CZ2015318A3 - Modul detektoru ionizujícího záření - Google Patents

Abstract

Modul (1) detektoru (14) ionizujícího záření zahrnující alespoň dva detekční segmenty (2) pro detekci ionizujícího záření upevněné k nosiči (3) řádku umožňuje sestavení detektorů (14) s neomezeně velkou detekční plochou pro souvislé zobrazování ionizujícího záření. Konstrukce modulu (1) zahrnující prostředek (10) stabilizace napájení pro každý detekční segment (2), propojení vodičů (8) napětí tvořené plošným spojem (9, 13) vedeným svisle dolů kolmo k detekční ploše podél nosiče (3) řádku a paralelní připojení ke konektorům (11) elektroniky vyčítání zvyšuje spolehlivost a rychlost práce detektoru (14). Mezi jednotlivými částmi modulu (1) jsou vytvořeny tepelné můstky pro stabilizaci teploty a zvýšení spolehlivosti detektoru (14) sestaveného z modulů (1).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká elektronických zobrazovacích detektorů ionizujícího záření se souvislou detekční plochou.

Dosavadní stav techniky

Pro detekci ionizujícího záření se v současné době používají hybridní pixelové detektory využívající například čipy známé mezi odbornou veřejností pod označením Medipix a Timepix. Používané čipy mají senzorovou vrstvu citlivou na ionizující záření nanesenou na čtecím čipu, z jehož boční strany jsou vyvedeny vodiče napětí pro přivedení napájení a přenos komunikačních signálů. Ze současné výroby mají používané detekční čipy standardní velikost detekční plochy bez necitlivých okrajů, která dosahuje maximálně několika desítek cm². Detekční čipy s větší detekční plochou se nevyrábějí, neboť při větší detekční ploše vykazují mnohonásobně více chyb a tato výroba je nerentabilní.

Některé aplikace používání detektorů vyžaduji, aby detekční plocha detektoru měla obsah až stovky cm², přičemž by měla být schopna produkovat taková data, aby byl zobrazený obraz souvislý, bez dělících okrajů mezi jednotlivými detekčními čipy segmenty. V některém řešení obraz z pole detekčních segmentů prochází korekcí pomocí softwaru, v jiných řešeních se využívají detekční segmenty, které nemají okraje. Tyto bezokrajové detekční segmenty se k sobě uspořádají a jejich činnost se synchronizuje pro čistý výsledný obraz dopadajícího detekovaného ionizujícího záření.

Nevýhody stávajících řešení spočívají vtom, že uspořádání detekčních segmentů těsně vedle sebe je problematické, protože musí poskytovat dostatek prostoru pro připojení elektrických vodičů k detektorovým segmentům, aniž by došlo k narušení souvislé detekční plochy.

Výše uvedené nedostatky jsou řešeny v českém patentovém dokumentu CZ 304(899, ve kterém je popsán detektor ionizujícího záření, který umožňuje vytvoření souvislého digitálního obrazu pomocí těsného uspořádání jednotlivých detekčních segmentů. Segmenty jsou společně těsně vedle sebe řazeny v nosičích řádků a nosiče řádků jsou dále uchyceny na matrici. Každý detekční segment je upevněn v držáku segmentu, přičemž senzorová vrstva a její čtecí čip výhodně přesahují mimo nosič řádku na jedné z delších stran půdorysu nosiče řádků. Výstupní vodiče čtecího čipu detekčního segmentu leží ve vodorovné rovině na protější straně od přesahu a jsou k nim připojeny elektrické vodiče pro přívod napájení a přenos komunikačních signálů, které vedou podél celého řádku segmentů. Vodiče tvoří nesenzorovou část řádku. Přesahu je dále využito při stavbě detektoru se čtvercovou nebo obdélníkovou detekční plochou, při které jsou jednotlivé nosiče řádků paralelně vedle sebe řazeny tak, že přesahy překrývají nesenzorovou část tvořenou elektrickými vodiči sousedícího řádku.

