微通道板变形检测装置和检测方法与流程

1.本发明一种微通道板应用技术领域，特别是涉及一种微通道板变形检测装置和检测方法。


背景技术：

2.微通道板是一种特殊光学纤维器件，是一种先进的具有传输、增强电子图像功能的电子倍增器，具有体积小、重量轻、分辨率好、增益高、噪声低、使用电压低等优点，它利用其二次电子发射特性，可使高速碰撞在内壁(通道)上的电子成倍增加，使之达到万倍以上的电子增流，利用这种特性，现在微通道板广泛用于光电倍增管、像增强器，微光电视、x光像增强器、高速示波管，以及光子计数、x-射线、紫外光子、电子、离子、带电粒子、亚原子粒子等的探测。
3.近年来随着对微通道板性能的不断提高，微通道板板面不断扩大、板厚不断减薄、孔径不断变小，微通道板变形问题日渐显著，因此对于微通道板变形检测非常重要。
4.但是，微通道板在制备过程中可能会经过热处理和机械加工后，板体本身会产生热应力和机械应力，由于其界面多，受力复杂，在进行理化处理前可以处于应力平衡，但是经过酸蚀工艺后，原有平衡被打破，实心位置变为空心，受力发生变化，此时微通道板会出现变形，但这种变形是微小的。微通道板在高温环境中还原时，玻璃结构中的氧化物与氢气反应被还原后，板体内结构发生变化，造成应力释放，引起板面的变形，此种变形有时是微小的。经过氢还原的微通道板有时需要在微通道板表面蒸镀电极，在镀膜过程中微通道板内部结构发生变化，要再一次经历热过程，板面会再次产生热应力从而发生微小形变。上述几种微小变形目前均无法检测。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于，提供一种微通道板变形检测装置和检测方法，所要解决的技术问题是为微通道板经过酸蚀工艺、还原工艺、蒸镀工艺等产生的微小变形提供一种检测手段，从而更加适于实用。
6.本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种微通道板变形检测装置，其包括：
7.卡具，为中心镂空或凹陷的结构，其内缘设置有用于安装微通道板的卡槽；
8.刻度盘，设置于所述卡具的下方；所述刻度盘上设置有角度刻度；
9.旋转支架，设置于所述刻度盘的下方，能够使卡具在水平面内旋转；
10.检验光源，设置于所述卡具的上方，能够在所述微通道板上投影。
11.本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
12.优选的，前述的微通道板变形检测装置，其还包括：
13.摄像单元，设置于所述卡具的上方，用于实时拍摄所述检验光源在所述微通道板上的投影图像；
14.控制单元，电性连接所述检验光源、旋转支架和摄像单元；所述检验光源根据控制单元的指令在微通道板上进行投影；所述旋转支架根据控制单元的指令使微通道板随着卡具旋转；所述摄像单元将获取的投影图像传输至控制单元；所述控制单元根据所述投影图像判定所述微通道板的变形结果。
15.优选的，前述的微通道板变形检测装置，其中所述检验光源包括日光灯光源和十字线光源。
16.优选的，前述的微通道板变形检测装置，其中所述检验光源设置于所述卡具的侧上方。
17.优选的，前述的微通道板变形检测装置，其中所述卡槽的宽度≤1.5mm；所述卡槽的内表面为抛光面。
18.本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种微通道板变形检测方法，其包括以下步骤：
19.1)根据微通道板的加工工艺选择检验光源以及确定合格判定标准；
20.2)检验光源在微通道板表面投影；
21.3)旋转所述微通道板，实时监测投影图像，将投影图像的变化情况与合格判定标准进行比较。
22.本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
23.优选的，前述的微通道板变形检测方法，其中所述微通道板为酸蚀微通道板、还原微通道板或蒸镀微通道板；所述酸蚀微通道板使用日光灯光源；所述还原微通道板、蒸镀微通道板使用十字线光源。
24.优选的，前述的微通道板变形检测方法，其中所述微通道板的底面包括有效区和非有效区；所述非有效区包围于所述有效区的外围；所述有效区的通道丝不接触任何物品；所述非有效区的通道丝搭接于卡具上；所述非有效区的宽度≤1.5mm。
25.优选的，前述的微通道板变形检测方法，其中所述检验光源为日光灯光源；步骤3)所述检验光源在微通道板表面投影位于微通道板的直径上；旋转所述微通道板，所述微通道板旋转角度为30
°
～60
°
