专利摘要

本公开提供了一种用做数字强子量能器的薄型GEM探测器，包括：支撑板；外框，固定于所述支撑板上，读出板，固定于所述外框上，所述支撑板、外框和读出板组成一个气密腔体；漂移区膜，铺设在所述支撑板上；第一GEM薄膜和第二GEM薄膜，层叠设置于所述气密腔体内；绷膜组件，固定于所述气密腔体内，连接所述第一GEM薄膜和第二GEM薄膜的周边，将所述第一GEM薄膜和第二GEM薄膜沿平行于所述支撑板的方向绷紧。

权利要求

1.一种用做数字强子量能器的薄型GEM探测器，包括：

支撑板；

外框，固定于所述支撑板上，

读出板，固定于所述外框上，所述支撑板、外框和读出板组成一个气密腔体；

漂移区膜，铺设在所述支撑板上；

第一GEM薄膜和第二GEM薄膜，层叠设置于所述气密腔体内；

绷膜组件，固定于所述气密腔体内，连接所述第一GEM薄膜和第二GEM薄膜的周边，将所述第一GEM薄膜和第二GEM薄膜沿平行于所述支撑板的方向绷紧；

所述支撑板四周由外至内分别开有一组第一固定孔、多组支撑孔和多组定位孔；

所述外框沿周向开有一组第二固定孔，所述第二固定孔与所述第一固定孔的位置相对，通过螺钉穿入所述第一固定孔和第二固定孔，将所述外框固定在所述支撑板上；

所述外框的正面和反面开有环形密封槽，所述环形密封槽位于所述第二固定孔内侧并放置有橡胶O型圈；

所述外框沿周向具有一组凸出结构，所述凸出结构位于环形密封槽内侧并开有第一通孔，用于支撑弹簧顶针；

所述外框开有两个螺纹沉孔，所述螺纹沉孔沿平行于所述支撑板的方向延伸，其底部开有第二通孔，所述第二通孔位于所述外框正面和反面的环形密封槽之间，所述螺纹沉孔用来安装气嘴；

所述绷膜组件包括多个第一绷膜组件和多个第二绷膜组件，所述第一绷膜组件的位置对应于所述第一GEM薄膜和第二GEM薄膜二者的工作电压输入区，所述第二绷膜组件的位置对应于所述第一GEM薄膜和第二GEM薄膜二者的非工作电压输入区，所述第一绷膜组件包括：第一漂移区垫条、第一传输区垫条和引导区垫条，所述第二绷膜组件包括：第二漂移区垫条、第二传输区垫条和引导区垫条；

所述第一漂移区垫条沿其长度方向开有阶梯孔，相邻两个阶梯孔之间开有第二通孔和第一槽口，第一漂移区垫条开有定位孔；

所述第一传输区垫条沿其长度方向开有第三通孔，相邻两个第三通孔之间开有第四通孔和第二槽口，第一传输区垫条开有定位孔；

所述第一绷膜组件的引导区垫条和所述第二绷膜组件的引导区垫条均沿其长度方向开有锥形孔，中间两个锥形孔之间均开有第三槽口，均开有定位孔；

所述支撑板的支撑孔中固定有不锈钢柱；第一漂移区垫条、第一传输区垫条和所述第一绷膜组件的引导区垫条层叠在一起，第一漂移区垫条和第一传输区垫条夹住第一GEM薄膜的周边，第一传输区垫条和所述第一绷膜组件的引导区垫条夹住第二GEM薄膜的周边，弹簧顶针穿过第二通孔和第四通孔，平头螺丝穿过锥形孔、第三通孔，阶梯孔中的铜螺母旋紧平头螺丝，使第一绷膜组件夹紧第一GEM薄膜和第二GEM薄膜，第一槽口、第二槽口和第三槽口位置相对，方形螺母置于第一槽口、第二槽口和第三槽口形成的空间中，绷膜螺丝依次穿过滑条和方形螺母，滑条卡在不锈钢柱外侧；

