刷装置，特别是一种能给大面积微通道板提供自动清刷的装置。
技术介绍
大面积微通道板(MCP)是一种高空间分辨率的二维电子倍增器件，它在微光夜视、空间探测等领域具有十分广泛的应用，比如许多用于脉冲星导航的x射线探测器就是基于大面积微通道板的。在微通道板的每个通道的内壁上都涂有一种能发射次级电子的半导体材料，当给微通道板加了一定电压后，就会在每个通道中产生一个均匀的轴向电场。进入电场的低能电子(光子或电子)与壁碰撞的时候能产生二次电子发射，并且在轴向电场的作用下这些次级电子被加速，这样次级电子碰到壁上又会产生更多的新的次级电子。这样，对于一个入射粒子，在微通道板的输出端就会产生很多的电子。由于微通道板一般应用在真空器件中，微通道板内壁吸附的残气可能会被电离，而产生的正离子将会在电场的作用下向光电阴极的方向运动，最终打在阴极面上，这将会大大影响器件中光电阴极的灵敏度，从而降低器件的稳定性以及寿命；同时，残气的存在也会大大影响微通道板增益的稳定性。因此在微通道板生产过程中除气是一个重要的不可或缺的步骤。微通道板的除气采用电子清刷的方法，在真空系统中，通过面电子源发射均匀的面电子束，电子入射到微通道板内壁上，由于微通道板二次电子倍增的作用，将产生大量二次电子，它们继续轰击微通道板内壁，使得吸附在内壁中的残气释放出来，从而实现除气的效果。传统的针对大面积微通道板的清刷装置，而且清刷过程中，清刷电流会偏离设定值，从而造成清刷量的不确定性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种大面积微通道板自动清刷方法和装置，在清刷过程中，自适应的调节清刷电流，使清刷电流与预设电流值保持相对稳定。本专利技术的具体技术方案如下：一种大面积微通道板自动清刷方法，其特征在于，包括以下步骤：S100：初始化参数设置，设置清刷目标电流I0和清刷时长t0；S200：启动清刷，开始执行对待清刷微通道板的清刷过程；S300：检测清刷电流I，检测经清刷的微通道板输出的电流值，即清刷电流I；S400：清刷电流比较，将检测到的清刷电流I与初始化设置的清刷目标电流I0进行比较，若符合清刷调节条件，则使用PID控制方法调节清刷电流，若不符合清刷调节条件，则保持当前状态执行清刷；S500：检测清刷执行时间t，检测清刷过程执行的时间，即清刷执行时间；S600：清刷时间比较，若清刷执行时间t与预设的清刷时长t0不同，则继续执行步骤S300～S400，若清刷执行时间t与预设的清刷时长t0相同，即t＝t0，则停止清刷。进一步的，步骤S400中PID控制方法调节清刷电流具体为PID位置式控制方法，具体计算方法如下：其中，u(k)为控制器输出，即为调节后电子清刷装置供电电源的数值，e(k)为被控量，即调节前电子清刷装置供电电源的数值，Kp为控制器的比例放大系数，KI为控制器的积分放大系数，KD为控制器的微分放大系数。进一步的，步骤S400中PID控制方法调节清刷电流具体为PID增量式控制方法，具体计算方法如下：Δu(k)＝Kp[e(k)-e(k-1)]+KIe(k)+KD[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]k＝3，4…nu(k)＝u(k-1)+Δu(k)其中，u(k)为输出控制量，即为调节后电子清刷装置供电电源的数值，Δu(k)为输出控制量增量，e(k)为被控量，即调节前电子清刷装置供电电源的数值，Kp为控制器的比例放大系数，KI为控制器的积分放大系数，KD为控制器的微分放大系数。进一步的，采用扩充临界比例度法、Ziegler-Nichols整定法中的一种确定PID控制方法中的参数Kp、KI和KD。进一步的，扩充临界比例度具体计算方法如下：(1)确定采样周期Tmin；(2)以所述Tmin为采样周期，仅让控制器作比例控制，逐渐增加比例放大系数Kp，直至系统出现等幅振荡，记下此时的比例控制系数，用Kc表示，再记下此时的振荡周期，用Tc表示；(3)选择控制度，所述控制度是以模拟控制器为基准，将直接数字控制的控制效果与模拟控制器的控制效果相比较，控制度的表达式为：其中，为数字控制的控制效果，为模拟调机器的控制效果，所述控制度可选择1.05、1.20、1.50、2.00、模拟控制器、齐格勒－尼柯尔斯整定式中的一个；(4)根据所选择的控制度，按表1求得采样周期T，比例放大系数Kp，积分时间常数Ti，微分时间常数Td；(5)根据以下方法计算积分放大系数KI和微分放大系数KD：KI＝KpT/TiKD＝KpTd/T从而得到PID控制方法中的参数：比例放大系数Kp、积分放大系数KI和微分放大系数KD。表1扩充临界比例度法PID参数计算公式进一步的，步骤S400中所述清刷调节条件为I＝I0。进一步的，步骤S400中所述清刷调节条件为I∈(I0+ΔI,I0-ΔI)，其中ΔI为电流误差阈值。进一步的，所述I0为20μA，所述ΔI为3μA。一种大面积微通道板自动清刷装置，包括真空组件、高压电源、电子清刷装置、待清刷微通道板、阳极和清刷控制器；所述电子清刷装置、待清刷微通道板和阳极位于真空组件内；所述高压电源为电子清刷装置、待清刷微通道板和阳极供电；所述电子清刷装置出射的电子束轰击待清刷微通道板，所述待清刷微通道板经电子束轰击产生清刷电流；其特征在于，所述清刷控制器包括电流信号检测模块和清刷电流控制模块，所述电流信号检测模块用于检测待清刷微通道板被清刷后的清刷电流，所述清刷电流控制模块用于根据检测到的清刷电流调节高压电源的电压，从而调节清刷电流，使清刷电流符合预设条件。