Nevýhody uvedeného řešení spočívají v tom, že prostor v nesenzorové oblasti ukrytý pod přesahem je omezený. Elektrické vodiče jsou vedeny podél nosiče řádku v tomto omezeném prostoru, a tudíž není možné připojení velkého počtu segmentů v jednom řádku k napájení a elektronice vyčítání. Pokud je stabilizace napájení od detekčních segmentů, z hlediska zapojení, příliš vzdálená dochází k výkyvům v napájecím napětí a detekční segmenty pracují chybně, neboť se jedná o velice citlivé elektronické součástky závislé na stabilním napájení. Rovněž omezený prostor pro elektrické vodiče umožňuje připojení k elektronice vyčítání pouze sériově, nebo sekvenčně. Sériové zapojení vede k vysoké době odezvy a k pomalejšímu snímání obrazu z detektoru. V prezentovaném vynálezu jsou problémy řešeny omezením počtu detekčních segmentů v jednom řádku, přičemž zmiňovaná elektronika je uspořádána v oblasti u konce řádku. Toto uspořádání umožňuje sestavení nosičů řádků do souvislé obdélníkové nebo čtvercové plochy s omezením, že se elektronika nachází u dvou stran obvodu souvislé detekční plochy.

*

Omezení celkové plochy odstraňují v přihlášce vynálezu US 2014/0j307|850, ve které je popsán detektor ionizujícího záření se souvislou detekční plochou. Detektor rovněž využívá detekční segmenty uspořádané těsně vedle sebe, které jsou uspořádané na obdélníkové matrici. Matrice má po obvodu vytvořeny výkroje pro svedení elektrických vodičů od jednotlivých řad detekčních segmentů. Elektrické vodiče jsou obdobně vedeny podél detekčních segmentů a směřují do výkrojů, ve kterých jsou staženy svisle dolů pod matrici. Použitím výkrojů je odstraněn limit pro maximální velikost souvislé detekční plochy, protože lze kombinovat matrice vedle sebe, aniž by si podélné vedení vodičů jednotlivých matric překáželo. Slepá místa nad výkroji s vodiči jsou obsazena detekčním segmentem, jehož velikost a tvar byly k tomuto účelu uzpůsobeny.

Nevýhody řešení dle uvedené přihlášky vynálezu spočívají v tom, že pro nedostatek místa k uložení vodičů nemohou mít detekční segmenty vlastní komunikační kanál, proto jsou zapojeny do série. Toto omezení v zapojení má negativní vliv na rychlost sběru dat z detekčních segmentů. Dále je nemožné kontrolovat tepelnou stabilitu zdroje napájení a detekčních segmentů. V případě zapojení detekčních segmentů k nezávislému zdroji napájení dochází k tepelnému rozdílu mezi oběma částmi, který se obtížně kompenzuje a negativně podepisuje na stabilitě napájení a práci detekčních segmentů. Nevýhodné je rovněž to, že v souvislé ploše vznikají oblasti s omezenou citlivostí detekce, které se nacházejí nad svislým svedením elektrických vodičů pod matrice. Ačkoliv je ve vynálezu popsána možnost překrýt tyto oblasti detekčním segmentem, dochází ke zkreslení při detekci ionizujícího záření, které se musí složitě pomocí komplikovaného softwaru eliminovat. Korekce dat vede k nepřesnostem a ke zpomalení rychlosti práce detektoru.

Úkolem vynálezu je vytvoření modulu pro stavbu detektorů ionizujícího záření se souvislou detekční plochou. Moduly my měly umožnit zkompletování detektoru v podobě řádku, přičemž celkový počet detekčních segmentů v řádku by neměl být omezen. Případně by umožňovaly sestavení detektoru s neomezenou obdélníkovou nebo čtvercovou detekční plochou. Moduly by umožňovaly nejen sériové zapojení detekčních segmentů k elektronice vyčítání, ale i vysokorychlostní paralelní zapojení, či jejich kombinaci. Další podstatnou vlastností vynálezu by měla být integrace napájecích zdrojů do struktury detekčního modulu a jejich umístění v těsné blízkosti samotných detekčních segmentů. Tím by byl odstraněn vliv teplotních rozdílů a bylo by dosaženo stabilního napájení detekčních segmentů.

Podstata vynálezu

Vytčený úkol je vyřešen pomocí modulu detektoru ionizujícího záření podle tohoto vynálezu.

