一种X射线探测器制造技术

一种X射线探测器，它是由X射线传感单元、信号采集单元、采集控制及预处理单元和传输及存储控制单元组成。其特征在于，其中信号采集单元分别与四个X射线传感单元并行相连。采集控制及预处理单元分别与X射线传感单元、信号采集单元和传输及存储控制单元相连。利用本实用新型专利技术能够实现对接收的X射线信号进行光电转换、放大、多路并行数据采集、处理和高速传输等功能，并可根据探测物的宽度进行扩展。具有X射线光信号采集速率高、信号线的数量少及成本低等优点。同时本实用新型专利技术具有以太网传输存储和本地数据存储器存储两种存储方式。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于无损X射线探测设备领域，尤其涉及ー种高速X射线探测器。
技术介绍
目前X射线探测技术已广泛应用于医疗、物流和交通等领域的无损检測。在交通领域中的车站、机场和码头，采用X射线探测技术设备对旅客行李箱包进行检查，由于X射线检测装置扫描速度慢，经常导致排队等候现象。不但扫描速度慢，而且还存在精度低，可靠性差等缺点。另外强力输送带已广泛应用于矿山、港口等领域，并是主要的传送设备之一，安全规程要求对强カ输送带要进行检测，而现有的检测手段也存在劳动强度大，检测效率低，可 靠性差，不能进行远程检测输送图像等缺点，为克服以上X射线检测的技术缺点即是本实 用新型的专利技术目的。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供ー种X射线探测器。该X射线探测器不仅能够实现对接收的X射线信号进行光电转换、放大、多路并行数据采集、处理和高速传输等功能，而且能够根据探測物的宽度进行扩展，从而解决公知X射线探测设备中存在的问题。本技术所采用的技术方案是ー种X射线探测器，包括X射线传感単元、信号采集单元、采集控制及预处理単元和传输及存储控制単元。其中信号采集单元分别与四个X射线传感单元并行相连。采集控制及预处理単元分别与X射线传感単元、信号采集单元和传输及存储控制単元相连。所述的X射线传感単元包括有依次串行相连的八个X射线传感器。所述的X射线传感器包括ニ氧化钛涂层、闪烁晶体、光电ニ极管阵列、放大电路、通道选择电路。所述的信号采集电路包括有依次相连的信号调理电路和A/D转换电路。所述的采集控制及预处理单元包括FPGA电路、FLASH存储器及SDRAM存储器。所述的传输及存储控制单元包括ARM电路、FLASH存储器、SDRAM存储器及SDCARD存储器。所述的FPGA电路包括X射线传感器时序控制模块、A/D采样控制模块、滤波器模块、均匀化模块、双ロ RAM模块及总线时序变换模块。实施本技术的技术方案，具有以下有益效果提高了检测精度和检测效率，最大扫描速度lOm/s ;采用FPGA电路和ARM电路共同完成采集传输控制及预处理处理功能，降低了成本，提高了可靠性；具有灵活的探測方式，既可以采用通过以太网将数据传输到计算机方式，实现远程在线检测，又可以采用将数据传输到本地数据存储器方式，适用于在易燃易爆场所无以太网络或防爆计算机情况下。附图说明图I是本技术的应用环境示意图；图2是本技术的硬件结构框图；图3是X射线传感器的结构框图；图4是信号采集单元的结构框图；图5是采集控制及预处理处理单元的结构框图；图6是传输及存储控制单元的结构框图；图7是FPGA电路的结构框图；·具体实施方式下面结合实施例的附图对本技术的ー种X射线探测器做出详细说明。图I是本技术的一种应用环境示意图。如图I所示，其中展示了 X射线探测器、X射线发生器、电源模块、強力输送带和装有X射线检测系统软件的PC机。X射线发生器发射的X射线穿过运行着的强输送带照射到X射线探测器上。X射线探测器将接收到的X射线信号进行光电转换、放大、多路各并行数据采集及处理，最后高速传输到计算机。图2是本技术的硬件结构框图。如图2所示，X射线探测器包括X射线传感単元、信号采集单元、采集控制及预处理単元和传输及存储控制単元。其中四个X射线传感単元与信号采集单元并行相连。根据探测物的宽度，采集控制及预处理単元最多能够并行连接四个信号采集单元。