进一步的，所述电流信号检测模块包括隔离放大器、滤波电路、数字控制模拟电子开关、继电器组、单片机和AD转换模块；所述隔离放大器与滤波电路、数字控制模拟电子开关和继电器电连接；所述滤波电路与AD转换模块电连接；所述单片机与数字控制模拟电子开关与AD转换模块电连接；所述数字控制模拟电子开关与继电器组电连接。本专利技术所提出的一种大面积微通道板自动清刷方法和装置，在清刷过程中，对清刷电流进行检测，并与预设的清刷目标电流进行比较，若需要调节，则采用PID控制方法进行调节，保证清刷电流的稳定性。附图说明图1为实施例2中一种大面积微通道板自动清刷方法流程图；图2为实施例1中一种大面积微通道板自动清刷装置结构示意图；图3为实施例1中电流信号检测模块结构示意图。具体实施方式实施例1如图2所示，本专利技术提供了一种大面积微通道板自动清刷装置，具体的，包括真空组件1、高压电源2、电子清刷装置3、待清刷微通道板4、阳极5和清刷控制器6，其中，清刷控制器6包括清刷电流控制模块61和电流信号检测模块62，电子清刷装置3、待清刷微通道板4和阳极5位于真空组件1内，高压电源2为电子清刷装置3、待清刷微通道板4和阳极5供电。在工作过程中，电子清刷装置3在高压电源2的作用下，激发出面电子束，面电子束轰击待清刷的微通道板4，使得被吸附在MCP内壁的残气能够解析出来。然而，由于微通道板的增益会随着清刷的进行改变，因此在不改变输入电流密度的情况下，清刷电流会随着清刷的进行而变化，而清刷工艺一般要求清刷电流稳定在某一个值上，因此需要外部控制去保持清刷电流的稳定性。本专利技术提出的大面积微通道板自动清刷装置，在工作过程中，清刷控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大面积微通道板自动清刷方法，其特征在于，包括以下步骤：S100：初始化参数设置，设置清刷目标电流I0和清刷时长t0；S200：启动清刷，开始执行对待清刷微通道板的清刷过程；S300：检测清刷电流I，检测经清刷的微通道板输出的电流值，即清刷电流I；S400：清刷电流比较，将检测到的清刷电流I与初始化设置的清刷目标电流I0进行比较，若符合清刷调节条件，则使用PID控制方法调节清刷电流，若不符合清刷调节条件，则保持当前状态执行清刷；S500：检测清刷执行时间t，检测清刷过程执行的时间，即清刷执行时间；S600：清刷时间比较，若清刷执行时间t与预设的清刷时长t0不同，则继续执行步骤S300～S400，若清刷执行时间t与预设的清刷时长t0相同，即t＝t0，则停止清刷。

【技术特征摘要】
1.一种大面积微通道板自动清刷方法，其特征在于，包括以下步骤：S100：初始化参数设置，设置清刷目标电流I0和清刷时长t0；S200：启动清刷，开始执行对待清刷微通道板的清刷过程；S300：检测清刷电流I，检测经清刷的微通道板输出的电流值，即清刷电流I；S400：清刷电流比较，将检测到的清刷电流I与初始化设置的清刷目标电流I0进行比较，若符合清刷调节条件，则使用PID控制方法调节清刷电流，若不符合清刷调节条件，则保持当前状态执行清刷；S500：检测清刷执行时间t，检测清刷过程执行的时间，即清刷执行时间；S600：清刷时间比较，若清刷执行时间t与预设的清刷时长t0不同，则继续执行步骤S300～S400，若清刷执行时间t与预设的清刷时长t0相同，即t＝t0，则停止清刷。2.根据权利要求1所述的大面积微通道板自动清刷方法，其特征在于，步骤S400中PID控制方法调节清刷电流具体为PID位置式控制方法，具体计算方法如下：其中，u(k)为控制器输出，即为调节后电子清刷装置供电电源的数值，e(k)为被控量，即调节前电子清刷装置供电电源的数值，Kp为控制器的比例放大系数，KI为控制器的积分放大系数，KD为控制器的微分放大系数。3.根据权利要求1所述的大面积微通道板自动清刷方法，其特征在于，步骤S400中PID控制方法调节清刷电流具体为PID增量式控制方法，具体计算方法如下：Δu(k)＝Kp[e(k)-e(k-1)]+KIe(k)+KD[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]k＝3，4…nu(k)＝u(k-1)+Δu(k)其中，u(k)为输出控制量，即为调节后电子清刷装置供电电源的数值，Δu(k)为输出控制量增量，e(k)为被控量，即调节前电子清刷装置供电电源的数值，Kp为控制器的比例放大系数，KI为控制器的积分放大系数，KD为控制器的微分放大系数。4.根据权利要求2或3所述的大面积微通道板自动清刷方法，其特征在于，采用扩充临界比例度法、Ziegler-Nichols整定法中的一种确定PID控制方法中的参数Kp、KI和KD。5.根据权利要求5所述的大面积微通道板自动清刷方法，其特征在于，扩充临界比例度具体计算方法如下：(1)确定采样周期Tmin；(2)以所述Tmin为采样周期，仅让控制器作比例控制，逐渐增加比例放大系数Kp，...

【专利技术属性】
技术研发人员：金戈，赵慧民，张振，高鹏，张智勇，毛汉祺，张诗鲲，徐昭，黎龙辉，徐伟，
申请(专利权)人：北方夜视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53