光谱测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于光子辐射的光谱测定的装置，该装置(20)包括：·检测器(15)，配置为接收辐射并在输出端(24)处传送电信号，该电信号是根据所接收到的辐射(X)，其特征在于，该装置(20)还包括：·参考数据库(42)，该参考数据库可通过第一参数而被参数化，·比较器(38)，被配置为建立电信号与参考信号之间的比较，该比较器(38)传递代表辐射的每个光子的能量的信号(E(t))以及比较的品质因子(B(t))，·反馈回路(46，50，52)，该反馈回路使得能够调整参考数据库(42)的第一参数以优化品质因子(B(t))。

Spectrometer

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光谱测定装置
本专利技术属于使用电离辐射的(例如使用X或伽马光束)成像领域。本专利技术适用于医学成像以及例如行李检查之类的非破坏性检测。本专利技术涉及一种用于处理5个光子通量的装置。
技术介绍
X射线成像系统特别用于机场或安全地点的行李检查。这种成像系统包括使行李箱接受X光子通量的X射线辐射源以及接收穿过行李的X光子的半导体检测器。根据行李对X射线的吸收，可以分析行李的内容物。对行李内容物的分析以及对该内容物的危险性的评估或多或少是复杂的，并且自动化步骤取决于行李是运往行李舱还是由客舱乘客运送。在这两种情况下，X射线成像系统的目标是检测例如爆炸物及易燃物质的危险物质。随着安全问题要求的发展，能够确定任何类型的物质变得有必要，例如以便确定当组合在一起时可以产生爆炸物的几种物质的存在。这种确定可以通过光谱成像装置实现，该光谱成像装置使得能够检测图像的每个单独的光子(例如X射线)并量化该光子的能量，以便在直方图中对这些光子进行分类，以构建入射通量的能量谱。对X光子的检测由检测器完成，该检测器将由入射光子存置(déposée)的能量转换成电信号。检测器包括例如晶体，该晶体被配置为将从光子接收到的能量转换成通过电荷放大器测量的电荷包。其它检测器例如可以包括与光电二极管或光电倍增管相关联的闪烁体。光谱测定的质量主要取决于该光谱测定的最佳地彼此区分单个X光子的能力。在区分不同光子的同时，检测器可以处理的最大光子通量主要取决于检测器与设置在检测器下游的处理电路的响应时间。在现有的检测器中，注意到特别是由于在检测器启动期间并随时间发生的漂移而使响应时间具有相当大的变化。相当大的漂移也是由于检测器的温度变化引起的。为了缓解这个问题，在启动期间采用稳定步骤，该步骤取决于温度而可以持续大约一小时或更长时间。还必须提供定期的关停时段，这在实践中是非常有约束性的。对于某些检测器，应用极化信号。在实现了半导体晶体的检测器的情况下，极化信号是高电压。例如，从文献FR2925170A1中已知，在检测器的输出端设置积分器类型的电荷放大器。使放大器的输出信号通过延迟线传输，并从直接离开放大器的信号中减去离开延迟线的信号。于是，减法器的输出幅度是根据检测器接收到的每个光子的能量。只要延迟线的持续时间大于离开放大器的信号沿(front)的持续时间，以便通过减法器来区分由放大器直接提供的信号的上升与通过延迟线反转及延迟的相同信号的下降，该能量测量就能正确地运行。然而，如果延迟线的持续时间小于离开放大器的沿的持续时间，则在减法器中发生混杂(télescopage)，并且对脉冲幅度的测量极大地低估了电荷放大器的信号沿的实际幅度，并且因此低估了由光子X存置的实际能量。由于这相当于损失，因此在这种情况下，由检测器产生的一部分电荷，信噪比严重降低。因此，正确测量光子能量需要足够长的延迟线持续时间。此外，为了能够最佳地彼此区分在理论上随时间随机分布的单个光子，并且为了能够正确地量化各自存置在检测器上的能量，连续的脉冲必须尽可能的清晰，因此必须尽可能的短。换句话说，光子通量越大，延迟线的持续时间必须越短，以便能够区分每个光子。因此，这两个约束：测量每个光子的能量与区分每个光子在选择延迟线的持续时间方面是不相容的。在实践中，对于通常每秒超过100万的较大的光子通量，不可能确定延迟线的持续时间而使得能够充分地区分各个光子(重合的分辨率)同时还能够正确地量化各自存置在检测器上的能量。