Способ организации позиционирования микроканального умножителя относительно фотокатода и блока экранного в электронно-оптическом преобразователе, устройство для организации позиционирования микроканального умножителя относительно фотокатода и блока экранного в электронно-оптическом преобразователе
MICRO-CHANNEL MULTIPLIER RELATIVE TO THE PHOTOCATHODE AND THE SCREEN UNIT IN THE ELECTRONIC OPTICAL CONVERTER POSITIONING ARRANGEMENT METHOD, MICRO-CHANNEL MULTIPLIER RELATIVE TO THE PHOTOCATHODE AND THE SCREEN UNIT IN THE ELECTRONIC OPTICAL CONVERTER POSITIONING DEVICE

Изобретение относится к электронной технике, а именно к способам организации позиционирования микроканального умножителя относительно фотокатода и блока экранного в электронно-оптическом преобразователе (ЭОП) и к устройствам для организации такого позиционирования.
+
+
Принцип действия ЭОП основан на испускании фотокатодом электронов в ответ на принятые фотоны, их усилении и преобразовании в видимое изображение сцены. Основное усиление яркости изображения осуществляет микроканальный умножитель (МКП) за счет умножения фотоэлектронов испускаемых фотокатодом в ответ на полученные фотоны и умножения вторичных электронов в каналах микроканальной пластины. Вышедшие из каналов микроканальной пластины вторичные электроны ускоряются под действием электрического поля и, попадая на приемник изображения ЭОП, например люминесцентный экран, повторяют спроецированную на фотокатод сцену, усиленную по яркости в сотни раз. Источник питания, обычно входящий в состав ЭОП, вырабатывает необходимые напряжения, которые подаются на электроды ЭОП. В настоящее время промышленностью в основном выпускаются ЭОП 2 поколения и 3 поколения. В ЭОП 3 поколения важным моментом, определяющим точность работы всего ЭОП является организация позиционирования микроканального умножителя относительно фотокатода и блока экранного.
Используемые термины:
КОРПУС (от лат. corpus - тело - единое целое),.. - Основная часть машины, механизма, прибора, аппарата, в которую монтируются другие детали. / Большой Энциклопедический словарь // URL:http://dic.academic.ru/ (дата обращения: 16.11.2016).
КОРПУС (от лат. corpus - тело, сущность, единое целое) - деталь машины, обычно служащая ее основанием и несущая все основные механизмы. / Ишлинский. Политехнический словарь, 1989, стр. 247. (дата обращения: 16.11.2016).
УСТРОЙСТВО-2,) (чего, только ед.) Расположение, соотношение частей в каком-л. механизме, приспособлении и т.п. Синонимы:  / Популярный словарь русского языка URL: // http://popular.academic.ru/ (дата обращения: 16.04.2015). Техническим устройством называется изделие машиностроения или приборостроения для преобразования, добычи, перемещения, контроля объектов или управления ими. К техническим устройствам относят машины, инструменты, приспособления и т.д. / URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-23004-78 (дата обращения: 16.11.2016).
ОРГАНИЗОВАТЬ (фр. organiser, от лат. organum орган). - Соединять разные предметы или силы природы для достижения какой либо определенной цели; устраивать, оживлять. /Словарь иностранных слов русского языка Чудинова // URL: http://dic.academic.ru// (дата обращения: 16.11.2016).
ОРГАНИЗАЦИЯ (франц. Organisation, от позднелат. organize - сообщаю стройный вид, устраиваю) это совокупность процессов или действий, ведущих к образованию и совершенствованию взаимосвязей между частями целого. / Большой Энциклопедический словарь // URL: http://dic.academic.ru// (дата обращения: 16.11.2016).
СБОРОЧНАЯ ЕДИНИЦА - изделие, составные части которого подлежат соединению между собой (собираются) на предприятии-изготовителе. / Большой энциклопедический политехнический словарь. 2004 // URL: http://dic.academic.ru// (дата обращения: 16.11.2016).
