CN115443419A - 具有环境温度检测器的x射线仪器 - Google Patents

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Abstract

一种X射线分析器，包括：至少一个检测器，其被配置成检测来自被X射线源照射的测试对象的次级X射线，并且提供对应的能量信号；温度传感器，其被配置成感测与检测器相关的温度；以及信号处理器，其被配置成处理所述能量信号并提供针对X射线事件的经温度补偿的输出。

Description

具有环境温度检测器的X射线仪器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年4月9日提交的美国临时专利申请第63/007,487号的优先权的权益，该美国临时专利申请的内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开内容的示例实现方式涉及用于进行X射线分析的仪器，更具体地涉及使用在可变环境温度下操作的能量色散检测器而无需对该检测器进行温度控制的X射线分析器。
背景技术
X射线光谱仪仪器，例如X射线荧光(XRF)仪器，被配置成测量从样品发射的X射线的能量分布。根据所发射的X射线的能谱，可以计算样品材料的化学组成。在这样的仪器中，利用能量色散半导体检测器来测量X射线能谱，其中入射到检测器上的X射线在半导体中生成电子-空穴对，并且检测器由此收集与X射线能量成比例的电荷。电荷由通常位于检测器附近的电荷灵敏前置放大器(charge sensitive pre-amplifier)例如场效应晶体管(FET)接收并放大。电荷灵敏前置放大器将来自每个入射X射线的电荷转换成其高度与X射线能量成比例的电压脉冲信号。然后，这些电压脉冲信号可以由一个或更多个次级放大器进一步放大，所述一个或更多个次级放大器通常位于X射线仪器内的至少一个印刷电路板(PCB)上。
能量色散半导体X射线检测器通常被冷却和控制成保持恒定的低温，这是因为：在环境温度下，由半导体中的热诱导电子-空穴对生成的漏电流可能过高。漏电流会生成随温度变化的连续背景噪声，并且可能干扰对X射线生成的信号的准确测量。冷却至-10℃至-20℃的范围内的温度通常利用热电冷却装置等来实现。然而，提供冷却并且使检测器与周围环境之间保持热隔离的要求增加了X射线检测器的成本和复杂性。需要向冷却装置提供电力，并且为了使冷却有效地工作，检测器需要处于真空或减压环境下以防止热传导和冷凝。
在具有在环境温度下操作的检测器的仪器中，不需要提供冷却电力。此外，检测器不需要处于真空下，这意味着检测器窗口不必保持通常的高真空水平。环境温度仪器中的窗口的功能仅是使光、灰尘和湿气远离检测器芯片并让X射线进入。那么，窗口可以潜在地由更便宜的材料制成，并且可以避免真空封装的加工成本和包装成本。然而，为了获得准确且可重复的测量结果，需要对检测器的性能的温度相关性进行校正。
因此，存在对于下述X射线分析仪器的需要：在该X射线分析仪器中，X射线检测器不需要冷却，并且因此与当前实践中使用的检测器相比将明显更小、更便宜并且使用更少的电力。对于低成本、手持式或便携式X射线分析仪器而言，消除对于冷却和产生可靠的准确结果的要求将是特别有利的。
发明内容
在本公开内容的示例实现方式中，提供了一种用于确定测试对象的元素组成的X射线分析器。在示例实现方式中，分析器包括检测器，该检测器被配置成检测来自被X射线源照射的测试对象的次级X射线(例如，X射线荧光)并且提供对应的能量信号。分析器还包括温度传感器，该温度传感器被配置成感测检测器附近的温度。分析器还包括信号处理器，该信号处理器被配置成处理所述能量信号并提供针对X射线事件的经温度补偿的输出。
能量信号包括具有脉冲高度的脉冲，并且经温度补偿的输出包括根据温度对脉冲高度的增益进行的调整。此外，脉冲呈现由检测器的温度诱导泄漏引起的偏移，并且经温度补偿的输出还包括利用根据温度的偏移对脉冲高度进行的调整。
附图说明
图1是根据本公开内容的X射线分析器的示例实现方式的示意图。
图2是示出根据本公开内容的示例实现方式的与检测器温度的变化相关联的脉冲高度的变化以及得出温度补偿的方法的图。
