[发明专利]用于物质表征的设备和方法

权利要求书

1.一种用于筛查货物或行李的一个或多个物品的设备，包括：

入射辐射源，被配置成照射所述一个或多个物品；

多个检测器，被适配为检测从所述一个或多个物品内发出或通过所述一个或多个物品的辐射分组作为被入射辐射照射的结果，每个检测器被配置为产生由所检测到的分组引起的电脉冲，所述电脉冲具有取决于所述分组的能量的特征尺寸或形状；

一个或多个数字处理器，被配置为处理每个电脉冲以确定所述特征尺寸或形状，并且从而针对每个检测器生成所检测到的分组的能量的检测器能量频谱，并且基于所述检测器能量频谱来表征与所述一个或多个物品相关联的物质，

其中所述一个或多个数字处理器进一步被配置为使用已知物质的变化厚度样本来校准作为物质、物质厚度和能量直方图仓的函数的所述检测器能量频谱。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，每个辐射分组是光子，并且所述多个检测器中每个检测器由闪烁物质和脉冲产生元件组成，所述闪烁物质被适配为通过来自所述光子的闪烁产生电磁辐射，所述脉冲产生元件被适配为从所述电磁辐射产生电脉冲。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述脉冲产生元件包括光敏物质，并且所述多个检测器被并排布置在所述闪烁物质的个体闪烁体元件的一个或多个检测器阵列中，每一个闪烁体元件由围绕其侧面的反射物质覆盖并且被设置在光敏物质上方并且与光敏物质光学耦合。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，闪烁物质是氧正硅酸镥-钇（LYSO）。

5.根据权利要求3所述的设备，其中，光敏物质是硅光电倍增器（SiPM）。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的设备，其中，所述检测器阵列中的一个或多个检测器阵列的个体闪烁体元件对入射辐射呈现大于1.0平方毫米的横截面积。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述横截面积大于2平方毫米并且小于5平方毫米。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述一个或多个数字处理器进一步被利用堆积恢复算法来配置，堆积恢复算法适配为确定与两个或更多个重叠脉冲相关联的能量。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述一个或多个数字处理器被配置为至少部分地基于对应的检测器能量频谱来计算针对所述检测器中的至少一些的每一个的有效原子数Z。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述一个或多个数字处理器被配置为通过下述操作来计算针对所述检测器中的至少一些的每一个的有效原子数Z：

考虑到从所述检测器能量频谱推导的估计的物质厚度和针对有效原子数Z的参考质量衰减数据，确定针对具有有效原子数Z的物质的预测能量频谱；以及

将所述预测能量频谱与所述检测器能量频谱进行比较。

11.根据权利要求9所述的设备，其中，所述一个或多个数字处理器被配置为通过下述操作来计算针对所述检测器中的至少一些的每一个的有效原子数Z：

考虑到通过测量已知成分的一个或多个物质所形成的校准表，确定针对具有有效原子数Z的物质的预测能量频谱；以及

将所述预测能量频谱与所述检测器能量频谱进行比较。

12.根据权利要求10-11中任一项所述的设备，其中，所述一个或多个数字处理器被配置为：通过计算成本函数来执行比较步骤，所述成本函数取决于所述检测器能量频谱与针对具有有效原子数Z的物质的预测能量频谱之间的差异。

13.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，单独地对每个检测器执行增益校准，以提供所述检测器之间的能量确定的一致性，并且所述一个或多个数字处理器进一步被配置为在考虑到所述增益校准的情况下，针对每个检测器计算检测器能量频谱。