所述第二漂移区垫条未开设第二通孔，其余结构与所述第一漂移区垫条相同；所述第二传输区垫条未开设第四通孔，其余结构与所述第一传输区垫条相同；所述第二绷膜组件的引导区垫条与所述第一绷膜组件的引导区垫条结构相同。

2.如权利要求1所述的用做数字强子量能器的薄型GEM探测器，所述读出板安装有输入接头，用于输入工作电压。

3.如权利要求1所述的用做数字强子量能器的薄型GEM探测器，所述阶梯孔用来固定铜螺母；所述第一漂移区垫条的第二通孔供弹簧顶针穿过，所述第一槽口放置方形螺母，所述第一漂移区垫条的定位孔用于第一漂移区垫条定位使用。

4.如权利要求1所述的用做数字强子量能器的薄型GEM探测器，所述第三通孔用来供螺丝通过；所述第四通孔供弹簧顶针穿过，所述第二槽口放置方形螺母，所述第一传输区垫条的定位孔用于第一传输区垫条定位使用。

5.如权利要求1所述的用做数字强子量能器的薄型GEM探测器，所述锥形孔用来供平头螺丝穿过并压紧引导区垫条，所述第三槽口放置方形螺母，所述引导区垫条的定位孔用于引导区垫条定位使用。

6.一种权利要求1所述的用做数字强子量能器的薄型GEM探测器的组装方法，包括：

步骤1：将漂移区膜铺在支撑板上，在支撑板的定位孔中插入定位针；

步骤2：将铜螺母嵌入到第一漂移区垫条和第二漂移区垫条，用定位针定位第一漂移区垫条和第二漂移区垫条二者的定位孔，弹簧顶针穿过第一漂移区垫条的第二通孔；

步骤3：依次用定位针定位第一GEM薄膜的定位孔、第一传输区垫条和第二传输区垫条二者的定位孔、第二GEM薄膜的定位孔、引导区垫条的定位孔，弹簧顶针穿过第一传输区垫条的第四通孔，将方形螺母放入第一槽口、第二槽口和第三槽口形成的空间中，平头螺丝穿过引导区垫条的锥形孔、第一传输区垫条的第三通孔与铜螺母旋紧，使第一绷膜组件夹紧第一GEM薄膜和第二GEM薄膜，平头螺丝穿过引导区垫条的锥形孔、第二传输区垫条的第三通孔与铜螺母旋紧，使第二绷膜组件夹紧第一GEM薄膜和第二GEM薄膜；

步骤4：在支撑板的支撑孔中固定不锈钢柱，绷膜螺丝依次穿过滑条和方形螺母，滑条卡在不锈钢柱外侧，拔出定位针，调节绷膜螺丝将第一GEM薄膜和第二GEM薄膜绷紧；

步骤5：外框反面的环形密封槽放入橡胶O型圈，把外框放置在支撑板上，外框凸出结构的第一通孔支撑弹簧顶针，外框正面的环形密封槽放入橡胶O型圈，然后把读出板固定在外框上，最后再安装上输入接头。

说明书

技术领域

本公开涉及数字强子量能器领域，尤其涉及一种薄型GEM探测器及其组装方法。

背景技术

对撞机实验长期以来是我们探索微观世界最有效的手段，是开展粒子物理研究极为重要的途径。回顾历史，粒子物理的发展和突破与对撞机实验技术的不断进步和变革紧密关联，作为二十世纪物理学最重大成就之一的粒子物理标准模型，就是建立在大量对撞机实验结果的基础之上。粒子物理在这一新时代下的使命是寻找超出标准模型的新物理，回答和解决困扰我们的一系列基本问题，包括：希格斯粒子的属性和本质、等级差和自然性问题、中微子质量和类型、正反物质不对称的起源、暗物质和暗能量的本质、引力与其他相互作用如何统一等等。作为粒子物理发展的强大驱动器，对撞机实验在新时代的粒子物理探索中将继续承担重要角色，发挥关键作用。与粒子物理发展趋势相顺应，对撞机实验呈现出了在高能量和高亮度两个前沿方向上深入推进的态势，目标是在更高能区直接发现新物理现象，或通过电弱精确测量间接寻找新物理的迹象，进而实现粒子物理的新突破。

