CN101685072A - 用于辐射成像的探测器模块及具有其的辐射成像检查系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于辐射成像的探测器模块，该探测器模块包括外壳；固定在外壳上的背板，所述背板包括背板电路板；设置在所述背板电路板上的至少一个第一插接件和至少一个第二插接件；至少一块前端电路板，所述前端电路板通过所述第一插接件与所述背板电路板电连接；和探测器，所述探测器通过所述第二插接件与所述背板电路板电连接。由此，本发明的探测器模块具有以下优点：模块组装方便；前端电路板拆卸方便，适合模块电路调试与维修；探测器由探测器组件构成，易于和探测器模块分离等等。本发明还涉及一种使用了上述探测器模块的辐射成像检查系统。

Description

用于辐射成像的探测器模块及具有其的辐射成像检查系统

技术领域

本发明涉及辐射检测技术领域，更具体而言，本发明涉及一种用于辐射成像的探测器模块，其便于前端电路板和探测器的安装和拆卸；以及一种具有该探测器模块的辐射成像检查系统。

背景技术

在现有大型集装箱检测、工业CT、医用CT等辐射成像系统中，探测器模块一般至少包括前端电路板和探测器、机械外壳，前端电路板的安装方式采用支柱、支架等方式安装在机械外壳上。当探测器的路数多于单块前端电路板能够处理的路数时，探测器模块需要安装多块前端电路板；而每块前端电路板均需要采用多芯排线的方式与探测器连接。

这种安装方式不适合探测器模块的安装、拆卸，导致模块内部走线复杂。另外，采用这种安装方式，探测器的输出信号容易被干扰，而且多块前端电路板之间的信号也容易互相干扰。

此外，在现有多排探测器的安装方式中，所有探测器安装在单块电路板上，这导致加工麻烦，成品率不高。

发明内容

旨在克服现有技术中存在的缺陷和不足的至少一个方面，本发明提出一种用于辐射成像的探测器模块，它结构紧凑、体积小，方便模块组装、前端电路板的维修，还提高了探测器的成品率。

根据本发明的一个方面，其提出了一种用于辐射成像的探测器模块，该探测器模块包括外壳；固定在外壳上的背板，所述背板包括背板电路板；设置在所述背板电路板上的至少一个第一插接件和至少一个第二插接件；至少一块前端电路板，所述前端电路板通过所述第一插接件与所述背板电路板电连接；和探测器，所述探测器通过所述第二插接件与所述背板电路板电连接。

优选地，所述探测器模块进一步包括沿前端电路板插入方向布置的导轨，所述前端电路板由所述导轨引导固定从而通过所述第一插接件与背板电路板电连接。

进一步可选地，所述导轨包括：固定件；前端电路板保持件；以及安装在固定件上并设置在所述固定件与所述前端电路板保持件之间的前端电路板用弹性片，用于将前端电路板压向前端电路板保持件。

优选地，所述探测器模块包括多块前端电路板，并且进一步包括至少一块金属隔板，所述金属隔板与前端电路板平行地置于相邻前端电路板之间。

优选地，所述金属隔板可以设置在导轨上。

优选地，所述导轨包括：固定件；前端电路板保持件和金属隔板保持件，所述前端电路板保持件和所述金属隔板保持件彼此对置地在上下方向上设置在固定件的两侧；安装在固定件上并设置在固定件与前端电路板保持件之间的前端电路板用弹性片，用于将前端电路板压向前端电路板保持件；以及安装在固定件上并设置在固定件与金属隔板保持件之间的金属隔板用弹性片，用于将金属隔板压向金属隔板保持件。

在一种实施方式中，探测器模块的外壳在其后侧设置有可拆卸的后盖，通过所述后盖可以从背板移除前端电路板。

所述探测器可以是单列或多列的。优选地，探测器的每列的探测器单元数为16的整数倍。进一步优选地，每列的每16个探测器单元组成一个探测器组件，所述一个探测器组件通过一个对应的插接件连接到背板上。优选地，单块前端电路板可以处理至少一个探测器组件的信号。

