JPH0364843A - 電子増倍管により受信される信号の処理回路 - Google Patents
電子増倍管により受信される信号の処理回路Info
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- JPH0364843A JPH0364843A JP2154974A JP15497490A JPH0364843A JP H0364843 A JPH0364843 A JP H0364843A JP 2154974 A JP2154974 A JP 2154974A JP 15497490 A JP15497490 A JP 15497490A JP H0364843 A JPH0364843 A JP H0364843A
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- H—ELECTRICITY
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子増倍管により受信される信号の処理回路に
関する。
関する。
免豐立宣遣
電子増倍管は増幅を提供する構成要素である。
該電子増倍管の利得は一般に非常に大きく、１０’又は
１０５にまで達し得る。該電子増倍管は非常に小さな信
号が処理される種々の装置で使用されている。例えばス
ペクトルの可視部分又は不可視部分での光エネルギ測定
（光電子増倍管）、イメージ増倍管、核放射測定（ｍｅ
ａｓｕｒｉｎｇ ｎｕｃｌｅａｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）
（電離箱〉、質量分析測定及び特にヘリウムによる漏れ
検出が挙げられる。
１０５にまで達し得る。該電子増倍管は非常に小さな信
号が処理される種々の装置で使用されている。例えばス
ペクトルの可視部分又は不可視部分での光エネルギ測定
（光電子増倍管）、イメージ増倍管、核放射測定（ｍｅ
ａｓｕｒｉｎｇ ｎｕｃｌｅａｒｒａｄｉａｔｉｏｎ）
（電離箱〉、質量分析測定及び特にヘリウムによる漏れ
検出が挙げられる。
これらの例では処理されるべき信号は場合によって約１
０”のダイナミックレンジを有し得る。従って電子増倍
管を含む測定装置と信号圧縮用増幅器とを備える必要が
ある。信号圧縮用増幅器は単独では出力ダイナミックレ
ンジを十分に低減させることができない。従って更に圧
縮を実施するには電子増倍管の利得に作用せねばならな
い。これは増倍管の供給電圧に作用して行われる。公知
の回路では、特に該供給電圧への作用のために測定装置
の利得は、スイッチを使用して手動で若しくは自動電子
切り替え（ａｕｔｏ論ａｔｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）によるより高度な装置で断続的に
制御されるか又は多重測定装置が使用される。伝達関数
でのこの不連続性により所望し得ない作用、例えば信号
が２つの増幅範囲問の境界付近にあるときはいつでも長
い応答時間若しくは不安定性が生じるか又は測定曲線が
不正確に接続される。
０”のダイナミックレンジを有し得る。従って電子増倍
管を含む測定装置と信号圧縮用増幅器とを備える必要が
ある。信号圧縮用増幅器は単独では出力ダイナミックレ
ンジを十分に低減させることができない。従って更に圧
縮を実施するには電子増倍管の利得に作用せねばならな
い。これは増倍管の供給電圧に作用して行われる。公知
の回路では、特に該供給電圧への作用のために測定装置
の利得は、スイッチを使用して手動で若しくは自動電子
切り替え（ａｕｔｏ論ａｔｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）によるより高度な装置で断続的に
制御されるか又は多重測定装置が使用される。伝達関数
でのこの不連続性により所望し得ない作用、例えば信号
が２つの増幅範囲問の境界付近にあるときはいつでも長
い応答時間若しくは不安定性が生じるか又は測定曲線が
不正確に接続される。
従って本発明の目的は電子増倍管により受信される信号
を処理するための改良された回路を提供することであり
、該回路により前記欠点が軽減される。
を処理するための改良された回路を提供することであり
、該回路により前記欠点が軽減される。
及」しと塾わ
従って本発明は、単一の処理方法を使用して広いダイナ
ミックレンジで信号を連続的に測定することを可能とし
且つ入力信号を受信する電子増倍管を含んでいる、電子
増倍管により受信される信号の処理回路を提供する。本
