[发明专利]用于通过使用数学变换来求解堆积脉冲的方法和设备

说明书

相关申请

此申请基于在2008年12月18日提交的美国申请No. 61/138,879，并要求该提交日期提交的该申请的提交日期的权益，其提交的内容作为参考被全文并入本文。

技术领域

本发明一般涉及检测器的输出数据流中的信号（或脉冲）检测和测量领域，所述检测器诸如辐射检测器或者声波脉冲（或者其它形式的振动）检测器，并且具体地但不排它地涉及一种用于从例如辐射检测器中恢复由脉冲堆积影响的数据的方法和设备，以及涉及一种用于求解检测器输出数据中的各个信号的方法和设备。

背景技术

辐射、振动或其它类型的能量的精确检测和测量用在包括国土安全、科学仪器、医学成像、材料分析、气象学和矿物加工行业的许多行业中。这些行业以及其它行业使用这些检测和测量来分析材料、产品或其它样本。基于传输的成像、光谱分析或其它形式可以用来执行这类分析。

SONAR（声音导航和测距）通常用在导航和用于在水体中定位物体。SODAR或声波检测和测距可以用来通过大气湍流来测量声波的散射，并且例如用来测量地面上各个高度的风速，以及底层大气的热动力结构。

超声波可以用于医学成像或其它目的，诸如形成胎儿的图像，以定位某类物体的缺陷或测量其厚度，或者实时地定位物体（包括在生产环境中）。

光谱学例如通常用来分析材料。通过分析样本中元素的辐射发射或吸收来获得关于材料的认识。由于一些形式的入射辐射或来自构成元素的自然辐射的结果，这种辐射的发射可以是受激发射。

例如，伽玛射线光谱是一种光谱形式，其中发射的电磁辐射的形式是伽玛射线。在伽玛射线光谱中，对产生的辐射的检测通常是以闪烁晶体（诸如铊激发的碘化钠，NaI（TI））执行的，不过也可以使用许多其它的检测器类型。NaI（TI）晶体根据入射的伽玛射线辐射生成紫外光子。然后这些光子可被导向到生成相应的电信号或脉冲的光电倍增管（PMT）。结果，光子和检测器之间的相互作用导致类脉冲的信号，其形状是由入射的伽玛射线辐射、检测晶体和PMT确定的。这些类脉冲的信号的基本形式被称为检测器的脉冲响应。

光电倍增器的输出是是响应于到达闪烁晶体的离散的伽玛射线而产生的确定形式的、表示输入信号的和的电信号。通过检查检测器随时间的输出，并且特别是组成信号的幅度，可以推导出与材料的化学组成相关的信息。

通过伽玛射线光谱进行的分析需要响应于入射的伽玛射线生成的各个信号的表征。具体感兴趣的信号参数包括信号幅度、数目和发生时间或时间位置（不管是以到达时间测量的，还是以最大时间或其它形式测量的）。如果两个伽玛射线的到达时间之间的差超过检测器的响应时间，则检测器输出的分析是相对简单的。但是，在许多应用中，不可避免高通量的伽玛射线，或者可能需要高通量的伽玛射线以便在合理的时间段里可以执行光谱分析。随着伽玛射线到达之间的时间的降低，所有产生的信号的表征变得很困难。

具体地，分析受到已知为脉冲堆积[参见纽约的John Wiley and Sons公司在2000年出版的作者为G.F.Knoll的Radiation Detection and Measurement（第三版）第17章的第632-634、658和659页]的现象的影响，因此，几乎同时到达的多个伽玛射线产生的信号相加在一起，且可以作为单个信号计算。此合并的信号的幅度大于各个分量的幅度，导致后续分析中的误差。

入射的伽玛射线的能量可以反映在由检测器产生的类脉冲的信号的幅度中。检测器信号中特定的伽玛射线能量的存在指示材料中发出伽玛射线的特定元素。因此，不能将由单个闪烁事件（scintillation event）引起的大幅度信号与多个事件的叠加区分开，这可能对随后的光谱分析的精确性造成严重影响。

背景技术讨论