图3是描绘根据本公开内容的示例实现方式的与检测器温度的变化相关联的由脉冲泄漏引起的能量信号的变化以及得出温度补偿的方法的图。
图4是描绘根据本公开内容的示例实现方式的作为能量的函数的脉冲高度以及基于不同的增益和泄漏偏移得出温度补偿的方法的图。
图5是描绘根据本公开内容的通过使用较小的检测器来实现对检测器温度变化的期望的增益响应范围的替选实现方式的基础的图。
图6是根据本公开内容的示例实现方式的具有检测器和两个温度传感器的X射线分析器的示意图。
图7是根据本公开内容的示例实现方式的具有检测器和一个温度传感器的X射线分析器的示意图。
图8是根据本公开内容的示例实现方式的设计具有至少一个在没有温度控制的情况下操作的检测器的X射线分析器的方法的流程图。
图9是根据本公开内容的示例实现方式的操作具有至少一个环境温度检测器的X射线仪器的替选方法的流程图。
具体实施方式
参照图1，在本公开内容的示例实现方式中，提供具有X射线源2和X射线检测器6的X射线分析器1或检测系统。优选地，X射线检测器是在环境温度下操作或没有辅助温度控制的硅漂移检测器(Silicon Drift Detector，SDD)。X射线源被配置成在X射线测试或校准操作期间生成初级X射线以照射测试对象4。检测器6优选地被配置成检测在被初级X射线照射时从测试对象4发射的次级X射线。X射线分析器1还包括处理器100。处理器100包括共同用于处理由检测器6接收的能量信号的硬件、固件或软件或者硬件、固件和软件的任何组合。在本文中，处理器100是指处理与测试相关的所有信号和值的设施，并且可以包括分立的或集成的电子装置或电路系统。根据本公开内容的X射线分析器1包括至少一个温度传感器10。处理器100还被配置用于校正X射线能谱，以考虑由检测系统产生的电子脉冲的增益、零偏移和分辨率方面的温度诱导变化。
在当前公开的实现方式中，温度传感器10被配置成感测与检测器6相关的温度。如果检测器6不具有任何冷却或温度稳定设施，则检测器对次级X射线的响应将发生变化，并且这种变化将是实质性的并且取决于检测器的操作温度。为了使分析器1提供表示X射线响应(次级X射线)的光谱的准确且可重复的读数，由处理器100对由于温度变化引起的检测器响应的变化进行补偿。
常规系统在没有温度控制系统的情况下不能在环境温度下操作，并且这些系统不对零偏移和分辨率的变化进行补偿。
表1示出了根据检测器的温度针对前置放大器设置的增益的示例。(前置放大器可以在检测器附近使用，并且可以与检测器共享相同的热环境。关于示例实现方式的详细描述，参见图6和图7)。注意，在高于约负20摄氏度(-20℃)的温度下，增益快速变化，并且在0℃到-5℃之间，增益每摄氏度变化约1％。可以预期的是，在0℃到20℃(室温)之间，增益的变化速率将甚至更快。还应注意，对位于印刷电路板(PCB)上的典型次级放大器的增益的温度相关性的测量(未示出)指示该相关性要小得多(约0.01％每摄氏度)。
表1示出了在温度与前置放大器的增益之间存在一般关系。该关系可以是增益随温度降低而增大或减小。在本文所公开的实现方式中，X射线分析器根据温度的变化来调整前置放大器的增益。稍后关于图3说明分辨率的变化。前置放大器和次级放大器的使用稍后在与图6和图7相关的描述中介绍。
Figure BDA0003872363600000041
表1
增益和分辨率的温度相关性
由于温度而引起的前置放大器增益的变化可以通过经验测量(例如，表1或图2中所示的经验测量)或通过理论方法来预测。因此，如果观察到增益对温度的函数相关性，并且如果测量到检测器的温度或前置放大器温度，则可以通过动态增益校正来对系统随温度变化的增益漂移进行补偿。在实现方式中，可以对增益进行校正，使得所有温度下的经调整的增益与在选定的标准温度下测量的或理论上预测的增益对应。
呈现图2至图5以说明检测器的温度变化如何影响检测器的性能以及如何根据本公开内容实现针对温度进行补偿。如在图2中可以看出的，由于X射线的入射而在检测器中生成的电压脉冲信号的高度不仅与X射线能量成比例，而且还受检测器温度的影响。针对三个检测器温度——一个为“冷”，一个为“暖”以及一个为“热”，概念性地示出了三个脉冲高度相对于时间的曲线图。如在图2中可以看出的，对于所有三个检测器温度，脉冲高度是不同的。例如，对于“冷”检测器和“暖”检测器，H1和H2相应地是不同的脉冲高度。
