JPH0738301B2 - 光電子増倍装置 - Google Patents
光電子増倍装置Info
- Publication number
- JPH0738301B2 JPH0738301B2 JP58242114A JP24211483A JPH0738301B2 JP H0738301 B2 JPH0738301 B2 JP H0738301B2 JP 58242114 A JP58242114 A JP 58242114A JP 24211483 A JP24211483 A JP 24211483A JP H0738301 B2 JPH0738301 B2 JP H0738301B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- photomultiplier tube
- photomultiplier
- tube
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J43/00—Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
- H01J43/04—Electron multipliers
- H01J43/30—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the tube and not otherwise provided for
Landscapes
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光電子増倍管の温度特性を補償した光電子増倍
装置に関する。
装置に関する。
光電子増倍管は、入射した光を電子に変えて、その電荷
を10万倍程度に増幅するもので、放射線測定や光分析あ
るいは分光計を用いた試験等に用いられる。
を10万倍程度に増幅するもので、放射線測定や光分析あ
るいは分光計を用いた試験等に用いられる。
ところで光電子増倍管は、周囲の温度に応じてその出力
特性が変化する。例えば放射線測定のために光電子増倍
管を直接大気に触れる状態で屋外に配置したとすると、
一年を通じてその出力が数十パーセントもの範囲で変動
することになり、測定が不可能となる。そこで従来では
光電子増倍管の周囲を厚い断熱材で被覆し、更に断熱材
内部に温度調節用のヒータを取り付けて、温度の影響を
除去する工夫が行われていた。また光電子増倍管の外壁
近くに温度検出器を設けておき、温度の変動に応じてプ
リアンプ等の後段の回路部分で出力の補償を行う場合も
あった。
特性が変化する。例えば放射線測定のために光電子増倍
管を直接大気に触れる状態で屋外に配置したとすると、
一年を通じてその出力が数十パーセントもの範囲で変動
することになり、測定が不可能となる。そこで従来では
光電子増倍管の周囲を厚い断熱材で被覆し、更に断熱材
内部に温度調節用のヒータを取り付けて、温度の影響を
除去する工夫が行われていた。また光電子増倍管の外壁
近くに温度検出器を設けておき、温度の変動に応じてプ
リアンプ等の後段の回路部分で出力の補償を行う場合も
あった。
しかしながら前者の光電子増倍装置では、断熱材を含め
た装置全体がかなりの大きさとなり、消費電力も多くな
るという欠点があった。また後者の光電子増倍装置で
は、気温の変動に対する光電子増倍管の温度変化と温度
検出器の応答がかなり異なり、正確な温度補償が困難で
あった。すなわち光電子増倍管の内部は真空に保たれて
いるので、熱の伝導が少なく、温度変化が極めて緩やか
であり、温度検出器を用いてこの内部温度を常に正確に
推定し補償することは現実的に不可能であった。
た装置全体がかなりの大きさとなり、消費電力も多くな
るという欠点があった。また後者の光電子増倍装置で
は、気温の変動に対する光電子増倍管の温度変化と温度
検出器の応答がかなり異なり、正確な温度補償が困難で
あった。すなわち光電子増倍管の内部は真空に保たれて
いるので、熱の伝導が少なく、温度変化が極めて緩やか
であり、温度検出器を用いてこの内部温度を常に正確に
推定し補償することは現実的に不可能であった。
本発明はこのような事情に鑑み、特別な断熱構造を必要
とせず高精度に光電子増倍管の管内の温度を検出し補償
を行うことのできる光電子増倍装置を提供することをそ
の目的とする。
とせず高精度に光電子増倍管の管内の温度を検出し補償
を行うことのできる光電子増倍装置を提供することをそ
の目的とする。
本発明では、（イ）光電子増倍管と、（ロ）この光電子
増倍管内あるいはこれとほぼ同等の温度特性を示す真空
の管内に配置され、光電子増倍管と共通の電源に接続さ
れた温度検出器と、（ハ）この温度検出器の検出出力を
用いて光電子増倍管内部の温度変化にかかわらずこの光
電子増倍管の出力特性が一定となるように補償する温度
補償回路とを光電子増倍装置に具備させる。
増倍管内あるいはこれとほぼ同等の温度特性を示す真空
の管内に配置され、光電子増倍管と共通の電源に接続さ
れた温度検出器と、（ハ）この温度検出器の検出出力を
用いて光電子増倍管内部の温度変化にかかわらずこの光