随着对撞机在高能量和高亮度方向上不断推进，对撞机实验的物理性能越来越强烈地依赖于探测器的性能，同时探测器的工作环境也变得更恶劣，这些都对下一代探测器技术提出了严峻挑战。在对下一代探测器的性能要求中，极具挑战性的一项是强子喷注的能量分辨。受强子簇射巨大涨落的影响，传统量能器在喷注能量分辨率上已没有太大的改进空间，为了获得接近 的喷注能量分辨，必需要发展新一代的量能器技术，粒子流算法的概念因此被引入，而成像型量能器也应运而生。对成像型量能器而言，影响其性能的关键因素是喷注中不同粒子能量沉积之间的混淆，这在很大程度是由量能器的颗粒度决定的，相比而言，量能器的本征能量分辨并不是特别重要。因此，成像型量能器必须是取样型，包括吸收体和灵敏探测器，由相应的吸收层和灵敏层交叠构成。

值得指出的是，具有高颗粒度的成像型量能器不仅仅是提高喷注能量分辨的需要，更是应对未来高能强子对撞机上极端实验条件的需要：在这些对撞机上，反应末态喷注多重数很高，同时多个喷注可能受到相同来源的强力推动，喷注之间会出现靠得很近甚至局部交叠的情况，只有高颗粒度的量能器才能在这种条件下实现喷注的有效重建；不同喷注还可能合并成一个胖喷注，这也是很多新物理的信号特征，高颗粒度的量能器可以识别这种胖喷注的内部结构，从而有效压低本底，显著提高探测新物理信号的灵敏度；强子对撞机上的堆积效应是影响喷注测量的支配性因素，使用高颗粒度的量能器，通过联合径迹探测器、利用簇射特征、施加孤立性要求等能有效压低堆积效应。

综上所述，成像型量能器是一种具有“径迹探测”概念的新型量能器，可以跟踪高能簇射发展的细节，通过粒子流算法，能显著提高喷注测量性能，满足未来对撞机实验的高要求，具有极大的应用前景，已成为下一代量能器技术的重要发展方向。数字强子量能器是成像型强子量能器的一个重要方案，具有读出简单，均匀性和稳定性好等特点，开发数字强子量能器技术对于粒子物理实验的未来发展具有重要意义。数字强子量能器的核心组件是灵敏探测器，具有“3mm-1mm-1mm”构型的薄型GEM探测器非常适合用做数字强子量能器的灵敏探测器，能够满足数字强子量能器各项要求。本项目发明提供一种能用做数字量能器的具有“3mm-1mm-1mm”构型的薄型GEM探测器的设计和安装制作方法，将为一下代对撞机实验发展和储备关键探测器技术。

针对普通“3mm-2mm-2mm-2mm”结构的大面积GEM探测器，通常采用把一个结实的外框先固定在底部支撑框架上，然后将用内部垫条固定好的“漂移电极+三层GEM薄膜”放入框中，然后用侧面的螺丝张紧薄膜，达到绷紧的目的。具体分为三个步骤，1)把三张膜用小垫条在垂直方向上固定起来。垫条中部有一个朝前凸出部分，用来给滑块提供支撑。垫条上通过使用固定在不锈钢底板上的两根不锈钢柱来固定滑块，这样滑块只能在水平方向上移动。2)将一个结实的外框固定在探测器支撑板上，然后用穿过外框的螺丝与垫条中部的滑块相连，旋转螺丝将滑块朝外拉紧。因为与滑块相连的螺丝始终垂直外框，所以实际移动的只有GEM薄膜和内部垫条。3)装上橡胶O-型圈以及读出电极等，完成整个探测器的安装。由于螺丝始终能对薄膜施加足够的张力，薄膜内部不再需要支撑框架支撑。此外，滑动式自张紧方法制作的大面积GEM探测器可以反复拆卸，而且探测器的任何部分都可以置换。

