多能X射线探测器、探测板、成像系统及成像方法技术方案

本发明专利技术提供一种多能X射线探测器、探测板、成像系统及成像方法，多能X射线探测器包括：传感器驱动电路板及依次设置在传感器驱动电路板上的光敏二极管阵列、闪烁体层和过滤层；过滤层包括M种过滤单元，用于过滤不同能量的X射线；闪烁体层包括N种闪烁体单元，用于将经过过滤的不同能量的X射线转换成可见光；各过滤单元、各闪烁体单元与光敏二极管阵列中的像素单元一一对应；其中，N为大于等于2的整数，M等于N或N

【技术实现步骤摘要】
多能X射线探测器、探测板、成像系统及成像方法


[0001]本专利技术涉及X射线检测
，特别是涉及一种多能X射线探测器、探测板、成像系统及成像方法。

技术介绍

[0002]目前，安检机广泛应用于机场、火车站、地铁站等场合的行包检验，X射线探测器是安检机的成像系统的重要组成部分。现有的双能X射线成像系统与传统的单能X射线成像系统相比，具有简单的物质识别功能，即将被检物品自动分为有机物、无机物和混合物3大类，并分别赋予不同的颜色，方便工作人员检查。
[0003]双能X射线成像系统的数据采集系统主要由多个信号采集板(探测板)、主控板和计算机组成，探测板上含有线阵X射线探测器，可以采集穿透物体后的X光信号。由于每个探测板上探测器的长度是固定的，而不同的安检机尺寸需要的探测器长度不同，因此会根据实际需求将多个探测器拼接起来，并通过主控板将多个探测板上的数据按照物理像素的位置拼接成一行数据后传送到计算机上。计算机将收到每行数据按照时间顺序进行拼接，组成二维图像，经过伪彩等图像处理后进行显示。
[0004]如图1所示为一种双能X射线探测板，包括依次设置在传感器驱动电路板1上的高能级X射线传感器模组、过滤层3及低能级X射线传感器模组，低能级X射线传感器模组及高能级X射线传感器模组均通过连接器连接传感器驱动电路板1。高能级X射线传感器模组包括第一光敏二极管阵列22及高能闪烁体阵列21；高能闪烁体阵列21固定在第一光敏二极管阵列22上表面，第一光敏二极管阵列22固定在第一PCB板23上表面；其中，高能闪烁体阵列21用于将高能射线转换成可见光，第一光敏二极管阵列22用于吸收高能闪烁体阵列21转换的可见光并将其转换成电信号，并通过第一PCB板23将电信号传送给传感器驱动电路板1。低能级X射线传感器模组包括第二光敏二极管阵列42及低能闪烁体阵列41，低能闪烁体阵列41固定在第二光敏二极管阵列42上表面，第二光敏二极管阵列42固定在第二PCB板43上表面；其中，低能闪烁体阵列41用于将低能射线转换成可见光，第二光敏二极管阵列42用于吸收低能闪烁体阵列41转换的可见光并将其转换成电信号，并通过第二PCB板43将电信号传送给传感器驱动电路板1。过滤层3用于过滤低能射线，通过高能射线。
[0005]图1中的双能X射线探测板采用上下堆叠的方式，在需要将多个探测板拼接使用时，存在以下缺点：
①
在使用时会使得其高度尺寸上较高，由于从不同厂家、同厂家不同型号间的设计可能会有一定差异，高度尺寸越高，相应的兼容性会越差；
②
双层传感器堆叠方式需要考虑传感器间上、下像素的对齐问题，组装工艺也比较复杂，对组装精度也有较高要求。
[0006]因此，如何解决现有的探测板采用双层传感器堆叠方式存在的缺陷已经成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0007]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多能X射线探测器、探测板、成像系统及成像方法，用于解决现有技术中探测板采用双层传感器堆叠方式存在的缺陷。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种多能X射线探测器，包括：传感器驱动电路板及依次设置在所述传感器驱动电路板上的光敏二极管阵列、闪烁体层和过滤层；
[0009]所述过滤层包括M种过滤单元，用于过滤不同能量的X射线；
[0010]所述闪烁体层包括N种闪烁体单元，用于将经过过滤的不同能量的X射线转换成可见光；各所述过滤单元、各所述闪烁体单元与所述光敏二极管阵列中的像素单元一一对应；其中，N为大于等于2的整数，M等于N或N
‑
1；
[0011]所述光敏二极管阵列用于将所述可见光转换成电信号；
[0012]所述传感器驱动电路板用于驱动所述光敏二极管阵列工作。
[0013]可选地，N等于2，所述闪烁体层包括高能闪烁体单元和低能闪烁体单元；M等于1，所述过滤层设置在所述高能闪烁体单元上表面，用于过滤低能X射线；所述高能闪烁体单元及所述光敏二极管阵列构成高能级X射线传感器模组，所述低能闪烁体单元及所述光敏二极管阵列构成低能级X射线传感器模组。
[0014]更可选地，所述光敏二极管阵列为一行，各高能闪烁体单元与各低能闪烁体单元位于一行上且在行上间隔排布。
