选择X光探测器
 线排探测器
图像需求
如果想要达到细致的图像观测目的，使用单个的探测器是不够的。对探测器的选择，
取决于以下几个方面：
- 被测物的大小
- 被测物组成成分
- 观测的细致度或密度差量
- 数据收集速度
- 电压、电流和X光源光点直径
- 采用的扫描技术（2D 或3D），DR 或 CT
采用数字X射线照相（DR）技术观测大中型物体
如果物体为中型体积，最长尺寸不超过45cm，不能平放，则可以对其进行单板扫描；如果最长尺寸超过45cm，则扫描需要使用CMOS平板（根据扫描物体的体积大小，可以采用单板或多板结构）。
非晶硅平板 ACTIS CT
如果物体的密度不是很大，则使用300kV以下的X光源即可。这时可以选择图像增强器。图像增强器在生成所需的观测图像的同时还可以提供较长的生命VS辐射破坏对比图。
图像增强器，侧图
对于大体积和高密度的物体，要想清晰的观测到物体密度差异和厚度差异，则需要使用高压能量。可以尝试使用装配了光电二级管的线排探测器进行检测。
返回页面顶部
采用DR或CT观测小物体
将平板或图像增强器与迷你型或微型任一X光源组合使用，扫描并观测小物体。对光源-探测器间距大于光源-物体间距的区域采用图像放大功能完成观测。
返回页面顶部
采用CT在不同图像输出率条件下对物体进行观测
如果需要感应物体细微的密度差异的话，请尝试使用装配了光电二级管的线排探测器或多排探测器来获得大动态范围的扫描图像。
如果需要速度（但无需大动态范围的情况下）X光源电压为中等（130 kV - 225 kV）时采用图像增强器的数据收集速度为平板的10倍。
需要大穿透能量（大于300kV）的大体积高密度物体，采用装配了光电二级管的线排探测器速度会很快，因为它会比平板上的闪光图层、图像增强器或无定形硒内置探测器捕捉的光子多30到60倍。光子遇硅易停止（硅质平板结构），并产生噪音。
返回页面顶部
CT高效性能和高能领域应用
在高能应用领域中，X光辐射对探测器的损坏是一个很严重的问题。光电二极管排型探测器具有不受高能X光照射影响的性能。CCD探测器也具有同样的性能，其结构设计采用了光纤耦合，躲避了X光线对探测器的直接照射。如果选用平板结构的话，则必须确保其金属部件设有X光屏蔽保护。
但平板结构的半导体还具有随时间退化的缺陷。
返回页面顶部
高密度物体的超低扫描信号速度
扫描时间需增长。采用水晶闪光光电二极管的探测器可以计算单个的光子及动态范围（无限大）, 生成精细的高精度扫描图像。
返回页面顶部
探测器技术描述
探测器主要有两种类型: 离散探测器和面积探测器。不同探测器应用于不同的领域。
离散探测器
最早的CT扫描设备采用压缩氙气。由X光照射而产生的氙气离子通过平行板进行收集，平行板与放大器相连接。最新的一些扫描机型采用钨板，X光击打出电子后，会增高气体中的离子流；
也有一些机型采用充满气体的细口径管件来完成离子处理。
现在，几乎所有的离散探测器都配有多个单闪烁器，用于将X光转化成光线。单闪烁器都耦合到光电管上，然后再将光线转化成电子信号。在X光信号微弱的区域，
光电倍增管或二极管会计算单个光子的数量。同时，会感应光电管中的电流。起初，只有用线排探测器探测单电流，现在，多排探测器可以探测多个电流流动。
双排探测器
离散探测器的优点：
- 闪烁器可以设在X光路径上的任意深度水平上，绝大部分X光都会被捕捉到, 大大缩短了捕捉时间，尤其是在高能量状态下。
- 由于设备采用的是单个的闪烁器，有效避免了光学交叉干扰。
- 每个闪烁器由钨吸收板或其他重金属板隔开，保持了低干扰率。
- 当隔片将闪烁器隔开之后，X光的分散照射就被彻底避免了。
-
所有的部件都具有大动态范围，16到20比特。因为该动态范围不会受散射或干扰的影响，所以可以观测到细微的密度区别—0.1%。
- 该系统读数快，输出速度为微妙。在线排加速器的脉冲输出之间也可以进行减噪处理。
- 不易受辐射影响。