発明は、該回路が、制御手段を備えた該増倍管用高圧給
電装置と、出力信号を発生し且つ電子コレクタにより受
信されるような該電子増倍管からの出力信号の関数とし
てあらゆる測定ダイナミックレンジにおいて連続的に電
子増倍管の利得を変更させるように更に制御手段に作用
する利得圧縮用増幅器からなるフィードバックループと
を備えていることを特徴とする。
ミックレンジで信号を連続的に測定することを可能とし
且つ入力信号を受信する電子増倍管を含んでいる、電子
増倍管により受信される信号の処理回路を提供する。本
発明は、該回路が、制御手段を備えた該増倍管用高圧給
電装置と、出力信号を発生し且つ電子コレクタにより受
信されるような該電子増倍管からの出力信号の関数とし
てあらゆる測定ダイナミックレンジにおいて連続的に電
子増倍管の利得を変更させるように更に制御手段に作用
する利得圧縮用増幅器からなるフィードバックループと
を備えていることを特徴とする。
入力信号と出力信号との問の伝達関数は対数関数であり
得る。
得る。
電子増倍管の利得はその供給電圧の関数として指数的に
変動し得る。
変動し得る。
本発明の実施例ではフィードバックループの利得圧縮用
増幅器は対数増幅器である。
増幅器は対数増幅器である。
有利には制御回路は、利得及び基準のパラメータが測定
範囲を限定している比例増幅器である。
範囲を限定している比例増幅器である。
本発明の実施例の電子増倍管はマイクロチャネルを有す
るプレートである。
るプレートである。
本発明は特に質量分析測定、中でも特にヘリウム漏れ検
出に適用され得る。
出に適用され得る。
本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
え旌舅
種々の図面内の同一要素には総て同一の参照番号を使用
する。
する。
第１図及び第２図に示すマイクロチャネルプレート１は
粒子束又は光子束を入射電子束（ｆ！ｕｘ ｏｆｉｎｃ
ｉｄｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ）に変換し、次に電子
増倍管としてこの入射電子束に作用する。従って、該ブ
レートは粒子束又は光子束の入射電子束への変換用セル
からなり且つダイノードを有する電子増倍管が次に続く
アセンブリと容易に置換され得る。
粒子束又は光子束を入射電子束（ｆ！ｕｘ ｏｆｉｎｃ
ｉｄｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ）に変換し、次に電子
増倍管としてこの入射電子束に作用する。従って、該ブ
レートは粒子束又は光子束の入射電子束への変換用セル
からなり且つダイノードを有する電子増倍管が次に続く
アセンブリと容易に置換され得る。
マイクロチャネルプレートはほぼ入射束軸上に配置され
ている多数のチャネル２を含んでいる。
ている多数のチャネル２を含んでいる。
各チャネルは単位の電子増倍管である。
プレートは抵抗率が高く且つ二次電子放出係数が１より
大きい層で被覆されている。これらの２つの端部間に高
電圧が加えられている。このように単一の入射電子はプ
レートに沿って前進するときに次々と衝突してプレート
の出口で多数の電子を生じる。チャネルはプレートの２
つの平面の両方の金属層３により電気的に相互接続され
ている。
大きい層で被覆されている。これらの２つの端部間に高
電圧が加えられている。このように単一の入射電子はプ
レートに沿って前進するときに次々と衝突してプレート
の出口で多数の電子を生じる。チャネルはプレートの２
つの平面の両方の金属層３により電気的に相互接続され
ている。
プレートに加えられる高電圧は一般に４００Ｖ〜１５０
０Ｖである。電子増倍管の利得を決定するのはこの電圧
である。
０Ｖである。電子増倍管の利得を決定するのはこの電圧
である。
これから第３図を参照して本発明の詳細な説明する０粒
子束１０を受は取るマイクロチャネルプレートの如き電
子増倍管１は電子コレクタ４が次に続き、該コレクタは
電子電流５を発生する。該電流は利得圧縮用増幅器６内
に注入され、該利得圧縮用増幅器６は信号を増幅し且つ
信号のダイナミックレンジを低減するように信号を圧縮
する０次に利得圧縮用増幅器からの出力信号７が特に表
示用に使用される。有利には利得圧縮用増幅器は対数増
幅器を含み、それにより利得圧縮機能を提供する。
子束１０を受は取るマイクロチャネルプレートの如き電
子増倍管１は電子コレクタ４が次に続き、該コレクタは
電子電流５を発生する。該電流は利得圧縮用増幅器６内
