CN106547015B - 探测器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种探测器，包括：阴极板，用于入射X射线；多孔板，X射线打在工作气体上发生电离，阳离子在电场作用下向阴极板运动，电子在电场作用下向多孔板运动；阳极板，经过雪崩放大后的电子打在阳极板上；阳极板包括：第一阳极板，具有第一信号阵列；第二阳极板，具有第二信号阵列；第一ASIC芯片，当电子打在第一阳极板时，检测第一阳极板产生的第一信号；第二ASIC芯片，当电子打在第二阳极板时，检测第二阳极板产生的第二信号；电子学处理器，根据第一信号和第二信号得到电子打在第一阳极板或者第二阳极板的位置。本发明探测器利用两块不同的阳极板，实现不同精度的电子位置检测。

Description

探测器
技术领域
本发明涉及一种探测器，尤其涉及一种具有阳极装置的探测器。
背景技术
目前，现有的探测器的阳极板只有一块，无论何种分辨率，由此只能成一个分辨率的图像，如果需要更改分辨率，就只能改用其他探测器，因为无法将探测器的阳极板进行更换。
因此，现有的探测器设置单一的阳极装置，无法灵活的实现多阳极板。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种探测器，利用两块不同的阳极板，实现不同精度的电子位置检测。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种探测器，所述探测器包括：
阴极板，用于入射X射线；
多孔板，所述多孔板与阴极板之间容纳有工作气体，并且所述多孔板上具有通孔，所述X射线打在所述工作气体上发生电离，生成电子和阳离子；所述阴极板与所述多孔板之间具有负向电压差产生电场，所述阳离子在电场作用下向所述阴极板运动，所述电子在电场作用下向所述多孔板运动，通过所述通孔产生雪崩；
阳极板，所述阳极板与所述阴极板在所述多孔板的对向设置，经过雪崩放大后的所述电子打在所述阳极板上；所述阳极板包括：
第一阳极板，所述第一阳极板具有第一信号阵列；
第二阳极板，所述第二阳极板的面积小于第一阳极板，并且位于所述第一阳极板内，所述第二阳极板具有第二信号阵列；
第一ASIC芯片，与所述第一阳极板相连接，当电子打在所述第一阳极板时，检测所述第一阳极板产生的第一信号；
第二ASIC芯片，与所述第二阳极板相连接，当电子打在所述第二阳极板时，检测所述第二阳极板产生的第二信号；
电子学处理器，与所述第一ASIC芯片和第二ASIC芯片相连接，根据所述第一信号和第二信号得到电子打在所述第一阳极板或者第二阳极板的位置。
进一步，所述工作气体具体为Ar或CO2。
进一步，所述多孔板的通孔孔径为100微米，孔间距为200微米。
进一步，所述通孔为锥形。
进一步，所述第一信号阵列为N×M阵列，N为第一阵列行数，M为第一阵列列数。
进一步，所述第一ASIC芯片具有N+M路信号输入。
进一步，所述第二信号阵列为P×Q阵列，P为第二阵列行数，Q为第二阵列列数。
进一步，所述第二ASIC芯片具有P+Q路信号输入。
进一步，所述电子学处理器具体根据所述第一信号和第二信号得到所述电子的行位置和列位置，从而得到所述电子打在所述第一阳极板或者第二阳极板的位置。
进一步，所述电子学处理器包括FPGA，与所述第一ASIC芯片和第二ASIC芯片相连接。
本发明探测器利用两块不同的阳极板，实现不同精度的电子位置检测。
附图说明
图1为本发明实施例提供的探测器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的探测器的阳极板示意图；
图3A为本发明实施例提供的探测器的电子阵列示意图之一；
图3B为本发明实施例提供的探测器的电子阵列示意图之二；
图3C为本发明实施例提供的探测器的电子阵列示意图之三。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明实施例提供的探测器的结构示意图，图2为本发明实施例提供的探测器的阳极板示意图，如图1所示，本发明实施例的探测器包括：阴极板1、多孔板2、阳极板3、第一专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)芯片41、第二ASIC芯片42和电子学处理器5。
阴极板1用于入射X射线，X射线通过阴极板射入探测器内。
