專利名稱：雙能x射線陣列探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輻射成像系統(tǒng)探測器，尤其涉及應(yīng)用于X射線輻射成像系統(tǒng)中的雙能 X射線陣列探測器，本發(fā)明屬于輻射檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
X射線穿透被檢物體之后，其能譜會發(fā)生變化，這些變化和被檢物體的材料組成有 關(guān)。傳統(tǒng)的雙能X射線陣列探測器是由高、低能兩個探測器組成，其中每個探測器又包括一 個閃爍體陣列和一個光電二極管陣列。低能陣列探測器布置在靠近被檢物體的一側(cè)，主要 吸收X射線能譜中的低能部分，高能陣列探測器布置在低能陣列探測器后邊，主要吸收X射 線能譜中的高能部分。一般在低能陣列探測器和高能陣列探測器之間還配置一個濾波片來 進一步吸收X射線能譜中的低能部分。圖1是傳統(tǒng)技術(shù)的雙能X射線探測器的示意圖。X射線100首先進入低能閃爍體 111并在其中沉積能量釋放出可見光，光電探測器件112將可見光信號轉(zhuǎn)換成電信號。沒有 和低能閃爍體作用的X射線穿過濾波片130進一步減少X射線能譜中的低能部分，之后X 射線在高能閃爍體121內(nèi)部被全吸收，所釋放出的可見光在光電探測器件122中被轉(zhuǎn)換成 電信號。這里低能閃爍體111和光電探測器件112組成低能探測器，高能閃爍體121和光 電探測器件122組成高能探測器。這種傳統(tǒng)的雙能X射線陣列探測器是由幾個部件裝配而成的，每個部件都需要獨 立的支撐機構(gòu)進行安裝和結(jié)構(gòu)定位，高、低能探測器對應(yīng)的閃爍體陣列之間不容易準確對 位而且相距較遠，因此這種結(jié)構(gòu)不利于做到雙能X射線陣列探測器中的高、低能通道在同 一射線位置采樣，進而會影響掃描系統(tǒng)的材料識別能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種便于制造和使用的雙能X射線陣列探測器，利用這種 雙能X射線陣列探測器能夠測量穿透物體的X射線能譜中低能部分和高能部分的相對差 別，進而提供材料識別的依據(jù)。同時本發(fā)明的雙能陣列探測器能夠改善上述已有技術(shù)的問題。根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供了一種雙能X射線陣列探測器，其在沿X射線的入射方 向上依序包括第一閃爍體陣列、第一光電二極管陣列、第一濾波片、PCB板、第二濾波片、第 二光電二極管陣列和第二閃爍體陣列，所述第一閃爍體陣列、第一光電二極管陣列、第一濾 波片、第二濾波片、第二光電二極管陣列和第二閃爍體陣列均集成在所述PCB板上。優(yōu)選地，所述雙能X射線陣列探測器在所述第一閃爍體陣列之前還包括準直器陣 列。優(yōu)選地，在所述PCB板上還集成有數(shù)據(jù)采集電路。優(yōu)選地，實現(xiàn)所述集成的方式為粘接或焊接。優(yōu)選地，所述各陣列中所包含的元器件數(shù)量均相同。
優(yōu)選地，所述各陣列間的相應(yīng)元器件互相對準。優(yōu)選地，所述第一閃爍體陣列和第二閃爍體陣列由同一種閃爍體材料組成。優(yōu)選地，所述第一閃爍體陣列和第二閃爍體陣列由不同閃爍體材料組成。優(yōu)選地，所述閃爍體材料選自下述材料CsI (Tl)、CdffO4, GOS、ZnSe, YAG。優(yōu)選地，所述第一濾波片的材料為銅、銀或金，或者是含銅、銀或金的合金材料。優(yōu)選地，所述第二濾波片的材料為銅、銀或金，或者是含銅、銀或金的合金材料。優(yōu)選地，在所述第一閃爍體陣列中沉積能量的X射線光子的能量低于在所述第二 閃爍體陣列中沉積能量的χ射線光子的能量。本發(fā)明提出的雙能X射線陣列探測器將低能陣列探測器、濾波片和高能陣列探測 器集成在一個部件上，方便制造和使用。同時由于低能探測器陣列和高能探測器陣列對位 準確，所以有利于提高射線掃描系統(tǒng)對材料的識別能力。


