CN105913891B - 一种包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，所述平板探测器至少包括：由上盖、边框以及后盖围成的外壳、安装在所述外壳内的中间件、安装在所述中间件一个表面上的电路板、另一个表面的TFT平板；其中，所述上盖、边框及中间件均由具备辐射防护能力的碳纤维制品构成，所述碳纤维制品包括多层碳布层和掺在所述碳布层与碳布层之间的辐射防护材料。本发明提供的平板探测器中，所述边框、后盖以及中间件采用掺杂有射线辐射防护材料(如铅，钨等)的碳纤维制品，在满足材料低密度，高强度的同时，可以提高平板探测器的射线防护能力，实现平板探测器的轻量化设计。

Description

一种包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器
技术领域
本发明涉及一种平板探测器，特别是涉及一种包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器。
背景技术
平板探测器是X射线影像系统中的核心部件之一。随着科学技术的不断提高，设备的先进性也越来越高，现有的X射线平板探测器是通过X射线来进行检测处理的，但是，传统的平板探测器的辐射非常强，会对人体会造成很大的危害，因此平板探测器具备防辐射是非常有必要的。
碳纤维具有高强度，低密度，低射线衰减的特性，在平板探测器中作为X射线入射窗口材料被广泛应用。但是，在平板探测器的其他应用场景中，既希望材料能有高强度和低密度的特性，又希望能对散射射线有较强的衰减效果。
现有材料和技术当中，对射线具有较高衰减效果的材料大部分为重金属材料，如铅，钨等，这些材料密度高，比强度低，使得其在实际应用中受到很大的限制。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，用于解决现有技术中作为平板探测器X射线入射窗口材料的碳纤维辐射防护能力低的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，所述平板探测器至少包括：由上盖、边框以及后盖围成的外壳、安装在所述外壳内的中间件、安装在所述中间件一个表面上的电路板、安装在所述中间件另一个表面的TFT平板；其中，所述上盖、边框以及中间件均由具备辐射防护能力的碳纤维制品构成，所述具备辐射防护能力的碳纤维制品至少包括多层碳布层和掺在所述碳布层与碳布层之间的辐射防护材料。
作为本发明包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器的一种优化的方案，所述多层碳布层之间通过树脂层粘合，所述辐射防护材料掺在所述树脂层中。
作为本发明包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器的一种优化的方案，所述辐射防护材料呈颗粒状，颗粒直径范围为10nm～100μm。
作为本发明包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器的一种优化的方案，所述辐射防护材料在所述树脂层中的重量百分含量为10％～90％。
作为本发明包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器的一种优化的方案，所述辐射防护材料呈膜状，所述辐射防护材料与所述碳布层之间通过树脂层粘合。
作为本发明包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器的一种优化的方案，膜状的所述辐射防护材料平铺所述碳布层与碳布层之间、或者最外层碳布层的表层。
作为本发明包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器的一种优化的方案，膜状的所述辐射防护材料的厚度范围为10μm～200μm。
作为本发明包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器品的一种优化的方案，所述辐射防护材料为重金属材料。
作为本发明包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器的一种优化的方案，所述辐射防护材料为铅材料、钨材料或者铅钨合金。
作为本发明包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器的一种优化的方案，所述树脂层材料为环氧树脂，酚醛树脂或聚氯乙烯树脂中的一种。
作为本发明包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器的一种优化的方案，所述中间件安装固定在后盖上，所述中间件与后盖之间形成容纳电路板的空间。
本发明还提供一种制备平板探测器的方法，所述方法至少包括具备辐射防护能力的碳纤维制品的制备步骤，所述制备步骤包括：先通过掺杂工艺在树脂层中添加颗粒状辐射防护材料，搅拌，使所述辐射防护材料均匀添加于所述树脂层中；再通过所述树脂层将各层的碳布层粘合形成碳纤维制品。
本发明另提供一种制备平板探测器的方法，所述方法至少包括具备辐射防护能力的碳纤维制品的制备步骤，所述制备步骤包括：先将膜状的辐射防护材料平铺在碳布层之间，再通过树脂层将各层所述碳布层和膜状的辐射防护材料粘合形成碳纤维制品。
本发明再提供一种将具备辐射防护能力的碳纤维制品应用于平板探测器的用途。
