CN207472768U - 一种用于闪烁材料在高低温环境下适应性测试的设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于闪烁材料在高低温环境下适应性测试的设备，本实用新型实施例通过控制光源激发器发出激发光源，让激发光源按次数发出光源照射环境模拟箱内的闪烁材料，调节环境模拟箱内的加热温度、制冷温度及温度，在闪烁材料受到照射后发光，产生的光信号被硅光二级管或光电倍增管捕获后转化为电信号，实时输出至测试信号采集处理装置，并转化闪烁材料的适应性测试的电子数据，从而实现了对闪烁材料在不同应用环境下的适应性进行测试，所获得的适应性测试电子数据精度高、稳定可靠、真实有效。

Description

一种用于闪烁材料在高低温环境下适应性测试的设备

【技术领域】

本实用新型属于闪烁性能测试技术领域，具体地，涉及一种用于闪烁材料在高低温环境下适应性测试的设备。

【背景技术】

近些年，各类单晶闪烁体、陶瓷闪烁体、玻璃闪烁体、薄膜闪烁体、塑料闪烁体等逐渐被制作成各类闪烁屏或辐射探测器，用于核医学成像、安检设备和产品检验等领域中。为了提高图像质量和检测效率，闪烁屏不仅要有足够的亮度、衬度，而且不能存在图像拖尾现象。因此要求闪烁材料不仅具有高的光输出和能量分辨率等，而且还要求在不同的应用环境下要有不同时长的余辉。这样，闪烁材料在不同应用环境下的性能的适应性成为一个评价闪烁性能的重要指标。比如，不同的应用场合，对光输出、能量分辨率及余辉的要求各不相同，对于应用于照明环境的长余辉材料，希望具有高的光输出和能量分辨率，其余辉持续时间能够达到数小时，甚至数天，而对于应用于成像屏的闪烁材料来说，希望具有高的光输出和能量分辨率，其余辉则是希望越短越低越好，因此对闪烁材料的在不同的应用环境下性能的适应性，需要进行精确有效的检测。

闪烁材料的在不同的应用环境下性能的适应性测量中，比如，在不同温度、湿度环境下，既需要捕捉到闪烁材料样品发光强度的最大值，又需要监测激发停止后、微秒至百毫秒级时间范围内发光强度随时间的变化关系，尤其是，在激发停止一定时间后，样品发光已变得很弱，探测到的微弱信号极易环境的影响，被淹没在环境背景和噪声中，导致数据波动剧烈。因此怎样对闪烁材料的适应性信号进行真实有效的探测，成为环境适用性测试设备设计的关键。因此设计研制精度高、稳定性和可靠性良好的环境适用性测试设备成为本领域迫切需要解决的问题。

【实用新型内容】

鉴于以上所述，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种用于闪烁材料在高低温环境下适应性测试的设备，能够高精度、有效、稳定可靠地对闪烁材料在不同应用环境下的适应性进行测试。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于闪烁材料在高低温环境下适应性测试的设备，包括：

防护箱、测试信号采集处理装置、光源激发器、加湿装置、制冷装置、加热装置、闪烁探测器、环境模拟箱，光源激发器、闪烁探测器分别与所述测试信号采集处理装置相连接，所述加湿装置、制冷装置、加热装置分别与所述环境模拟箱相连接，所述闪烁探测器设置在所述环境模拟箱内部，所述光源激发器、加湿装置、制冷装置、加热装置、环境模拟箱设置在所述防护箱内部，所述测试信号采集处理装置设置在所述防护箱外部，所述光源激发器与闪烁探测器相对设置。

进一步提供一种实现方式，所述加湿装置包括：加湿控制器、湿度传感器、湿气喷淋嘴，所述温度传感器、湿气喷淋嘴分别与加湿监控器相连接，所述湿气喷淋嘴设置在所述环境模拟箱内侧壁上，所述湿度传感器设置在所述环境模拟箱上。