電子増倍管の出力特性が一定となるように補償する温度
補償回路とを光電子増倍装置に具備させる。
すなわち、本発明では光電子増倍管内あるいはこれとほ
ぼ同等の温度特性を示す真空の管内に温度検出器を配置
すると共に、この温度検出器の電源を光電子増倍管のそ
れと共通にする。温度検出器が光電子増倍管等の真空の
管内に配置されるので、温度変化を正確に検出すること
ができ、高精度の温度補償が可能になる。また、温度検
出器と光電子増倍管の電源が共通なので、回路構成も簡
単になる。
ぼ同等の温度特性を示す真空の管内に温度検出器を配置
すると共に、この温度検出器の電源を光電子増倍管のそ
れと共通にする。温度検出器が光電子増倍管等の真空の
管内に配置されるので、温度変化を正確に検出すること
ができ、高精度の温度補償が可能になる。また、温度検
出器と光電子増倍管の電源が共通なので、回路構成も簡
単になる。
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
第１図は光電子増倍管の内部に温度検出器を取り付けた
状態を表わしたものである。光電子増倍管は電極構造に
よって幾つかの種類に分類することができる。図では静
電界形の光電子増倍管を示している。光電子増倍管11の
内部には、光の入射によって電子を発生するフォトカソ
ード12が配置されている。発生した電子は破線で示した
ように第１ダイノード13-1に入射し、ここで２次電子の
増倍を行う。続いて第２ダイノード13-2、第３ダイノー
ド13-3と順次増倍が繰り返され、最終段のアノード14か
ら増倍後の信号が取り出される。サーミスタあるいはポ
ジスタ等の温度検出器15は、電子あるいは光の進路をな
るべく阻害しない場所に配置される。管内は真空のため
熱の移動はほとんどない。また管内に特別な熱発生源は
存在しないので、温度検出器15の配置すべき箇所に上記
した以外の特別の制限は存在しない。しかしながら温度
検出器15を管壁や電極ピンと直接接触させることは、外
部の温度の影響を受けることとなり好ましくない。本実
施例では、光を電子に変換するフォトカソード12の温度
変化を重視し、温度検出器15をこのフォトカソード12の
近傍に配置している。
状態を表わしたものである。光電子増倍管は電極構造に
よって幾つかの種類に分類することができる。図では静
電界形の光電子増倍管を示している。光電子増倍管11の
内部には、光の入射によって電子を発生するフォトカソ
ード12が配置されている。発生した電子は破線で示した
ように第１ダイノード13-1に入射し、ここで２次電子の
増倍を行う。続いて第２ダイノード13-2、第３ダイノー
ド13-3と順次増倍が繰り返され、最終段のアノード14か
ら増倍後の信号が取り出される。サーミスタあるいはポ
ジスタ等の温度検出器15は、電子あるいは光の進路をな
るべく阻害しない場所に配置される。管内は真空のため
熱の移動はほとんどない。また管内に特別な熱発生源は
存在しないので、温度検出器15の配置すべき箇所に上記
した以外の特別の制限は存在しない。しかしながら温度
検出器15を管壁や電極ピンと直接接触させることは、外
部の温度の影響を受けることとなり好ましくない。本実
施例では、光を電子に変換するフォトカソード12の温度
変化を重視し、温度検出器15をこのフォトカソード12の
近傍に配置している。
第２図は本実施例の光電子増倍装置を表わしたものであ
る。光電子増倍管のアノード14には、高電圧印加端子21
から＋800〜＋1300V程度の高電圧（＋VH）が印加される
ようになっている。この高電圧は、抵抗22を直列に接続
したデバイダによって順次降下され、各ダイオード13-N
〜13-Iおよびグリッド23に印加される。デバイダの最終
段の抵抗22Dの他端はフォトカソード12に接続されてい
る。またアノード14から得られる出力は、コンデンサ25
を介して出力端子24へ送られ、図示しないプリアンプに
入力されるようになっている。
る。光電子増倍管のアノード14には、高電圧印加端子21
から＋800〜＋1300V程度の高電圧（＋VH）が印加される
ようになっている。この高電圧は、抵抗22を直列に接続
したデバイダによって順次降下され、各ダイオード13-N
〜13-Iおよびグリッド23に印加される。デバイダの最終
段の抵抗22Dの他端はフォトカソード12に接続されてい
る。またアノード14から得られる出力は、コンデンサ25
を介して出力端子24へ送られ、図示しないプリアンプに
入力されるようになっている。
さて、フォトカソード12はトランジスタ27のコレクタと
抵抗28の一端にも接続されている。トランジスタ27は温
度補償のための電流制御を行う素子で、そのベースに温
度検出器15とこれによる補正量を設定するためのポテン
ショメータ29から成る並列回路の一端を接続している。
この並列回路には、前記した抵抗28と直列に接続された
ツェナーダイオード31によって設定される定電圧が印加
されるようになっている。この定電圧は、温度検出器15
の温度特性に応じて極性の切り換えが行われる。極性切
換スイッチ32はこのためのスイッチであり、回路調整時