ЛЫСКА -
плоский срез на детали типа тела вращения. / Большая политехническая энциклопедия. - М.: Мир и образование. Рязанцев В.Д.. 2011. // URL: http://dic.academic.ru // (дата обращения: 16.11.2016).
Известны технические решения для организации позиционирования микроканального умножителя относительно фотокатода и блока экранного в электронно-оптических преобразователях (патент РФ №44874, «Электронно-оптический преобразователь» МПК H01J 31/50, приоритет от 07.12.2004, патент США №320180, «Method and system for enhanced vision employing an improved image intensifier and gated power supply», МПК H01J 31/50, приоритет от 4.06 1999.
Известно техническое решение для организации позиционирования микроканального умножителя относительно фотокатода и блока экранного в электронно-оптических преобразователях, в котором микроканальный электронный умножитель устанавливается между фотокатодом и блоком экранным, данное техническое решение взято в качестве прототипа (патент РФ №2372684, МПК H01J 31/50, приоритет от 27.05.2008).
Недостатками известных технических решений является то, что они не надежны, требуют значительных трудозатрат для того, чтобы добиться точности взаимного позиционирования составных частей, в результате этого обеспечивают низкий предел разрешения ЭОП.
Задачей заявляемого технического решения является разработка способа организации позиционирования микроканального электронного умножителя относительно фотокатода и блока экранного в электронно-оптическом преобразователе и устройства для организации позиционирования микроканального умножителя относительно фотокатода и блока экранного в электронно-оптическом преобразователе, позволяющих увеличить точность взаимного позиционирования элементов электронно-оптического прибора, снизить трудоемкость процесса сборки, увеличить надежность, снизить процент отказавших изделий при эксплуатации, в конечном итоге, увеличить предел разрешения электронно-оптического преобразователя, кроме того, снизить процент отказавших изделий при эксплуатации.
Задача решается тем, что в способе организации позиционирования микроканального умножителя относительно фотокатода и блока экранного в ЭОП, включающем использование корпуса, фотокатода, блока экранного, микроканального электронного умножителя, который выполняют обеспечивающим вторичную эмиссию электронов, размещение микроканального электронного умножителя между фотокатодом и блоком экранным, дополнительно используют фиксатор микроканального умножителя, а корпус выполняют содержащим первый узел сочленения, который выполняют с возможностью обеспечения герметичности и центровки с блоком экранным, второй узел сочленения, который выполняют с возможностью обеспечения герметичности и центровки с фотокатодом, металлокерамическую сборочную единицу, которую выполняют в виде набора колец, соединенных между собой методом пайки через серебряный припой в защитной атмосфере, узел базирования микроканального электронного умножителя, который выполняют содержащим два кольца сваренных между собой, при этом внешний диаметр первого кольца выполняют равным диаметру корпуса, внутренний диаметр второго кольца выполняют больше диаметра микроканального электронного умножителя. При этом, внутренний диаметр второго кольца узла базирования микроканального электронного умножителя выполняют больше диаметра микроканального электронного умножителя на 0,05-0,1 мм. Микроканальный электронный умножитель выполняют в виде пластины с микроканальной структурой, имеющей шаг либо 6 мкм, либо 8 мкм, на входную поверхность которой наносят слой металлизации методом распыления в вакууме фольги алюминиевой для технических целей. Первый узел сочленения выполняют в виде двух соединенных между собой сварочным швом, методом лазерной сварки, колец, а именно, первого кольца, которое выполняют высотой 1,19-1,21 мм внутренним диаметром 24,19-24,21 мм, в виде фланца с кольцевым выступом по внутреннему диаметру, с возможностью запрессовки в индий при сборке, и второго кольца, которое выполняют высотой 0,749-0,751 мм, внутренним диаметром не более 28,29-28,31 мм, в виде фланца с кольцевым выступом, с