Modul detektoru ionizujícího záření má alespoň dva detekční segmenty uspořádané vedle sebe na nosiči řádku s vůlí do 30 pm pro vytvoření souvislé detekční plochy. Nosič řádku je tvořen podélným profilem majícím v řezu tvar čtverce nebo obdélníku a na alespoň části horní podstavy nosiče řádku jsou vyměnitelně uspořádány držáky detekčních segmentů. Detekční segment zahrnuje elementární pixelový detektor sestávající se ze senzorové vrstvy citlivé na detekční záření, která je uspořádaná na horní ploše čtecího čipu. Čtecí čip je nesymetricky upevněn k držáku alespoň částí spodní plochy a zbytek spodní plochy čipu tvoří přesah mimo horní podstavu nosiče řádku. Elementární pixelový detektor je opatřen alespoň jedním výstupním vodičem vodorovně vyvedeným z boku čtecího čipu na horní podstavě nosiče pro připojení napájení a přenos komunikačních signálů do elektroniky vyčítání.

Podstata vynálezu spočívá vtom, že na neobsazené ploše horní podstavy nosiče řádku je uspořádán alespoň jeden plošný spoj pro připojení výstupních vodičů, dále je k nosiči řádku v oblasti pod úrovní horní podstavy nosiče řádku ke svislé stěně nosiče řádku uspořádán alespoň jeden prostředek pro stabilizaci napájení elementárního pixelového detektoru. Prostředek pro stabilizaci napájení je propojen s plošným spojem a dále je propojen s konektorem elektroniky vyčítání. Konektor elektroniky vyčítání je prostorově orientován pod nosičem řádku. Současně je mezi nosičem řádku, prostředkem pro stabilizaci napájení a držáky detekčních segmentů vytvořen alespoň jeden tepelný most pro eliminaci teplotních rozdílů.

Prostředek pro stabilizaci napájení nepřekáží při paralelním řazení jednotlivých modulů ksobě do větších souvislých detekčních ploch detektorů a současně existující tepelný most srovnává rozdíl teplot mezi prostředkem pro stabilizaci napájení a nosičem řádku, včetně držáku detekčního segmentu. Vyrovnáním teplotních rozdílů pomocí tepelných mostů dochází ke stabilizaci napájení a tím ke stabilizaci kvality práce elementů pixelového detektoru. Pevný plošný spoj plní roli elektrických vodičů, přičemž je tvarově stálý. Uvedené uspořádání součástí modulu umožňuje jak paralelní, tak sériové zapojení detekčních segmentů k datové sběrnici elektroniky vyčítání. Propojení pevného plošného spoje s prostředkem stabilizace napájení a s konektorem elektroniky vyčítání dat pro každý jednotlivý segment detektoru umožňuje provádět čtení dat paralelně ze všech segmentů současně a tím dosáhnout vysoké rychlosti snímání dat z detektoru sestaveného z modulů.

Vynález je možné výhodně upravit tak, že je nosič řádku vytvořen ve tvaru „L“ profilu, mezi jehož rameny je uspořádán držák segmentů. Držák přesahuje nad horní podstavu nosiče, přičemž výška plošného spoje je stejná jako výška přesahu nad horní podstavou. Držák je vyšší, nežli je výškový rozdíl mezi rameny „L“ profilu a vystupuje nad horní podstavu nosiče. Výškový rozdíl mezi horní podstavou nosiče a držákem v neobsazené ploše podstavy nosiče řádku je vyplněn pevným plošným spojem. Plošný spoj tvoří s nosičem řádku integrální těleso a výstupní vodiče jsou snáze propojitelné s plošným spojem. Toto uspořádání usnadňuje řazení modulů k sobě do souvislé detekční plochy.

Ve výhodném provedení vynálezu jsou vodiče čtecího čipu upevněny na držáku a jsou s pevným plošným spojem propojeny drátovými spoji. Pokud jsou vodiče upevněny k držáku segmentu, nemají tendenci se lámat při manipulaci s detekčním segmentem např. při kompletování modulu nebo při výměně vadného segmentu. Připájení drátového spojení je rychlé a levné, oproti vytvoření sestavy se samčím a samičím dílem.

