[发明专利]一种用于硬X射线成像和能谱分析的测量系统

权利要求书

1.一种用于硬X射线成像和能谱分析的测量系统，其特征在于，该系统包括：

碲锌镉面阵探测器、具有输入输出信号传输转换功能的PCB背板、屏蔽体、主控制器、前置放大器阵列板卡、多道分析器以及采集与控制系统；所述前置放大器阵列板卡上集成有前置放大器；

所述PCB背板用于将碲锌镉面阵探测器的输出信号转接到前置放大器阵列板卡，且PCB背板两侧分别布置碲锌镉面阵探测器和前置放大器阵列板卡；

所述前置放大器阵列板卡的输入端与所述PCB背板相连，输出信号通过转接板传输到所述多道分析器；所述多道分析器的数据通过总线传输给主控制器，主控制器连接高速数据交互网将数据传输到采集与控制系统，以进行硬X射线成像和多通道能谱数据的存储与显示。

2.根据权利要求1所述的一种用于硬X射线成像和能谱分析的测量系统，其特征在于，

所述多道分析器采用FPGA作为数字处理核心，接收ADC输出的数据流，实现多道分析，以及与上位机的通信。

3.根据权利要求1所述的一种用于硬X射线成像和能谱分析的测量系统，其特征在于，

所述前置放大器阵列板卡上设有16块放大器板块，每块放大器板块分别具有16路输入和16路输出；

所述前置放大器为256路超高集成度纳安级小信号放大器，具体采用电荷灵敏放大器，用于将碲锌镉面阵探测器输出的信号放大，每16路小信号放大器集成在一块放大器板块上，256路信号共需所述16块放大器板块。

4.根据权利要求1所述的一种用于硬X射线成像和能谱分析的测量系统，其特征在于，

所述多道分析器采用FPGA作为数字处理核心，多道分析器的数据通过PXIe总线传输给主控制器，且所述多道分析器运行于PXIe机箱中。

5.根据权利要求1所述的一种用于硬X射线成像和能谱分析的测量系统，其特征在于，

所述碲锌镉面阵探测器具有高空间分辨率，采用16×16路面阵，探测器规格为25.4×25.4×5mm³，每个探测器单元为1.5×1.5×5mm³，能量测量范围20keV-700keV。

6.根据权利要求1所述的一种用于硬X射线成像和能谱分析的测量系统，其特征在于，采用水冷对所述探测器和前置放大器阵列板卡进行冷却，保证整个测量系统工作温度不超过30度。

7.根据权利要求1所述的一种用于硬X射线成像和能谱分析的测量系统，其特征在于，所述屏蔽体具备电磁屏蔽、杂散硬X射线屏蔽以及水冷功能，所述屏蔽体采用铝和钨作为屏蔽体材料。

8.根据权利要求1所述的一种用于硬X射线成像和能谱分析的测量系统，其特征在于：

所述采集与控制系统基于开源软件QT进行开发。