在一种实施方式中，探测器模块的外壳上设置有面板，所述背板电路板进一步设置有至少一个第三插接件，所述面板通过所述第三插接件与所述背板电路板电连接。

在一种实施方式中，在前端电路板与背板电路板之间还设置有铅板。

由此，由于采用板对板插接件，前端电路板不需采用多芯排线的方式与探测器连接，因此根据本发明的探测器模块具有以下优点：模块组装方便；前端电路板拆卸方便，适合模块电路调试与维修；探测器由探测器组件构成，可和探测器模块分离，且探测器组件可模块化制作，从而成品率高。

根据本发明的另一方面，其提出了一种辐射成像检查系统，该辐射成像检查系统包括：围绕检查通道旋转的旋转圆盘；辐射源，其设置在旋转圆盘的一侧，用于产生辐射射线；和探测器装置，所述探测器装置包括上述的探测器模块。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的实施例，本发明将变得更加清楚，其中：

图1是根据本发明的一种实施方式的用于辐射成像的探测器模块的结构示意图；

图2是图1中的探测器模块的右视图；

图3是沿图1中的B-B线的探测器模块的剖视图；

图4是沿图2中的C-C线的探测器模块的剖视图；和

图5是包括根据本发明的探测器模块的CT检查系统的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

下面参照图1-4详细描述根据本发明实施例的探测器模块100的结构。图1是根据本发明的一种实施方式的用于辐射成像的探测器模块100的结构示意图。图2是图1中的探测器模块100的右视图。图3是沿图1中的B-B线的探测器模块100的剖视图。图4是沿图2中的C-C线的探测器模块100的剖视图。

参照图1-4，根据本发明的一个探测器模块100包括：外壳1；固定在外壳1上的背板8，所述背板8包括背板电路板；设置在所述背板电路板上的至少一个第一插接件11和至少一个第二插接件(没有示出)；至少一块前端电路板10，所述前端电路板10通过所述第一插接件11与所述背板电路板电连接；和探测器6，所述探测器6通过所述第二插接件与所述背板电路板电连接。注意，这里的插接件可以为板对板插接件。一般地，一个探测器模块100包括多块前端电路板10，当然也可以仅包括一块电路板10。在图中以示例的形式图示了6块前端电路板10，6个探测器6。当然，前端电路板10、探测器6的数量也可以根据需要改变。

如图1-4中所示，大致为矩形外形的外壳1固定在底板3上，并且包括设置有面板5(面板5上设置有电源开关、指示灯以及输入输出接口等)的前侧、后盖4、上盖板7和侧板12。为了描述方便，垂直于前侧与后盖4的方向为前后方向(即前端电路板的插入方向)，垂直于底板3和上盖板7的方向为上下方向。从而，面板5设置在探测器模块100的前侧，后盖4设置在探测器模块100的后侧。

在背板电路板的后侧设置有多个第一插接件11，在背板电路板的前侧设置了多个第二插接件(没有示出)，从而第一插接件11用于与前端电路板10电连接，第二插接件用于与探测器6电连接。

探测器模块100可以进一步包括沿前端电路板插入方向布置的导轨2，前端电路板10由导轨2引导固定从而通过第一插接件11与背板电路板电连接。

如图3、4中所示，导轨2可以通过螺栓等紧固方式成对布置在侧壁12上，并沿前端电路板10的插入方向即前后方向延伸。图中设置了在上下方向彼此平行的6对导轨2，用于引导和保持6块前端电路板10。背板8相对于导轨2紧固，且导轨2垂直于背板8的平面设置。有利地，探测器模块100包括多块前端电路板10，和至少一块金属隔板9，所述金属隔板9大致与前端电路板10平行地置于相邻前端电路板10之间。金属隔板9可以设置在导轨2上，当然，也可以采用其它方式固定金属隔板9，例如利用其它的固定装置将其直接固定在外壳1上。