V dalším výhodném provedení vynálezu je plošný spoj k horní postavě rozebíratelně fixován, přičemž od místa fixace vykazuje plošný spoj na alespoň části své délky alespoň jednu ohebnou část vedenou svisle dolů k prostředku stabilizace napájení. Ohebnou část vedenou svisle dolů pod nosič řádku je výhodné použít i mezi prostředkem stabilizace napájení a konektorem elektroniky vyčítání. Plošný spoj lze díky ohebné části od místa fixace ohnout přes hranu nosiče řádku a vést jej podél stěny nosiče řádku svisle dolů k prostředku pro stabilizaci napájení. Použití pružné části plošného spoje k připojení konektoru elektroniky vyčítání je výhodné při organizaci více modulů do detektoru s velkou detekční plochou, kde mezi moduly není nadbytek volného prostoru.

Součástí vynálezu je také detektor ionizujícího záření se souvislou detekční plochou složenou z alespoň dvou detekčních segmentů uspořádaných vedle sebe s vůlí do 30 pm. Detektor je vytvořený z alespoň jednoho modulu uspořádaného na matrici zahrnujícího nosič řádku, který je tvořen podélným profilem majícím v řezu tvar čtverce nebo obdélníku. V modulu jsou na alespoň části plochy horní podstavy nosiče řádku uspořádány vyměnitelné držáky detekčních segmentů. Detekční segment zahrnuje elementární pixelový detektor sestávající se ze senzorové vrstvy uspořádané na horní ploše čtecího čipu a čtecí čip je upevněn k držáku alespoň částí spodní plochy. Zbytek spodní plochy čipu tvoří přesah sahající mimo horní podstavu nosiče řádku. Elementární pixelový detektor je opatřen alespoň dvěma vodiči napětí vyvedenými z boku čtecího čipu na horní podstavě nosiče pro připojení zdroje napájení a přenos komunikačních signálů do elektroniky vyčítání.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že detekční plochu detektoru tvoří alespoň jeden souvislý řádek z alespoň dvou modulů uspořádaných vedle sebe, kde v každém modulu je na neobsazené ploše horní podstavy nosiče řádku uspořádán alespoň jeden plošný spoj pro připojení vodičů napětí. K nosiči řádku v oblasti pod úrovní horní podstavy nosiče u svislé stěny nosiče je uspořádán alespoň jeden prostředek pro stabilizaci napájení elementárního pixelového detektoru, který je propojen s plošným spojem a současně je prostředek pro stabilizaci napájení připojený k alespoň jednomu konektoru elektroniky vyčítání. Konektor elektroniky vyčítání je prostorově uspořádán pod nosičem řádku, přičemž mezi prostředkem pro stabilizaci napájení, držáky a nosičem řádku je vytvořen alespoň jeden tepelný most pro eliminaci teplotních rozdílů.

Detektor v podobě dlouhého souvislého řádku vykazuje vysokou rychlost detekce, velikostní nezávislost, stabilitu napájení i při použití velkého počtu detekčních segmentů. Vadné nebo provozem poškozené součásti jsou díky modulové konstrukci snadno v detektoru vyměnitelné.

Ve výhodném provedení detektoru podle vynálezu je nosič řádku modulu vytvořen ve tvaru „L“ profilu, mezi jehož rameny je uspořádán držák, který přesahuje přes horní podstavu nosiče. Současně je výška plošného spoje stejná jako výška přesahu držáku nad horní podstavou. Výstupní vodiče jsou uspořádány na držáku a jsou s plošným spojem propojeny drátovými spoji. Detektor využívající „L“ profily modulů se jednodušeji sestavuje do souvislého řádku. Použití drátových spojů usnadňuje konstrukci, je levnější a šetří prostor pro plošný spoj.

V jiném výhodném provedení detektoru podle vynálezu je plošný spoj k horní podstavě rozebíratelně fixován, přičemž od místa fixace vykazuje plošný spoj na alespoň části své délky alespoň jednu ohebnou část. Ohebná část plošného spoje je vedena od místa fixace plošného spoje k horní podstavě nosiče řádku směrem svisle dolů k prostředku pro stabilizaci napájení. Současně je výhodné, pokud plošný spoj mezi prostředkem pro stabilizaci napájení a konektorem elektroniky vyčítání je orientován svisle dolů a je alespoň v části své délky ohebný. Ohebné části plošného spoje umožňují jeho tvarování podle potřeby v omezeném prostoru mezi jednotlivými moduly řazenými k sobě do souvislé detekční plochy.