离散探测器的缺点：
-
由于探测器单个安装，所以像素比较低，近似于面积探测器。最小的线排间距为75微米，最小的2D线排间距为1000微米。
- 通常采购成本高。
返回页面顶部
面积探测器
主要有三种类型：高分辨率半导体晶片、平板和图像增强器。半导体晶片通常为CCD或CMOS。 CMOS 晶片可以直接转化X光，但是CCD不可以，必须要使用闪烁器。
返回页面顶部
半导体晶片
半导体晶片的像素间距为7微米（常见的为13微米），像素排列为4080×6120 。 像素2×2为一组或更多，增加信号。尽管CCD晶片的表面积小 (51
mm×76
mm)，但通过透镜或锥形光纤将晶片与相应闪烁器耦合之后，晶片的有效面积会大大增加。这种光线可以大面积扫描，可以替代医疗射线胶片。将晶片接入线性光纤并放置在X光照射之外，则可以使其免受X光照射的退化影响。同时线性光纤还允许光纤对接，所以探测器宽度可为76mm长度任意。
晶片的读数时间取决于晶片本身的大小和像素的扩展范围，常见的为15或30个图像/秒。
半导体芯片探测器的优点：
- 像素最小。
- 完全避开X光，无辐射损坏。
- 读数速度快。
- 线性光纤对接，像素强度高。
- 通过透镜或锥形光纤，可以生成任意大小的光束范围。
- 可以通过软件操作进行像素分组来得到不同的分辨率和读数时间组合，灵活性高。
半导体晶片的缺点
- 线性光线对接只能形成不大于其最大光纤尺寸的光束。
- 当晶片与锥形光纤或透镜对接后，需要软件系统来完成误差修正和边缘修正。
- 闪烁器安装数量有限（屏幕或真空沉积的CsI原因），其150kV以上的X光有效性也随之减弱。
- 大排光束具有脆弱性。
返回页面顶部
平板
该种探测器选材通常都为非晶硅或无定形硒，或者CMOS。前两种材质的平板需要选配脱水柱形铯碘型闪烁器，穿透深度可达400微米；CMOS可以直接制作成内置的探测器。
像素大小为127微米和200微米，也有更小的像素。像素大小在10×15 cm 到35 ×45 cm之间的，CMOS
平板可以相互对接。在低能量环境中，系统数据收集和放大电子装置都置于平板结构之下；在高能量环境中，这些电子装置都必须远离平板放置，以免遭受辐射损坏。数据读取时间为3
到7.5 个画面/秒。
平板探测器和屏蔽后电子部件
平板探测器的优点：
平板探测器的缺点：
- 读数速度慢。
- 闪烁器安装数量有限（屏幕或真空沉积的CsI原因）, 其150kV以上的X光有效性也随之减弱。
- 动态范围有限，且受干扰和散光的影响该范围会进一步减小。
- 易受辐射影响。
返回页面顶部
图像增强器
该装置的直径范围为10 cm 到
50
cm。闪烁器涂层上发射出的光线照射顶部表面内部的铯，使其产生电子，电子汇集在荧光输出屏上；然后用相机将输出屏拍摄下来（照相机放置在X光线外，通过一个反光镜对输出屏进行拍摄）。分辨率为15
cm和23
cm的图像增强器，对应83微米或70微米的像素大小，每mm会有6到7个线耦。读数速率为15或30个画面/秒，并且也可简便的通过增加画面数量来降低噪音。
图像增强器的优点：
- 分辨率高。
- 简便装配和读数。
- 读数速度快。
- 不受辐射影响。
图像增强器的缺点：
- 机械牢固性差。
- 闪烁器安装数量有限（屏幕或真空沉积的CsI原因）, 其150kV以上的X光有效性也随之减弱。
- 动态范围有限。
- 需要软件进行误差修正。
返回页面顶部
总述
BIR公司在图像增强器、光电二极管、平板及其他各种型号的离散探测器的制造和生产方面具有最丰富的实践经验。BIR的设备型号从60kV到9
MV，应有尽有，测试样品从几毫米的微小部件到大型的卡车拖车，无所不包。BIR的设备及探测器零件彻底满足用户的需求-高质量的扫描图像-而并非仅局限于单条产品线的扫描检测方案。如果您有特殊的需求，需要定制设备，或者您想了解更多的CT、DR系统，请咨询BIR。
返回页面顶部
BIR探测器试验室
|