возможностью центровки относительно блока экранного. Фиксатор микроканального умножителя выполняют в виде кольца стопорного, которое выполняют из ковара, имеющим вырез в виде сегмента, а на наружном диаметре две симметричные лыски. Металлокерамическую сборочную единицу выполняют с возможностью соединения с первым узлом сочленения и со вторым узлом сочленения, с возможностью расположения внутри него микроканального умножителя, с возможностью соединения с фиксатором микроканального умножителя. Набор колец сборочной единицы выполняют включающим первое кольцо, которое выполняют в виде контактного электрода с возможностью подключения внешнего источника питания; второе кольцо, которое выполняют в виде керамического изолятора высота 1,99-2,01 мм, с возможностью выполнять роль несущего элемента; третье кольцо, которое выполняют в виде экранирующей заслонки, с возможностью предотвращающая попадание титана на микроканальный умножитель при распылении газопоглотителя и с возможностью выполнять роль контактного электрода; четвертое кольцо, которое выполняют имеющим покрытие внутренней поверхности кольца окисью хрома, в виде изолятора высотой 2,99-3,01 мм, с возможностью выполнять роль несущего элемента; пятое кольцо собранное, которое выполняют в виде двух сваренных коваровых колец, с возможностью осуществлять роль контактного элемента и упорно-базовой поверхности для микроканального умножителя; шестое кольцо, которое выполняют в виде керамического изолятора высотой 1,99-2,01 мм, с возможностью осуществлять роль несущего элемента; седьмое кольцо, которое выполняют в виде контактного элемента, с возможностью обеспечения надежного монтажа внешних выводов питания, восьмое кольцо, которое выполняют в виде керамического изолятора высотой 1,99-2,01 мм, с возможностью осуществлять роль несущего элемента; девятое кольцо, которое выполняют в виде контактного электрода с возможностью подключения внешнего источника питания; десятое кольцо, которое выполняют содержащим внутреннюю фаску 0,2×45°, с возможностью центровки фотокатода, герметизации ЭОП через слой индия; и девять колец, которые выполнены в виде колец серебряного припоя с возможностью осуществления герметичной пайки;
А устройство для организации позиционирования микроканального умножителя относительно фотокатода и блока экранного в ЭОП, включающее корпус, который выполнен содержащим микроканальный электронный умножитель, последний выполнен обеспечивающим вторичную эмиссию электронов, дополнительно содержит фиксатор микроканального умножителя, корпус выполнен содержащим первый узел сочленения, который выполнен с возможностью обеспечения герметичности и центровки при сборке с блоком экранным, второй узел сочленения, который выполнен с возможностью обеспечения герметичности и центровки при сборке с фотокатодом, сборочную единицу металлокерамическую сборку, которая выполнена в виде набора колец, соединенных между собой методом пайки через серебряный припой в защитной атмосфере, узел базирования микроканального электронного умножителя, который выполнен содержащим два кольца, сваренных между собой, при этом внешний диаметр первого кольца равен диаметру корпуса, внутренний диаметр второго кольца выполнен больше диаметра микроканального электронного умножителя. Внутренний диаметр второго кольца узла базирования микроканального электронного умножителя выполнен больше диаметра микроканального электронного умножителя на 0,05-0,1 мм. Микроканальный электронный умножитель выполнен в виде пластины с микроканальной структурой, на входную поверхность которой нанесен слой металлизации, последний нанесен методом распыления в вакууме фольги алюминиевой для технических целей. Пластина с микроканальной структурой выполнена имеющей шаг либо 6 мкм, либо 8 мкм. Первый узел сочленения выполнен в виде двух соединенных между собой сварочным швом методом лазерной сварки колец, а именно, кольца высотой 1,19-1,21 мм внутренним диаметром 24,19-24,21 мм, которое выполнено в виде фланца с кольцевым выступом по внутреннему диаметру, с возможностью запрессовки в индий при сборке, и кольца высотой 0,749-0,751 мм, внутренним