双能探测器及其双能X射线成像系统、食品检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种双能探测器及其双能X射线成像系统、食品检测装置，双能探测器包括至少一个传感器，每一所述传感器包括闪烁体、第一薄膜晶体管层和第二薄膜晶体管层，所述闪烁体夹设在所述第一薄膜晶体管层和所述第二薄膜晶体管层之间形成夹心结构，所述闪烁体产生的可见光信号由所述第一薄膜晶体管层和所述第二薄膜晶体管层接收并产生电信号用于成像，实现一次性双能信号收集。本发明专利技术简化了探测器现有的制造工艺，使得内部结构变得更加紧凑，通过更加紧凑的结构，可以有效的减小散射信号的串扰而导致的模糊等影响，使得成像更加清晰。同时，这种结构设计可以使高低能量光谱更分开，尽最大可能地减少重叠区域。尽最大可能地减少重叠区域。尽最大可能地减少重叠区域。

【技术实现步骤摘要】
双能探测器及其双能X射线成像系统、食品检测装置


[0001]本专利技术涉及食品检测装置中X射线成像系统领域，特别涉及一种双能探测器及其双能X射线成像系统、食品检测装置。

技术介绍

[0002]在现有技术中，在X
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ray食品检测装置上，使用双能探测器系统，通过高低能量成像的区别获得不同的信息，然后经过图像处理技术获得二者相减的图像，可以获得更多的关于产品的信息。
[0003]通常来说，X射线的光谱呈连续分布，例如使用100kV的电压激发X射线成像的时候，产生的射线光谱的范围是从0
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100kV的连续分布谱线，这样的射线是一种连续多色的射线谱，其中的每种成分对成像都有贡献，所呈现的图像实际上是一种综合效果，对某些在某个能段下才能体现出来的具体信息会有丢失。
[0004]然而实际上，如果我们将射线按照能量分开看的话，在高能量和低能量段上成像的效果是不同的，例如在30
‑
40kV的能量区间成像的效果和80
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100kV区间的成像效果是不同的。高能端的成像主要对硬组织有比较好的效果，而低能端对于软组织的成像有较好的效果，这样分开能量的区段成像，对于获得更多的信息是有帮助的，在医学成像中有很大的用处来区分软组织和硬组织。
[0005]图1为X射线的衰减示意图。如图1所示，高能谱段和低能谱段的衰减比率是不同的，高能段X射线无论对于通过高密度异物还是低密度异物的衰减都不是很明显，而低能谱段的光子在经过高密度异物的时候衰减非常明显，可以获得比较好的对比度信息。
[0006]目前，现有双能X射线成像系统中采用的双能探测器通常分为以下两种：
[0007]如图2所示，第一种是上下分布的传感器结构分布，这种结构中两层闪烁体是分开的结构，中间有空隙，X射线在通过第一层的时候会有很多的散射光产生，这些散射光会照到第二层闪烁体上，从而产生错误的信号，这些错误的信号需要设计特殊的算法去纠正。另外一种减少散射的方式是在两层之间增加金属滤波片，吸收散射线，但是金属滤波片因为光电效应会产生光电子，光电子会又会被下层吸收，所以滤波片只是在一定程度上减轻了信号干扰的影响，并不能完全消除。
[0008]如图3所示，第二种是左右分布的传感器结构分布，这种结构存在的问题是高低能闪烁体并排放置，两者中间要留出一定的空隙避免散射信号串扰，这个空隙部分的X射线直接透过，没有被接收，造成了信号在一定程度上的浪费。这种设计在入射X射线光强较弱的情况下更为严重，每块闪烁体分到不到1/2的光束。产生的电信号强度对比噪音的强度很弱，需要在后端设计相关放大电路。
[0009]有鉴于此，本申请专利技术人改进了双能探测器的传感器结构，以期克服上述技术问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中双能探测器无法消除信号干扰，容易产生错误信号，且电信号强度较弱等缺陷，提供一种双能探测器及其双能X射线成像系统、食品检测装置。
[0011]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
[0012]一种双能探测器，其特点在于，所述双能探测器包括至少一个传感器，每一所述传感器包括闪烁体、第一薄膜晶体管层和第二薄膜晶体管层，所述闪烁体夹设在所述第一薄膜晶体管层和所述第二薄膜晶体管层之间形成夹心结构，所述闪烁体产生的可见光信号由所述第一薄膜晶体管层和所述第二薄膜晶体管层接收并产生电信号用于成像，实现一次性双能信号收集。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述第一薄膜晶体管层位于所述闪烁体的上端面上，所述第二薄膜晶体管层位于所述闪烁体的下端面上。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述闪烁体采用CsI，Gd2O2S或CdWO4制成。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述闪烁体的厚度范围为100