另外，如通过被标记为“暖”和“热”的倾斜波形看出的，由升高的温度引起的脉冲泄漏使得脉冲高度的测量值在脉冲发生的时间之外“漂移”。另外优选地考虑针对脉冲泄漏进行补偿。与脉冲泄漏相关的因子被称为“零偏移”，其也是温度相关的。光谱仪中的零偏移是由具有零能量的理论X射线产生的信号。通常，该偏移信号是由于检测器的脉冲泄漏引起的，其对脉冲高度增加了恒定贡献。在允许检测器温度变化的情况下，漏电流的量并且因此偏移的量也将变化。针对该效应的校正将提高光谱能量标度(spectrum energy scale)的准确性。例如，如果使用“冷”检测器的脉冲高度响应(该“冷”检测器的温度被用作校准温度)，则在使用脉冲高度的平均值的情况下应当将脉冲高度调整Δ应用于曲线图“暖”。本领域技术人员在阅读本公开内容后应当理解，除平均值之外的值可以用于这样的补偿。这样的实现方式应当全部在本公开内容的范围内。
应当注意，可以在不同的级别动态地执行温度补偿。对于增益校正，在已知的检测器温度下测量X射线脉冲，并且可以在“最低”必要级别校正增益。X射线检测器系统的可能发生增益校正的级别按照从最低级别到最高级别列出分别为硬件级别、固件级别和软件级别。在硬件级别，通过基于所测量的温度输出来调整系统的增益，可以在测量每个X射线时(例如，在现场可编程门阵列(FPGA)级别或在前置放大器级别)针对该X射线实时应用对增益的校正。在固件级别，程序可以被设计成使得当它们被执行时，程序在微秒时间尺度上引起对增益的校正。在软件级别，程序可以被设计成在毫秒或更长的时间尺度上引起对增益的校正。动态增益校正可以在任何级别实现，所选择的级别取决于检测器温度的变化率和期望测量的长度。例如，如果检测器芯片温度在许多秒内缓慢变化，则在整个光谱是小于1秒内收集的情况下不必对每个X射线脉冲进行校正，并且在这种情况下，软件级别的偶然增益校正可能是适当的。如果检测器温度的变化在毫秒的时间尺度上具有可测量的影响，则固件级别或硬件级别的校正可能是适当的。
对于直接在硬件级别进行的补偿，X射线分析器1的一个实现方式可以具有直接响应于温度的变化以连续方式而不是离散方式调整放大器增益的电路系统。取决于检测器的响应于温度的特性，增益调整可以是线性的或非线性的。所有这样的替选实现方式都在本公开内容的范围内。
图3是示出作为由检测器6接收的能量信号的一方面的X射线事件的数目与脉冲高度的关系的图。如在图3中可以看出的，在检测器温度分别为“冷”和“暖”的情况下的两个响应中，脉冲泄漏的影响被示出为由检测器温度变化引起。通常，检测器温度越高，脉冲高度分布越宽。对于特定的次级X射线响应，每个事件数目-脉冲高度曲线图的总面积是相同的。根据本公开内容的实现方式包括根据从一个温度到另一温度的脉冲高度变化的偏移Δ来提供温度补偿。
图4是示出针对两个检测器温度T0和T1的检测器在脉冲高度方面的响应与能量的关系的图。线H＝G0E表示在不考虑零偏移的情况下的、对于检测器温度T0(图2中的“冷”检测器的温度)具有未经补偿的放大器增益G0的脉冲高度与能量的关系。线H＝G1E表示在不考虑零偏移的情况下的、对于检测器温度T1(图2中的“热-1”检测器的温度)具有经补偿的放大器增益G1的脉冲高度与能量的关系。线H＝G1E+Δ0表示对于检测器温度T1具有经补偿的增益G1、还考虑到由温度变化引起的脉冲泄漏而利用零偏移Δ0进行调整的脉冲高度与能量的关系。
该关系可以被概括为：
HP＝G x E+Δ0 (等式1)
X射线分析器领域中的能量分辨率通常被表示为半峰全宽(FWHM)并且以能量单位给出。在X射线光谱法的情况下，通常以电子伏特(eV)为单位。返回图3，被表示为每个图一半高度处的WRC和WRW的能量分辨率随着“冷”检测器与“热”检测器之间温度的变化而变化。因为来自相同材料的能谱可能取决于测量时的环境温度(因此影响检测器温度)而变化，所以不期望仪器的能量分辨率发生变化。通常，这是因为使用能量范围来处理光谱以表示特定元素的X射线。当分辨率变差时，所测量的能量的分布可能与其他相邻的峰交叠。这使得由于无法利用简单的区域模型来确定哪个峰对信号有贡献而难以使用交叠区域中的数据。