に注入され、該利得圧縮用増幅器６は信号を増幅し且つ
信号のダイナミックレンジを低減するように信号を圧縮
する０次に利得圧縮用増幅器からの出力信号７が特に表
示用に使用される。有利には利得圧縮用増幅器は対数増
幅器を含み、それにより利得圧縮機能を提供する。
電子増倍管の高圧給電装置８は出力信号７を受信する制
御回路９により変調される。該給電装置は制御入力に適
用される信号の関数である電圧を生じる。この電圧は電
子電流５が最小又はゼロの値のときに最大となり、電子
電流が最大のときに最小となる。その結果測定装置のダ
イナミックレンジが更に圧縮される。利得圧縮用増幅器
６は対数増幅器なので、増倍管の給電制御回路９は給電
装置により発生される高電圧が出力信号７の二次関数と
なるような比例増幅器であり得る。該関数は負の傾斜を
有し且つ２つの限界内で変動する。この場合、利得がプ
レートに加えられる高電圧の指数関数であるマイクロチ
ャネルプレートを使用すると、出力信号７は入射粒子束
の対数関数である。
御回路９により変調される。該給電装置は制御入力に適
用される信号の関数である電圧を生じる。この電圧は電
子電流５が最小又はゼロの値のときに最大となり、電子
電流が最大のときに最小となる。その結果測定装置のダ
イナミックレンジが更に圧縮される。利得圧縮用増幅器
６は対数増幅器なので、増倍管の給電制御回路９は給電
装置により発生される高電圧が出力信号７の二次関数と
なるような比例増幅器であり得る。該関数は負の傾斜を
有し且つ２つの限界内で変動する。この場合、利得がプ
レートに加えられる高電圧の指数関数であるマイクロチ
ャネルプレートを使用すると、出力信号７は入射粒子束
の対数関数である。
当然本発明の範囲を逸脱することなく他の型のフィード
バックを設計できる。重要な特徴は、全体としての回路
の伝達関数（出力信号７値と入射束との問の関係）が入
力値を回路がらの出力信号により明確に測定して得られ
るべきであるということである。
バックを設計できる。重要な特徴は、全体としての回路
の伝達関数（出力信号７値と入射束との問の関係）が入
力値を回路がらの出力信号により明確に測定して得られ
るべきであるということである。
従ってこのようにして製造された回路により広いダイナ
ミックレンジを有する入力信号を処理することができる
。
ミックレンジを有する入力信号を処理することができる
。
本発明の信号処理回路はヘリウム漏れ検出用に適用され
るときの質量分析測定への使用に特に適している。密封
性が確認されるべき包囲部分内部の残留空気内に含まれ
るヘリウムの分圧を測定することが主題である。通常実
際には２つのケースが生じる。包囲部分の容積が大きけ
れば該包囲部分はポンプにより排気され、識標気体とし
てのヘリウムで濃くされている周辺雰囲気中に浸漬され
る。そして包囲部分から吸い出される気体が同様にヘリ
ウムが濃く含まれているかどうかを確認するために分析
される。包囲部分が小さく例えば箱の場合は、該箱は第
１室内において加圧下でヘリウムが充填され、その後詰
包囲部分は排気される第２室内に配置される。語基から
吸い出された気体がヘリウムで濃くされているがどうが
を確認するために同様に分析される。
るときの質量分析測定への使用に特に適している。密封
性が確認されるべき包囲部分内部の残留空気内に含まれ
るヘリウムの分圧を測定することが主題である。通常実
際には２つのケースが生じる。包囲部分の容積が大きけ
れば該包囲部分はポンプにより排気され、識標気体とし
てのヘリウムで濃くされている周辺雰囲気中に浸漬され
る。そして包囲部分から吸い出される気体が同様にヘリ
ウムが濃く含まれているかどうかを確認するために分析
される。包囲部分が小さく例えば箱の場合は、該箱は第
１室内において加圧下でヘリウムが充填され、その後詰
包囲部分は排気される第２室内に配置される。語基から
吸い出された気体がヘリウムで濃くされているがどうが
を確認するために同様に分析される。
従って漏れ検出器は、ｍ／ｑ比（−は分子量であり、ｑ
はその電荷である）の関数として、予め電離された気体
分子を偏倚させることを目的とするフィルタを備えた質
量分析計を含んでいる０分析計はヘリウムビークに配置
されている。該フィルタの出口には入射ヘリウムイオン
の電子への変換用セルが配置されている。次に電子は電
子電流５を発生させるために電子増倍管内で増倍加され
る。
はその電荷である）の関数として、予め電離された気体
分子を偏倚させることを目的とするフィルタを備えた質
量分析計を含んでいる０分析計はヘリウムビークに配置
