[发明专利]一种基于Si-PIN探测器阵列的高分辨率X射线能谱仪

摘要

本发明公开了一种基于Si‑PIN探测器阵列的高分辨率X射线能谱仪，能谱仪的探测器选用m行×n列的Si‑PIN探测器阵列，每一行探测器共用一个电荷灵敏放大器，共有n列，探测器检测到的X射线经放大器放大后分别被送入时间甄别单元与信号滤波加权单元，形成n路时间信号和单路能量信号。在数字多道脉冲幅度分析器的内部，时间信号与能量信号经离线校正模块和梯形成形模块的处理，提取到精确的脉冲幅值，最终输出X射线的能谱。本发明的有益效果是增大了探测器检测X射线尤其是高能X射线时的探测效率，解决了常规情况下使用探测器阵列时引入较大噪声的问题，提高了信噪比，有效提高了X射线能谱仪的能量分辨率。

主权项

1.一种基于Si‑PIN探测器阵列的高分辨率X射线能谱仪，其特征在于，所述X射线能谱仪包括Si‑PIN探测器阵列、电荷灵敏放大器阵列、RC有源滤波单元、信号加权单元、时间甄别单元、数字多道脉冲幅度分析器及离线校正模块；所述Si‑PIN探测器阵列是由Si‑PIN探测器组合成m行×n列的探测器阵列，所有Si‑PIN探测器阴极相连，每一行Si‑PIN探测器阳极并联，并通过偏置电阻连接高压电源；所述每一行Si‑PIN探测器使用同一个电荷灵敏放大器，不同行间使用的电荷灵敏放大器组成电荷灵敏放大器阵列；Si‑PIN探测器阵列将接收到的X射线转换为电荷信号，并通过电荷灵敏放大器阵列放大后获得核脉冲信号；所述电荷灵敏放大器阵列是由n路低噪声电源模块分别供电的阻容反馈式电荷灵敏放大器阵列，且电荷灵敏放大器阵列中的每一路电荷灵敏放大器后分别连接时间甄别电路和RC有源滤波电路；经RC有源滤波电路滤波成形后的信号经加权电路叠加后形成单路的能量信号，该能量信号与时间甄别电路中的时间甄别信号一起输送入数字多道能谱仪中进行处理后，输出X射线能谱；通过RC有源滤波单元中RC有源滤波电路和信号加权单元中信号加权电路将滤波加权后的能量信号反褶积处理，获得低噪声的双指数信号；所述离线校正模块根据时间甄别单元提供的n路时间信号判定单路能量信号的各信号所对应的通道地址，从而在梯形成形时乘以相应通道的校正因子提取到精确的脉冲幅度值。