上述紧方法非常适合用来在制作“3mm-2mm-2mm-2mm”构型的大面积厚的GEM探测器。但是对于用做数字型强子量能器的具有“3mm-1mm-1mm”结构的薄型大面积GEM探测器，由于探测器的整体厚度降低了4mm，因此在加工垫条，滑块时会由于尺寸的变小而极大的增加加工难度，造成成品率很低，这会造成制作一个米级的薄型大面积GEM探测器造价变得无法承受。并且由于外框的厚度变小，无法在保证探测器具有良好气密性的同时将螺丝穿过外框与滑块相连，因此整个滑动式自张紧的技术方案在用做数字型强子量能器的具有“3mm-1mm-1mm”结构的薄型大面积GEM探测器上变得不再适用，需要使用新的方案。

公开内容

(一)要解决的技术问题

为了至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种薄型GEM探测器及其组装方法。

(二)技术方案

本公开提供了一种用做数字强子量能器的薄型GEM探测器，包括：支撑板；外框，固定于所述支撑板上，读出板，固定于所述外框上，所述支撑板、外框和读出板组成一个气密腔体；漂移区膜，铺设在所述支撑板上；第一GEM薄膜和第二GEM薄膜，层叠设置于所述气密腔体内；绷膜组件，固定于所述气密腔体内，连接所述第一GEM薄膜和第二GEM薄膜的周边，将所述第一GEM薄膜和第二GEM薄膜沿平行于所述支撑板的方向绷紧。

在本公开的一些实施例中，所述支撑板四周由外至内分别开有一组第一固定孔、多组支撑孔和多组定位孔。

在本公开的一些实施例中，所述外框沿周向开有一组第二固定孔，所述第二固定孔与所述第一固定孔的位置相对，通过螺钉穿入所述第一固定孔和第二固定孔，将所述外框固定在所述支撑板上；所述外框的正面和反面开有环形密封槽，所述环形密封槽位于所述第二固定孔内侧并放置有橡胶O型圈；所述外框沿周向具有一组凸出结构，所述凸出结构位于环境密封槽内侧并开有第一通孔，用于支撑弹簧顶针；所述外框开有两个螺纹沉孔，所述螺纹沉孔沿平行于所述支撑板的方向延伸，其底部开有第二通孔，所述第二通孔位于所述外框正面和反面的环形密封槽之间，所述螺纹沉孔用来安装气嘴。

在本公开的一些实施例中，所述读出板1安装有输入接头，用于输入工作电压。

在本公开的一些实施例中，所述绷膜组件包括多个第一绷膜组件和多个第二绷膜组件，所述第一绷膜组件的位置对应于所述第一GEM薄膜和第二GEM薄膜二者的工作电压输入区，所述第二绷膜组件的位置对应于所述第一GEM薄膜和第二GEM薄膜二者的非工作电压输入区，所述第一绷膜组件包括：第一漂移区垫条、第一传输区垫条和引导区垫条，所述第二绷膜组件包括：第二漂移区垫条、第二传输区垫条和引导区垫条。

在本公开的一些实施例中，所述第一漂移区垫条沿其长度方向开有阶梯孔，用来固定铜螺母；相邻两个阶梯孔之间开有第二通孔和第一槽口，第二通孔供弹簧顶针穿过，第一槽口放置方形螺母，第一漂移区垫条开有定位孔，用于第一漂移区垫条定位使用。

在本公开的一些实施例中，所述第一传输区垫条沿其长度方向开有第三通孔，用来供螺丝通过；相邻两个第三通孔之间开有第四通孔和第二槽口，第四通孔供弹簧顶针穿过，第二槽口放置方形螺母，第一传输区垫条开有定位孔，用于第一传输区垫条定位使用。

在本公开的一些实施例中，所述引导区垫条沿其长度方向开有锥形孔，用来供平头螺丝穿过并压紧引导区垫条，中间两个锥形孔之间开有第三槽口，第三槽口放置方形螺母30，引导区垫条开有定位孔，用于引导区垫条定位使用。