されている。該フィルタの出口には入射ヘリウムイオン
の電子への変換用セルが配置されている。次に電子は電
子電流５を発生させるために電子増倍管内で増倍加され
る。
考慮した実施例では変換セルは電子増倍管、即ちマイク
ロチャネルプレートと一体型である。従って本発明の信
号処理回路はく約ＩＱ−１＠＾〜１０−”入間で変動す
る）１０−のダイナミックレンジを有するヘリウムイオ
ンの入射束を電子電流に変換し、且つ特に表示装置への
接続用に出力信号７を発生させるために該電子電流を増
幅させるのに役立つ。
ロチャネルプレートと一体型である。従って本発明の信
号処理回路はく約ＩＱ−１＠＾〜１０−”入間で変動す
る）１０−のダイナミックレンジを有するヘリウムイオ
ンの入射束を電子電流に変換し、且つ特に表示装置への
接続用に出力信号７を発生させるために該電子電流を増
幅させるのに役立つ。
単に変換セルを交換すれば、ヘリウム漏れ検出器への回
路の適用を電子増倍管を使用する他の分野で容易に使用
することができる。該セルは粒子束又は光子束を電子束
に変換するのに役立つ。
路の適用を電子増倍管を使用する他の分野で容易に使用
することができる。該セルは粒子束又は光子束を電子束
に変換するのに役立つ。
第１図はマイクロチャネルプレートを含む型の従来技術
の電子増倍管を示す図、第２図は第１図のマイクロチャ
ネルプレートの部分断面図、第３図は本発明の信号処理
回路の線図である。 １６９．電子増倍管、４０８．電子コレクタ、５．、、
電子電流、６０１．利得圧縮用増幅器、７１１．出力信
号、８１１．高圧給電装置、 ９００．制御回路。 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、２ 手続補正書 （方式） ％式％ 事件の表示 平成２年特許願第１５４９７４号 ２゜ 発明の名称 電子増倍管により受信される信号の処理回路３゜ 補正をする者 事件との関係
の電子増倍管を示す図、第２図は第１図のマイクロチャ
ネルプレートの部分断面図、第３図は本発明の信号処理
回路の線図である。 １６９．電子増倍管、４０８．電子コレクタ、５．、、
電子電流、６０１．利得圧縮用増幅器、７１１．出力信
号、８１１．高圧給電装置、 ９００．制御回路。 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、２ 手続補正書 （方式） ％式％ 事件の表示 平成２年特許願第１５４９７４号 ２゜ 発明の名称 電子増倍管により受信される信号の処理回路３゜ 補正をする者 事件との関係
Claims (8)
- （１）単一の処理方法を使用して広いダイナミックレン
ジで信号を連続的に測定することを可能とし且つ入力信
号を受信する電子増倍管を含んでいる、電子増倍管によ
り受信される信号の処理回路であって、該回路が、制御
手段を備えた該増倍管用高圧給電装置と、出力信号を発
生し、且つ電子コレクタにより受信されるような該電子
増倍管からの出力信号の関数としてあらゆる測定ダイナ
ミックレンジにおいて連続的に電子増倍管の利得を変更
させるように更に制御手段に作用する利得圧縮用増幅器
からなるフィードバックループとを備えていることを特
徴とする信号の処理回路。 - （２）入力信号と出力信号との問の伝達関数が対数関数
であることを特徴とする請求項１に記載の信号の処理回
路。 - （３）電子増倍管の利得がその供給電圧の関数として指
数的に変動することを特徴とする請求項１に記載の信号
の処理回路。 - （４）フィードバックループの利得圧縮用増幅器が対数
増幅器であることを特徴とする請求項１に記載の信号の
処理回路。 - （５）制御手段が、利得及び基準のパラメータが測定範
囲を限定している比例増幅器であることを特徴とする請
求項２に記載の信号の処理回路。 - （６）電子増倍管がマイクロチャネルプレートであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の信号の処理回路。 - （７）請求項１から６のいずれか一項に記載の電子増倍
管により受信される信号の処理回路の質量分析測定への
適用。 - （８）請求項１に記載の電子増倍管により受信される信
号の処理回路の、識標気体としてヘリウムを使用する漏
れ検出への適用。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8908047 | 1989-06-16 | ||