多孔板2与阴极板1之间容纳有工作气体，并且所述多孔板上具有通孔，X射线打在工作气体上发生电离，生成电子和阳离子；所述阴极板1与所述多孔板2之间具有负向电压差产生电场，所述阳离子在电场作用下向所述阴极板1运动，所述电子在电场作用下向所述多孔板2运动，通过所述通孔产生雪崩。
多孔板2上具有THGEM膜，工作气体可以是Ar或CO2，再如图1所示，阴极板1连接HV-in，具体为-2400V的负高压，经过分压电路以后，与THGEM膜两侧的电压约为-2000V左右，当X射线穿过阴极板1的时候，打在工作气体Ar/CO2上，X射线会使得Ar/CO2发生电离，产生电子和阳离子对，因为阴极板1和多孔板2两侧电压的关系，电子会向多孔板2漂移，阳离子会向阴极板1漂移。电子漂移会经过加有高电压的THGEM膜上的通孔，通孔的孔径可以为100微米，孔间距200微米，由此电子会发生雪崩放大。
阳极板3与所述阴极板1在所述多孔板2的对向设置，经过雪崩放大后的所述电子打在所述阳极板上。具体的，放大之后的电子继续往阳极板3漂移，从而打在阳极板1上产生电信号。工作气体可以直接由外接的气瓶供气，从进气口进入，出气口流出，气体也可以是流动的。
再如图2所示，具体的，所述阳极板3包括：第一阳极板31和第二阳极板32。第一阳极板31上具有第一信号阵列，第二阳极板32的面积小于第一阳极板31，并且位于第一阳极板31内，所述第二阳极板32具有第二信号阵列。
第一ASIC芯片41与第一阳极板31相连接，当电子打在所述第一阳极板31时，检测第一阳极板31产生的第一信号；第二ASIC芯片42与第二阳极板32相连接，当电子打在第二阳极板32时，第二阳极板32产生的第二信号。
电子学处理器5与第一ASIC芯片41和第二ASIC芯片42相连接，根据第一信号和第二信号得到电子打在第一阳极板31或者第二阳极板32的位置。
具体的，第一阳极板31的第一阵列为N×M阵列，N为第一阵列行数，M为第一阵列列数。可选的，M和N均为64。因为第一ASIC芯片41需要检测电子打在第一阵列的位置，所以第一ASIC芯片41具有N+M路输出，也就是64+64路信号输出需要第一ASIC芯片41来处理。
同理，第二阳极板32的第二阵列为P×Q阵列，P为第二阵列行数，Q为第二阵列列数。可选的，P和Q均为64。因为第二ASIC芯片42需要检测电子打在第二阵列的位置，所以第二ASIC芯片42具有P+Q路输出，也就是64+64路信号输出需要第二ASIC芯片42来处理。
电子学处理器5具体根据第一信号和第二信号得到电子的行位置和列位置，从而得到电子打在所述第一阳极板或者第二阳极板的位置。
图3A和图3B分别为本发明实施例提供的探测器的电子阵列示意图，例如，电子打在阵列(4,4)上，则阵列行数Y的4与列数X的4都会产生信号，通过X4、Y4产生的第一信号来确定电子打在pad(4，4)上，由此得知电子打在第一阳极板21上。
图3C为本发明实施例提供的探测器的电子阵列示意图之三，例如，电子打在阵列(6,6)上，则阵列行数Y的6与列数X的6都会产生信号，通过X6、Y6产生的第二信号来确定电子打在pad(6，6)上，由此得知电子打在第二阳极板22上。
可选的，电子学处理器5包括现场可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)，与第一ASIC芯片和第二ASIC芯片相连接。第一阳极板31的面积大于第二阳极板32,可选的第一阳极板尺寸为(200X200)mm，第二阳极板的尺寸为(43.3X43.3)mm，第一阳极板的阵列数与第二阳极板的阵列数相同，均为64X64＝128路，单位面积内第二阳极板32的像素点为第一阳极板31像素点的200/43.3≈4.6倍，当同样大小的光斑分别照射到第一阳极板31和第二阳极板32时，光斑在第二阳极板32上所能覆盖的像素点约为光斑在第一阳极板所能覆盖像素点的4.6倍，第二阳极板32的精度即为第一阳极板精度的4.6倍，从而达到了同一个探测器不同精度电子位置检测的目的。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种探测器，其特征在于，所述探测器包括：
阴极板，用于入射X射线；
多孔板，所述多孔板与阴极板之间容纳有工作气体，并且所述多孔板上具有通孔，所述X射线打在所述工作气体上发生电离，生成电子和阳离子；所述阴极板与所述多孔板之间具有负向电压差产生电场，所述阳离子在电场作用下向所述阴极板运动，所述电子在电场作用下向所述多孔板运动，通过所述通孔产生雪崩；
阳极板，所述阳极板与所述阴极板在所述多孔板的对向设置，经过雪崩放大后的所述电子打在所述阳极板上；所述阳极板包括：
