[实用新型]一种闪烁探测器的增益校正装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及核医学成像领域以及电离辐射测量领域中的一种信号校正装置和方法，更具体地涉及一种闪烁探测器的增益校正装置。

背景技术

闪烁探测器广泛应用于核医学成像和电离辐射测量领域，是实现成像或辐射测量的核心器件。闪烁探测器包括相互耦合的闪烁晶体和光电器件，闪烁晶体用以将电离辐射射线(包括X射线、伽马光子、中子、α光子和β光子等)转换为光信号，光电器件用以将该光信号转换为电信号，通过相应的电子学设计处理该电信号后可以获取到对应的到达时间、到达位置以及伽马光子的能量等信息。目前常用的闪烁晶体包括碘化钠(NaI)晶体、硅酸钇镥(LYSO)晶体、硅酸镥(LSO)晶体、硅酸钇(YSO)晶体和碘化铯(CsI)晶体等，常用的光电器件有光电二极管(APD)，光电倍增管(PMT)以及新兴的硅光电倍增器(SiPM)等。

由于闪烁探测器是实现成像或辐射测量的核心器件，其增益参数将直接影响辐射测量的准确性。然而，由于闪烁晶体的个体光输出(光输出是指闪烁晶体吸收单位能量的电离射线转换为光子的数量)之间存在差异，这种差异将会引起闪烁探测器的增益变化，尤其是以硅光电倍增器为光电器件的闪烁探测器，其增益对温度极度敏感，在-20～50℃温度范围下增益可相差56％以上，严重影响系统的准确性。因此，实际使用中需要对闪烁探测器的增益进行校正。

目前，对闪烁探测器的增益进行校正的方法多为在闪烁探测器后端增加放大器，并采用多道分析设备测量闪烁探测器的能谱，从而获取测试射源的光电峰位置，再以光电峰位置作为闪烁探测器的增益，通过调整放大器的增益以弥补闪烁探测器增益变化造成的影响，使光电峰位置保持不变以实现增益的校准。

虽然现有技术可通过在闪烁探测器后端增加放大器，将输出的信号进行二次放大以实现增益校正，但是，由于采用硅光电倍增器的闪烁探测器自身具有幅值相对固定的本底噪声信号，当硅光电倍增器的增益下降时，部分输出的信号将淹没于本底噪声信号中，即使在后端增加放大器，其信噪比也并不会提高，最终导致损失信号信息。其次，采用放大器后，需要测量校准射源的完整的能谱，并获取其光电峰位置以实现校准，通常其数据获取量不低于5000个事件，这将造成系统校准速度慢，硬件成本增大。再次，采用放大器后，当温度变化时需要重复校准测量流程，校准效率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种闪烁探测器的增益校正装置，从而解决现有技术中闪烁探测器的增益校正速度慢、校准效率低且成本较高的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种闪烁探测器的增益校正装置，闪烁探测器的增益G、温度t和电压x之间满足增益温度电压方程G(x,t)＝at+bx+c，其中参数a、b、c为常数；所述增益校正方法包括以下步骤：

第一步，确定标准闪烁探测器的增益温度电压方程，具体步骤为：

步骤S1：取一标准闪烁探测器，在温度T₀和电压X₀固定的情况下测量所述标准闪烁探测器的增益G₀，将所述标准闪烁探测器的增益G₀作为待测闪烁探测器的目标增益；

步骤S2：将温度固定为T₀，将电压调整为X₂，测量所述标准闪烁探测器的增益G₂，代入所述增益温度电压方程，计算得到参数k₂和p₂，其中k₂＝b，p₂＝at₀+c；

步骤S3：将电压固定为X₀，将温度调整为T₁，测量标准闪烁探测器的增益G₁，代入所述增益温度电压方程，计算得到参数k₁和p₁，其中，k₁＝a，p₁＝bx₀+c；

步骤S4：将参数k1、k₂、p₁和p₂代入所述增益温度电压方程，计算得到标准闪烁探测器的参数a、b和c，从而确定标准闪烁探测器的增益温度电压方程为：

G(x,t)＝at+bx+c

步骤S5：当目标增益为G₀时，根据增益温度电压方程可确定所述闪烁探测器的电压x和温度t之间的关系为：

x＝(G₀-at-c)/b