Qualitätssicherung / Maximale Zählrate
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Abb. 1 Schema der Messung des Zählraten ggn. Zählraten-Diagramms
Abb. 2 Oszilloskopaufnahmen bei einer Betriebsspannung von 2300 V. Links: Zählrate 3 x 10e4 cps, rechts: Zählrate 4 x 10e5 cps. Die vertikale Skala ist 20 mV
 
 
Abb. 3 Oszilloskopaufnahmen unter den gleichen Bedingungen wie Abb. 2. Links: Zählrate 7 x 10e5 cps, rechts: Zählrate 2 x 10e6 cps. Alle Bilder sind über 1024 Frames gemittelt
 
 
 
Abb. 4 PHOIBOS SCD (SPECS GmbH)
 

Abb. 5 Das CEM-Modell KBLA2107-EDR wird im SPECS PHOIBOS SCD eingesetzt

 

Verstärkung ggn. Zählraten-Diagramm

Die maximale Zählrate eines CEMs ist gelegentlich ein wesentlicher Aspekt bei der Konzeption eines Detektorsystems, weil dadurch der dynamische Bereich dieses Systems bestimmt wird. Wie unten gezeigt, hängt dieser nicht nur vom CEM ab, sondern auch von elektronischen Parametern wie der Totzeit des Vorverstärkers und der Diskriminatorschwelle.

Um das System aus CEM, Vorverstärker und Zähler optimal zu nutzen, sollte die Einstellung der Totzeit und der Diskriminatorschwelle sorgfältig vorgenommen werden, so wie es im Kapitel Verstärkungscharakteristik beschrieben ist.

Den größten Einfluß auf die maximale Zählrate eines Elektronenvervielfacher-Kanals hat der Wandwiderstand. Deshalb unterscheiden wir zwischen Standard-CEMs (typischerweise 250 MOhm) und den EDR-Modellen (Extended Dynamic Range) mit einem typischen Wandwiderstand von 70 MOhm. Ermittelt man die Verstärkung eines CEMs bei fester Betriebsspannung und erhöht die Zählrate ausgehend von einem kleinen Wert, so verringert sich die Verstärkung ab einem bestimmten Punkt. Dieser Punkt und die Stärke der folgenden Abnahme unterscheiden sich bei CEMs mit hohem Wandwiderstand und solchen mit niedrigem Wandwiderstand. In der folgenden Darstellung (Abb. 6) sind Verstärkungen gegen die Zählrate für CEMs mit drei verschiedenen Wandwiderständen aufgetragen.

CEMs mit einem Wandwiderstand von 800 MOhm werden vor allem bei Weltraumexperimenten benötigt, in denen geringe Zählraten erwartet werden und die Leistungsaufnahme eine wesentliche Rolle spielt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 6

 

Wandwiderstand 800 MOhm
Wandwiderstand 200 MOhm
Wandwiderstand 60 MOhm

 

 

         
Anwenderbericht
 
Mit frdl. Genehmigung von SPECS GmbH, Berlin
 
         
         
 
Maximale Zählrate von Standard- and EDR-Typ CEMs der Serie KBL
 
       
 
Der PHOIBOS SCD und eine modifizierte EQ 22 Elektronenkanone wurden ohne Ausheizen in einem UHV-System installiert (Ausgangsdruck 2 x 10e-7 mbar). Eine Kupferprobe wurde durch Sputtern mit Ar+Ionen gereinigt. Der Probenstrom wurde mit einem Pikoamperemeter bei einer Vorspannung von +90 V gemessen.
 
Die Zählrate wurde für unterschiedliche Ströme mit der Standard PCU 300- Detektorelektronik und der SPECSLAB Software bei konstanter kinetischer Energie gemessen. .

In einem zweiten Experiment wurde der Bereich niedriger kinetischer Energie von AES bei zwei verschiedenen Strömen gemessen.

 
         
         
 
         
 
Abb. 1: Die Zählrate N' wurde für verschiedene Strahlströme I gemessen. Aus dem Bereich niedriger Zählraten wurde der Konversionsfaktor a  berechnet (N = a x I).
 
Abb. 2: From a spectral ratio plot wurden zwei Spektren bei unterschiedlichen Strahlströmen gemessen und daraus die Detektoreffizienz N'/N berechnet. Mit anwachsender Zählrate sinkt die mittlere Verstärkung. Ab einem bestimmten Wert bleiben zunehmend mehr Pulse unter der Diskriminatorschwelle.
 
         
         
 
 
 
         
 
Abb. 3: Linearitätsdisgramm für die neuen Extended Dynamic Range CEMs
 
Abb. 4. Effizienzdiagramm für die neuen Extended Dynamic Range CEMs.
 
         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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