其中X射线传感単元在采集控制及预处理単元的控制下将接收到的X射线信号转换为电信号；信号采集单元对电信号进行放大、滤波及A/D转换；采集控制及预处理单元控制X射线传感単元的工作，并对信号采集单元输出的数字信号进行去噪、校验及均匀化处理；传输及存储控制単元将接收到的数据通过以太网ロ传输至计算机或存储在本地数据存储器中。图3是X射线传感器的结构框图。如图3所示，X射线传感器包括有依次连接的ニ氧化钛(Ti02)涂层、闪烁晶体、光电ニ极管阵列、ー级放大电路、ニ级放大电路及通道选择电路等。其中二氧化钛涂层用于将接收到的X光滤除自然光，以消除其对闪烁晶体的影响。闪烁晶体用于将X射线转换成可见光。光电ニ极管阵列包括64个光电ニ极管，将可见光信号转换成电荷信号。一级放大电路将电荷信号转化为电压信号，送至ニ级放大电路.ニ级放大电路用于对电压信号进行低压差分放大。通道选择电路根据采集控制及预处理单元的控制信号控制各路低压差分信号输出至信号采集电路。图4是信号采集单元的结构框图。如图4所示，信号采集单元包括四路并行的信号采集电路。其中信号采集电路由信号调理电路和A/D转换电路组成。信号调理电路包括有依次相连的ー级运算放大器、低通滤波器及ニ级运算放大器，用于对X射线传感器输出的低压差分信号进行放大和滤波。A/D转换电路用于将信号调理电路输出的模拟信号转换为数字信号。在具体实现过程中，A/D转换芯片可采用型号为ADS8422芯片的A/D转换芯片。图5是采集控制及预处理处理单元的结构框图。如图5所示，采集控制及预处理处理单元包括FPGA电路、FLASH存储器及SDRAM存储器。FPGA电路实现信号采集和A/D转换的控制，及去噪、校验和均匀化处理的功能。FLASH存储器主要用于固化程序代码，在系统上电时，采用并行加载方式将程序代码搬移到内部RAM。SDRAM存储器主要用于存放程序运行过程中的数据和代码。图6是传输及存储控制单元的结构框图。如图6所示，传输及存储控制单元包括包括ARM电路、FLASH存储器、SDRAM存储器及SD CARD存储器。ARM电路实现并行接收采集控制及预处理単元的数据，并通过以太网将数据高速传输给计算机(PC机)或直接存储在SD CARD存储器中的功能。FLASH存储器主要用于固化程序代码，在系统上电吋，采用并行加载方式将程序代码搬移到内部RAM。SDRAM存储器主要用于存放程序运行过程中的数据和代码。SDRAM存储器用于存储采集控制及预处理单元输入的数据。图7是FPG电路的结构框图。如图7所示，FPGA电路包括有X射线传感器时序控制、A/D采样控制、滤波器、均匀化、双ロ RAM和总线时序变换六个模块。X射线传感器时序控制和A/D采样控制模块实现数据的采集功能；滤波器和均匀化模块对采集的数据进行预处理，滤除噪声干扰，消除像素非一致性的影响，提高检测图像的质量；双ロ RAM模块实现数据的暂存；总线时序变换模块实现ARM总线与FPGA内部总线的匹配，ARM电路中数据与 FPGA电路内部RAM数据的交互。ー种X射线探测器的工作过程描述如下X射线传感单元将X射线信号转换为一路模拟电信号，四个X射线传感单元产生的4路串行电信号在采集控制及预处理単元的控制下送入信号采集模块后进行放大、滤波和A/D转换。若存在多个信号采集单元，则多个信号采集单元产生的数字信号并行输入至采集控制及预处理単元。采集控制及预处理单元对采集的数字信号去噪、校验和均匀化处理后，送至传输及存储控制単元。传输及存储控制单元根据预先设置将数据通过以太网传输至计算机或直接存储在本地数据存储器中。权利要求1.ー种X射线探测器，其特征在干，包括X射线传感単元、信号采集单元、采集控制及预处理単元和传输及存储控制単元；其中信号采集单元分别与四个X射线传感单元并行相连；采集控制及预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X射线探测器，其特征在于，包括X射线传感单元、信号采集单元、采集控制及预处理单元和传输及存储控制单元；其中信号采集单元分别与四个X射线传感单元并行相连；采集控制及预处理单元分别与X射线传感单元、信号采集单元和传输及存储控制单元相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苗长云，荣锋，仲为亮，沈庆磊，石博雅，
申请(专利权)人：天津工业大学，天津市恒一机电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：