[0015]更可选地，所述光敏二极管阵列为两行，所述高能闪烁体单元为一行，所述低能闪烁体单元为一行。
[0016]可选地，不同的闪烁体单元的高度差大于等于0。
[0017]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种探测板，所述探测板包括至少一个所述的多能X射线探测器。
[0018]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种成像系统，所述成像系统包括射线源、主控板、计算机及至少一个所述的探测板；所述射线源用于发出连续能谱的X射线；所述探测板用于采集穿透待测物体后的X光信号；所述主控板一端连接所述探测板，另一端连接所述计算机，用于将所述探测板采集的信号数据按照物理像素的位置拼接成行数据并传送到所述计算机上；所述计算机用于将收到的每行数据按照时间顺序进行拼接以组成二维图像，进行图像处理后进行显示。
[0019]可选地，处理后的图像中显示有机物、无机物和混合物。
[0020]更可选地，通过物质的有效原子序数，将物体成像分为有机物、无机物和混合物；其中，有效原子序数满足公式(1)：
[0021][0022]其中，R为物质的有效原子序数，μ
l
为低能射线下的X射线衰减系数，μ
h
为高能射线下的X射线衰减系数。
[0023]更可选地，所述X射线衰减系数μ满足公式(2)：
[0024][0025]其中，d为物体厚度，I
IN
为X射线的入射强度，I
OUT
为X射线经过物体的出射强度。
[0026]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种成像方法，基于所述的成像系统实现，所述成像方法包括以下步骤：
[0027]S1：通过所述射线源发出连续能谱的X射线；
[0028]S2：在所述待测物体运动经过所述X射线时，通过所述探测板获取所述待测物体的N种数据；
[0029]S3：通过所述主控板将所述待测物体的N种数据传输给所述计算机；
[0030]S4：通过所述计算机将物体的图像进行处理并显示。
[0031]可选地，当N等于2时；若所述探测板中的所述光敏二极管阵列为一行，各高能闪烁体单元与各低能闪烁体单元位于一行上且在行上间隔排布，则所述待测物体沿着垂直于闪烁体排布的方向运动。
[0032]可选地，当N等于2时；若所述探测板中的所述光敏二极管阵列为两行，所述高能闪烁体单元为一行，所述低能闪烁体单元为一行，则所述待测物体沿着闪烁体排布的方向运动，通过所述探测板在第一时刻获取所述待测物的低能数据，在第二时刻获取所述待测物的高能数据。
[0033]如上所述，本专利技术的多能X射线探测器、探测板、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能X射线探测器，其特征在于，所述多能X射线探测器包括：传感器驱动电路板及依次设置在所述传感器驱动电路板上的光敏二极管阵列、闪烁体层和过滤层；所述过滤层包括M种过滤单元，用于过滤不同能量的X射线；所述闪烁体层包括N种闪烁体单元，用于将经过过滤的不同能量的X射线转换成可见光；各所述过滤单元、各所述闪烁体单元与所述光敏二极管阵列中的像素单元一一对应；其中，N为大于等于2的整数，M等于N或N
‑
1；所述光敏二极管阵列用于将所述可见光转换成电信号；所述传感器驱动电路板用于驱动所述光敏二极管阵列工作。2.根据权利要求1所述的多能X射线探测器，其特征在于：N等于2，所述闪烁体层包括高能闪烁体单元和低能闪烁体单元；M等于1，所述过滤层设置在所述高能闪烁体单元上表面，用于过滤低能X射线；所述高能闪烁体单元及所述光敏二极管阵列构成高能级X射线传感器模组，所述低能闪烁体单元及所述光敏二极管阵列构成低能级X射线传感器模组。3.根据权利要求2所述的多能X射线探测器，其特征在于：所述光敏二极管阵列为一行，各高能闪烁体单元与各低能闪烁体单元位于一行上且在行上间隔排布。4.根据权利要求2所述的多能X射线探测器，其特征在于：所述光敏二极管阵列为两行，所述高能闪烁体单元为一行，所述低能闪烁体单元为一行。5.根据权利要求1所述的多能X射线探测器，其特征在于：不同的闪烁体单元的高度差大于等于0。6.一种探测板，其特征在于，所述探测板包括至少一个权利要求1～5任意一项所述的多能X射线探测器。7.一种成像系统，其特征在于：所述成像系统包括射线源、主控板、计算机及至少一个权利要求6所述的探测板；所述射线源用于发出连续能谱的X射线；所述探测板用于采集穿透待测物体后的X光信号；所述主控板一端连接所述探测板，另一端连接所述计算机，用于将所述探测板采集的信号数据按照物理像素的位置拼接...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏飞，王锋，方志强，黄翌敏，林言成，
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：