时进行结果判定：
26.若日光灯光源投影未发生弯曲，则判定微通道板变形合格；
27.若日光灯光源投影发生弯曲，则判定微通道板变形不合格。
28.优选的，前述的微通道板变形检测方法，其中所述检验光源为十字线光源；步骤3)所述检验光源在微通道板表面投影的交叉点位于微通道板的中心位置；旋转所述微通道板，所述微通道板旋转角度为30
°
～60
°
时进行结果判定：
29.若十字线光源投影的线条弯曲，则判定微通道板变形不合格；
30.若十字线光源投影的线条未弯曲，但是两条线形成的夹角≤80
°
或者≥120
°
，则判定微通道板变形不合格；
31.若十字线光源投影的线条未弯曲，但是两条线形成的夹角大于80
°
且小于120
°
，则判定微通道板变形合格。
32.优选的，前述的微通道板变形检测方法，其中所述十字线光源投影的线条未弯曲，但是两条线形成的夹角大于80
°
且小于120
°
的情况下，其还包括以下步骤：
33.在水平面内移动所述微通道板，移动范围≤3mm或者使十字线完全投影在所述微
通道板表面上，旋转所述微通道板，所述微通道板旋转角度为30
°
～60
°
时进行结果判定：
34.若十字线光源投影的线条弯曲，则判定微通道板变形不合格；
35.若十字线光源投影的线条未弯曲，但是两条线形成的夹角≤80
°
或者≥120
°
，则判定微通道板变形不合格；
36.若十字线光源投影的线条未弯曲，但是两条线形成的夹角大于80
°
且小于120
°
，则判定微通道板变形合格。
37.优选的，前述的微通道板变形检测方法，其中检测时间≤1min。
38.借由上述技术方案，本发明提出的一种微通道板变形检测装置和检测方法至少具有下列优点：
39.本发明的微通道板变形检测装置和检测方法能够检测酸蚀微通道板、还原微通道板或蒸镀微通道板等变形微小的微通道板变形检测，结果准确可靠；进一步的，所述微通道板与卡具的搭接量小，且搭接处的表面抛光处理，几乎不会损坏微通道板的表面；进一步的，本发明的检测装置和检测方法操作便捷，检测时间≤1min，可以实现微通道板发热在线快速检验；对于经过酸蚀的微通道板，尽管其开口面积比达50％以上，表面吸附能力也较高，极易吸附杂质且不易去除，但是应用本发明的检测装置和检测方法检测时依然能够保证所述的微通道板不会被污染表面。
40.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
41.图1是本发明的微通道板变形检测装置的结构示意图；
42.图2是本发明的微通道板变形检测装置的结构示意图-俯视图。
具体实施方式
43.为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种微通道板变形检测装置和检测方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
44.在本发明的一个具体实施例中提出了一种微通道板变形检测装置，如附图1和附图2所示，其包括卡具1；所述卡具为中心镂空或凹陷的结构，其内缘设置有用于安装微通道板5的卡槽6；所述卡具的中心设置为镂空结构或者凹陷结构，旨在避免微通道板的底面的有效区接触卡具而被污染或损坏；其内缘的卡槽为凹槽结构，用于搭接待检测的微通道板；所述微通道板变形检测装置还包括刻度盘2，设置于所述卡具1的下方；所述刻度盘2上设置有角度刻度；刻度盘表面的角度标识，是为了使用十字线光源进行检测时，可以方便检验过程中判断十字线夹角的变化情况；所述微通道板变形检测装置还包括刻旋转支架3，设置于所述刻度盘2的下方，通过旋转支架能够使微通道板随着卡具在水平面内进行360
°
旋转；在所述卡具随着所述旋转支架旋转时，所述刻度盘始终保持静止状态；所述旋转支架可以实现微通道板的匀速旋转，以保持微通道板面旋转过程平稳，不会造成旋转过程中微通道板
面飞出卡具的问题；一般的，其旋转方式为2种，一种是1
°
/秒持续匀速旋转，一种为可调旋转角度；常规检验时，一般使用持续匀速旋转模式，用于分辨微通道板是否存在变形问题；所述微通道板变形检测装置还包括检验光源4，设置于所述卡具1的上方，能够在所述微通道板5上投影。
45.在本发明的一个具体实施例中，所述微通道板变形检测装置还包括还包括摄像单元，设置于所述卡具的上方，用于实时拍摄所述检验光源在所述微通道板上的投影图像；当使用摄像单元拍摄记录图片时，所述旋转支架一般是每5s旋转一个角度，用于连接摄像单元记录投影图片；所述微通道板变形检测装置还包括控制单元，电性连接所述反光测量单元、检验光源、旋转支架和摄像单元；所述控制单元根据反光测量单元的测量结果选择检验光源和确定合格判定标准；所述检验光源根据控制单元的指令在微通道板上进行投影；所述旋转支架根据控制单元的指令使微通道板旋转；所述摄像单元将获取的投影图像传输至控制单元；所述控制单元根据所述投影图像自动与预设的判定标准进行比对，从而判定所述微通道板的变形结果。