如上所述，本发明的包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，所述平板探测器至少包括：由上盖、边框以及后盖围成的外壳、安装在所述外壳内的中间件、安装在所述中间件一个表面上的电路板、另一个表面的TFT平板；其中，所述上盖、边框及中间件均由具备辐射防护能力的碳纤维制品构成，所述碳纤维制品包括多层碳布层和掺在所述碳布层与碳布层之间的辐射防护材料。辐射防护材料可以为颗粒状，掺在碳布之间的树脂中，也可以为膜状，平铺在碳布中间层或最外层碳布表层。本发明提供的平板探测器中，所述边框、后盖以及中间件采用掺杂有射线辐射防护材料(如铅，钨等)的碳纤维制品，在满足材料低密度，高强度的同时，提高平板探测器的射线防护能力，实现平板探测器的轻量化设计。
附图说明
图1为本发明现有技术的碳纤维制品的结构示意图。
图2为本发明一实施例中具备辐射防护能力的碳纤维制品的结构示意图。
图3为本发明另一实施例中具备辐射防护能力的碳纤维制品的结构示意图。
图4为本发明包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器的结构示意图。
元件标号说明
10 碳纤维制品
1,1A 碳布层
2 辐射防护材料
3,3A 树脂
20 上盖
30 边框
40 后盖
50 中间件
60 电路板
70 TFT平板
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示为现有的平板探测器所采用的碳纤维制品，该碳纤维制品包括多层碳布层1A，碳布层1A和碳布层1A之间通过树脂层3A粘合。其工艺大致为：所述碳布层1A按照预定的形状先进行叠层，通过层间的树脂层3A结合在一起，再经过高温固化后形成碳纤维制品。但是现有的这种碳纤维射线衰减能力低，在平板探测器中的应用受到限制。鉴于此，本发明提供一种改进的平板探测器，可以很大程度提高平板探测器的辐射防护能力。
如图4所示，本实施例提供一种包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，所述平板探测器至少包括外壳、中间件50、电路板60以及TFT平板70。
所述外壳由上盖20、边框30以及后盖40围成。所述上盖20和后盖40位置相对，所述上盖20即为探测器窗口，可以通过螺栓将上盖20与边框30固定。利用所述上盖20来隔离外壳内部的平板与外部空间并允许X射线几乎无遮挡的进入探测器。本发明的边框30以及后盖40由具有辐射防护能力的碳纤维制品构成。
所述中间件50作为固定TFT平板70和电路板60的结构件。所述中间件50由具有辐射防护能力的碳纤维制品构成。
所述电路板60安装在所述中间件50其中一个表面上，所述TFT平板70安装在与电路板60相对的另一个表面上。所述TFT平板70为基于非晶硅工艺技术制作的玻璃平板，平板中集成有闪烁体材料和光电传感器件。
作为示例，所述中间件50安装固定在后盖40上，所述中间件50与后盖40之间形成容纳电路板60的空间，即所述电路板60安装在所述中间件50的下表面，所述TFT平板70安装在所述中间件50的上表面。
所述平板探测器中的边框、后盖以及中间件的材料(具有辐射防护能力的碳纤维制品)至少包括：多层碳布层和辐射防护材料，所述辐射防护材料掺在所述碳布层与碳布层之间。
在一实施例中，如图2所示，具有辐射防护能力的碳纤维制品10中，所述多层碳布层1之间通过树脂层3粘合，所述辐射防护材料2则掺在所述树脂层3中。在制作过程中，先通过掺杂工艺将所述辐射防护材料2添加在所述树脂层3中，形成均匀的掺杂，再通过该树脂层3将各层的碳布层1粘合形成碳纤维制品。
具体地，掺在所述树脂层3中的辐射防护材料2呈颗粒状，颗粒直径在10nm～100μm范围内。在该实施例中，所述辐射防护材料2的颗粒直径暂选为10μm，当然，在其他实施例中，所述辐射防护材料2的颗粒直径还可以是100nm，50μm和80μm等等，在此不限。
另外，所述辐射防护材料2的添加量要适当，含量太少起不到辐射防护作用，添加太多则会影响树脂层的粘结能力。作为示例，所述辐射防护材料2在所述树脂层中的重量百分含量优选在10％～90％范围内，尤其在20～40％范围内为最佳。该实施例中，所述辐射防护材料2在所述树脂层3中的重量百分含量暂选为30％，在其他实施例中，所述辐射防护材料2在所述树脂层3中的重量百分含量还可以是20％、25％、35％、或40％等等，在此不限。
该实施例中，所述辐射防护材料2可以为重金属材料。重金属材料具有较高的的射线衰减能力，可以达到平板探测器的所需的射线防护效果。例如，重金属材料可以是铅材料或钨材料或者铅钨合金等等，当然，所述辐射防护材料2也可以是其他合适的具有防辐射功能的重金属材料，在此不一一列举。通过在树脂层3中添加铅颗粒或钨颗粒等作为辐射防护材料2，最后在碳纤维制品中形成均匀的辐射防护层。
作为示例，所述树脂层3材料可以是环氧树脂，酚醛树脂或聚氯乙烯树脂中的一种，当然，所述树脂层3材料也可以是其他合适的粘合材料，在此不做特别限定。该实施例中，所述树脂层3材料采用环氧树脂。
该实施例通过在碳纤维制品中掺入颗粒状的辐射防护材料2，如铅，钨重金属等，将此颗粒材料应用在平板探测器中作为边框、后盖以及中间件，从而达到平板探测器重量轻、强度好以及射线防护能力强的功能效果。
