[发明专利]一种用于X射线安检装置的双能量线阵探测器

说明书

技术领域

本发明属于安检设备技术领域，具体是一种用于X射线安检装置的双能量线阵探测器。

背景技术

目前，X射线探测技术已广泛应用于安检、医疗、探伤等领域的无损检测。X射线安检设备或系统，主要有双能量系统、背散射系统和CT系统。而双能量系统由于其较高的性价比成为当前的主流产品。其核心部件探测器子系统，存在如扫描速度慢，由于信号噪声等造成的图像质量差，探测精度低，可靠性差，制造成本高等缺点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于X射线安检装置的双能量线阵探测器。

本发明的技术方案是：

一种用于X射线安检装置的双能量线阵探测器，包括多个通道板和一个通讯板；

所述通道板设置有双能光电二极管阵列、信号调理模块、多路开关、AD转换模块和ARM处理器；

所述双能光电二极管阵列包括高能光电二极管阵列和低能光电二极管阵列，高能光电二极管阵列和低能光电二极管阵列之间设置有铜滤波片；

高能光电二极管阵列包括多组高能闪烁晶体和第一光电二极管，高能闪烁晶体包有感光材料并与第一光电二极管通过光学耦合剂粘贴固定；

低能光电二极管阵列包括多组低能闪烁晶体和第二光电二极管，低能闪烁晶体与第二光电二极管通过光学耦合剂粘贴固定；

所述第一光电二极管的引脚、第二光电二极管的引脚分别与信号调理模块的输入端连接，信号调理模块的输出端与多路开关连接，多路开关还连接AD转换模块的输入端，AD转换模块的输出端连接ARM处理器的输入端，ARM处理器连接到通讯总线上；

所述通讯板设置有FPGA，FPGA通过通讯总线与ARM处理器相连。

有益效果：

本发明的双能量线阵探测器有较低的制造成本，提高了探测器抗干扰能力，抗潮湿环境的能力和探测灵敏度。同时，模块化的设计可根据探测需要方便的改变探测器的扫描宽度和扫描速度，可实现即插即用的功能。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的用于X射线安检装置的双能量线阵探测器结构框图；

图2是本发明具体实施方式的双能光电二极管阵列结构示意图，其中，1-第二光电二极管；2-低能闪烁晶体，3-铜滤波片，4-高能闪烁晶体，5-第一光电二极管，6-第二光电二极管的引脚，7-第一光电二极管的引脚；

图3 是本发明具体实施方式的模拟电源LM317的电路原理图；

图4是本发明具体实施方式的模拟电源LM337的电路原理图；

图5是本发明具体实施方式的数字电源的电路原理图；

图6是本发明具体实施方式的基准电压源的电路原理图；

图7是本发明具体实施方式的滤波电路原理图；

图8是本发明具体实施方式的AD转换模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

本实施方式的用于X射线安检装置的双能量线阵探测器，如图1所示，包括多个通道板和一个通讯板；通道板设置有双能光电二极管阵列、信号调理模块、多路开关、AD转换模块和ARM处理器。

双能光电二极管阵列包括高能光电二极管阵列和低能光电二极管阵列。

如图2所示，高能光电二极管阵列和低能光电二极管阵列之间设置有铜滤波片3；高能光电二极管阵列包括多组高能闪烁晶体4和第一光电二极管5，高能闪烁晶体包有感光材料并与第一光电二极管5通过光学耦合剂粘贴固定；低能光电二极管阵列包括多组低能闪烁晶体2和第二光电二极管1，低能闪烁晶体2与第二光电二极管1通过光学耦合剂粘贴固定。

本实施方式所述高能为145KeV，低能为75KeV。闪烁晶体材料的探测效率在60%以上即可，根据不同厚度的闪烁晶体在75 KeV和145 KeV时的探测效率蒙特卡罗模拟仿真结果，最终本实施方式的高能闪烁晶体选择掺铊碘化铯(CsI(Tl))晶体，厚度为3mm，其发射波长为565nm，与半导体光电二极管匹配很好。低能闪烁体材料为硫氧化钆Gd2O2S:Pr 和Gd2O2S:Pr,Ce,F(均简称GOS)，厚度为0.3mm。GOS是很重要的新一代高性能多晶陶瓷闪烁体，发射波长为545nm与传统的CsI(Tl)、CdWO₄ 等单晶闪烁体相比，它具有较低的生产成本和较高的成像速度。CdWO₄在300KeV高能下的探测效率仍然很高，是主要的高能闪烁晶体材料之一。