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1、HEPP-HHEPP-H光电倍增管试验结光电倍增管试验结果果-Indico-Indico等离子体分析仪高精度磁强计感应式磁力仪电场探测仪GNSS掩星接收机三频信标发射机高能粒子探测器朗缪尔探针电磁监测试验卫星意大利高能粒子探测器高能段载荷低能段载荷太阳X射线监测器电磁监测试验卫星是为探索地震前兆信息及空间环境监测预报而建立的试验平台 主要监测全球空间电磁场、电磁波、电离层等离子、高能粒子等物理量。从空间观测地震孕育相关信息具有观测范围广、观测量多等地面观测技术所不具备的优势。电磁监测试验卫星电磁监测试验卫星2电磁监测试验卫星电磁监测试验卫星全球地震分布地震电磁扰动对空间高能粒子的影响除地震外，
2、雷暴、太阳活动、人类电磁活动等多种因素均可影响高能粒子运动形态高能带电粒子在空间中的运动3HEPP-L探头 HEPP-X探头HEPP-L、X电子学机箱HEPP-H探头HEPP-H电子学机箱高能带电粒子探测器由高能带电粒子探测器由低能段载荷低能段载荷, ,高能段载荷高能段载荷, ,太阳太阳X X射线监测器射线监测器等三个子探测器组成，含三个等三个子探测器组成，含三个探头、两个电子学机箱等共探头、两个电子学机箱等共5 5台单机。台单机。技术指标技术指标研制任务要求研制任务要求电子能谱电子能谱0.1MeV50MeV质子能谱质子能谱2MeV200MeVX射线能谱射线能谱1-20keV典型能量分辨率典型
3、能量分辨率10%典型投掷角分辨典型投掷角分辨 5粒子鉴别效率粒子鉴别效率90%高能粒子探测器高能粒子探测器4高能段载荷(HEPP-H)低能段载荷(HEPP-L)太阳X射线监测器(HEPP-X)高能粒子探测器原理及组成高能粒子探测器原理及组成5HEPP-HHEPP-H方案方案项目目指指标电子能量范子能量范围2 MeV50 MeV质子能量范子能量范围15 MeV200 MeV典型投典型投掷角分辨率角分辨率5典型能量分辨率典型能量分辨率10%典型粒子典型粒子鉴别率率90%数据数据输出速率出速率峰峰值 2410 kbps质量量总质量：量：32kg功耗功耗总功耗：功耗：20 W外形尺寸外形尺寸电子学机箱
4、：子学机箱：172mm240mm91mmHEPP-H探探头：435mm342mm245mm寿命寿命5 年年可靠度可靠度0.98软件上件上载要求工作模式可配置，具要求工作模式可配置，具备软件件上上载能力能力6HEPP-HHEPP-H电子学框图电子学框图7HEPP-H探测器组成探测器组成-硅条硅条HEPP-H的望远镜系统由两片XY位置灵敏双面读出硅条探测器组成。尺寸：100mm100mm0.3mmTTT2型DSSD的结面和欧姆面各分为32，相互垂直，可以对入射粒子进行两维定位并获得能量信息。探测能区内粒子沉积能量范围探测器可测量信号电子数噪声水平信噪比50 keV3MeV1.4E48.0E5个电子
5、110012xz8材料：塑料闪烁体 150mm150mm10mm读出方式：光电倍增管读出空间位置：包围在探测器除视场面外的其余5个面HEPP-H-HEPP-H-反符合探测器反符合探测器9HEPP-H探测器组成探测器组成-量能器量能器塑料闪烁体/CsI晶体光导光电倍增管HEPP-H的量能器部分，由5层的晶体 构成。晶体单元包括：PS/CsI(Tl)、光导、光电倍增管三部分组成。 晶体尺寸120mm120mm30mm双PMT读出增加了探测器的可靠性10安正华HEPP-HHEPP-HPMTPMT选择选择HEPP-H光电倍增管与晶体的光谱匹配PMT的性能参数 选择这种光电倍增管的原因为：选择这种光电倍
6、增管的原因为： R7600-300使用硼硅酸盐玻璃窗，双碱光阴极使用硼硅酸盐玻璃窗，双碱光阴极 这保证了光电倍增管的高量子效率。这保证了光电倍增管的高量子效率。 R7600-300有有10个打拿级，在个打拿级，在800V的电压下，的电压下， 光电倍增管的增益可达到光电倍增管的增益可达到106以上。以上。 光电倍增管的上升时间小于光电倍增管的上升时间小于2ns， 电子渡越时间小于电子渡越时间小于10ns 光电倍增管暗电流的典型值小于光电倍增管暗电流的典型值小于2nA， 暗计数小于暗计数小于200个个/s。 具有较好的抗磁场影响性能。具有较好的抗磁场影响性能。 工作和储存温度为：工作和储存温度为：
7、-80+50 具有很好的抗辐照和耐振动性。具有很好的抗辐照和耐振动性。 有很好的长期稳定性。有很好的长期稳定性。11HEPP-HHEPP-H光电倍增管测试光电倍增管测试 点亮LED的脉冲信号光电倍增管信号光电倍增管增益曲线光电倍增管增益曲线12HEPP-HHEPP-H光电倍增管分压器光电倍增管分压器 光电倍增管的分压器负责给光电倍增管各打拿极提供高压，并输出信号。R7600分压器有十个打拿极，工作电压400-800V，分压器由一个电阻串组成，负高压经过一个限流电阻与光阴极连接，R1-R11负责为各打拿极提供电压，在分压器的最后几级（8-10）因为电流相对较大，加有限流电阻和稳压电容，信号由阳极
8、输出（为电荷信号）。光电倍增管分压器原理图光电倍增管分压器原理图 光电倍增管分压器光电倍增管分压器PCB图图13安正华光电倍增管各打拿极信号测试光电倍增管各打拿极信号测试信号衰减信号衰减30倍倍信号衰减信号衰减4倍倍14HEPP-HHEPP-H光电倍增管环境试验光电倍增管环境试验 R7600随机振动试验照片随机振动试验照片 晶体单元晶体单元随机振动随机振动及热真空及热真空试验照片试验照片 为满足航天要求，PMT及晶体单元要满足一定的力学、热真空等环境试验要求。试验条件为：1. 随机振动试验，验收级8.5 Grms，鉴定级 13.6 Grms；2.晶体单元热真空试验（加高压），6.5个循环，温度
9、范围-35+60，压力6.6510-3Pa，每个循环在极端温度点达到温度平衡保持6个小时；3.冲击试验，验收级700g，鉴定级1000g，光电倍增管安装到整机后，随整机进行冲击试验。15HEPP-HHEPP-H光电倍增管试验结果光电倍增管试验结果 随机振随机振动前、后前、后PMT增益增益变化化 热真空真空试验前、后晶体前、后晶体单元宇宙元宇宙线能能谱对比比冲冲击试验前、后晶体前、后晶体单元宇宙元宇宙线能能谱对比比 抽样的两只PMT随机振动后的增益变化3%；随整机进行的冲击试验后PMT增益变化小于2%；随晶体单元进行热真空试验后的PMT增益变化小于2%；均满足设计要求。16HEPP-HHEPP-H标定测试标定测试 使用兰州近代物理研究所的质子束流以及高能所的电子束流对探测器进行了标定测试。质子在质子在探测器中的沉积探测器中的沉积能谱能谱电电子在子在探测器中的沉积探测器中的沉积能谱能谱束流测试情况束流测试情况17安正华18结束结束