在另一实施例中，如图3所示，所述平板探测器中的边框30、后盖40以及中间件50的材料(具有辐射防护能力的碳纤维制品)中，所述多层碳布层1之间通过树脂层3粘合，所述辐射防护材料2呈膜状，膜状的所述辐射防护材料2与所述碳布层1之间通过树脂层3粘合。在制作过程中，先将膜状的辐射防护材料2平铺在所述碳布层1之间，再通过树脂层3将各层碳布层1以及膜状的辐射防护材料2粘合形成碳纤维制品。
需要说明的是，膜状的所述辐射防护材料2除了可以平铺在所述碳布层1与碳布层1之间，还可以平铺在最外层碳布层1的表层，不影响辐射防护效果。附图3中展示的是所述辐射防护材料2平铺在所述碳布层1与碳布层1之间的情况。
所述辐射防护材料2可以一层，也可以是多层，附图3中展示的是一层辐射防护材料2的情况。
另外，所述辐射防护材料2的总厚度要适当，厚度太薄起不到辐射防护作用，厚度太厚则可能会影响整个碳纤维制品的强度和密度。作为示例，膜状的所述辐射防护材料2的厚度范围为10μm～200μm。该实施例中，膜状的所述辐射防护材料2的厚度暂选为60μm，在其他实施例中，所述辐射防护材料2的厚度还可以是10μm、20μm、80μm、或150μm等等，在此不限。通过在碳布层1之间或表面添加膜状的铅箔或钨箔等作为辐射防护材料2，最后在碳纤维制品中形成均匀的辐射防护层。
该实施例通过在碳纤维制品中平铺膜状的辐射防护材料2，如铅，钨重金属膜等，将此膜材料应用在平板探测器中作为边框、后盖以及中间件，从而达到平板探测器重量轻、强度好以及射线防护能力强的功能效果。
总之，通过将平板探测器中的中间件50以及外壳的边框30和后盖40制作成具有辐射防护功能的碳纤维制品，不仅可以提高平板探测器防射线辐射的能力，还能实现探测器重量轻、强度高等功能特点。
综上所述，本发明提供一种包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，所述平板探测器至少包括：由上盖、边框以及后盖围成的外壳、安装在所述外壳内的中间件、安装在所述中间件一个表面上的电路板、另一个表面的TFT平板；其中，所述上盖、边框及中间件均由具备辐射防护能力的碳纤维制品构成，所述碳纤维制品包括多层碳布层和掺在所述碳布层与碳布层之间的辐射防护材料。辐射防护材料可以为颗粒状，掺在碳布之间的树脂中，也可以为膜状，平铺在碳布中间层或最外层碳布表层。本发明提供的平板探测器中，所述边框、后盖以及中间件采用掺杂有射线辐射防护材料(如铅，钨等)的碳纤维制品，在满足材料低密度，高强度的同时，提高平板探测器的射线防护能力，实现平板探测器的轻量化设计。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，其特征在于，所述平板探测器至少包括：由上盖、边框以及后盖围成的外壳、安装在所述外壳内的中间件、安装在所述中间件一个表面上的电路板、安装在所述中间件另一个表面的TFT平板；其中，所述后盖、边框以及中间件均由具备辐射防护能力的碳纤维制品构成，所述具备辐射防护能力的碳纤维制品至少包括多层碳布层和掺在所述碳布层与碳布层之间的辐射防护材料。
2.根据权利要求1所述的包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，其特征在于：所述多层碳布层之间通过树脂层粘合，所述辐射防护材料掺在所述树脂层中。
3.根据权利要求2所述的包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，其特征在于：所述辐射防护材料呈颗粒状，颗粒直径范围为10nm～100μm。
4.根据权利要求2或3所述的包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，其特征在于：所述辐射防护材料在所述树脂层中的重量百分含量为10％～90％。
5.根据权利要求1所述的包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，其特征在于：所述辐射防护材料呈膜状，膜状的所述辐射防护材料与所述碳布层之间通过树脂层粘合。
6.根据权利要求1所述的包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，其特征在于：膜状的所述辐射防护材料平铺在所述碳布层与碳布层之间、或者最外层碳布层的表层。
7.根据权利要求5所述的包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，其特征在于：膜状的所述辐射防护材料的厚度范围为10μm～200μm。
8.根据权利要求1所述的包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，其特征在于：所述辐射防护材料为重金属材料。
9.根据权利要求8所述的包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，其特征在于：所述辐射防护材料为铅材料、钨材料或者铅钨合金。
10.根据权利要求2所述的包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，其特征在于：所述树脂层材料为环氧树脂，酚醛树脂或聚氯乙烯树脂中的一种。
11.根据权利要求1所述的包含具备辐射防护能力的碳纤维制品的平板探测器，其特征在于：所述中间件安装固定在后盖上，所述中间件与后盖之间形成容纳电路板的空间。
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