Ve výhodném provedení detektoru podle vynálezu jsou souvislé řady z modulů paralelně řazeny vedle sebe do souvislé detekční plochy. Díky paralelnímu uspořádání souvislých řádků je možné sestavit souvislou plochu například čtvercového tvaru.

V dalším výhodném provedení detektoru podle vynálezu jsou konektory elektroniky vyčítání dat z detekčních segmentů k elektronice vyčítání zapojeny do série pro sériové čtení dat z jednolitých segmentů postupně a/nebo paralelně pro paralelní čtení dat ze všech detekčních segmentů současně. Připojení detekčních segmentů k elektronice vyčítání je možné jak sériové pro aplikace s nižší náročností na rychlost zobrazování, tak paralelně pro aplikace s požadavkem na co nejrychlejší práci detektoru.

Ve výhodném provedení detektoru jsou nosiče řádků upevněny k teplovodivé matrici, která může být opatřena teplosměnným okruhem. Teplovodivá matrice reguluje teplotní rozdíly a teplosměnný okruh odvádí přebytečné teplo mimo detektor.

Ve výhodném provedení vynálezu jsou držáky detekčních segmentů, nosiče řádků a teplovodivá matrice jsou vyrobeny z hliníku nebo jeho slitin. Hliník je lehký, stálý a dobře dostupný materiál s dobrou tepelnou vodivostí.

Modul pro stavbu detektoru ionizujícího záření umožňuje kompletaci detektorů s neomezeně velkou detekční plochou. Moduly lze k sobě přiřazovat jak sériově, tak paralelně, přičemž díky novému uspořádání elektrických vodičů tvořených plošnými spoji je řešen nedostatek prostoru mezi jednotlivými moduly. Detekční segmenty v jednotlivých modulech vykazují spolehlivou činnost díky stabilnímu napájecímu napětí, které je zajištěno eliminací teplotního rozdílu mezi napájením a detekčním segmentem. Provedení modulů umožňuje zapojení detekčních segmentů k elektronice vyčítání v sestavených detektorech do série, či paralelně. Z detektorů s velkou plochou je přebytečné teplo odváděno mimo detektor, takže provoz detektoru nemusí být nijak omezován.

Objasnění výkresů

Uvedený vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde:

obr. 1 znázorňuje pohled z boku a pohled shora na elementární pixelový detektor, obr. 2 znázorňuje pohled shora na jeden modul detektoru, obr. 3 znázorňuje boční řez detekčním segmentem, obr. 4 znázorňuje pohled na rozvinuté propojení pevného plošného spoje s prostředkem stabilizace napájení a s konektorem elektroniky vyčítání, obr. 5 znázorňuje pohled shora na paralelní sestavu třech modulů o pěti detekčních segmentech, obr. 6 znázorňuje řez paralelní sestavou třech modulů, obr. 7 znázorňuje detektor se sériovou sestavou třech modulů, obr. 8 schematicky znázorňuje sestavu velkoplošného detektoru.

Příklad uskutečnění vynálezu

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.

Na obr. 1 je vyobrazen detekční segment 2 používaný při konstrukci modulů 1 a detektorů 14, který je z části své spodní plochy upevněn na držák 4 segmentu 2. Díky částečnému upevnění je dobře patrný přesah 7 detekčního segmentu 2. Detekční segment 2 je tvořen senzorovou vrstvou 5 z materiálu reagujícího na dopad ionizujícího záření. Senzorová vrstva 5 je nanesena na čtecí čip 6, který je polovodičovou součástkou. Čtecí čip 6 je schopen registrovat reakci senzorové vrstvy 5 na dopadající ionizující záření v rámci jednotlivých pixelů, na které lze plochu segmentu 2 rozdělit. Informace o dopadajícím ionizujícím záření je přenesena vodiči 8 napětí. Vodiče 8 napětí jsou vyvedeny z boku čtecího čipu 6 a jsou nejméně dva. Jeden pro vedení napájecího napětí, druhý pro vedení informace v podobě změny napětí. Detekční segmentuje tvořen např. čipem známým pod označením Timepix.