在本公开的一些实施例中，所述支撑板的支撑孔中固定有不锈钢柱；第一漂移区垫条、第二传输区垫条和引导区垫条层叠在一起，第一漂移区垫条和第二传输区垫条夹住第一GEM薄膜的周边，第二传输区垫条和引导区垫条夹住第二GEM薄膜的周边，弹簧顶针穿过第二通孔和第四通孔，平头螺丝穿过锥形孔、第三通孔，阶梯孔中的铜螺母旋紧平头螺丝，使第一绷膜组件夹紧第一GEM薄膜和第二GEM薄膜，第一槽口、第二槽口和第三槽口位置相对，方形螺母置于第一槽口、第二槽口和第三槽口形成的空间中，绷膜螺丝依次穿过滑条和方形螺母，滑条卡在不锈钢柱外侧。

本公开还提供了一种用做数字强子量能器的薄型GEM探测器的组装方法，包括：步骤1：将漂移区膜铺在支撑板上，在支撑板的定位孔中插入定位针；步骤2：将铜螺母嵌入到第一漂移区垫条和第二漂移区垫条，用定位针定位第一漂移区垫条和第二漂移区垫条二者的定位孔，弹簧顶针穿过第一漂移区垫条的第二通孔；步骤3：依次用定位针定位第一GEM薄膜的定位孔、第一传输区垫条和第二传输区垫条二者的定位孔、第二GEM薄膜的定位孔、引导区垫条的定位孔，弹簧顶针穿过第一传输区垫条的第四通孔，将方形螺母放入第一槽口、第二槽口和第三槽口形成的空间中，平头螺丝穿过引导区垫条的锥形孔、第一传输区垫条的第三通孔与铜螺母旋紧，使第一绷膜组件夹紧第一GEM薄膜和第二GEM薄膜，平头螺丝穿过引导区垫条的锥形孔、第二传输区垫条的第三通孔与铜螺母旋紧，使第二绷膜组件夹紧第一GEM薄膜和第二GEM薄膜；步骤4：在支撑板的支撑孔中固定不锈钢柱，绷膜螺丝依次穿过滑条和方形螺母，滑条卡在不锈钢柱外侧，拔出定位针，调节绷膜螺丝将第一GEM薄膜和第二GEM薄膜绷紧；步骤5：外框反面的环形密封槽放入橡胶O-型圈，把外框放置在支撑板上，外框凸出结构的第一通孔支撑弹簧顶针，外框正面的环形密封槽放入橡胶O-型圈，然后把读出板固定在外框上，最后再安装上输入接头。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开具有以下有益效果：

(1)用本方法制作的探测器，完全继承了滑动式自张紧方法的所有优点，不仅可以根据应用需求来设计不同尺寸的探测器，而且探测器各个零部件可拆卸和更换，能有效降低探测器的制作以及维护成本。同时，由于滑块的移动使得GEM薄膜能够很均匀的受力，因此使得探测器的各项性能在整个有效面积上都有较好的均匀性。

(2)有效的降低了安装的复杂程度，同时也提高了零件的装配精度。通过支撑板吸收体上的定位孔来实现探测器制作过程中的准确定位，避免了在探测器安装过程中因定位不准而带来的一系列探测器安装上的困难。

(3)极大的降低了零部件加工的难度。对于用做数字型强子量能器的具有“3mm-1mm-1mm”结构的薄型大面积GEM探测器的制作，探测其内部空间高度仅为5mm，如果按照原有的滑动式自张紧方案来加工探测器部件，会造成很高的废品率，并且加工出来的零件精度大大降低，不仅会使探测器的成本大到不可接受，而且会使得探测器性能大幅度下降。而本发明提供的专门针对用做数字型强子量能器的具有“3mm-1mm-1mm”结构的薄型大面积GEM探测器的安装制作方法有效地避免了这些问题。

