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磁场对光电倍增管的影响主要是影响电子的飞行轨迹,其中对大小的影响,取决于磁场的方向。不同的光电倍增管结构受到的影响各不相同。一般而言,从阴极到第一倍增级的距离越长,光电倍增管就越容易受到影响,因此端窗型的光电倍增管和大口径的光电倍增管在使用时应该充分注意磁场的影响。
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图1 与光电倍增管管轴垂直磁场的影响曲线
其中,磁场方向的不同,对光电倍增管的影响各不相同,在不同的方向,磁场的影响可以参考下图:
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图2 不同磁场方向上对于光电倍增管输出的影响
所以为了降低磁场对光电倍增管使用的影响,我们可以采取磁屏蔽措施,利用磁场在高导磁率物体内侧变弱的性质,可以得到一个较好的磁屏蔽效果,最简单的方法就是采用与阴极同电位的坡镆合金进行磁屏蔽。
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图3 有磁屏蔽后的输出变化率
其中,磁屏蔽筒距离阴极面的距离,也会影响光电倍增管。具体影响可以参考下图:
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图4 磁屏蔽到阴极面之间的距离对阳极输出的影响
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以上磁场对光电倍增管的影响都是处在直流磁场中的情形。对于在交流磁场中,如果磁场频率高时,会引起屏蔽度的下降,特别是在壁厚的区域屏蔽度下降会更明显,在1-10 KHz的高频磁场中,希望可以使用0.05-0.1毫米左右的磁屏蔽材料。因此,磁屏蔽筒的厚度设计必须兼顾饱和磁通密度和频率特性来决定。
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图5 磁屏蔽筒的频率特性
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如下图所示,是各种光电倍增管的磁特性以及使用磁屏蔽筒时的屏蔽效果:
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在使用磁屏蔽筒时,由于会受到机械外力,会造成里面光电倍增管的损坏,因此,在设计磁屏蔽筒时,屏蔽筒的直径要比光电倍增管的直径要大一点,尽量将光电倍增管和屏蔽筒同轴心,可以使用绝缘的软带包裹光电倍增管然后封装在磁屏蔽筒中。
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