x射線探傷機絕緣矽脂

工業CT的輻射探測器的分類與介紹你知道麽

發布日期:2020-07-15 作者: 點擊:

 工業CT的輻射探測器的分類與介紹你知道麽


(1)工業CT分立探測器


工業CT所用的探測器有兩個主要的類型—分立探測器和麵探測器。而分立探測器常用的X射線探測器有氣體和閃爍兩大類。


氣體探測器具有天然的準直特性,限製了散射線的影響;幾乎沒有竄擾;且器件一致性好。缺點是探測效率不易提高,高能應用有一定限製;其次探測單元間隔為數毫米,對於有些應用顯得太大。


應用更為廣泛的還是閃爍探測器。閃爍探測器的光電轉換部分可以選用光電倍增管或光電二極管。前者有極好的信號噪聲比,但是因為器件尺寸大,難以達到很高的集成度,造價也高。工業CT中應用*廣泛的是閃爍體—光電二極管組合。


應用閃爍體的分立探測器的主要優點是:閃爍體在射線方向上的深度可以不受限製,從而使射入的大部分X光子被俘獲,提高探測效率。尤其在高能條件下,可以縮短獲取時間;因為閃爍體是獨立的,所以幾乎沒有光學的竄擾;同時閃爍體之間還有鎢或其他重金屬隔片,降低了X射線的竄擾。分立探測器的讀出速度很快,在微秒量級。同時可以用加速器輸出脈衝來選通數據采集,*大限度減小信號上疊加的噪聲。分立探測器對於輻射損傷也是*不敏感的。


分立探測器的主要缺點是像素尺寸不可能做得太小,其相鄰間隔(節距)一般大於0.1mm;另外價格也要貴一些。


(2)工業CT麵探測器


麵探測器主要有三種類型:高分辨半導體芯片、平板探測器和圖像增強器。半導體芯片又分為CCD和CMOS。CCD對X射線不敏感,表麵還要覆蓋一層閃爍體將X射線轉換成CCD敏感的可見光。


半導體芯片具有*小的像素尺寸和*大的探測單元數,像素尺寸可小到10微米左右,探測單元數量取決於矽單晶的*大尺寸,一般直徑在50mm以上。因為探測單元很小,信號幅度也很小,為了增大測量信號可以將若幹探測單元合並。


為了擴大有效探測器麵積可以用透鏡或光纖將它們光學耦合到大麵積的閃爍體上。用光纖耦合的方法理論上可以把探測器的有效麵積在一個方向上延長到任意需要的長度。使用光學耦合的技術還可以使這些半導體器件遠離X射線束的直接輻照,避免輻照損傷。


平板探測器通常用表麵覆蓋數百微米的閃爍晶體(如CsI)的非晶態矽或非晶態硒做成。像素尺寸127 或200μm,平板尺寸*大約45cm(18in)。讀出速度大約3~7.5幀/s。優點是使用比較簡單,沒有圖像扭曲。圖像質量接近於膠片照相,基本上可以作為圖像增強器的升級換代產品。主要缺點是表麵覆蓋的閃爍晶體不能太厚,對高能X 射線探測效率低;難以解決散射和竄擾問題,使動態範圍減小。在較高能量應用時,對電子電路進行射線屏蔽。一般說使用在150kV以下的低能效果較好。


圖像增強器是一種傳統的麵探測器,是一種真空器件。名義上的像素尺寸<100μm,直徑152~457mm(6~18in)。讀出速度可達15~30 幀/s,是讀出速度*快的麵探測器。由於圖像增強過程中的統計漲落產生的固有噪聲,圖像質量比較差,一般射線照相靈敏度僅7~8%,在應用計算機進行數據疊加的情況下,射線照相靈敏度可以提高到2%以上。另外的缺點就是易碎和有圖像扭曲。麵探測器的基本優點是不言而喻的—它有著比線探測器高得多的射線利用率。麵探測器也比較適合用於三維直接成像。所有麵探測器由於結構上的原因都有共同的缺點,即射線探測效率低;無法限製散射和竄擾;動態範圍小等。高能範圍應用效果較差。

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關鍵詞:工業CT

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