Na obr. 2 je vyobrazen modul 1 zahrnující pět detekčních segmentů 2 bez okrajově uspořádaných do řádku. Segmenty 2 jsou orientovány vodiči 8 napětí na jednu stranu k plošnému spoji 9, který je fixován k nevyobrazenému nosiči řádku 3, přičemž vytvoří na opačné straně souvislý přesah 7. Vodiče 8 napětí jsou propojeny s plošným spojem 9 drátovými spoji 12. které jsou zajištěny pájkou. Plošný spoj 9 vykazuje svisle dolů ohnutou ohebnou část 13, která vede k prostředku 10 pro stabilizaci napájení. Plošný spoj 9 je tvořený kombinací vodičů natištěných na plastové podložce, která dále přechází do řady elektrických vodičů ukrytých v bužírce pro zajištění ohebnosti ohebné části 13.

Na obr. 3 je vyobrazen příčný řez modulem 1 z obr. 2., konkrétně jedním ze segmentů 2. Je zobrazena senzorová vrstva 5 na čtecím čipu 6, který je s přesahem upevněn k držáku 4 segmentu 2 uchycenému v nosiči 3 řádku majícího „L“ profil. Držák 4 je k nosiči 3 přišroubován a tvoří výškový přesah oproti horní podstavě 16 nosiče 3. Držák i nosič jsou vyrobeny z hliníku. Ve vzniklém výškovém rozdílu je zafixován plošný spoj 9, který kompenzuje výškový rozdíl. Vodiče 8 napětí směřují k plošnému spoji 9 a jsou s ním propojeny drátovým spojením 12. Na boku nosiče 3 řádku je prostředek 10 pro stabilizaci napětí, který je spojen se segmentem 2 pomocí ohebné části 13 plošného spoje 9, která je zahnuta svisle dolů. Ohebná část 13 pokračuje od prostředku 10 stabilizace napájení ke konektoru 11 elektroniky vyčítání. Konektor 11 elektroniky vyčítání se nachází z hlediska prostorového uspořádání pod nosičem 3 řádku.

Na obr. 4 je vyobrazen plošný spoj 9 s rozvinutými ohebnými částmi 13. Plošný spoj 9 je rozebíratelně zafixován k podstavě nosiče 3 řádku. Ohebná část 13 vede k prostředku 10 stabilizace napájení a pak dále pokračuje ke konektoru 11 elektroniky vyčítání.

Na obr. 5 je vyobrazeno řazení modulů 1 paralelně k sobě, kde jsou k sobě řazeny tři moduly 1 každý o pěti segmentech 2.

Na obr. 6 je vyobrazen řez moduly 1 z obr. 5. Je patrno, jak jsou využity přesahy 7 pro zakrytí necitlivé plochy horní podstavy 16 nosiče 3 řádku každého z modulů 1. Dále je zobrazeno, jak jsou ohebné části 13 plošných spojů 9 vedeny svisle dolů, aby nepřekážely a aby umožňovaly nezávislé stabilní napájení a připojení ke konektoru 11 pro každý ze segmentů 2.

Na obr. 7 je vyobrazen detektor 14 v podobě souvislého řádku. Detektor 14 je složen pevněných k matrici 15.

Na obr. 8 je znázorněna skladba modulů 1 do souvislé detekční plochy detektoru 14. Moduly 1 se řadí ksobě, aniž by byly omezeny po stranách. Konektory 11 pro elektroniku vyčítání, prostředky 10 pro stabilizaci napájení, pružné části 13 plošných spojů 9 se nacházejí pod detekční plochou a pod nosiči 3 řádků, takže nepřekážejí skládání modulů 1 k sobě.

Nesení modulů 1 je zajištěno matricí 15, která je vyrobená z teplovodivého materiálu a je opatřena teplosměnným okruhem. Jako teplosměnné médium je v okruhu použita voda.

Elektroniku vyčítání je možné nastavit pro sériový režim čtení jednotlivých segmentů, který je pomalejší, nebo v režimu paralelního čtení, kdy je rychlost detektoru velmi vysoká. Rovněž je možné nastavit v rámci velké detekční plochy oblast zájmu, ze které se má vyobrazovat detekované záření.

Průmyslová využitelnost

Modul detektoru ionizujícího záření se souvislou detekční plochou a detektory sestavené z modulů podle vynálezu naleznou uplatnění v průmyslu při zkoušce kvality výrobků a materiálu, v lékařství a ve vědeckých aplikacích.