附图说明

图1是本公开实施例薄型GEM探测器的纵剖面图。

图2中的(a)、(b)分别是本公开实施例外框的直边和角部的结构示意图。

图3中的(a)、(b)分别是本公开实施例第一漂移区垫条的正面和反面结构示意图。

图4是本公开实施例第一传输区垫条的结构示意图。

图5中的(a)、(b)分别是本公开实施例引导区垫条的正面和反面结构示意图。

图6中的(a)、(b)分别是本公开实施例第一绷膜组件的组装前和组装后的结构示意图。

图7中的(a)、(b)分别是本公开实施例薄型GEM探测器的局部和整体结构示意图。

图8是本公开实施例薄型GEM探测器的组装方法流程图。

【符号说明】

1-读出板；2-外框；3-支撑板；4-绷膜组件；5-漂移区膜；6-第一GEM薄膜；7-第二GEM薄膜；8-第一固定孔；9-第二固定孔；10-第一通孔；11-环形密封槽；12-螺纹沉孔；13-输入接头；14-第一漂移区垫条；15-第一传输区垫条；16-引导区垫条；17-凹槽；18-第二通孔；19-第一槽口；20-定位孔；21-第三通孔；22-第四通孔；23-第二槽口；24-锥形孔；25-第三槽口；26-铜螺母；27-平头螺丝；28-绷膜螺丝；29-滑条；30-方形螺母；31-凸出结构；32-阶梯孔；33-不锈钢柱。

具体实施方式

本公开提供了一种完全继承了滑动式自张紧方法所有优点，并克服滑动式自张紧方法在制作“3mm-1mm-1mm”结构的薄型GEM探测器时存在问题的大面积GEM探测器制作方法。

本公开的关键技术是制作用做数字型强子量能器的具有“3mm-1mm-1mm”结构的薄型大面积GEM探测器时利用内部垫条固定两张GEM薄膜，并使用能相对支撑柱移动的滑块来内部垫条施加张力，使GEM薄膜受到拉力时，能通过滑块的移动把外部施加的拉力均匀地传递到薄膜内部各处，从而提高探测器各性能的均匀性。另外，有效地利用了作为吸收体的支撑板作为探测器的支撑板，并且支撑板上的各种定位孔可以有效提高零件装配的精度，降低了安装的难度。以有效面积为100cm×50cm的“3mm-1mm-1mm”结构的薄型GEM探测器为例(即探测器的漂移区气隙为3mm，传输区以及引导区气隙均为1mm)，来说明本公开提供的探测器和组装方法。

下面将结合实施例和实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

本公开实施例提供了一种薄型GEM探测器，如图1所示，包括：支撑板3、漂移区膜5、第一GEM薄膜6、第二GEM薄膜7、读出板1、外框2以及绷膜组件4。

外框2固定于支撑板3上，读出板1固定于外框2上，支撑板3、外框2和读出板1组成一个气密腔体。漂移区膜5铺设在支撑板3上。第一GEM薄膜6和第二GEM薄膜7层叠设置于所述气密腔体内。绷膜组件4固定于所述气密腔体内，连接第一GEM薄膜6和第二GEM薄膜7的周边，以将第一GEM薄膜6和第二GEM薄膜7沿平行于支撑板3的方向绷紧。以下具体介绍各个部件。

支撑板3作为吸收体，为薄型GEM探测器提供支撑，可以是不锈钢材料。支撑板3四周由外至内分别开有一组第一固定孔8、多组支撑孔和多组定位孔，每组支撑孔包括两个支撑孔，每组定位孔包括两个定位孔。

外框2呈环形，在一个示例中，如图2中的(a)、(b)所示，外框2为矩形框，沿周向开有一组第二固定孔9，第二固定孔9与第一固定孔8的位置相对，通过螺钉穿入第一固定孔8和第二固定孔9，将外框2固定在支撑板3上。外框2的正面和反面开有环形密封槽11，环形密封槽11位于第二固定孔9内侧。环形密封槽11放置有橡胶O型圈，用来保证外框2与支撑板3的接触位置以及外框2与支撑板3接触位置的气密性。外框2沿周向还具有一组凸出结构31，凸出结构31位于环境密封槽内侧，所述凸出结构31开有第一通孔10，用于支撑弹簧顶针，弹簧顶针将高压从支撑板3传输至探测器内部。外框2还开有两个螺纹沉孔12，螺纹沉孔12沿平行于支撑板3的方向延伸。螺纹沉孔12底部开有直径为1mm的第二通孔18，第二通孔18位于外框2正面和反面的环形密封槽11之间。该螺纹沉孔12用来安装气嘴，分别用做探测器的进气口和出气口。