に図の側あるいは側に接点の設定が行われる。
抵抗28の一端にも接続されている。トランジスタ27は温
度補償のための電流制御を行う素子で、そのベースに温
度検出器15とこれによる補正量を設定するためのポテン
ショメータ29から成る並列回路の一端を接続している。
この並列回路には、前記した抵抗28と直列に接続された
ツェナーダイオード31によって設定される定電圧が印加
されるようになっている。この定電圧は、温度検出器15
の温度特性に応じて極性の切り換えが行われる。極性切
換スイッチ32はこのためのスイッチであり、回路調整時
に図の側あるいは側に接点の設定が行われる。
トランジスタ27のエミッタとツェナーダイオードのアノ
ード側は、一端を接地されたポテンショメータ33の他端
にそれぞれ接続されている。このポテンショメータは、
光電子増倍管のゲインを調整するためのものである。
ード側は、一端を接地されたポテンショメータ33の他端
にそれぞれ接続されている。このポテンショメータは、
光電子増倍管のゲインを調整するためのものである。
以上のような回路で光電子増倍管のフォトカソード12に
印加される電圧をＶとする。この電圧Ｖはトランジスタ
27のコレクタ・エミッタ間を流れる電流I1および抵抗28
を流れる電流I2によって決定されることになる。今デバ
イダの各抵抗22の抵抗値の和をＲとする。この場合にお
いて第３図は極性切換スイッチ32が側に選択された状
態を表わし、第４図は側に選択された状態を表わす。
印加される電圧をＶとする。この電圧Ｖはトランジスタ
27のコレクタ・エミッタ間を流れる電流I1および抵抗28
を流れる電流I2によって決定されることになる。今デバ
イダの各抵抗22の抵抗値の和をＲとする。この場合にお
いて第３図は極性切換スイッチ32が側に選択された状
態を表わし、第４図は側に選択された状態を表わす。
第３図で温度検出器15の抵抗値をRT、抵抗28の抵抗値を
RZ、ポテンショメータ29の抵抗値をRL、トランジスタ27
のベースと極性切換スイッチ32の間に配置された固定抵
抗35の抵抗値をRBとする。またツェナーダイオード31の
両端に現われる定電圧をVZとする。この場合に以下の式
が成立する。
RZ、ポテンショメータ29の抵抗値をRL、トランジスタ27
のベースと極性切換スイッチ32の間に配置された固定抵
抗35の抵抗値をRBとする。またツェナーダイオード31の
両端に現われる定電圧をVZとする。この場合に以下の式
が成立する。
この（１）式は次のように変形することができる。
ところでトランジスタ27のベース電位をVBとし、ベース
・エミッタ間の電圧をVBEで表わすと、電流IIは次のよ
うになる。
・エミッタ間の電圧をVBEで表わすと、電流IIは次のよ
うになる。
VB≫VBEの場合、（３）式は次のように変形できる。
ここで抵抗値RUは次の如く定義する。
ただし、R0を０℃における抵抗値とし、Ｂをサーミスタ
定数、Ｔを温度（℃）またＫをポテンショメータ29の補
正量設定位置（０≦Ｋ≦１）とすると、 RM＝Ｋ・RL である。
定数、Ｔを温度（℃）またＫをポテンショメータ29の補
正量設定位置（０≦Ｋ≦１）とすると、 RM＝Ｋ・RL である。
（４）式を変形すると次のようになる。
よって光電子増倍管のフォトカソード12に印加される電
圧Ｖは、極性切換スイッチ32が側に設定された場合
（第３図）には、（２）式を変形して次のようになる。
圧Ｖは、極性切換スイッチ32が側に設定された場合
（第３図）には、（２）式を変形して次のようになる。
極性切換スイッチ32が側に設定された第４図の場合に
は、抵抗値RBとRUを入れ換えることにより、電圧Ｖを求
めることができる。
は、抵抗値RBとRUを入れ換えることにより、電圧Ｖを求
めることができる。
以上の（５）式で の項、および（６）式で の項は、光電子増倍管の内部温度によって変化する。す
なわち極性切換スイッチ32の極性を選択し、ポテンショ
メータ29の補正量設定位置Ｋを調整することにより、電
圧Ｖを温度に応じて変化させ、出力特性を一定に保つこ
とができる。
なわち極性切換スイッチ32の極性を選択し、ポテンショ
メータ29の補正量設定位置Ｋを調整することにより、電
圧Ｖを温度に応じて変化させ、出力特性を一定に保つこ
とができる。
また高電圧VHを変化しても温度系数の項は変化しない。
したがって温度系数の設定が容易となる。
したがって温度系数の設定が容易となる。
ところで以上の説明では、（３）式で存在した電圧VBE
の項を（４）式で削除した。電圧VBEを存置させた場合
には、電流IIは次のようになる。
の項を（４）式で削除した。電圧VBEを存置させた場合
には、電流IIは次のようになる。
従って（６）式は次のようになる。
ここで電圧VBEの温度係数は次式で表わされる。
VBE＝0.6−３×10-3T また（７）式は次のようになる。
電圧VBEの温度変化による電圧Ｖの変動が問題となる
が、この電圧変動は、温度が０℃から55℃まで変化した
ときであっても0.35ボルト以下である。この実施例の場
合、VHが1000ボルトのとき、電圧Ｖは133ボルトから205