Přehled vztahových značek modul pro vytvoření detektoru ionizujícího záření detekční segment nosič řádku držák detekčního segmentu senzorová vrstva čtecí čip přesah čtecího čipu výstupní vodiče čtecího čipu pevný plošný spoj prostředek pro stabilizaci napájení konektor elektroniky vyčítání drátové spojení pružný plošný spoj detektor - řádek teplosměnná matrice

Claims (16)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Modul (1) detektoru ionizujícího záření, mající alespoň dva detekční segmenty (2) uspořádané vedle sebe na nosiči (3) řádku s vůlí do 30 pm pro vytvoření souvislé detekční plochy, nosič (3) řádku je tvořen podélným profilem majícím v řezu tvar čtverce nebo obdélníku, alespoň na části plochy horní podstavy (16) nosiče (3) řádku jsou uspořádány vyměnitelné držáky (4) detekčních segmentů (2), detekční segment (2) zahrnuje elementární pixelový detektor sestávající se ze senzorové vrstvy (5) uspořádané na horní ploše čtecího čipu (6), čtecí čip (6) je upevněn k držáku (4) alespoň částí spodní plochy a zbytek spodní plochy čipu (6) tvoří přesah (7) sahající mimo horní podstavu (16) nosiče (3) řádku, elementární pixelový detektor je opatřen alespoň dvěma vodiči (8) napětí vyvedenými z boku čtecího čipu (6) na horní podstavě (16) nosiče (3) pro připojení zdroje napájení a přenos komunikačních signálů do elektroniky vyčítání, vyznačující se tím, že na neobsazené ploše horní podstavy (16) nosiče (3) řádku je uspořádán alespoň jeden plošný spoj (9) pro připojení výstupních vodičů (8) a dále je k nosiči (3) řádku v oblasti pod úrovní horní podstavy (16) nosiče (3) u svislé stěny nosiče (3) uspořádán alespoň jeden prostředek (10) pro stabilizaci napájení elementárního pixelového detektoru, prostředek (10) pro stabilizaci napájení je propojen s plošným spojem (9) a současně je prostředek (10) pro stabilizaci napájení připojený k alespoň jednomu konektoru (11) elektroniky vyčítání, který je prostorově uspořádán pod nosičem (3) řádku, přičemž mezi prostředkem (Γ0) pro stabilizaci napájení, držáky (4) a nosičem (3) řádku je vytvořen alespoň jeden tepelný most pro eliminaci teplotních rozdílů.
2. 2. Modul podle nároku 1,vyznačující se tím, že nosič (3) řádku je vytvořen ve tvaru „L“ profilu, mezi jehož rameny je uspořádán držák (4), který přesahuje přes horní podstavu (16) nosiče (3), přičemž výška plošného spoje (9) je stejná jako výška přesahu držáku (4) nad horní podstavou (16).
3. 3. Modul podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že výstupní vodiče (8) jsou uspořádány na držáku (4) a jsou s plošným spojem (9) propojeny drátovými spoji (12).
4. 4.
5. 5.
6. 6.
7. 7.

   Modul podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že plošný spoj (9) je k horní podstavě (16) rozebíratelně fixován, přičemž od místa fixace vykazuje plošný spoj (9) na alespoň části své délky alespoň jednu ohebnou část (13).

   Modul podle nároku 4, vyznačující se tím, že ohebná část (13) plošného spoje (9) je vedena od místa fixace plošného spoje (9) náhorní podstavě (16) nosiče (3) řádku směrem svisle dolů k prostředku (10) pro stabilizaci napájení.

   Modul podle nároku 5, vyznačující se tím, že plošný spoj (9) mezi prostředkem (10) pro stabilizaci napájení a konektorem (11) elektroniky vyčítání je orientován svisle dolů a je alespoň v části své délky ohebný.