| FR8908047A FR2648616B1 (fr) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Dispositif de traitement du signal recu par un multiplicateur d'electrons |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0364843A true JPH0364843A (ja) | 1991-03-20 |
Family
ID=9382833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2154974A Pending JPH0364843A (ja) | 1989-06-16 | 1990-06-13 | 電子増倍管により受信される信号の処理回路 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5115667A (ja) |
| EP (1) | EP0402827B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0364843A (ja) |
| AT (1) | ATE121219T1 (ja) |
| DE (1) | DE69018518T2 (ja) |
| ES (1) | ES2070955T3 (ja) |
| FR (1) | FR2648616B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008505456A (ja) * | 2004-07-01 | 2008-02-21 | ヴァーミリオン インコーポレイテッド | 質量分析装置における非線形増幅器およびその使用 |
| JP2012515412A (ja) * | 2009-01-12 | 2012-07-05 | アデイクセン・バキユーム・プロダクト | 高ダイナミック入力信号の測定処理デバイス、対応する漏洩検出器、および測定処理方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2698529B2 (ja) * | 1993-04-06 | 1998-01-19 | 浜松ホトニクス株式会社 | イメージインテンシファイア装置 |
| US5694211A (en) * | 1995-12-19 | 1997-12-02 | Laboratory Of Molecular Biophotonics | Light measuring apparatus for quantizing photon |
| GB9604655D0 (en) * | 1996-03-05 | 1996-05-01 | Fisons Plc | Mass spectrometer and detector apparatus therefor |
| US5866901A (en) * | 1996-12-05 | 1999-02-02 | Mks Instruments, Inc. | Apparatus for and method of ion detection using electron multiplier over a range of high pressures |
| AUPO663497A0 (en) * | 1997-05-07 | 1997-05-29 | Varian Australia Pty Ltd | Detector system for mass spectrometer |
| US6895096B1 (en) * | 1999-04-21 | 2005-05-17 | Deluca John P. | Microchannel plate audio amplifier |
| US8637811B2 (en) | 2011-07-15 | 2014-01-28 | Bruker Daltonics, Inc. | Stabilized electron multiplier anode |
| CN112782547A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-05-11 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种铯原子钟电子倍增器使用寿命的预测方法 |
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