进一步提供一种实现方式，所述制冷装置包括：制冷控制器、温度传感器、制冷交换管，所述温度传感器、制冷交换管分别与所述制冷控制器相连接，所述制冷交换管设置在所述环境模拟箱内侧壁上，所述温度传感器设置在所述环境模拟箱上。

进一步提供一种实现方式，所述加热装置包括：加热控制器、温度传感器、加热排管，所述温度传感器、加热排管与所述加热控制器相连接，所述加热排管设置在所述环境模拟箱底部，所述温度传感器设置在所述环境模拟箱上。

进一步提供一种实现方式，所述闪烁探测器设置在所述环境模拟箱底部，所述加热排管设置在所述闪烁探测器下方。

进一步提供一种实现方式，所述温度传感器一端设置在所述环境模拟箱内侧，所述另一端设置在所述环境模拟箱外侧。

进一步提供一种实现方式，所述光源激发器为X射线发生器,所述X射线发生器内设置有X射线焦点，通过X射线焦点发出X射线并透过环境模拟箱顶壁照射在所述闪烁探测器上。

进一步提供一种实现方式，所述闪烁探测器包括光电转换器、样品台，所述光电转换器设置在样品台上，所述光电转换器上容置有闪烁材料。

进一步提供一种实现方式，所述样品台为PCB电路板，所述光电转换器为硅光二级管或光电倍增管，所述硅光二级管或光电倍增管均匀排布在PCB电路板上且与PCB电路板电连接。

进一步提供一种实现方式，所述光源激发器设置在所述环境模拟箱外部且位于环境模拟箱上方。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例通过控制光源激发器发出激发光源，让激发光源按次数发出光源照射环境模拟箱内的闪烁材料，调节环境模拟箱内的加热温度、制冷温度及温度，在闪烁材料受到照射后发光，产生的光信号被硅光二级管或光电倍增管捕获后转化为电信号，实时输出至测试信号采集处理装置，并转化闪烁材料的适应性测试的电子数据，从而实现了对闪烁材料在不同应用环境下的适应性进行测试，所获得的适应性测试电子数据精度高、稳定可靠、真实有效。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的一种用于闪烁材料在高低温环境下适应性测试的设备的结构示意图。

【具体实施方式】

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种用于闪烁材料在高低温环境下适应性测试的设备，包括：

防护箱1、测试信号采集处理装置2、光源激发器3、加湿装置4、制冷装置5、加热装置6、闪烁探测器7、环境模拟箱8，光源激发器3、闪烁探测器7分别与所述测试信号采集处理装置2相连接，所述加湿装置4、制冷装置5、加热装置6分别与所述环境模拟箱8相连接，所述闪烁探测器7设置在所述环境模拟箱8内部，所述光源激发器3、加湿装置4、制冷装置5、加热装置6、环境模拟箱设置7在所述防护箱1内部，所述测试信号采集处理装置2设置在所述防护箱1外部，所述光源激发器3与闪烁探测器7相对设置。

具体地，该防护箱1例如可以是磁屏蔽箱或铅防护箱，以降低外界磁场对信号的干扰。

具体地，光源激发器3设置在环境模拟箱8外部且位于环境模拟箱8上方，该激发光源为X射线发生器31，X射线发生器31内设置有X射线焦点32，通过X射线焦点22发出X射线并透过环境模拟箱顶壁照射在所述闪烁探测器7上。优先地，该X射线，例如可以是脉冲X射线光源或连续X射线光源。脉冲X射线光源的X射线脉冲宽度小于100ns。对于脉冲X射线光源或连续X射线光源，在距离出光口10cm处，X射线剂量的稳定性应在±15％以内。