读出板1固定在外框2上，与支撑板3和外框2组成一个气密腔体。读出板1还安装有输入接头13，用于输入工作电压。

绷膜组件4包括多个第一绷膜组件和多个第二绷膜组件。第一绷膜组件的位置对应于第一GEM薄膜6和第二GEM薄膜7二者的工作电压输入区，第二绷膜组件的位置对应于第一GEM薄膜6和第二GEM薄膜7二者的非工作电压输入区。

第一绷膜组件包括：第一漂移区垫条14、第一传输区垫条15和引导区垫条16。如图3中的(a)、(b)所示，第一漂移区垫条14为长条形，其背向第一GEM薄膜6和第二GEM薄膜7的侧面向内凹陷，形成凹槽17。第一漂移区垫条14沿其长度方向开有四个阶梯孔32，用来固定带螺纹的铜螺母26。相邻两个阶梯孔32之间开有两个第二通孔18和一个第一槽口19。第二通孔18供传输工作电压的弹簧顶针穿过。第一槽口19放置方形螺母30。第一漂移区垫条14的凹槽17两侧开有定位孔20，用于第一漂移区垫条14定位使用。第一漂移区垫条14厚度为3mm，与漂移区气隙相同。

如图4所示，第一传输区垫条15为长条形，其背向第一GEM薄膜6和第二GEM薄膜7的侧面向内凹陷，形成凹槽17。第一传输区垫条15沿其长度方向开有四个第三通孔21，用来供固定第一传输区垫条15的螺丝通过。相邻两个第三通孔21之间开有两个第四通孔22和一个第二槽口23。第四通孔22供传输工作电压的弹簧顶针穿过。第二槽口23放置方形螺母30。第一传输区垫条15的凹槽17两侧开有定位孔20，用于第一传输区垫条15定位使用。第一传输区垫条15厚度为1mm，与传输区气隙相同。

如图5中的(a)、(b)所示，引导区垫条16为长条形，其背向第一GEM薄膜6和第二GEM薄膜7的侧面向内凹陷，形成凹槽17。引导区垫条16沿其长度方向开有四个90°角锥形孔24，用来供平头螺丝27穿过并压紧引导区垫条16。中间两个锥形孔24之间开有一个第三槽口25。第三槽口25放置方形螺母30。引导区垫条16的凹槽17两侧开有定位孔20，用于引导区垫条16定位使用。引导区垫条16厚度为1mm，与引导区气隙相同。

如图6中的(a)、(b)所示，支撑板3的每组两个支撑孔中固定有不锈钢柱33。第一漂移区垫条14、第二传输区垫条和引导区垫条16层叠在一起，第一漂移区垫条14和第二传输区垫条夹住第一GEM薄膜6的周边，第二传输区垫条和引导区垫条16层夹住第二GEM薄膜7的周边。弹簧顶针穿过第一漂移区垫条14的第二通孔18和第一传输区垫条15的第四通孔22。平头螺丝27穿过引导区垫条16的锥形孔24、第一传输区垫条15的第三通孔21。第一漂移区垫条14阶梯孔32中的铜螺母26旋紧平头螺丝27，使第一绷膜组件夹紧第一GEM薄膜6和第二GEM薄膜7。第一漂移区垫条14的第一槽口19、第二传输区垫条的第二槽口23和引导区垫条16的第三槽口25位置相对。方形螺母30置于第一槽口19、第二槽口23和第三槽口25形成的空间中。绷膜螺丝28依次穿过滑条29和方形螺母30，滑条29卡在两个不锈钢柱33外侧。