   Detektor (14) ionizujícího záření se souvislou detekční plochou složenou z alespoň dvou detekčních segmentů (2) uspořádaných vedle sebe s vůlí do 30 pm a vytvořený z alespoň jednoho modulu (1) uspořádaného na matrici (15) zahrnující nosič (3) řádku, který je tvořen podélným profilem majícím v řezu tvar čtverce nebo obdélníku, přičemž na alespoň části plochy horní podstavy (16) nosiče (3) řádku jsou uspořádány vyměnitelné držáky (4) detekčních segmentů (2), detekční segment (2) zahrnuje elementární pixelový detektor sestávající se ze senzorové vrstvy (5) uspořádané na horní ploše čtecího čipu (6), čtecí čip (6) je upevněn k držáku (4) alespoň částí spodní plochy a zbytek spodní plochy čipu (6) tvoří přesah (7) sahající mimo půdorys nosiče (3) řádku, elementární pixelový detektor je opatřen alespoň dvěma vodiči (8) napětí vyvedenými z boku čtecího čipu (6) na horní podstavě (16) nosiče (3) pro připojení zdroje napájení a přenos komunikačních signálů do elektroniky vyčítání, vyznačující se tím, že detekční plochu detektoru (14) tvoří alespoň jeden souvislý řádek z alespoň dvou modulů (1) uspořádaných vedle sebe, kde v každém modulu (1) je na neobsazené ploše horní podstavy (16) nosiče (3) řádku uspořádán alespoň jeden plošný spoj (9) pro připojení výstupních vodičů (8) a dále je k nosiči (3) řádku v oblasti pod úrovní horní podstavy (16) nosiče (3) u svislé stěny nosiče (3) uspořádán alespoň jeden prostředek (10) pro stabilizaci napájení elementárního pixelového detektoru, prostředek (10) pro stabilizaci napájení je propojen s plošným spojem (9) a současně je prostředek (10) pro stabilizaci napájení připojený k alespoň jednomu konektoru (11) elektroniky vyčítání, který je prostorově uspořádán pod nosičem (3) řádku, přičemž mezi prostředkem (10) pro stabilizaci napájení, držáky (4) a nosičem (3) řádku je vytvořen alespoň jeden tepelný most pro eliminaci teplotních rozdílů.
8. 8. Detektor podle nároku 7, v y z n a č u j í c í se t í m, že nosič (3) řádku modulu (1) je vytvořen ve tvaru „L“ profilu, mezi jehož rameny je uspořádán držák (4), který přesahuje přes horní podstavu (16) nosiče (3), přičemž výška plošného spoje (9) je stejná jako výška přesahu držáku (4) nad horní podstavou (16).
9. 9. Detektor podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že výstupní vodiče (8) jsou uspořádány na držáku (4) a jsou s plošným spojem (9) propojeny drátovými spoji (12).
10. 10. Detektor podle některého z nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že plošný spoj (9) je k horní podstavě (16) rozebíratelně fixován, přičemž od místa fixace vykazuje plošný spoj (19) na alespoň části své délky alespoň jednu ohebnou část (13).
11. 11. Detektor podle nároku 10, vyznačující se tím, že ohebná část (13) plošného spoje (9) je vedena od místa fixace plošného spoje (9) k horní podstavě nosiče (3) řádku směrem svisle dolů k prostředku (10) pro stabilizaci napájení.
12. 12. Detektor podle nároku 11, vyznačující se tím, že plošný spoj (9) mezi prostředkem (10) pro stabilizaci napájení a konektorem (11) elektroniky vyčítání je orientován svisle dolů a je alespoň v části své délky ohebný.
13. 13. Detektor podle některého z nároků 7ažl 2, vyznačující se tím, že souvislé řádky z modulů (1) jsou paralelně řazeny vedle sebe do souvislé detekční plochy.
14. 14. Detektor podle některého z nároků 7až 13,vyznačující se tím, že detekční segmenty (2) jsou k elektronice vyčítání zapojeny do série pro sériové čtení dat z jednolitých segmentů (2) postupně a/nebo paralelně pro paralelní čtení dat ze všech detekčních segmentů (2) současně.
15. 15. Detektor podle některého z nároků 7 až 14, vyznačující se tím, že matrice (15) je teplo vodivá a je opatřena teplosměnným okruhem.
16. 16. Detektor podle některého z nároků 7 až 15, vyznačující se tím, že držáky (4) detekčních segmentů (2), nosiče (3) řádků a teplovodivá matrice (15) jsou vyrobeny z hliníku nebo jeho slitin.