在金属隔板9没有设置在导轨2上的情况下，导轨2包括固定件13；前端电路板保持件15；以及安装在固定件13上并设置在固定件13与所述前端电路板保持件15之间的前端电路板用弹性片17，用于将前端电路板10压向前端电路板保持件15。

但是在金属隔板9设置在导轨2上的情况下，如图1中所示，所述导轨2包括：固定件13；前端电路板保持件15和金属隔板保持件14，所述前端电路板保持件15和所述金属隔板保持件14彼此对置地在上下方向上设置在固定件13的两侧；安装在所述固定件13上并设置在所述固定件13与所述前端电路板保持件15之间的前端电路板用弹性片17，用于将前端电路板10压向前端电路板保持件15；以及安装在所述固定件13上并设置在所述固定件13与所述金属隔板保持件14之间的金属隔板用弹性片16，用于将金属隔板9压向金属隔板保持件16。

在此，固定件13、金属隔板保持件14和前端电路板保持件15彼此平行地沿前后方向延伸。两个在前后方向上彼此相对而成对布置的导轨2相互配合以引导固定前端电路板10的两侧和/或金属隔板9的两侧。换言之，在前端电路板10插入前端电路板10与背板8之间的插接件时，导轨2引导前端电路板10和插接件11的对位，并支撑和固定已插入插接件11的前端电路板10。

具体地，如图1中所示，前端电路板10的两侧可以分别沿成对的导轨2的前端电路板用弹性片17与前端电路板保持件15之间的间隙插入而与背板8上的插接件11电连接，此时，该对导轨2的前端电路板用弹性片17依靠自身的弹性力将前端电路板10的两侧压在该对导轨2的前端电路板保持件15上。

相似地，如图1中所示，金属隔板9的两侧可以分别沿成对的导轨2的金属隔板用弹性片16与金属隔板保持件14之间的间隙插入，此时，该对导轨2的金属隔板用弹性片16依靠自身的弹性力将金属隔板9的两侧压在该对导轨2的金属隔板保持件14上，从而固定金属隔板9。金属隔板9直接固定在导轨2上可以使得探测器模块100的内部结构紧凑、简单。

如图1和3中明显可见的，金属隔板9与前端电路板10平行地置于相邻前端电路板10之间。利用金属隔板9可以减少前端电路板10之间的干扰。

需要注意的是，即使探测器模块100设置有金属隔板9，在上下方向上处于最上方的导轨2或者处于最下方位置的导轨2也没有设置金属隔板9、金属隔板保持件14以及金属隔板用弹性片16。

另外，前端电路板10的输出信号可以是模拟信号。或者，前端电路板10可以是AD前置电路，输出信号为数字信号。

有利的是，设置在外壳1的后侧的后盖4是可拆卸的，通过后盖4可以从背板电路板移除前端电路板10。即，打开后盖4后，每块前端电路板10可以沿导轨2与背板电路板分离，这样的设置便于维修和更换前端电路板10。另外，上盖板7可分离地扣紧在外壳1的上端部，便于安装和检修外壳1内的零部件。

下面描述探测器6。探测器6通过插接件插接在背板电路板上，同时，底板3可以用于保持在背板电路板上的探测器6。探测器6可以是单列的或多列的。每列探测器6的探测器单元数可以为16的整数倍。在此情况下，每列的每16个探测器单元组成一个探测器组件。所述一个探测器组件通过一个对应的第二插接件连接到背板电路板上，如此，探测器6与背板电路板之间的第二插接件的个数与探测器单元数成正比。单块前端电路板10处理的路数为16的整数倍，从而单块前端电路板10可以处理至少一个探测器组件的信号。前端电路板10与背板电路板之间的第一插接件11的数目可以与前端电路板10的数目相等。