本专利技术的目的是通过提出一种能够使检测器稳定或至少能够修正检测器的不稳定性的影响的光谱测定装置来克服上述所有或部分问题。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的是一种用于光子束的光谱测定装置，该装置包括：·检测器，被配置为接收光子束并在输出端传送电信号，该电信号是根据所接收到的辐射的每个光子的能量，其特征在于该装置还包括：·参考数据库，该参考数据库能够通过第一参数而被配置，·比较器，该比较器具有两个输入端与两个输出端，比较器在其第一输入端接收电信号，在其第二输入端接收由参考数据库传送的参考信号，比较器被配置成建立电信号与参考信号之间的比较，比较器在其第一输出端传送代表光子束的每个光子的能量的信号，在其第二输出端传送比较的品质因子，·反馈回路，该反馈回路使得能够调整参考数据库的第一参数以便优化品质因子，仅为了调整所使用的参考信号而介入的反馈回路使得能够确定光子束的后续光子的能量。比较器有利地被配置为在根据当前光子的能量的电信号与在参考数据库中选择的参考信号之间建立比较，该参考数据库是根据第一参数的值，该第一参数是基于由比较器传送的品质因子的值被限定的，该比较器在其第一输入端接收根据当前光子之前的光子的能量的电信号，并且在输出端给出代表当前光子的能量的信号。在第一实施例中，该装置还包括积分器类型的放大器，该放大器包括一个输入端及一个输出端，放大器的输入端连接到检测器的输出端。于是，参考数据库被配置为生成若干形式的信号，该若干形式的信号各自对应于由放大器响应于检测器接收到一个光子而传送的信号的电压沿持续时间。参考数据库有利地被配置为将每个形式的信号与形成参考数据库的第一参数的参考电压沿的持续时间相关联，反馈回路将参考电压沿的持续时间锁定到由放大器响应于探测器接收到光子而传送的信号的电压沿持续时间。有利地，代表比较质量的信号代表由放大器传送的信号的电压沿持续时间和与比较器所接收的信号的形式相关联的参考电压沿的持续时间之间的偏差。从参考电压沿持续时间到由放大器传送的信号的持续时间的反馈回路被配置为修改参考电压沿持续时间，以便根据代表比较的质量的信号的值来改变参考形式。从参考电压沿的持续时间到由放大器传送的信号的电压沿持续时间的反馈回路可以包括将代表值乘以增益常数的乘法器以及将源自乘法器的结果与参考电压沿持续时间的当前值相加的加法器。在第一实施例中，该装置还可以包括：·减法器，该减法器具有两个输入端以及一个输出端，该减法器在其输入端中的第一输入端处被连接到放大器的输出端，减法器的输出端传送电信号，·延迟线，该延迟线被连接在放大器的输出端与减法器的两个输入端中的第二输入端之间。延迟线能够通过其延迟持续时间而被配置，并且参考数据库能够通过由延迟持续时间形成的第二参数而被配置。在第二实施例中，参考数据库传送被配置为时间常数的时间滤波器参数。比较包括将滤波应用于电信号，代表比较质量的信号是经滤波的信号的上升时间与参考上升时间之间的差，反馈回路倾向于消除代表比较质量的信号。检测器可以通过极化信号而被极化，并且有利地，装置包括极化信号的反馈回路，该极化信号是根据当前的第一参数与标称第一参数之间的偏差。极化信号的反馈回路可以包括将当前的第一参数与标称第一参数之间的偏差与增益常数相乘的乘法器以及将源自乘法器的结果与极化信号的当前值相加的加法器。有利地，极化信号的反馈回路的时间常数大于参考数据库的第一参数的反馈回路的时间常数。附图说明通过阅读以示例方式给出的实施例的详细描述和通过附图所阐述的说明，将更好地理解本专利技术并且其它的优点将显现，其中：图1示出了用于行李检查的X射线成像系统；图2示意性地示出了实现本专利技术并可安装在图1的系统中的光谱测定装置的示例；图3a与图3b示出了曲线束的示例，该曲线束以装置的减法器的输出信号的纵坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光子束的光谱测定装置，所述装置(20)包括：·检测器(15)，被配置为接收光子束并在输出端(24)处传送电信号，所述电信号是根据所接收到的所述光子束(X)的每个光子的能量，其