具体地，闪烁探测器7包括光电转换器71、样品台72，所述光电转换器71设置在样品台72上，所述光电转换器71上容置有闪烁材料73。

具体地，样品台72为PCB电路板，所述光电转换器71为硅光二级管或光电倍增管，硅光二级管或光电倍增管均匀排布在PCB电路板上且与PCB电路板电连接。

安装在防护箱1的底部的样品台72，可以满足不同尺寸闪烁材料74样品的测试需要，也可满足选择例如不同X射线剂量的测试需要，在该样品台72上位于闪烁材料73的下方设有将该闪烁材料73所产生的光信号转换为电信号的作为光电转换器件的硅光二极管，在本实用新型中，该光电转换器件也可以是光电倍增管等。硅光二极管与PCB电路板电连接，PCB电路板与测试信号采集处理装置连接，将硅光二极管转换的电信号传输给测试信号采集处理装置2，该PCB电路板与测试信号采集处理装置2之间例如可通过同轴电缆相连。

测试信号采集处理装置2包括用于采集上述电压信号的信号采集单元以及用于将采集到的电压信号转换为电子数据并显示的控制单元，该控制单元通过控制X射线发生器控制X射线曝光次数(例如1次)，该信号采集单元可以为垂直分辨率大于10位的数字采集卡(PXI)、或垂直分辨率大于10位的采集模式下的示波器或万用表。该控制单元例如可以是计算机等控制系统，且信号采集单元可作为插件安装在计算机上。

具体地，闪烁探测器7设置在环境模拟箱8底部，加热排管63设置在闪烁探测器7下方。

通过控制光源激发器3发出激发光源，让激发光源按次数发出光源照射环境模拟箱8内的闪烁材料，调节环境模拟箱8内的加热温度、制冷温度及温度，在闪烁材料受到照射后发光，产生的光信号被硅光二级管或光电倍增管捕获后转化为电信号，实时输出至测试信号采集处理装置2，并转化闪烁材料的适应性测试的电子数据，以实现对闪烁材料在不同应用环境下的适应性进行测试，因此，进一步的通过环境模拟箱8模拟出闪烁材料在具有制冷、加热及加湿共同作用的适应性测试应用环境。

具体地，通过加湿装置4模拟湿度环境，加湿装置4包括加湿控制器41、湿度传感器42、湿气喷淋嘴43，湿度传感器42、湿气喷淋嘴43分别与加湿监控器41相连接，湿度传感器42采集环境模拟箱中的湿度数据并传送给加湿控制器41，由加湿控制器41根据湿度数据判定是继续加湿，还是停止加温，以保持环境模拟箱中适度的湿度，继续加湿则加湿控制器41通过控制湿气喷淋嘴43向环境模拟箱内喷淋湿气。

具体地，通过环境制冷装置5模拟低温环境，制冷装置5包括：制冷控制器51、温度传感器52、制冷交换管53，温度传感器52、制冷交换管53分别与制冷控制器51相连接，温度传感器52采集环境模拟箱8中的低温数据并传送给加制冷控制器51，由制冷控制器51根据低温数据判定是继续制冷，还是停止制冷，以保持环境模拟箱8中适度的低温，继续制冷则制冷控制器51通过控制制冷交换管53向环境模拟箱8内输出冷气。

具体地，通过加热装置6模拟高温环境，加热装置6包括：加热控制器61、温度传感器62、加热排管63，温度传感器62、加热排管63与加热控制器61相连接，温度传感器62采集环境模拟箱8中的高温数据并传送给加热控制器61，由加热控制器61根据高温数据判定是继续加热，还是停止加热，以保持环境模拟箱8中适度的高温温，继续加热则加热控制器61通过控制加热排管63向环境模拟箱8内输出热气。

