[发明专利]一种基于FET开关阵列的平板实时成像气体探测器

权利要求书

1、一种基于FET阵列的平板实时成像气体探测器，其特征在于，该探测器包括密闭气室(1)、漂移电极(2)、2～3层GEM膜(3)、读出PCB板(4)、读出电极pad阵列(5)、FET阵列(12)、高压输入(6)及高压分压电阻串(7)、数据获取系统(8)、数据处理及显示计算机(9)和射线入射窗(10)；

漂移电极(2)、2～3层GEM膜(3)、读出PCB板(4)、读出电极pad阵列(5)、高压分压电阻串(7)都置于密闭气室(1)中；最上方一层是漂移电极(2)，加有高压输入(6)，以下是2～3层GEM膜(3)，2～3层GEM膜(3)层叠在读出PCB板(4)上；漂移电极(2)、2～3层GEM膜(3)的上、下表面通过高压分压电阻串(7)依此施加上不同的负高压；

密闭气室(1)中充满工作气体；在密闭气室(1)的上方开有射线入射窗(10)，射线通过入射窗(10)沿入射方向(11)入射到探测器中由漂移电极(2)和第一层GEM组成的漂移区，并在此电离产生电子，电子经过GEM的雪崩放大，收集到读出电极pad阵列(5)上；

读出电极pad阵列(5)与FET阵列(12)相连，由FET阵列(12)控制选择、顺序读出到数据获取系统DAQ(8)上；

数据获取系统DAQ(8)与数据处理及显示计算机(9)相连。

2、根据权利要求1所述的一种基于FET阵列的平板实时成像气体探测器，其特征在于，所述工作气体以氖、氩、氙惰性气体为主，并加入二氧化碳、甲烷淬灭性气体。

3、根据权利要求1所述的一种基于FET阵列的平板实时成像气体探测器，其特征在于，所述漂移电极(2)为镀铝麦勒(Mylar)膜。

4、根据权利要求1所述的一种基于FET阵列的平板实时成像气体探测器，其特征在于，所述2～3层GEM膜(3)单层GEM膜上下表面电位差为300～400伏。

5、根据权利要求1所述的一种基于FET阵列的平板实时成像气体探测器，其特征在于，所述FET开关阵列每个单元包括一个pad(14)、一个FET开关(15)和一个储存电容(16)；

pad(14)负责收集电荷，储存电容(16)用于储存电容，而FET开关(15)负责控制积分时间和读出时间；

同一列FET由一路栅极控制器(13)控制其导通和截止，同一行FET共享一个开关积分运放(17)。

6、根据权利要求1所述的一种基于FET阵列的平板实时成像气体探测器，其特征在于，所述数据获取系统(8)包括开关积分前置放大器(17)、模数转换器ADC(18)、数据缓存(19)、网络传输模块(20)、时序控制电路(21)和计算机(22)；

各行信号在所述FET开关阵列(12)的控制下，经过开关积分前置放大器(17)完成电荷一电压转换连接到模数转换器ADC(18)，经模数转换器ADC(18)转换成数据信号并缓存在数据缓存(19)中；然后经网络传输模块(20)通过以太网传送到数据处理及显示计算机(9)中进行处理显示；

整个数据获取系统(8)的时序由时序控制电路(21)控制。

7、根据权利要求6所述的一种基于FET阵列的平板实时成像气体探测器，其特征在于，所述数据获取系统(8)每秒钟读出25～30帧。