46.在本发明的一个具体实施例中，所述检验光源包括日光灯光源和十字线光源。所述十字线光源为白炽灯，灯盘上配有十字线，该十字线为激光刻蚀在灯盘表面的线条，两条线形成的角度为90
°
，且两条线的交叉点位于每条线的中点位置。
47.在本发明的一个具体实施例中，所述十字线光源的线宽在0.5mm以内，此线宽的选择是由于微通道板为多孔结构，表面折射现象更明显；若十字线超过一定宽度后，当十字线投影至微通道板表面时，在折射的作用下十字线周围会产生光晕，影响检测结果。
48.在本发明的一个具体实施例中，所述检验光源设置于所述卡具的侧上方；如此设计的原因在于当使用十字线光源时，检验光源设在侧面比设在正面时的线条更清晰，更便于观察十字线的变形情况，检测结果更准确。
49.在本发明的一个具体实施例中，所述卡槽的宽度≤1.5mm。本发明待检测的微通道板底面包括有效区和非有效区；所述非有效区包围于所述有效区的外围。由于微通道板的有效区是近似圆形的十二边形，因此实际有效区与非有效区是有交叉的，为了避免有效区内的通道丝搭接在检测装置的卡具的卡槽上造成微通道板面的污染，因此要求卡具凹槽边缘宽度小于1.5mm。所述有效区的通道丝不接触任何物品以避免检验过程对微通道板面造成损坏；所述非有效区的通道丝搭接于卡槽上。所述卡槽的内表面为抛光面，如此设计的原因在于避免微通道板与所述卡槽搭接时损坏微通道板的板面质量。由于检测装置的卡具只起到搭接支撑待检测微通道板的作用，因此各种规格、各种形状的微通道板均可以采用本发明的微通道板检测装置进行检验。常用的微通道板一般为φ16mm、φ20mm、φ25mm、φ33mm、φ50mm、φ56mm等圆形的微通道板，除此以外还有矩形或正方形的微通道板也可以用该测试装置进行变形检验。
50.在本发明的一个具体实施例中，所述卡槽的宽度≤0.5mm；如此设计的原因在于进一步减少微通道板底面与检测装置的卡具的搭接量，尽可能保护微通道板面质量。
51.本发明还提出一种微通道板变形检测方法，其包括以下步骤：
52.1)根据微通道板的加工工艺选择检验光源以及确定合格判定标准；
53.2)检验光源在微通道板表面投影；
54.3)旋转所述微通道板，实时监测投影图像，将投影图像的变化情况与合格判定标
准进行比较。
55.本发明所述的微通道板变形检测方法尤其适用于变形微小的微通道板变形检测。一般的，所述微通道板为酸蚀微通道板、还原微通道板或蒸镀微通道板；所述酸蚀微通道板使用日光灯光源；所述还原微通道板、蒸镀微通道板使用十字线光源。本发明设计使用日光灯光源检验酸蚀微通道板，其原因在于酸蚀后的微通道板表面的光反射能力差，而日光灯光源的光强更高，通过日光灯光源可以在酸蚀后的微通道板表面形成投影，从而观察变形情况；进一步的，酸蚀后微通道板面的变形情况更微小，而日光灯光源的投影线更粗，投影线的变化情况更明显，更容易观察投影线是否发生弯曲。本发明设计使用十字线光源检验还原微通道板以及蒸镀微通道板，其原因在于还原的或者蒸镀的微通道板的表面反射能力强，特别是蒸镀后的微通道板表面还存在光散射作用，因此采用十字线光源，且使光源从侧面入射的方式可以减小光散射对检验结果的影响。
56.所述微通道板的底面包括有效区和非有效区；所述非有效区包围于所述有效区的外围；所述有效区的通道丝不接触任何物品；所述非有效区的通道丝搭接于卡具上；优选所述非有效区的宽度≤1.5mm。
57.所述检验光源为日光灯光源；步骤3)所述检验光源的投影呈现于微通道板表面；优选步骤3)所述检验光源在微通道板表面投影位于微通道板的直径上；旋转所述微通道板，所述微通道板旋转角度为30
°
～60
°
时进行结果判定：若日光灯光源投影未发生弯曲，则判定微通道板变形合格；若日光灯光源投影发生弯曲，则判定微通道板变形不合格。
58.所述检验光源为十字线光源；步骤3)所述检验光源的投影呈现于微通道板表面；优选步骤3)所述检验光源在微通道板表面投影的交叉点位于微通道板的中心位置；旋转所述微通道板，所述微通道板旋转角度为30
°
～60
°
时进行结果判定：若十字线光源投影的线条弯曲，则判定微通道板变形不合格；若十字线光源投影的线条未弯曲，但是两条线形成的夹角≤80