為了更加全面地理解本發(fā)明的特性和目的，以下參照附圖對本發(fā)明進行詳細描 述。圖1是傳統(tǒng)技術(shù)的雙能X射線探測器示意圖。圖2是本發(fā)明的雙能X射線陣列探測器的實施例一的示意圖。圖3是本發(fā)明的雙能X射線陣列探測器的實施例二的示意圖。圖4是本發(fā)明的雙能X射線陣列探測器的實施例三的示意圖。
具體實施例方式圖2是本發(fā)明的雙能X射線陣列探測器的實施例一的示意圖。如圖中所示，201和 202分別是低能閃爍體陣列和高能閃爍體陣列，203和204分別是第一光電二極管陣列和第 二光電二極管陣列，205和206分別是第一濾波片和第二濾波片，207是PCB板。如圖所示， 上述低能閃爍體陣列201、高能閃爍體陣列202、第一光電二極管陣列203、第二光電二極管 陣列204、第一濾波片205和第二濾波片206通過粘接或焊接的方式集成在PCB板207上。當(dāng)X射線200從低能閃爍體陣列201入射時，其先在低能閃爍體陣列內(nèi)部沉積能 量激發(fā)出閃爍光，由第一光電二極管陣列203將此閃爍光信號轉(zhuǎn)換成低能探測器電信號。 之后X射線繼續(xù)穿過第一濾波片205、PCB板207、第二濾波片206和第二光電二極管陣列 204，最終進入高能閃爍體陣列202，并在閃爍體內(nèi)部沉積能量釋放出閃爍光。由第二光電二 極管陣列204收集該閃爍光信號并將其轉(zhuǎn)換成高能探測器電信號。然后，上述高、低能探測 器電信號通過PCB板207上的電路和接插件輸出給后續(xù)的數(shù)據(jù)采集電路。圖3示出了本發(fā)明的實施例二，如圖3所示，上述雙能X射線陣列探測器還可以具 有準直器陣列308，該準直器陣列308位于低能閃爍體陣列301之前，其可以與低能閃爍體 陣列301粘接在一起，也可以放置在接近低能閃爍體陣列301的位置。圖3中的301和302 分別是低能閃爍體陣列和高能閃爍體陣列，303和304分別是第一光電二極管陣列和第二 光電二極管陣列，305和306分別是第一濾波片和第二濾波片，307是PCB板，308是由高原 子序數(shù)材料組成的準直器陣列。上述低能閃爍體陣列301、高能閃爍體陣列302、第一光電 二極管陣列303、第二光電二極管陣列304、第一濾波片305和第二濾波片306也通過粘接或焊接的方式集成在PCB板307上。在工作過程中，經(jīng)過被檢物體的X射線300首先入射 通過準直器陣列308，然后才進入低能閃爍體陣列301，以此來減少X射線300中的散射成 分。之后與實施例一類似，X射線在低能閃爍體陣列301內(nèi)部沉積能量激發(fā)出閃爍光，由第 一光電二極管陣列303將此閃爍光信號轉(zhuǎn)換成低能探測器電信號。之后X射線繼續(xù)穿過第 一濾波片305、PCB板307、第二濾波片306和第二光電二極管陣列304，最終進入高能閃爍 體陣列302，并在閃爍體陣列內(nèi)部沉積能量釋放出閃爍光。由第二光電二極管陣列304收集 該閃爍光信號并將其轉(zhuǎn)換成高能探測器電信號。然后，上述高、低能探測器電信號通過PCB 板307上的電路和接插件輸出給后續(xù)的數(shù)據(jù)采集電路。圖4示出了本發(fā)明的實施例三，其中401和402分別為低能探測器(其包括低能 閃爍體陣列、第一光電二極管陣列和第一濾波片)和高能探測器(其包括第二濾波片、第二 光電二極管陣列和高能閃爍體陣列)，407為PCB板，該PCB板上還包括數(shù)據(jù)采集電路409。 如圖4所示，經(jīng)過被檢物體的X射線400通過低能探測器401和高能探測器402分別轉(zhuǎn)換 成低能和高能輸出信號之后，這些電信號可以直接通過集成在PCB板407上的數(shù)據(jù)采集電 路409將信號進一步處理，或者直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出。上述高、低能閃爍體陣列可以由同一種閃爍體材料構(gòu)成，也可以由不同的閃爍體 材料構(gòu)成，此外，上述高能閃爍體陣列或低能閃爍體陣列內(nèi)部的各閃爍體所采用的閃爍體 材料可以相同，也可以不同，所述閃爍體材料可以是CsI (Tl)，CdffO4, GOS, ZnSe, YAG等。