ボルトまで変化する。従って電圧VBEの変動は実質上無
視できることになる。
が、この電圧変動は、温度が０℃から55℃まで変化した
ときであっても0.35ボルト以下である。この実施例の場
合、VHが1000ボルトのとき、電圧Ｖは133ボルトから205
ボルトまで変化する。従って電圧VBEの変動は実質上無
視できることになる。
このことは、補正量設定位置Ｋを０にしたとき、すなわ
ち温度検出器15の両端を短絡し補正量を零とした状態
で、電圧Ｖの温度係数をほぼ零にすることができること
を意味する。
ち温度検出器15の両端を短絡し補正量を零とした状態
で、電圧Ｖの温度係数をほぼ零にすることができること
を意味する。
このように本発明によれば、温度検出器を光電子増倍管
あるいはこれと等価な真空の管に封じ込み、温度補償を
行うこととしたので、温度変化に対する応答性が良く温
度補償を高精度に行うことができる。また管外に配置さ
れる補正回路は光電子増倍管に加える電圧電源を兼用で
きるので、安価であり、またこれにより消費電力が特に
増加することもない。
あるいはこれと等価な真空の管に封じ込み、温度補償を
行うこととしたので、温度変化に対する応答性が良く温
度補償を高精度に行うことができる。また管外に配置さ
れる補正回路は光電子増倍管に加える電圧電源を兼用で
きるので、安価であり、またこれにより消費電力が特に
増加することもない。
第１図は温度検出器を取り付けた光電子増倍管の原理
図、第２図は本発明の一実施例における光電子増倍装置
の回路図、第３図および第４図は第２図に示した回路に
おける極性切換スイッチの各設定状態別の回路図であ
る。 11……光電子増倍管、15……温度検出器、21……高電圧
印加端子、27……トランジスタ、29……ポテンショメー
タ。
図、第２図は本発明の一実施例における光電子増倍装置
の回路図、第３図および第４図は第２図に示した回路に
おける極性切換スイッチの各設定状態別の回路図であ
る。 11……光電子増倍管、15……温度検出器、21……高電圧
印加端子、27……トランジスタ、29……ポテンショメー
タ。
Claims (1)
- 【請求項１】光電子増倍管と、 この光電子増倍管内あるいはこれとほぼ同等の温度特性
を示す真空の管内に配置され、光電子増倍管と共通の電
源に接続された温度検出器と、 この温度検出器の検出出力を用いて前記光電子増倍管内
部の温度変化にかかわらずこの光電子増倍管の出力特性
が一定となるように補償する温度補償回路 とを具備することを特徴とする光電子増倍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58242114A JPH0738301B2 (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 光電子増倍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58242114A JPH0738301B2 (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 光電子増倍装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60136147A JPS60136147A (ja) | 1985-07-19 |
| JPH0738301B2 true JPH0738301B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=17084502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58242114A Expired - Lifetime JPH0738301B2 (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 光電子増倍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738301B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4571252B2 (ja) * | 1999-08-04 | 2010-10-27 | 燕 河田 | 光電子増倍管を用いた計測装置及びアフターパルス低減方法 |
| JP4471610B2 (ja) | 2003-09-10 | 2010-06-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電子管 |
| JP4471608B2 (ja) | 2003-09-10 | 2010-06-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電子管 |
| JP4471609B2 (ja) | 2003-09-10 | 2010-06-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電子管 |