因为探测器组件通过第二插接件连接到背板电路板上，每个探测器组件可与背板电路板分离。此时，探测器组件可以模块化制造，因此，不必如现有技术中那样在单块电路板上整体安装所有探测器。从而探测器模块100更易于加工，成品率更高；另外，在某一探测器组件故障的情况下仅需更换该探测器组件，从而降低了探测器模块的使用成本。

另外，所述外壳1上设置有面板5，所述背板电路板进一步设置有至少一个第三插接件19，所述面板5通过所述第三插接件19与所述背板电路板电连接。从而，面板5可拆卸地电连接到背板电路板上。

在前端电路板10与背板电路板之间还可以设置铅板，用于阻挡散射射线，以防止射线对前端电路造成损伤。

下面描述探测器模块100的信号输入输出的工作原理。输入信号从面板5上的输入接口经过插接件11进入背板8的背板电路板，然后从背板电路板经过前端电路板10与背板电路板之间的插接件11进入前端电路板10，给前端电路板10供电和控制前端电路板10工作；探测器6的输出信号经过探测器6与背板电路板之间的插接件11进入背板电路板，再由背板电路板经过前端电路板10与背板电路板之间的插接件11进入前端电路板10；探测器6的输出信号经过前端电路板10在控制信号的控制下的处理后输出；输出信号通过前端电路板10与背板电路板之间的插接件11输出到背板电路板上，最后经过插接件11输出到面板5上的输出接口上。

本发明还涉及一种辐射成像检查系统200，该辐射成像检查系统200包括：围绕检查通道旋转的旋转圆盘210；辐射源220，其设置在旋转圆盘的一侧，用于产生辐射射线；包括探测器模块100的探测器装置30。其中所述探测器模块100包括外壳1；固定在外壳1上的背板8，所述背板8包括背板电路板；设置在所述背板8上的至少一个第一插接件11和至少一个第二插接件；至少一块前端电路板10，所述前端电路板10通过所述第一插接件11与所述背板电路板电连接；和探测器6，所述探测器6通过所述第二插接件与所述背板电路板电连接。当然，探测器模块100还可以具有上述的任何其它优选结构。

下面参照图5对上述辐射成像检查系统200进行具体描述。图5是包括根据本发明的探测器模块100的CT检查系统200的俯视图。在此，以CT检查系统为例来说明辐射成像检查系统200。如图5所示，CT检查系统200包括环形旋转台或圆盘210，其设置在一个门形框架(图中未示出)内，用于在驱动装置(图中未示出)的驱动作用下绕旋转轴线(图1中垂直于纸面的中心轴线)旋转。优选地，该旋转轴线平行于待检查对象，例如行李物进入检查系统200的检查通道211的方向。

CT检查系统200还包括探测器装置30和辐射源220，其设置在环形旋转台或圆盘210的彼此相对的位置上。在一种实施方式中，辐射源220是X射线源、同位素射线源和γ射线中的一种。探测器装置30包括探测器模块100，排列并固定多个探测器模块100可以形成探测器装置30。

此外，CT检查系统200还可包括一个数据采集系统(图中未示出)，用于接收和处理由探测器6所产生的数据信号；以及一辐射源控制单元(图中未示出)，其用于向辐射源提供电源以在不同的情况下控制其操作。在进一步优选的实施例中，CT检查系统200最好配置一个计算机系统，用于处理数据采集系统的输出并为CT检查系统200的运行和控制产生必要的信号。

在一种实施例中，由辐射源220产生一锥形的射线束，该射线束通过沿检查通道211向前传送的待检查物体，例如行李物品之后，由探测器装置30上的探测器模块100(后面将详细描述)接收，进而从探测器模块100中产生表示待检查物体之被扫描部分的密度的信号。与此同时，如果环形旋转台或圆盘210绕其旋转轴线转动，从而辐射源220和探测器装置30也围绕检查通道211旋转，由此在相应的多个投影角产生多个投影。接下来，由探测器模块100产生的信号由数据采集系统接收和处理，以便基于该处理结果来确定待检查物体中的可疑物品等。