由于漏电流变化，检测系统的能量分辨率也是温度相关的。在表1中通过根据温度的、检测器和前置放大器的能量分辨率的测量值也示出了这种效果。在0℃到-5℃之间的温度下，能量分辨率以约1.4％每摄氏度的速率增加。能量分辨率变化主要是由于半导体检测器的温度变化引起的。
为了缓解能量分辨率的变化的影响，可以通过理论方法和经验方法来预测能量分辨率对温度的相关性，并且因此可以通过合适的校正算法来对能量分辨率的变化进行补偿。在这样的校正算法的实现方式中，光谱分辨率可以可选地被人为修改(加宽)以提供较低的分辨率，但仍然与其在检测器较暖时的反应一致(以使WRC增加到WRW)。优选地，在最高设计温度下将系统校准到“最坏情况”。这是因为使光谱加宽比使光谱窄化更容易。在该可选的校准步骤中，可以人为地使峰加宽，以使光谱分辨率在所有温度下都有效地相同。
参照图5，温度诱导的增益漂移是检测器温度变化的指数，并且严重损害X射线分析器的功能。这是因为相同能量的X射线可能取决于采集时的温度而生成不同的输出脉冲高度，从而导致X射线光谱中的误差以及对样品的不正确元素分析。还观察到，检测器的尺寸越小，这样的增益漂移的影响越小。因此，在本公开内容的一些实现方式中，X射线分析器被构造成使用多个较小的检测器而不是一个较大的检测器来降低与温度变化的相关性。这也可以有助于在没有冷却系统的情况下操作分析器的解决方案。如果要求多个检测器，则多个较小的检测器可以是取消冷却系统的解决方案的一部分。较小的检测器可以具有对温度变化较不敏感的优点，但较小的检测器可能由于其面积较小而效率较低。为了对较低的效率进行补偿，可以使用总面积接近一个较大检测器的面积的小检测器阵列。
总的来说，如上说明的提供温度补偿的方法可以通过根据本文先前所描述的等式和/或方法提供表中的数据来实现。可以在针对不同检测器温度利用分析器1进行操作之前执行的增益校准过程期间产生数据表。
图6是X射线分析器1的示例的框图。在示例实现方式中，X射线分析器还包括前置放大器8和次级放大器9，它们都在没有温度控制的情况下操作。检测器6、前置放大器8和第一温度传感器10被配置成被彼此热接触地封装。出于说明的目的，温度传感器10输出温度测量值Ta。次级放大器9优选地被配置成在与前置放大器8分离的PCB上，并且与输出温度测量值Tb的第二温度传感器11热接触。温度传感器10和温度传感器11可以是任何类型的温度感测装置。在优选实现方式中，温度传感器10和温度传感器11是紧凑型低成本固态传感器，例如热敏电阻、二极管或热电传感器。当X射线分析器1运行时，温度传感器10连续地产生表示检测器6和前置放大器8的温度的温度测量值Ta，并且温度传感器11连续地产生表示次级放大器9的温度的温度测量值Tb。
应当注意，本文先前关于图2至图4所说明的消除增益、零偏移和能量分辨率的温度相关性的方法可以被独立地应用于前置放大器8和/或次级放大器9的增益调整。
仍然参照图6，如上面所说明的，分析器1在测量准确性、可重复性和分辨率方面的性能具有显著的温度相关性。这主要是由于第一级放大的增益的温度相关性而引起的，因为前置放大器或FET 8通常对温度敏感。分析器1的性能的温度相关性还与后续放大级例如次级放大器9的增益相关。
检测器6优选地为SDD，因为这种类型的检测器具有低电容，使得其能量分辨率在室温下相当好。然而，如果其他类型的检测器在预期的温度范围内满足性能预期，则也可以使用其他类型的检测器。
当次级X射线撞击到检测器6上时，前置放大器8产生被输入至次级放大器9的输出电压的升压，次级放大器9产生被进一步放大的脉冲信号。经放大的脉冲信号被输入至脉冲高度测量单元12，脉冲高度测量单元12被配置成对作为X射线能量的未经校正的测量值的脉冲幅度进行测量。(对于脉冲高度的说明，参见图2和相关描述)。注意，脉冲高度测量单元12还可以接收来自其他电子装置的测量值，所述其他电子装置提供对来自前置放大器9的信号的进一步放大和/或整形。根据本公开内容的脉冲增益和偏移调整单元14接收来自脉冲高度测量单元12的未经校正的能量测量值，以及来自温度传感器10和温度传感器11的温度测量值Ta和/或Tb。脉冲增益和偏移调整单元14基于温度测量值Ta和Tb合并关于增益、零偏移的温度相关性信息。在与图2至图5相关联的描述中详细地说明了增益和零偏移相关性。增益校准过程可以包括利用标准能量X射线源(例如，来自55Fe源的5.9keV X射线)照射检测器6，并且可以使用在图2至图5中说明的方法。利用本公开内容中描述的方法，针对已知的温度Ta和Tb，可以执行校准以将已知的脉冲高度与通过使用脉冲高度测量单元12测量的脉冲高度的输出进行比较。
