本发明专利技术提供一种X射线双能谱探测线阵探测器，包括基板及分布于基板至少一侧的多个双能单元，多个双能单元在基板上的垂直投影排列成至少一行及至少两列，一双能单元包括呈两排两列田字形排布的四个子单元，子单元包括光电二极管层及闪烁体层，双能单元中的两个子单元为采用高能谱X射线吸收闪烁体层的高能单元，另外两个子单元为采用低能谱X射线吸收闪烁体层的低能单元。本发明专利技术通过双能单元中不同闪烁体材质来吸收、转换不同能谱段的X射线信号，以此来实现单源双能谱X射线探测，适用于多种类的异物检测或者缺陷检测，通过两种技术原理的信号探测，不但提升识别能力，也增强了图像的对比图。通过软硬件结合，可实现两种分辨率的切换。换。换。
【技术实现步骤摘要】
一种X射线双能谱探测线阵探测器
[0001]本专利技术属于线阵探测器在线检测
，涉及一种X射线双能谱探测线阵探测器。
技术介绍
[0002]在X
‑
ray线阵探测器食品异物检测领域或者其它无损检测领域，对于单能形态检测，密度影响很大，密度越小，越难以检测，特别是橡胶、贝壳类和骨头类检测；再加上厚度影响，厚度越薄，越难以检测，这些因素都局限了单能线阵的检测的深度和广度。因此，当前在食品异物检测领域，明显存在如下几个缺点：
[0003](1)在食品异物检测领域，基本都是单能传感器形式的线阵探测器，即软件图像后处理只能通过灰度值的变化(灰阶)和相邻组织间的对比度差异来判断异物，当异物和背景接近或者被遮挡后，存在漏判、误判风险。
[0004](2)在讲究低成本竞争的市场，在考虑成本因素后，一般不会采用独立的两路传感器加两套电子学电路进行双能谱探测，也就无法通过计算等效原子序数来进行物质属性识别，因此，单能线阵探测器对低密度、薄物体、细小化的异物的无法识或者误识别概率极高，更难以剔除如肉制品生产中的残余骨头。
[0005](3)对于单排线阵来说，像素点尺寸一般将0.4mm作为标准应用等级，需要有更高分辨率的要求时，无法进行分辨率提升：原因是单晶硅光电二极管(PD)已经标准化设计，无法做硬件上的改动或者软件上的处理，物理上无法实现更小像素尺寸，也就没有办法切换到更高分辨率下去应用。因此，当需要检测尺寸更小的物体时，需要更换精度更高的线阵探测器，存在像素尺寸兼容性不足的问题，一款产品的应用度不足。
[0006](4)双能谱探测一般高度上或者宽度上需要一定的尺寸空间提升，将两路的单晶硅光电二极管模组进行堆叠设计或者平铺设计，但由于机械结构的限制(整机系统标准化)，很难将这类硬件形式在机械结构上实现兼容，需要整机系统厂商做出一定的结构修改，并调整相关参数来优化图像质量；同时，整机系统的探测通道的改变，很可能会引起其它相关部件的一系列机械结构变动，这就相当于重新开发一款整机产品；系统厂商需要承担开发时间、成本费用、注册和可靠性等一系列不确定因素的风险。
[0007](5)传统方式的双能线阵探测器，采用上下垂直方式，存在能量吸收不足，射线角度导致的几何畸变；采用前后平铺方式，存在间距问题和抖动问题，导致在皮带速度有波动下的图像对准问题，也存在散射线影响图像质量。
[0008]因此，如何提供一种新的双能谱X射线线阵探测器，以在不牺牲结构空间、不增加电路设计的前提下实现双能探测，从而提升图像对比度、图像品质及检出率，并降低系统成本，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
技术实现思路
[0009]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种X射线双能谱探测线
阵探测器，用于解决现有探测器检出率低、图像品质差、兼容性不足、成本高等问题。
[0010]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种X射线双能谱探测线阵探测器，包括：
[0011]基板；
[0012]多个双能单元，分布于所述基板的至少一侧，多个所述双能单元在所述基板上的垂直投影排列成至少一行及至少两列，所述双能单元包括呈两排两列田字形排布的四个子单元，所述子单元包括光电二极管层及闪烁体层，所述光电二极管层包括一光电二极管，所述光电二极管在垂直方向上位于所述基板与所述闪烁体层之间并与所述基板电连接，所述双能单元中的两个子单元为采用高能谱X射线吸收闪烁体层的高能单元，另外两个子单元为采用低能谱X射线吸收闪烁体层的低能单元。
[0013]可选地，所述双能单元中，两个高能单元排列成一行，两个低能单元排列成另一行。
[0014]可选地，所述双能单元中，两个高能单元排列成一列，两个低能单元排列成另一列。
[0015]可选地，所述双能单元中，两个高能单元在所述田字形的一条对角线上排布，两个低能单元在所述田字形的另一条对角线上排布。
[0016]可选地，所述光电二极管通过打线方式或倒装焊方式与所述基板电连接。