| JP4424950B2 (ja) | 2003-09-10 | 2010-03-03 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電子線検出装置及び電子管 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS497247U (ja) * | 1972-05-04 | 1974-01-22 | ||
| JPS5227774U (ja) * | 1975-08-16 | 1977-02-26 |
-
1983
- 1983-12-23 JP JP58242114A patent/JPH0738301B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60136147A (ja) | 1985-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6407390B1 (en) | Temperature compensated scintillation detector and method | |
| Spicer et al. | Measurement of photoemitted electron energy distributions by an ac method | |
| US6538250B2 (en) | Microbolometer focal plane array with controlled bias | |
| US4330749A (en) | Electrometer apparatus | |
| US5475623A (en) | Method for the conversion of a measured signal, a converter as well as a measurement setup and a pirani measuring circuit | |
| US6420710B1 (en) | Device for spectrometric measurement in the field of gamma photon detection | |
| JPH0738301B2 (ja) | 光電子増倍装置 | |
| US4292539A (en) | Compensated count-rate circuit for radiation survey meter | |
| Jansson et al. | Theoretical analysis of pulse bias heating of resistance bolometer infrared detectors and effectiveness of bias compensation | |
| US7271395B2 (en) | Device and method for the measurement of depth of interaction using co-planar electrodes | |
| US3963931A (en) | X-ray tube current monitor | |
| JPH05288621A (ja) | 半導体圧力センサ用の圧力検出回路 | |
| US5519304A (en) | Circuit for measuring the state of charge of an electrochemical cell | |
| JP3522596B2 (ja) | ループゲイン制御用非線形電流ミラー | |
| US3398279A (en) | Radiometer having a wide range of spectral response | |
| US3465157A (en) | Temperature compensating circuits for photoelectric devices | |
| Kuper et al. | A Monitor for Low Intensity Gamma‐Rays | |
| JPH0534771B2 (ja) | ||
| RU2110073C1 (ru) | Способ измерения активных сопротивлений | |
| Kasparov et al. | Sensors for photoemission temperature measurements | |
| Barnes et al. | Techniques for measuring the dynamic characteristics of a low pressure discharge | |
| JPS6348014B2 (ja) | ||
| Harmer et al. | An infra-red radiation pyrometer | |
| JP3132510B2 (ja) | 光センサ回路 | |
| SU1717975A1 (ru) | Схема измерени излучени |