增益和零偏移相关性信息使得脉冲增益和偏移调整单元14能够对脉冲高度测量单元12的输出施加调整，使得温度相关性被消除并获得经补偿的脉冲高度。因此，经调整的脉冲高度与温度无关，并且表示被调整至选定的标准操作温度的脉冲高度。处理器100然后将经调整的脉冲高度作为输入馈送至光谱构建器16，光谱构建器16累积来自多个X射线的经调整的脉冲高度以形成经调整的能谱。注意，如果需要，对于每个入射X射线，脉冲增益和偏移调整单元14可以获取温度Ta和Tb的独立的个体实时测量值。
经调整的能谱的分辨率可能仍然表现出不期望的温度相关性。可选地，光谱分辨率加宽单元18被配置成调整能量分辨率，使得经调整的能量分辨率总是与对应于选定的固定温度的已知最终能量分辨率对应。在优选实现方式中，该选定的固定温度可以是针对一次或一系列测量的最大温度。为了确定该最大温度，光谱分辨率加宽单元18可以可选地接收温度测量值Ta和Tb的输入。然后光谱分辨率加宽单元18人为地将在较低温度下获取的光谱的分辨率加宽，以便匹配最大温度下的已知分辨率。通常通过本领域已知的方法并且在获取到完整光谱之后应用分辨率加宽。
如上所述，位于PCB上的次级放大器9的增益的温度相关性比位于检测器6附近的电荷灵敏前置放大器8的增益的温度相关性小得多。此外，零偏移和能量分辨率两者的温度相关性主要是检测器6的半导体材料的温度的函数。因此，大部分温度相关性校正源自温度Ta，而源自温度Tb的校正的幅度较小。因此，图7示出了X射线仪器1的省略图6的第二温度传感器11的示例。省略X射线仪器1中的第二温度传感器使得能够对该仪器进行简化，包括简化校正算法和经验校准，其仅涉及一个温度变量而不是如X射线仪器1中的两个温度变量。
图8是X射线分析器(例如，图6的X射线分析器1)在不对其检测器进行温度控制的情况下进行色散X射线分析的方法的示例的图。图8的方法适用于测量时间长并且/或者环境温度快速变化使得在单次测量过程期间发生显著的温度变化的情况。在步骤30中，温度传感器10和可选的温度传感器11分别从检测器和次级放大器获取温度测量值Ta和可选的温度测量值Tb。图8的步骤32至步骤42可以由图6中的处理器100执行以实现温度补偿器。在步骤32中，脉冲高度测量单元12测量由于X射线入射到检测器6上而产生的脉冲高度。在步骤34中，脉冲增益和偏移调整单元14基于温度测量值Ta和Tb调整脉冲高度。在步骤36中，脉冲增益和偏移调整单元14基于温度测量值Ta、零偏移来调整脉冲高度。在步骤34和步骤36中，根据结合图2至图4说明的方法及等式1将脉冲高度和零偏移两者均调整成与它们在选定的标准操作温度下的值对应。在步骤38中，光谱构建器16将经调整的脉冲添加至光谱。在步骤40中，针对入射到检测器6上的多个X射线重复步骤30至步骤38的方法。可选地，在步骤42中，在测量结束并且已经获取到完整的光谱之后，光谱分辨率加宽单元18将光谱中的峰的宽度加宽以使其与选定的固定温度下的分辨率对应。最后，在步骤44中，使用经调整的光谱来计算测试样品的元素组成。
图9是X射线分析器(例如，图6的X射线分析器1)在不对其检测器进行温度控制的情况下进行色散X射线分析的替选方法的图。图9的方法适用于测量时间短并且/或者环境温度缓慢变化使得在单次测量过程期间不会发生显著的温度变化的情况。在步骤30中，温度传感器获取温度测量值Ta和Tb。图9的步骤32至步骤42可以由图6中的处理器100执行以实现温度补偿器。在步骤32中，检测器6接收入射的X射线并且脉冲高度测量单元12测量脉冲高度。步骤32之后是步骤38，在步骤38中，光谱构建器16添加具有所测量的脉冲高度的脉冲。在步骤40中，针对入射到检测器6上的多个X射线重复步骤32和步骤38的方法，直到测量完成。因此，在步骤40完成时获得未针对温度进行调整的完整光谱。