第一阳极板，所述第一阳极板具有第一信号阵列；
第二阳极板，所述第二阳极板的面积小于第一阳极板，并且位于所述第一阳极板内，所述第二阳极板具有第二信号阵列；
第一ASIC芯片，与所述第一阳极板相连接，当电子打在所述第一阳极板时，检测所述第一阳极板产生的第一信号；
第二ASIC芯片，与所述第二阳极板相连接，当电子打在所述第二阳极板时，检测所述第二阳极板产生的第二信号；
电子学处理器，与所述第一ASIC芯片和第二ASIC芯片相连接，根据所述第一信号和第二信号得到电子打在所述第一阳极板或者第二阳极板的位置；
所述第一信号阵列为N×M阵列，N为所述第一信号阵列行数，M为所述第一信号阵列列数；
所述第二信号阵列为P×Q阵列，P为所述第二信号阵列行数，Q为所述第二信号阵列列数；
所述第一信号阵列的阵列数与所述第二信号阵列的阵列数相同,均为64X64；
所述电子学处理器包括现场可编程门阵列，与所述第一ASIC芯片和所述第二ASIC芯片相连接；
所述工作气体为流动气体，直接由外接的气瓶供气。
2.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于，所述工作气体具体为Ar或CO2。
3.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于，所述多孔板的通孔孔径为100微米，孔间距为200微米。
4.根据权利要求3所述的探测器，其特征在于，所述通孔为锥形。
5.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于，所述第一ASIC芯片具有N+M路信号输入。
6.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于，所述第二ASIC芯片具有P+Q路信号输入。
7.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于，所述电子学处理器具体根据所述第一信号和第二信号得到所述电子的行位置和列位置，从而得到所述电子打在所述第一阳极板或者第二阳极板的位置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8900343A (nl) * 1989-02-13 1990-09-03 Univ Delft Tech Plaatsgevoelige stralingsdetector.
SE514475C2 (sv) * 1999-04-14 2001-02-26 Xcounter Ab Strålningsdetektor, en anordning för användning vid radiografi med plant strålknippe och ett förfarande för detektering av joniserande strålning
FR2796160B1 (fr) * 1999-07-08 2001-08-17 Commissariat Energie Atomique Dispositif de detection pour un tomographe a emission de positrons
SE530171C2 (sv) * 2000-10-13 2008-03-18 Xcounter Ab Gasbaserad detektor
CN102183776B (zh) * 2008-05-09 2014-08-06 同方威视技术股份有限公司 气体辐射探测器及辐射成像系统
JP6109304B2 (ja) * 2012-06-08 2017-04-05 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ 放射、特に、高エネルギー電磁放射用検出器
CN103635026B (zh) * 2013-12-11 2016-07-20 中国科学院大学 厚型气体电子倍增探测器膜板的制作方法
CN104714246B (zh) * 2013-12-12 2017-11-14 深圳先进技术研究院 气体电离正比计数x光二维图像探测器
CN206258589U (zh) * 2016-10-28 2017-06-16 中国计量科学研究院 探测器

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