上述第一濾波片和第二濾波片材料分別為銅、銀、金或含銅、銀、金的合金材料。為了保證探測結(jié)果的精確性，上述低能閃爍體陣列、第一光電二極管陣列、第二光 電二極管陣列、高能閃爍體陣列以及準直器陣列中所包含的元器件數(shù)量最好相等。優(yōu)選地， 上述低能閃爍體陣列、第一光電二極管陣列、第二光電二極管陣列、高能閃爍體陣列以及準 直器陣列間的對應(yīng)元器件以互相對準的方式設(shè)置。雖然已經(jīng)結(jié)合特定實施例詳細地描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解的是，前述實施例 僅僅是作為示例，而并不是為了限制本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)其已有的專業(yè)知識可以 容易地想象到這些實施例的其他的變形和修改，其可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情 況下對本發(fā)明做出這些變形和修改，以獲得本發(fā)明的部分或所有優(yōu)點。
權(quán)利要求
一種雙能X射線陣列探測器，其特征在于，該雙能X射線陣列探測器在沿X射線的入射方向上依序包括第一閃爍體陣列、第一光電二極管陣列、第一濾波片、PCB板、第二濾波片、第二光電二極管陣列和第二閃爍體陣列，所述第一閃爍體陣列、第一光電二極管陣列、第一濾波片、第二濾波片、第二光電二極管陣列和第二閃爍體陣列均集成在所述PCB板上。
2.依照權(quán)利要求1的雙能X射線陣列探測器，其中，所述雙能X射線陣列探測器在所述 第一閃爍體陣列之前還包括準直器陣列。
3.依照權(quán)利要求1或2的雙能X射線陣列探測器，其中，在所述PCB板上還集成有數(shù)據(jù) 采集電路。
4.依照權(quán)利要求1或3的雙能X射線陣列探測器，其中，實現(xiàn)所述集成的方式為焊接或 粘接。
5.依照權(quán)利要求1或2的雙能X射線陣列探測器，其中，所述各陣列中所包含的元器件 數(shù)量均相同。
6.依照權(quán)利要求5的雙能X射線陣列探測器，其中，所述各陣列間的相應(yīng)元器件互相對準。
7.依照權(quán)利要求1、2或6的雙能X射線陣列探測器，其中，所述第一閃爍體陣列和第二 閃爍體陣列由同一種閃爍體材料組成。
8.依照權(quán)利要求1、2或6的雙能X射線陣列探測器，其中，所述第一閃爍體陣列和第二 閃爍體陣列由不同閃爍體材料組成。
9.依照權(quán)利要求7的雙能X射線陣列探測器，其中，所述閃爍體材料選自下述材料 CsI (Tl)、CdWO4、GOS、ZnSe、YAG。
10.依照權(quán)利要求8的雙能X射線陣列探測器，其中，所述不同閃爍體材料分別選自下 述材料CsI (Tl)、CdffO4, GOS、ZnSe, YAG。
11.依照權(quán)利要求1、2或6的雙能X射線陣列探測器，其中，所述第一濾波片和/或第 二濾波片的材料為銅、銀或金，或者是含銅、銀或金的合金材料。
12.依照權(quán)利要求1、2或6的雙能X射線陣列探測器，其中，在所述第一閃爍體陣列中 沉積能量的X射線光子的能量低于在所述第二閃爍體陣列中沉積能量的X射線光子的能 量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙能X射線陣列探測器，其在X射線入射方向分別包含第一閃爍體陣列、第一光電二極管陣列、第一濾波片、PCB板、第二濾波片、第二光電二極管陣列和第二閃爍體陣列，上述各功能器件集成為一個部件。利用這種雙能X射線陣列探測器能夠測量穿透物體的X射線能譜中低能部分和高能部分的相對差別，進而提供材料識別的依據(jù)。
文檔編號G01T1/202GK101937094SQ20091008862
公開日2011年1月5日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者代主得, 張清軍, 李元景, 趙書清 申請人:同方威視技術(shù)股份有限公司