在步骤34’、步骤36’和步骤42中，对未经调整的光谱进行调整以考虑不同测量之间的温度变化。在步骤34’中，脉冲增益和偏移调整单元14基于温度测量值Ta和Tb来调整光谱能量标度以使其与在选定的标准操作温度下测量或计算的能量标度对应。在步骤36’中，基于温度测量值Ta调整整个光谱的零偏移以使其与在选定的标准操作温度下测量或计算的零偏移对应。在步骤38’中，光谱分辨率加宽单元18基于温度测量值Ta将光谱中的峰的宽度加宽以使其与选定的固定温度下的分辨率对应。应当注意，X射线分析器的处理器根据本文中先前关于图2至图4描述的方法来执行步骤34’、步骤36’和步骤42。最后，在步骤44中，使用经调整的光谱来计算测试样品的元素组成。
注意，在图8和图9的方法中对温度测量值Tb的使用是可选的。因此，可以修改步骤30、步骤34和步骤34’以省略对温度测量值T2的引用。
还要注意，可以使用图8和图9的方法的组合和变型。例如，可以这样使用图8的方法：不是在每个脉冲处，而是仅在选定的时间之后或选定数目的脉冲之后，应用步骤34和步骤36的校正。可替选地，可以这样应用图9的方法：不是针对整个测量，而是针对测量的一部分或者在选定的测量时间经过之前，应用步骤40的重复。
附图中的流程图和框图可以示出根据本公开内容的各种实现方式的设备、方法以及可通过计算机程序产品执行的架构、功能和操作。流程图或框图中的每个框可以表示模块、程序段、单元或代码的一部分，其可以包含用于执行指定逻辑功能的一个或更多个可执行指令。因此，本文所描述的方法不限于所描述的具体示例；而是，方法步骤中的任何方法步骤可以根据需要被重新排序、组合、移除或者并行或串行执行，以实现体现权利要求的结果。此外，框图或流程图中的每个框以及框的组合可以通过用于执行指定功能或操作的专用的、基于硬件的系统来实现或者通过专用硬件和计算机指令的组合来实现。
附加描述和示例
示例1包括一种主题(例如，一种X射线分析器)，该主题包括：至少一个检测器，其被配置成检测来自被X射线源照射的测试对象的次级X射线，并且提供对应的能量信号；温度传感器，其被配置成感测与检测器相关的温度；以及信号处理器，其被配置成处理所述能量信号并提供针对X射线事件的经温度补偿的输出。
在示例2中，示例1的主题可选地包括信号处理器，该信号处理器包括温度补偿器。
在示例3中，示例2的主题可选地包括提供能量信号的检测器，该能量信号包括具有脉冲高度的脉冲，并且温度补偿器被配置成根据温度来调整脉冲高度的增益。
在示例4中，示例3的主题可选地包括提供能量信号的检测器，该能量信号包括具有脉冲高度的脉冲，该脉冲高度包括由检测器的温度诱导的脉冲泄漏引起的偏移，并且温度补偿器被配置成利用根据所述温度的偏移来对脉冲高度进行补偿。
在示例5中，示例4的主题可选地包括温度补偿器，该温度补偿器被配置成通过利用经加宽的脉冲宽度对脉冲高度进行补偿来调整所述输出的能量分辨率。
在示例6中，示例4的主题可选地包括温度补偿器，该温度补偿器包括校准表，该校准表指定增益的温度相关性和偏移的温度相关性。
在示例7中，示例6的主题可选地包括在校准过程中根据经验得出的校准表，在该校准过程中，测试对象和校准温度下的脉冲高度是已知的。
在示例8中，示例3至示例7中的一者或任何组合的主题可选地包括信号处理器，该信号处理器包括前置放大器，该前置放大器与X射线检测器热接触并且被配置成产生脉冲，并且其中，所调整的增益是前置放大器增益。
在示例9中，示例3至示例7中的一者或任何组合的主题可选地包括信号处理器，该信号处理器包括次级放大器，该次级放大器被配置成对增益以及产生脉冲做出贡献，其中，次级放大器与测量第二温度的第二温度传感器接触。
在示例10中，权利要求1至9中的一者或任何组合的主题可选地包括与检测器物理接触的温度传感器。
在示例11中，权利要求1至10中的一者或任何组合的主题可选地包括用于生成X射线源的X射线发生器。
示例12包括一种主题(例如，一种提供X射线测试的方法)或者可以可选地与示例1至示例11中的一者或任何组合进行组合以包括这样的主题，该主题包括：检测来自被源X射线照射的测试对象的次级X射线；提供对应的能量信号；测量与检测器相关的温度；以及处理所述能量信号并提供针对X射线事件的经温度补偿的输出。