第二绷膜组件包括：第二漂移区垫条、第二传输区垫条和引导区垫条16。它们的结构分别与第一绷膜组件的第一漂移区垫条14、第一传输区垫条15和引导区垫条16相同，唯一不同之处在于，第二漂移区垫条没有第二通孔18，第二传输区垫条没有第四通孔22。

通过调节绷膜螺丝28，多个第一绷膜组件和多个第二绷膜组件从四周将第一GEM薄膜6和第二GEM薄膜7沿平行于支撑板3的方向绷紧。

本公开另一实施例还提供了一种薄型GEM探测器的组装方法，包括：

步骤1：将漂移区膜5铺在支撑板3上，在支撑板3的定位孔中插入定位针。

步骤2：将铜螺母26嵌入到第一漂移区垫条14和第二漂移区垫条，用定位针定位第一漂移区垫条14和第二漂移区垫条二者的定位孔20，弹簧顶针穿过第一漂移区垫条14的第二通孔18。

步骤3：依次用定位针定位第一GEM薄膜6的定位孔20、第一传输区垫条15和第二传输区垫条二者的定位孔20、第二GEM薄膜7的定位孔20、引导区垫条16的定位孔20，弹簧顶针穿过第一传输区垫条15的第四通孔22，将方形螺母30放入第一槽口19、第二槽口23和第三槽口25形成的空间中，平头螺丝27穿过引导区垫条16的锥形孔24、第一传输区垫条15的第三通孔21与铜螺母26旋紧，使第一绷膜组件夹紧第一GEM薄膜6和第二GEM薄膜7，平头螺丝27穿过引导区垫条16的锥形孔24、第二传输区垫条的第三通孔21与铜螺母26旋紧，使第二绷膜组件夹紧第一GEM薄膜6和第二GEM薄膜7。

步骤4：在支撑板3的支撑孔中固定不锈钢柱33，绷膜螺丝28依次穿过滑条29和方形螺母30，滑条29卡在不锈钢柱33外侧，拔出定位针，调节绷膜螺丝28将第一GEM薄膜6和第二GEM薄膜7绷紧。

步骤5：外框2反面的环形密封槽11放入橡胶O-型圈，把外框2放置在支撑板3上，外框凸出结构31的第一通孔10支撑弹簧顶针，外框2正面的环形密封槽11放入橡胶O-型圈，然后把读出板1固定在外框2上，最后再安装上输入接头13，如图7中的(a)、(b)所示。

本公开适用于用做数字强子量能器的具有“3mm-1mm-1mm”结构的薄型大面积GEM探测器。用本方法制作的探测器，完全继承了滑动式自张紧方法的所有优点，不仅可以根据应用需求来设计不同尺寸的探测器，而且探测器各个零部件可拆卸和更换，能有效降低探测器的制作以及维护成本。同时，由于滑块的移动使得GEM薄膜能够很均匀的受力，因此使得探测器的各项性能在整个有效面积上都有较好的均匀性。有效的降低了安装的复杂程度，同时也提高了零件的装配精度。通过支撑板吸收体上的定位孔来实现探测器制作过程中的准确定位，避免了在探测器安装过程中因定位不准而带来的一系列探测器安装上的困难。极大的降低了零部件加工的难度。对于用做数字型强子量能器的具有“3mm-1mm-1mm”结构的薄型大面积GEM探测器的制作，探测其内部空间高度仅为5mm，如果按照原有的滑动式自张紧方案来加工探测器部件，会造成很高的废品率，并且加工出来的零件精度大大降低，不仅会使探测器的成本大到不可接受，而且会使得探测器性能大幅度下降。而本发明提供的专门针对用做数字型强子量能器的具有“3mm-1mm-1mm”结构的薄型大面积GEM探测器的安装制作方法有效地避免了这些问题。

至此，已经结合附图对本公开进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开有了清楚的认识。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：

(1)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围；

(2)上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

一种用做数字强子量能器的薄型GEM探测器及其组装方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。