‑
1000mm。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述第一薄膜晶体管层和所述第二薄膜晶体管层采用非晶硅制成。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，所述第一薄膜晶体管层收集低能信号，所述第二薄膜晶体管层收集高能信号。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，所述双能探测器满足以下公式：
[0019]I
Ho
＝I
H
·
exp(
‑
U
hd
M
hd
‑
U
Id
M
Id
)；I
Lo
＝I
L
·
exp(
‑
U
′
Id
M
hd
‑
U
′
Id
M
Id
)；
[0020]其中，U表示物质对X射线的等效质量衰减系数；
[0021]M表示物质的面密度(g/cm2)；
[0022]I表示X射线的强度；
[0023]Ho、Lo分别表示X射线的入射和出射强度；
[0024]H、L分别表示高、低能量X射线的下标；
[0025]hd、ld表示高密度和低密度物质的下标。
[0026]本专利技术还提供了一种双能X射线成像系统，其特点在于，所述双能X射线成像系统包括如上所述的双能X射线成像系统。
[0027]本专利技术还提供了一种食品检测装置，其特点在于，所述食品检测装置包括如上所述的双能X射线成像系统。
[0028]本专利技术的积极进步效果在于：
[0029]本专利技术双能探测器及其双能X射线成像系统、食品检测装置，简化了探测器现有的制造工艺，使得内部结构变得更加紧凑，通过更加紧凑的结构，可以有效的减小散射信号的串扰而导致的模糊等影响，使得成像更加清晰。同时，这种结构设计可以使高低能量光谱更分开，尽最大可能地减少重叠区域。
附图说明
[0030]本专利技术上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
[0031]图1为X射线的衰减示意图。
[0032]图2为现有技术中上下分布的传感器结构分布的示意图。
[0033]图3为现有技术中左右分布的传感器结构分布的示意图。
[0034]图4为本专利技术双能探测器中传感器的结构示意图。
[0035]图5为本专利技术X射线成像系统的成像流程示意图。
具体实施方式
[0036]为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。
[0037]现在将详细参考附图描述本专利技术的实施例。现在将详细参考本专利技术的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。
[0038]此外，尽管本专利技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本专利技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双能探测器，其特征在于，所述双能探测器包括至少一个传感器，每一所述传感器包括闪烁体、第一薄膜晶体管层和第二薄膜晶体管层，所述闪烁体夹设在所述第一薄膜晶体管层和所述第二薄膜晶体管层之间形成夹心结构，所述闪烁体产生的可见光信号由所述第一薄膜晶体管层和所述第二薄膜晶体管层接收并产生电信号用于成像，实现一次性双能信号收集。2.如权利要求1所述的双能探测器，其特征在于，所述第一薄膜晶体管层位于所述闪烁体的上端面上，所述第二薄膜晶体管层位于所述闪烁体的下端面上。3.如权利要求1所述的双能探测器，其特征在于，所述闪烁体采用CsI，Gd2O2S或CdWO4制成。4.如权利要求1所述的双能探测器，其特征在于，所述闪烁体的厚度范围为100
‑
1000mm。5.如权利要求1所述的双能探测器，其特征在于，所述第一薄膜晶体管层和所述第二薄膜晶体管层采用非晶硅制成。6.如权利要求1所述的双能探测器，其特征在于，所述第一薄膜晶体管层收集低能信号，所述第二薄膜晶体管层收集高能信号。7.如权利要求1所述的双能探测器，其特征在于，所述双能探测器满足以下公式：I
Ho
＝I

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬松，
申请(专利权)人：梅特勒托利多常州精密仪器有限公司梅特勒托利多国际贸易上海有限公司，
类型：发明
国别省市：