在示例13中，示例12的主题可选地包括提供能量信号，该能量信号包括具有脉冲高度的脉冲，并且所述处理和提供的步骤包括根据所测量的温度来调整脉冲高度的增益。
在示例14中，示例13的主题可选地包括由检测器提供的检测的步骤，并且脉冲包括由检测器的温度诱导的脉冲泄漏引起的零偏移，并且所述处理和提供的步骤包括利用根据温度的零偏移对脉冲高度进行补偿。
在示例15中，示例14的主题可选地包括：所述处理和提供的步骤包括通过利用经加宽的脉冲宽度对脉冲高度进行补偿来调整所述输出的能量分辨率。
在示例16中，示例13至示例15中的一者或任何组合的主题可选地包括：调整增益包括调整被配置成处理能量信号的放大器的增益。
在示例17中，示例12至示例16中的一者或任何组合的主题可选地包括：测量温度的步骤是通过使用温度传感器进行的。
在示例18中，示例12至示例17中的一者或任何组合的主题可选地包括生成源X射线的步骤。
示例19可以包括一种主题或者可以可选地与示例1至示例18中的一者或任何组合进行组合以包括这样的主题，该主题包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括可执行指令，所述可执行指令在由处理器执行时使处理器执行以下动作，所述动作包括：检测来自被源X射线照射的测试对象的次级X射线；提供对应的能量信号；测量与检测器相关的温度；以及处理能量信号并提供针对X射线事件的经温度补偿的输出。
在示例20中，权利要求19的主题可选地包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括使处理器执行以下操作的可执行指令：根据温度提供能量信号，该能量信号包括具有脉冲高度的脉冲，并且该脉冲包括由检测器的温度诱导的脉冲泄漏引起的零偏移；以及提供经温度补偿的输出，该经温度补偿的输出包括利用根据温度的零偏移对脉冲高度进行的补偿。
这些非限制性示例可以以任何排列进行组合。在本发明的示例实现方式中，可以以硬件、固件、软件或硬件、固件和软件的任何组合来实现处理。例如，可以以在可编程计算机/机器上执行的计算机程序来实现处理，所述可编程计算机/机器各自包括处理器、存储介质或可由处理器读取的其他制品(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入装置以及一个或更多个输出装置。在本发明的特定实现方式中，可以将程序代码应用于利用输入装置输入的数据，以执行处理并生成输出信息。
已经参照前述附图将本发明的各种示例性实现方式仅作为示例性实现方式进行了描述，并且本发明的范围仅由权利要求书限制。提供这些示例性实现方式仅用于使得本领域技术人员能够更好地理解并且然后进一步实现本发明，而不旨在以任何方式限制本发明的范围。
此外，可以在没有所描述的实现方式的具体细节中的一些或全部具体细节的情况下根据权利要求来实践本发明的示例实现方式。因此，本发明包括可以被构思为具有如本文所公开的结构和方法的许多替选的、修改的和等效的实现方式，并且可以在不脱离所附权利要求书的原理的情况下、在所附权利要求书的范围内使用这些替选实现方式。
为了清楚起见，没有详细描述与本发明有关的技术领域中已知的技术材料，以免不必要地模糊本发明。因此，本发明的以上实现方式被视为说明性的而非限制性的，并且本发明不限于本文中给出的示例实现方式的细节，而是可以在所附权利要求书的范围和等同方案内进行修改。
此外，本文所使用的术语“包含”、“包括”和“具有”以及它们的派生词和类似表达应当被理解为开放式的(即，“包含/包括，但不限于”)。术语“基于”意指“至少部分地基于”，术语“一个实现方式”意指“至少一个实现方式”，并且术语“另一实现方式”指示“至少一个其他实现方式”。在本公开内容中提供了其他术语的相关定义。
虽然已经关于本发明的特定实现方式描述了本发明，但是可以理解，可以基于本公开内容的教示构思各种设计，并且所有这些设计都在本公开内容的范围内。

Claims (20)

1.一种X射线分析器，包括：
