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MCP常见故障原因分析与案例介绍

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工作原理


微通道板是一种具有电子倍增功能的真空电子器件,主要由数百万到数千万的直径从4 mm到25 um的超薄导电玻璃毛细管组成,毛细管的长度在0.20 mm到1.0 mm之间。其中微通道板是利用固体的二次电子发射特性来工作的,每个通道的内壁都有特定的二次电子发射材料,当电子或粒子进入通道时,产生的二次电子可以从通道壁发射出来。然后这些电子通过施加在MCP两端的电场加速,并沿抛物线轨迹运动并撞击相反的壁,通过这种方式进一步产生二次电子。这个过程沿着通道重复多次,最后从输出端释放出大量电子。



损坏原因


正常的MCP需要工作在真空的环境下,才能实现对离子和多种粒子的探测,但是如果MCP出现异常,可能会导致探测信号的异常和失真,严重的MCP故障可能会导致真空系统的污染等。其中不管是MCP裸片还是MCP组件,最核心的是MCP板,它是一层非常薄的玻璃板,所以在使用的时候,一定是需要非常注意。



目前MCP的损坏原因我们根据使用的先后顺序主要要分为以下几种:


1. 使用前:一般在使用前,常见的MCP损坏的原因主要是由于外力的冲击或者是剧烈的碰撞,导致板材的破损,或者是裂开。其中组件由于已经将MCP和法兰安装在一起,所以不太容易损坏,除非是直接用外力冲击MCP的部位;MCP裸片由于没有法兰的保护,如果客户需要自己安装或者拆卸,需要借助一定的工具,均匀的抓取MCP的周围,如果受力不均匀或者是力过大,均会导致MCP组件的裂开,所以需要格外小心。



2. 使用中:其中在MCP使用的过程中,常见的损坏原因主要有两点:
① 灰尘、杂质污染:由于MCP需要在真空环境中工作,在工作时MCP的两端都需要上千伏的电压,所以如果在安装的时候有灰尘、毛发等杂质的污染,都会导致MCP在工作的时候造成放电,从而引起MCP板的损坏。所以在安装MCP或者MCP组件的时候,我们都需要客户在洁净间内进行相关的操作,同时操作人员,需要穿洁净服和防静电手套,禁止用手直接触摸MCP表面,如果在安装过程中,发现有异物污染,需要停止安装,联系工程师,寻求清洁方法。同时在安装MCP和MCP组件前,我们需要对真空腔体和其他使用到的部件进行清洁,防止交叉污染;


② 真空度不足:MCP在使用的时候需要在真空的环境中,其中不同的型号和组件对真空度的要求不一样,所以我们需要按照产品手册中的要求提供真空环境,如果真空度不足,也就是存在大气的成分,那MCP在工作的时候,就会电离相关的大气成分,造成MCP组件异常的放电,会造成MCP的损坏。所以在使用之前,我们需要按照产品手册的真空要求提供真空环境,真空度可以高于我们的参数要求,但是不能低于我们的参数要求。


3. 使用后:一般如果不是长时间的使用,或者需要对MCP或者MCP组件进行拆卸保存的时候,我们对于MCP和MCP的组件的保存也有一定的要求,其中如果保存不当或者是直接暴露在大气下进行保存,都会导致MCP的污染和损坏,从而导致下一次的使用出现问题。


由于MCP容易吸收空气中的水分,所以我们建议MCP和MCP组件需要保存在真空环境下或者是干燥的氮气池中。如果是真空环境,真空度需要低于13 Pa,同时需要保证真空环境的清洁,防止油污污染。如果是氮气池,需要使用过滤器对氮气进行过滤(过滤器建议小于0.45 um),同时需要控制湿度小于20%或者是更低,另外氮气池也需要清洁,防止油污污染或者是其他杂质的污染。


典型案例



案例一:外力冲击导致MCP板破裂


案例二:MCP在工作时异常放电引起损坏



售后说明


MCP的损坏无法进行维修和替换。所以在使用的时候,请严格按照参数要求进行设置,如果对使用存在问题,需要联系工程师,切记不要抱着试一试的想法,可能会导致MCP的不可逆的损伤。


相关工程师



针对以上内容,如您有任何问题,欢迎联系我们



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