[0017]可选地，所述光电二极管通过打线方式与所述基板电连接，相邻两行所述子单元分布于所述基板的不同侧。
[0018]可选地，所述光电二极管通过倒装焊方式与所述基板电连接，相邻两行所述子单元分布于所述基板的相同侧。
[0019]可选地，所述高能单元与X射线源之间设有低能X射线滤波片。
[0020]可选地，所述X射线双能谱探测线阵探测器包括第一分辨率模式与第二分辨率模式，所述第一分辨率模式中一所述双能单元对应四个像素点，所述第二分辨率模式中一所述双能单元对应一个像素点。
[0021]可选地，所述X射线双能谱探测线阵探测器还包括模数转换芯片、传输模块及信号处理电路，所述模数转换芯片与多个所述子单元电连接以将所述子单元输出的模拟信号转换为数字信号，所述传输模块与所述模数转换芯片电连接以将数字信号传输至所述信号处理电路进行处理。
[0022]可选地，在所述第一分辨率模式下，所述信号处理电路基于所述高能单元的能谱数据及所述低能单元的能谱数据进行实时图像处理，所述图像处理包括图像减法及图像融合。
[0023]可选地，所述图像处理还包括基于相对原子序数计算原理的伪彩着色。
[0024]可选地，在所述第二分辨率模式下，所述信号处理电路基于所述高能单元的能谱数据及所述低能单元的能谱数据进行实时图像处理，所述图像处理包括累加法或累加后求平均法。
[0025]如上所述，本专利技术的X射线双能谱探测线阵探测器包括基板和多个双能单元，多个双能单元分布于所述基板的至少一侧，多个所述双能单元在所述基板上的垂直投影排列成至少一行及至少两列，所述双能单元包括呈两排两列田字形排布的四个子单元，所述子单
元包括光电二极管层及闪烁体层，所述光电二极管层包括一光电二极管，所述光电二极管在垂直方向上位于所述基板与所述闪烁体层之间并与所述基板电连接，所述双能单元中的两个子单元为高能单元，另外两个子单元为低能单元，所述高能单元的闪烁体层采用高能谱X射线吸收闪烁体，所述低能单元的闪烁体层采用低能谱X射线吸收闪烁体。本专利技术通过双能单元中不同闪烁体材质来吸收、转换不同能谱段的X射线信号，以此来实现“单源双能谱探测”，适用于多种类的异物检测或者缺陷检测，通过两种技术原理的信号探测，不但提升识别能力，也增强了图像的对比图(图像信噪比更好)。通过软硬件结合，可实现两种分辨率的切换，并配以硬件模块化，使得系统稳定性更好，机械结构上的尺寸误差也小而可控，产品体现了友好性。同时，硬件系统的模块化、平铺化设计，有利于电子学子系统的射线辐射防护设计，提升耐辐射性；并可根据探测宽度的要求，探测器可以无限拓展探测尺寸，并做到软硬件兼容，大平台化。本专利技术解决了当前食品等无损异物检测领域存在着的低密度厚物体方向某些无法自动识别，剔除的应用场景痛点，并可通过参数设置的方式来实现具体功能的开启或者关闭，检测更具灵活性和针对性。同时，对终端客户来说，无新风险的增加，无可靠本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种X射线双能谱探测线阵探测器，其特征在于，包括：基板；多个双能单元，分布于所述基板的至少一侧，多个所述双能单元在所述基板上的垂直投影排列成至少一行及至少两列，所述双能单元包括呈两排两列田字形排布的四个子单元，所述子单元包括光电二极管层及闪烁体层，所述光电二极管层包括一光电二极管，所述光电二极管在垂直方向上位于所述基板与所述闪烁体层之间并与所述基板电连接，所述双能单元中的两个子单元为采用高能谱X射线吸收闪烁体层的高能单元，另外两个子单元为采用低能谱X射线吸收闪烁体层的低能单元。2.根据权利要求1所述的X射线双能谱探测线阵探测器，其特征在于：所述双能单元中，两个高能单元排列成一行，两个低能单元排列成另一行。3.根据权利要求1所述的X射线双能谱探测线阵探测器，其特征在于：所述双能单元中，两个高能单元排列成一列，两个低能单元排列成另一列。4.根据权利要求1所述的X射线双能谱探测线阵探测器，其特征在于：所述双能单元中，两个高能单元在所述田字形的一条对角线上排布，两个低能单元在所述田字形的另一条对角线上排布。5.根据权利要求1所述的X射线双能谱探测线阵探测器，其特征在于：所述光电二极管通过打线方式或倒装焊方式与所述基板电连接。6.根据权利要求1所述的X射线双能谱探测线阵探测器，其特征在于：所述光电二极管通过打线方式与所述基板电连接，相邻两行所述子单元分布于所述基板的不同侧。7.根据权利要求1所述的X射线双能谱探测线阵探测器，其特征在于：所述光电二极管通过倒装...
【专利技术属性】
技术研发人员：方志强，王锋，黄翌敏，马扬喜，
申请(专利权)人：上海奕瑞光电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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