диаметром не более 28,29-28,31 мм, в виде фланца с кольцевым выступом, с возможностью центровки относительно блока экранного. Фиксатор микроканального умножителя выполнен в виде кольца стопорного, которое изготовлено из ковара, имеющим вырез в виде сегмента, на наружном диаметре две симметричные лыски. Металлокерамическая сборочная единица выполнена с возможностью соединения с первым узлом сочленения и вторым узлом сочленения. Набор колец сборочной единицы включает первое кольцо, которое выполнено в виде контактного электрода с возможностью подключения внешнего источника питания, второе кольцо, которое выполнено в виде керамического изолятора высотой 1,99-2,01 мм, с возможностью выполнять роль несущего элемента, третье кольцо, которое выполнено в виде экранирующей заслонки, с возможностью предотвращающая попадание титана на микроканальный умножитель при распылении газопоглотителя и с возможностью выполнять роль контактного электрода, четвертое кольцо, которое выполнено имеющим покрытие внутренней поверхности кольца окисью хрома, в виде изолятора высотой 2,99-3,01 мм, с возможностью выполнять роль несущего элемента, пятое кольцо собранное, которое выполнено в виде двух сваренных коваровых колец, с возможностью выполнять роль контактного элемента и упорно-базовой поверхности для микроканального умножителя, шестое кольцо, которое выполнено в виде керамического изолятора высотой 1,99-2,01 мм, с возможностью выполнять роль несущего элемента, седьмое кольцо, которое выполнено в виде контактного элемента, с возможностью обеспечения надежного монтажа внешних выводов питания, восьмое кольцо, которое выполнено в виде керамического изолятора высотой 1,99-2,01 мм, с возможностью выполнять роль несущего элемента, девятое кольцо, выполненного в виде контактного электрода с возможностью подключения внешнего источника питания, десятое кольцо, которое выполнено содержащим внутреннюю фаску 0,2×45°, с возможностью центровки фотокатода, герметизации ЭОП через слой индия, и девять колец, которые выполнены в виде колец серебряного припоя с возможностью осуществления герметичной пайки
Технический эффект заявляемого технического решения заключается в увеличении предела разрешения электронно-оптических преобразователей, кроме того, в расширении арсенала средств данного назначения, в увеличении надежности, упрощении сборки, в снижении процента отказавших изделий при эксплуатации.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для организации позиционирования микроканального умножителя относительно фотокатода и блока экранного в ЭОП, где 1 - первый узел сочленения, 2 - второй узел сочленения, 3 - металлокерамическая сборочная единица, 4 - узел базирования микроканального электронного умножителя, 5 - микроканальный электронный умножитель, 6 - фиксатор микроканального умножителя, 7 - блок экранный
Заявляемое техническое решение и его работа осуществляется следующим образом.
Для организации позиционирования микроканального умножителя 5 относительно фотокатода и блока экранного в ЭОП используют специально разработанный корпус, внутри последнего располагают микроканальный электронный умножитель 5, который выполняют обеспечивающим вторичную эмиссию электронов, при этом дополнительно используют фиксатор микроканального умножителя 6. Фиксатор микроканального умножителя выполняют в виде стопорного кольца. Корпус выполняют содержащим первый узел сочленения 1, который выполняют с возможностью обеспечения герметичности и центровки при сборке с блоком экранным, второй узел сочленения 2, который выполняют с возможностью обеспечения герметичности и центровки при сборке с фотокатодом, металлокерамическую сборочную единицу 3, которую выполняют в виде набора колец, соединенных между собой известным в литературе методом пайки через серебряный припой в защитной атмосфере, узел базирования микроканального электронного умножителя 4 который выполняют содержащим два кольца, сваренных между собой, при этом внешний диаметр первого кольца выполняют равным диаметру корпуса, внутренний диаметр второго кольца выполняют больше диаметра микроканального электронного умножителя.