探测器装置30沿大体以辐射源220的靶点A为圆心的一段弧线设置在环形旋转台或圆盘210上，并关于检查通道211与辐射源220的靶点A相对。需要说明的是，虽然在上述实施例中，探测器装置30中的探测器模块100大体沿以辐射源220的靶点A为圆心的一段弧线设置，但是本发明并不仅限于此，而可以是其他任何适宜的形状。例如探测器模块100可以围绕检查通道211设置成两边具有预定夹角的折线。在一种实施例中，探测器模块100还可以围绕检查通道211设置成大体以辐射源220的靶点A为圆心的两段或多段相互平行的弧线。在另一种实施例中，探测器装置30还设置成为面对辐射源220的靶点A的一条直线段。

已经参照示范性实施例描述了本发明。不过，显而易见，本领域技术人员在上述描述的教导下可明显得出多种可选择的变型和改变。因而，本发明包含落入所附权利要求的精神和范围之内的所有可选择的变型和改变。

Claims (14)

1、一种用于辐射成像的探测器模块，包括：

外壳；

固定在外壳上的背板，所述背板包括背板电路板；

设置在所述背板电路板上的至少一个第一插接件和至少一个第二插接件；

至少一块前端电路板，所述前端电路板通过所述第一插接件与所述背板电路板电连接；和

探测器，所述探测器通过所述第二插接件与所述背板电路板电连接。

2、根据权利要求1所述的探测器模块，进一步包括沿前端电路板插入方向布置的导轨，所述前端电路板由所述导轨引导固定从而通过所述第一插接件与背板电路板电连接。

3、根据权利要求2所述的探测器模块，其中所述导轨包括：

固定件；

前端电路板保持件；以及

安装在所述固定件上并设置在所述固定件与所述前端电路板保持件之间的前端电路板用弹性片，用于将前端电路板压向前端电路板保持件。

4、根据权利要求1所述的探测器模块，所述探测器模块包括多块前端电路板，并且进一步包括至少一块金属隔板，所述金属隔板与前端电路板平行地置于相邻前端电路板之间。

5、根据权利要求4所述的探测器模块，其中所述金属隔板设置在导轨上。

6、根据权利要求5所述的探测器模块，其中所述导轨包括：

固定件；

前端电路板保持件和金属隔板保持件，所述前端电路板保持件和所述金属隔板保持件彼此对置地在上下方向上设置在固定件的两侧；

安装在所述固定件上并设置在所述固定件与所述前端电路板保持件之间的前端电路板用弹性片，用于将前端电路板压向前端电路板保持件；以及

安装在所述固定件上并设置在所述固定件与所述金属隔板保持件之间的金属隔板用弹性片，用于将金属隔板压向金属隔板保持件。

7、根据权利要求1所述的探测器模块，其中所述外壳在其后侧设置有可拆卸的后盖，通过所述后盖能够从背板移除前端电路板。

8、根据权利要求1所述的探测器模块，其中所述探测器是单列或多列的。

9、根据权利要求8所述的探测器模块，其中所述探测器的每列的探测器单元数为16的整数倍。

10、根据权利要求9所述的探测器模块，其中每列的每16个探测器单元组成一个探测器组件，所述一个探测器组件通过一个对应的第二插接件电连接到背板电路板上。

11、根据权利要求10所述的探测器模块，其中单块前端电路板处理至少一个探测器组件的信号。

12、根据权利要求1所述的探测器模块，其中所述外壳上设置有面板，所述背板电路板进一步设置有至少一个第三插接件，所述面板通过所述第三插接件与所述背板电路板电连接。

13、根据权利要求1所述的探测器模块，其中在所述前端电路板与所述背板电路板之间设置有铅板。

14、一种辐射成像检查系统，包括：

围绕检查通道旋转的旋转圆盘；

辐射源，其设置在旋转圆盘的一侧，用于产生辐射射线；和

探测器装置，所述探测器装置包括根据权利要求1-13中任一项所述的探测器模块。

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