°
或者≥120
°
，则判定微通道板变形不合格；若十字线光源投影的线条未弯曲，但是两条线形成的夹角大于80
°
且小于120
°
，则判定微通道板变形合格。
59.根据上述技术方案检验所述微通道板变形合格后，为了进一步确认微通道板变形结果的可靠性，本发明还可以包括以下步骤：在水平面内移动所述微通道板，移动范围≤3mm或者使十字线完全投影在所述微通道板表面上，旋转所述微通道板，所述微通道板旋转角度为30
°
～60
°
时进行结果判定：若十字线光源投影的线条弯曲，则判定微通道板变形不合格；若十字线光源投影的线条未弯曲，但是两条线形成的夹角≤80
°
或者≥120
°
，则判定微通道板变形不合格；若十字线光源投影的线条未弯曲，但是两条线形成的夹角大于80
°
且小于120
°
，则判定微通道板变形合格。
60.优选的，每片所述微通道板变形检测的检测时间≤1min，如此设计的原因在于避免板面落灰尘，影响板面质量。
61.下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
62.若无特殊说明，以下所涉及的材料、试剂等均为本领域技术人员熟知的市售商品；若无特殊说明，所述方法均为本领域公知的方法。除非另外定义，所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内的普通技术人员所理解的通常意义。
63.实施例1
64.酸洗工艺加工后的微通道板变形检验：
65.(1)将与待检验微通道板匹配的卡具清洗、烘干后，放置在检验平台上，开启日光灯光源。
66.(2)将待测微通道板从酸蚀卡具上取下，放置在检测装置的卡具上，调整日光灯光源在水平面内的位置，使所述日光灯光源投影于微通道板表面上；进一步的调整日光灯光源在水平面内的位置，使所述日光灯光源投影于微通道板的直径上。
67.(3)旋转检测装置的卡具，在卡具旋转30
°
～60
°
的角度范围内，目视观察日光灯光源的投影变化；微通道板变形合格与否的判定标准如下：日光灯光源的投影未发生弯曲则为合格，日光灯光源的投影发生弯曲则为不合格。
68.通过本实施例的检测方法检测20片酸洗工艺加工后的微通道板，再通过激光干涉仪在微通道板表面产生干涉条纹确定微通道板的平面度，结果表明：本实施例所述的方法与激光干涉仪测试的结果完全相符，说明本实施例所述的检测方法检测结果准确可靠；且本实施例所述的检测方法操作便捷，可以实现在线快速检验。
69.实施例2
70.镀膜工艺加工后的微通道板变形检验：
71.(1)将与待检验微通道板匹配的卡具清洗、烘干后，放置在检验平台上，开启十字线光源。
72.(2)将待测微通道板从镀膜卡具上取下，放置在检测装置的卡具上，调整十字线光源在水平面内的位置，使所述十字线光源投影于微通道板表面上；进一步的调整十字线光源在水平面内的位置，使所述十字线光源的交叉点投影于微通道板的中心位置上。
73.(3)旋转检测装置的卡具，在卡具旋转30
°
～60
°
的角度范围内，目视观察十字线光源的投影变化；微通道板变形合格与否的判定标准如表1所示。
74.通过本实施例的检测方法检测20片镀膜工艺加工后的微通道板，再通过激光干涉仪在微通道板表面产生干涉条纹确定微通道板的平面度，结果表明：本实施例所述的方法与激光干涉仪测试的结果基本相符，仅有1片微通道板的检测结果略有差异，说明本实施例所述的检测方法检测结果基本准确可靠；且本实施例所述的检测方法操作便捷，可以实现在线快速检验。
75.实施例3
76.在实施例2的基础上，当微通道板变形检验为合格时，继续在水平面内移动检测装置的卡具，移动范围应小于3mm或根据板面规格保持十字线投影可以完全在微通道板表面呈现。按照表1所示的标准判定微通道板变形的结果。
77.通过本实施例的检测方法检测20片镀膜工艺加工后的微通道板，再通过激光干涉仪在微通道板表面产生干涉条纹确定微通道板的平面度，结果表明：本实施例所述的方法与激光干涉仪测试的结果完全相符，说明本实施例所述的检测方法检测结果准确可靠；且本实施例所述的检测方法操作便捷，可以实现在线快速检验。
78.表1十字线光源的投影变化与检验结果判定表
[0079][0080]
本发明权利要求和/或说明书中的技术特征可以进行组合，其组合方式不限于权利要求中通过引用关系得到的组合。通过权利要求和/或说明书中的技术特征进行组合得到的技术方案，也是本发明的保护范围。
[0081]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。