Первый узел сочленения 1, второй узел сочленения 2, металлокерамическая сборка 3 соединены между собой известным в литературе методом пайки серебряным припоем в защитной атмосфере. Микроканальный электронный умножитель 5 устанавливают на узел базирования микроканального электронного умножителя 4 и фиксируют фиксатором микроканального умножителя 6 в виде стопорного кольца, которое выполняют из ковара, имеющим вырез в виде сегмента, а на наружном диаметре две симметричные лыски. Блок экранный 7 устанавливают на узел первого сочленения 1, фотокатод устанавливают на второй узел сочленения 2. Расстояние от узла базирования микроканального электронного умножителя 4 до первого узла сочленения и высоту блока экранного подбирают таким образом, что бы при установке блока экранного 7 на первый узел сочленения 1, расстояние между экраном и микроканальным умножителем D получилось 0,3-0,6 мм. Расстояние от узла базирования микроканального электронного умножителя 4 до второго узла сочленения и высоту фотокатода подбирают таким образом, что бы при установке фотокатода на второй узел сочленения 2, и установке микроканального умножителя, расстояние между фотокатодом и микроканальным умножителем d получилось 0,1-0,2 мм.
Внутренний диаметр второго кольца узла базирования4 микроканального электронного умножителя 5 выполняют больше диаметра микроканального электронного умножителя на 0,05-0,1 мм. А сам микроканальный электронный умножитель 5 выполняют в виде пластины с микроканальной структурой, имеющей шаг либо 6 мкм, либо 8 мкм, на входную поверхность которой наносят слой металлизации методом распыления в вакууме фольги алюминиевой для технических целей. Первый узел сочленения 1 известным в литературе способом выполняют в виде двух соединенных между собой сварочным швом, методом лазерной сварки, колец, а именно, первого кольца, которое выполняют высотой 1,19-1,21 мм внутренним диаметром 24,19-24,21 мм, в виде фланца с кольцевым выступом по внутреннему диаметру, с возможностью запрессовки в индий при сборке, и второго кольца, которое выполняют высотой 0,749-0,751 мм, внутренним диаметром не более 28,29-28,31 мм, в виде фланца с кольцевым выступом, с возможностью центровки относительно блока экранного. Металлокерамическую сборочную единицу 3 известными в литературе способами выполняют с возможностью соединения с первым узлом сочленения 1 и со вторым узлом сочленения 2, с возможностью соединения с фиксатором микроканального умножителя 6. Кроме того, металлокерамическую сборочную единицу 3 выполняют в виде набора колец, за счет чего возникает возможность расположения внутри микроканального умножителя 5. Набор колец металлокерамической сборочной единицы 3 осуществляют соединением между собой колец с помощью колец серебряного припоя известным в литературе методом герметичной пайки. При этом набор колец включает первое кольцо, которое выполняют в виде контактного электрода с возможностью подключения внешнего источника питания; второе кольцо, которое выполняют в виде керамического изолятора высота 1,99-2,01 мм, с возможностью выполнять роль несущего элемента; третье кольцо, которое выполняют в виде экранирующей заслонки, с возможностью предотвращающая попадание титана на многоканальный умножитель при распылении газопоглотителя и с возможностью выполнять роль контактного электрода; четвертое кольцо, которое выполняют имеющим покрытие внутренней поверхности кольца окисью хрома, в виде изолятора высотой 2,99-3,01 мм, с возможностью выполнять роль несущего элемента; пятое кольцо собранное, которое выполняют в виде двух сваренных коваровых колец, с возможностью осуществлять роль контактного элемента и упорно-базовой поверхности для многоканального умножителя; шестое кольцо, которое выполняют в виде керамического изолятора высотой 1,99-2,01 мм, с возможностью осуществлять роль несущего элемента; седьмое кольцо, которое выполняют в виде контактного элемента, с возможностью обеспечения надежного монтажа внешних выводов питания, восьмое кольцо, которое выполняют в виде керамического изолятора высотой 1,99-2,01 мм, с возможностью осуществлять роль несущего элемента; девятое кольцо, которое выполняют в виде контактного электрода с возможностью подключения внешнего источника питания; десятое кольцо, которое выполняют содержащим внутреннюю фаску 0,2×45°, с возможностью центровки фотокатода, герметизации ЭОП через слой индия; и девять колец, которые выполнены в виде колец серебряного припоя с возможностью осуществления герметичной пайки.
Преимущества заявляемого технического решения заключается в значительном увеличении предела разрешения ЭОП, в увеличении надежности ЭОП, в упрощении сборки, в снижении процента отказавших изделий при эксплуатации.