至少一个检测器，其被配置成：检测来自被X射线源照射的测试对象的次级X射线，并且提供对应的能量信号；
温度传感器，其被配置成感测与所述至少一个检测器相关的温度；以及
信号处理器，其被配置成处理所述能量信号并提供针对X射线事件的经温度补偿的输出。
2.根据权利要求1所述的X射线分析器，其中，所述信号处理器包括温度补偿器。
3.根据权利要求2所述的X射线分析器，其中，所述能量信号包括具有脉冲高度的脉冲，并且所述温度补偿器被配置成根据所述温度来调整所述脉冲高度的增益。
4.根据权利要求3所述的X射线分析器，其中，所述脉冲高度包括由所述至少一个检测器的温度诱导的脉冲泄漏引起的偏移，并且所述温度补偿器被配置成利用根据所述温度的偏移对所述脉冲高度进行补偿。
5.根据权利要求4所述的X射线分析器，其中，所述温度补偿器还被配置成通过利用经加宽的脉冲宽度对所述脉冲高度进行补偿来调整所述输出的能量分辨率。
6.根据权利要求4所述的X射线分析器，其中，所述温度补偿器还包括校准表，所述校准表指定所述增益的温度相关性和所述偏移的温度相关性。
7.根据权利要求6所述的X射线分析器，其中，所述校准表是在校准过程中根据经验得出的，在所述校准过程中，所述测试对象和校准温度下的脉冲高度是已知的。
8.根据权利要求3所述的X射线分析器，其中，所述信号处理器包括前置放大器，所述前置放大器与所述至少一个检测器热接触并且被配置成产生所述脉冲，并且其中，所调整的增益是前置放大器增益。
9.根据权利要求3所述的X射线分析器，其中，所述信号处理器包括次级放大器，所述次级放大器被配置成对所述增益以及产生所述脉冲做出贡献，其中，所述次级放大器与测量第二温度的第二温度传感器接触。
10.根据权利要求1所述的X射线分析器，其中，所述温度传感器与所述至少一个检测器物理接触。
11.根据权利要求1所述的X射线分析器，还包括用于生成所述X射线源的X射线发生器。
12.一种提供X射线测试的方法，所述方法包括以下步骤：
检测来自被源X射线照射的测试对象的次级X射线；
提供对应的能量信号；
测量与所述检测器相关的温度；以及
处理所述能量信号并提供针对X射线事件的经温度补偿的输出。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述能量信号包括具有脉冲高度的脉冲，并且所述处理和提供的步骤包括根据所测量的温度来调整所述脉冲高度的增益。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述检测的步骤由所述检测器提供，并且所述脉冲包括由所述检测器的温度诱导的脉冲泄漏引起的零偏移，并且所述处理和提供的步骤包括利用根据所述温度的零偏移对所述脉冲高度进行补偿。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述处理和提供的步骤包括通过利用经加宽的脉冲宽度对所述脉冲高度进行补偿来调整所述输出的能量分辨率。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，调整所述增益是调整被配置成处理所述能量信号的放大器的增益。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，所述测量温度的步骤是通过使用温度传感器进行的。
18.根据权利要求12所述的方法，还包括生成所述源X射线的步骤。
19.一种非暂态计算机可读存储介质，包括可执行指令，所述可执行指令在由处理器执行时使所述处理器执行操作，所述操作包括：
检测来自被源X射线照射的测试对象的次级X射线；
提供对应的能量信号；
测量与所述检测器相关的温度；以及
处理所述能量信号并提供针对X射线事件的经温度补偿的输出。
20.所述非暂态计算机可读存储介质，包括使所述处理器执行以下操作的可执行指令：根据所述温度提供能量信号，所述能量信号包括具有脉冲高度的脉冲，并且所述脉冲包括由所述检测器的温度诱导的脉冲泄漏引起的零偏移；以及提供经温度补偿的输出，所述经温度补偿的输出包括利用根据所述温度的零偏移对所述脉冲高度进行的补偿。
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