具体地，温度传感器一端设置在环境模拟箱8内侧，另一端设置在环境模拟箱8外侧。

通过测试信号采集处理装置2的控制单元控制X射线发生器进而控制X射线曝光次数(例如1次)，可以设置曝光次数(例如1次)，按启动键后，X射线发生器的X射线焦点会发射一个X射线脉冲，让X射线脉冲照射环境模拟箱8内的闪烁材料73，同时调节环境模拟箱8内的加热温度、制冷温度及湿度，在闪烁材料73受激后发光，将在模拟的不同环境下产生的光信号被硅光电二极管捕获转化为电信号，并实时输出至信号采集单元并在控制单元中显示和转化为闪烁材料的适应性测试的电子数据，并在该控制单元中以强度—环境—时间的关系三维连续显示，通过读取相关适应性测试数据，经计算，即可得到不同环境下的闪烁材料的适应性数据。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例通过控制光源激发器3发出激发光源，让激发光源按次数发出光源照射环境模拟箱8内的闪烁材料73，调节环境模拟箱8内的加热温度、制冷温度及温度，在闪烁材料73受到照射后发光，产生的光信号被硅光二级管或光电倍增管捕获后转化为电信号，实时输出至测试信号采集处理装置2，并转化闪烁材料73的适应性测试的电子数据，从而实现了对闪烁材料在不同应用环境下的适应性进行测试，所获得的适应性测试电子数据精度高、稳定可靠、真实有效。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例通过控制光源激发器发出激发光源，让激发光源按次数发出光源照射环境模拟箱内的闪烁材料，调节环境模拟箱内的加热温度、制冷温度及温度，在闪烁材料受到照射后发光，产生的光信号被硅光二级管或光电倍增管捕获后转化为电信号，实时输出至测试信号采集处理装置，并转化闪烁材料的适应性测试的电子数据，从而实现了对闪烁材料在不同应用环境下的适应性进行测试，所获得的适应性测试电子数据精度高、稳定可靠、真实有效。。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于闪烁材料在高低温环境下适应性测试的设备，其特征在于，包括：

防护箱、测试信号采集处理装置、光源激发器、加湿装置、制冷装置、加热装置、闪烁探测器、环境模拟箱，光源激发器、闪烁探测器分别与所述测试信号采集处理装置相连接，所述加湿装置、制冷装置、加热装置分别与所述环境模拟箱相连接，所述闪烁探测器设置在所述环境模拟箱内部，所述光源激发器、加湿装置、制冷装置、加热装置、环境模拟箱设置在所述防护箱内部，所述测试信号采集处理装置设置在所述防护箱外部，所述光源激发器与闪烁探测器相对设置。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述加湿装置包括：加湿控制器、湿度传感器、湿气喷淋嘴，所述湿度传感器、湿气喷淋嘴分别与加湿监控器相连接，所述湿气喷淋嘴设置在所述环境模拟箱内侧壁上，所述湿度传感器设置在所述环境模拟箱上。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述制冷装置包括：制冷控制器、温度传感器、制冷交换管，所述温度传感器、制冷交换管分别与所述制冷控制器相连接，所述制冷交换管设置在所述环境模拟箱内侧壁上，所述温度传感器设置在所述环境模拟箱上。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述加热装置包括：加热控制器、温度传感器、加热排管，所述温度传感器、加热排管与所述加热控制器相连接，所述加热排管设置在所述环境模拟箱底部，所述温度传感器设置在所述环境模拟箱上。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述闪烁探测器设置在所述环境模拟箱底部，所述加热排管设置在所述闪烁探测器下方。

6.根据权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述温度传感器一端设置在所述环境模拟箱内侧、另一端设置在所述环境模拟箱外侧。

7.根据权利要求1至5之一所述的设备，其特征在于，所述光源激发器为X射线发生器,所述X射线发生器内设置有X射线焦点，通过X射线焦点发出X射线并透过环境模拟箱顶壁照射在所述闪烁探测器上。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述闪烁探测器包括光电转换器、样品台，所述光电转换器设置在样品台上，所述光电转换器上容置有闪烁材料。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述样品台为PCB电路板，所述光电转换器为硅光二级管或光电倍增管，所述硅光二级管或光电倍增管均匀排布在PCB电路板上且与PCB电路板电连接。