特征在于，所述装置(20)还包括：·参考数据库(42)，所述参考数据库能够通过第一参数而被配置，·比较器(38)，所述比较器具有两个输入端(39，40)及两个输出端(41)，所述比较器(38)在其第一输入端(39)接收所述电信号，在其第二输入端(40)接收由所述参考数据库(42)传送的参考信号，所述比较器(38)被配置为建立所述电信号与所述参考信号之间的比较，所述比较器(38)在其第一输出端传送代表光子束的每个光子的能量的信号(E(t))，并在其第二输出端传送所述比较的品质因子(B(t))，·反馈回路(46，50，52)，所述反馈回路使得能够调整所述参考数据库(42)的第一参数以优化所述品质因子(B(t))，介入的所述反馈回路(46，50，52)仅是为了改善对代表所述光子束(X)的后续光子的能量的信号(E(t))的确定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.27 FR 16604181.一种用于光子束的光谱测定装置，所述装置(20)包括：·检测器(15)，被配置为接收光子束并在输出端(24)处传送电信号，所述电信号是根据所接收到的所述光子束(X)的每个光子的能量，其特征在于，所述装置(20)还包括：·参考数据库(42)，所述参考数据库能够通过第一参数而被配置，·比较器(38)，所述比较器具有两个输入端(39，40)及两个输出端(41)，所述比较器(38)在其第一输入端(39)接收所述电信号，在其第二输入端(40)接收由所述参考数据库(42)传送的参考信号，所述比较器(38)被配置为建立所述电信号与所述参考信号之间的比较，所述比较器(38)在其第一输出端传送代表光子束的每个光子的能量的信号(E(t))，并在其第二输出端传送所述比较的品质因子(B(t))，·反馈回路(46，50，52)，所述反馈回路使得能够调整所述参考数据库(42)的第一参数以优化所述品质因子(B(t))，介入的所述反馈回路(46，50，52)仅是为了改善对代表所述光子束(X)的后续光子的能量的信号(E(t))的确定。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述比较器(38)被配置为在根据光子的能量的所述电信号与在所述参考数据库中选择的参考信号之间建立比较，所述参考数据库是根据所述第一参数的值，所述第一参数是基于由所述比较器(38)传送的所述品质因子(B(t))的值被限定的，所述比较器在其第一输入端接收根据当前光子之前的光子的能量的电信号，并且在输出端给出代表当前光子的能量的信号(E(t))。3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：·积分器类型的放大器(26)，所述积分器类型的放大器包括一个输入端(25)与一个输出端(27)，所述放大器(26)的输入端(25)连接到所述检测器(15)的输出端(24)，以及，所述参考数据库(42)被配置为生成若干形式的信号，该若干形式的信号各自对应于由所述放大器(26)响应于所述检测器(15)接收到光子而传送的信号的电压沿持续时间(TFSIG)。4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述参考数据库(42)被配置为将每种形式的信号与形成所述参考数据库(42)的第一参数的参考电压沿持续时间(TFREF)相关联，所述反馈回路(46，50，52)响应于所述检测器(15)接收到光子而基于由所述放大器(26)传送的信号的电压沿持续时间(TFSIG)对所述参考电压沿持续时间(TFREF)进行伺服控制。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，代表所述比较的质量的信号(B(t))代表由所述放大器(26)传递的信号的电压沿持续时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾瑞克·马尔什，西尔韦尔·卢克斯，
申请(专利权)人：探测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR