DE102006024766A1

DE102006024766A1 - Doppelarray-Detektormodul

Info

Publication number: DE102006024766A1
Application number: DE102006024766A
Authority: DE
Inventors: Yuanjing Li; Shuwei Li; Qingjun Zhang; Qingwen Miao; Wenhuan Gao; Zhude Dai; Nianming Jiang
Original assignee: Nuctech Co Ltd
Current assignee: Nuctech Co Ltd
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2006-05-27
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2026-05-28
Also published as: CN1873399A; US20060273259A1; GB2426905A; GB2426905B; US7470914B2; DE102006024766B4; FR2886739A1; FR2886739B1; CN100573116C; RU2305855C1; GB0610851D0; HK1098821A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Detektormodul zur Bestrahlungsabbildung, umfassend: ein erstes Detektorarray, das aus mehreren ersten Detektoren besteht und auf einer ersten Seitenfläche einer Schwermetallplatte angeordnet ist; ein zweites Detektorarray, das aus mehreren zweiten Detektoren besteht und auf einer der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche der schweren Metallplatte angeordnet ist; und einen Montagerahmen, an dem das auf der ersten Seitenfläche der Schwermetallplatte angeordnete erste Detektorarray und das auf der zweiten Seitenfläche der Schwermetallplatte angeordnete zweite Detektorarray im Montagerahmen montiert sind. Bei dem erfindungsgemäßen Doppelarray-Detektormodul sind Vorteile, wie einfache Gestaltung, einfache und leichte Installation, Anwendung, Wartung und Reparatur, erreicht. Man braucht nur relativ wenig Investitionsmittel einzusetzen, und wenn die Gestaltung nur in relativ kleinem Umfang modifiziert ist, wird erheblich größerer ökonomischer Nutzen erreicht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bestrahlungsdetektionstechnik, insbesondere auf ein Doppelarray-Detektormodul für ein Bestrahlungsabbildungssystem.

Bei dem Stand der Technik ist ein Monoarray-Detektormodul bekannt, wobei mehrere Detektoren zur Bestrahlungsabbildung in einem einzigen Array angeordnet sind. Das Herstellungsverfahren von dem Monoarray-Detektormodul und die Bildwiedergabe mit dem Monoarray-Detektormodul sind relativ einfach.

Um die Abbildungsverzerrung und das Verlieren der Information von einem zu detektierenden Gegenstand bei einem Bestrahlungsabbildungssystem mit einem elektronischen Beschleuniger zur Erzeugung von Röntgenstrahlen als Bestrahlungsquelle zu vermeiden, müssen folgende Bedingungen erfüllt werden: 1) die maximale Geschwindigkeit zur Abtastung eines zu detektierenden Gegenstandes muss mit der Wiederholungsfrequenz und der Breite der Empfindlichkeitszone des Arraydetektors in direktem Proportionsverhältnis sein. Aber in der praktischen Anwendung ist die Erhöhung der Wiederholungsfrequenz des Beschleunigers begrenzt. Einerseits ist es technisch schwierig, die Wiederholungsfrequenz zu erhöhen, während anderseits es zur Erhöhung der Stärke des Bestrahlungsfeldes des ganzen Bestrahlungsabbildungssystems führt, so dass es schwieriger ist, einen wirkungsvollen Bestrahlungsschutz zu erreichen und die Leistungsaufnahme des ganzen Bestrahlungsabbildungssystems zugenommen hat.

Außerdem ist die Gebrauchsrate des Bestrahlungsfeldes von dem Beschleuniger oder von der Isotopenbestrahlungsquelle sehr niedrig. Die die nützliche Information des zu detektierenden Gegenstandes enthaltende Bestrahlungszone an der Stelle des Detektors ist erheblich größer als die Breite der Empfindlichkeitszone des Detektorarrays. Wenn die Breite der Empfindlichkeitszone jedes Detektors von einem Monoarray-Detektormodul vergrößert ist und dadurch das Bildelement des Detektors vergrößert ist, wird die Auflösung des Bestrahlungsabbildungssystems beeinträchtigt. Dies ist insbesondere für die Erkennung eines kleinen Gegenstandes, wie eines feinen Drahtes, ungünstig und führt zum Verlieren der Information über die Struktur des zu detektierenden Gegenstandes und zur Verschlechterung der Abbildungsqualität.

Inhalt der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Doppelarray-Detektormodul für Bestrahlungsabbildung anzugeben, wobei die bei dem Stand der Technik vorhandenen Mängel mindestens teilweise bzw. vollständig aufgehoben sind. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Abtastungsgeschwindigkeit des Bestrahlungsabbildungssystems erhöht und sind die Abbildungsverzerrung und das Verlieren der Information von dem zu detektierenden Gegenstand vermieden, so dass die Abbildungsqualität verbessert ist.

Die Aufgabe ist gelöst durch ein Detektormodul zur Bestrahlungsabbildung, umfassend:

– ein erstes Detektorarray, das aus mehreren ersten Detektoren besteht und auf einer ersten Seitenfläche einer Schwermetallplatte angeordnet ist;
– ein zweites Detektorarray, das aus mehreren zweiten Detektoren besteht und auf einer der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche der Schwermetallplatte angeordnet ist; und
– ein Montagerahmen, in dem das auf der ersten Seitenfläche der Schwermetallplatte angeordnete erste Detektorarray und das auf der zweiten Seitenfläche der Schwermetallplatte angeordnete zweite Detektorarray montiert sind.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist jeweils ein Schwermetallblech zwischen dem ersten und dem zweiten Detektorarray einerseits und dem Montagerahmen andererseits angeordnet.

Bevorzugt ist jeweils ein Schirm-Schwermetallblech zwischen je zwei benachbart liegenden Detektoren von mehreren ersten Detektoren und zwischen je zwei benachbart liegenden Detektoren von mehreren zweiten Detektoren angeordnet.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind mehrere ersten Detektoren des ersten Detektorarrays und mehrere zweiten Detektoren des zweiten Detektorarrays jeweils auf der ersten und der zweiten Seitenfläche der Schwermetallplatte gleichmäßig verteilt.

Bevorzugt ist der Detektor als gasgefüllter Detektor oder Feststoffdetektor gestaltet.

Der vorliegenden Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, ein Bestrahlungsabbildungssystem mit einem Doppelarray-Detektormodul anzugeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Bestrahlungsabbildungssystem ist ein Doppelarray-Detektormodul eingesetzt, so dass die Abtastungsgeschwindigkeit des Systems erhöht ist.

Da eine Schwermetallplatte zwischen dem ersten und dem zweiten Detektorarray angeordnet ist, und jeweils ein Schwermetallblech zwischen dem ersten und dem zweiten Detektorarray einerseits und dem Montagerahmen anderseits angeordnet ist, die Schwermetallplatte und das Schwermetallblech aus Blei, einer Wolframlegierung oder Tantal herstellbar sind (aber nicht darauf beschränkt ist), wird das Verlieren der Information des zu detektierenden Gegenstandes und die Abbildungsverzerrung vermieden, so dass die Abbildungsqualität erheblich verbessert ist.

Bei der vorliegenden Erfindung wird vorteilhafterweise einfache Gestaltung, einfache Installation, Anwendung und Wartung und Reparatur des Detektormoduls erreicht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist ein Doppelarray-Detektormodul nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Schnitt dargestellt;
In 2 ist das Doppelarray-Detektormodul nach 1 in einem Schnitt entlang A-A dargestellt;
In 3 ist ein Doppelarray-Detektormodul nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei einem Bestrahlungsabbildungssystem in einem Betriebszustand dargestellt.
Bevorzugte Ausführungsform
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung an Hand von einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit beigefügten Zeichnungen eingehend erläutert, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
In 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei ein Doppelarray-Detektormodul 12 ein erstes Detektorarray 1a, ein zweites Detektorarray 1b und einen Montagerahmen 4 umfasst. Das genannte erste Detektorarray 1a besteht aus mehreren ersten Detektoren a und ist auf der ersten Seitenfläche (obere Seitenfläche in 2) der Schwermetallplatte 5 angeordnet. Das genannte zweite Detektorarray 1b besteht aus mehreren zweiten Detektoren b und ist auf der der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche (untere Seitenfläche in 2) angeordnet. Das auf der ersten Seitenfläche angeordnete Detektorarray 1a und das auf der zweiten Seitenfläche angeordnete Detektorarray 1b sind innerhalb eines Montagerahmens 4 montiert, wobei die Schwermetallplatte 5 so gestaltet ist, dass die gegenseitige Interferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Detektorarray 1a und 1b reduziert ist.
Bevorzugt ist jeweils ein Schwermetallblech 6 zwischen dem ersten und dem zweiten Detektorarray 1a, 1b einerseits und dem Montagerahmen 4 andererseits angeordnet, um die Streustrahlung zu reduzieren. Das genannte Schwermetallblech 6 umfasst ein Blech aus Blei, einer Wolframlegierung oder Tantal, und ist jedoch nicht darauf beschränkt. Bevorzugt ist jeweils ein Schirm-Schwermetallblech 5' zwischen je zwei benachbart liegenden Detektoren von mehreren ersten Detektoren a und zwischen je zwei benachbart liegenden Detektoren von mehreren zweiten Detektoren b angeordnet, um ebenfalls Streustrahlung zu reduzieren. In einer Weiterbildung sind mehrere erste Detektoren des ersten Detektorarrays 1a und mehrere zweite Detektoren des zweiten Detektorarrays 1b jeweils auf der ersten und der zweiten Seitenfläche der Schwermetallplatte 5 gleichmäßig verteilt.
Bevorzugt umfasst das Doppelarray-Detektormodul 12 weiter ein Gehäuse 3, das einen im wesentlichen
-förmigen (liegendes „L") Querschnitt aufweist, wobei eine elektronische Druckschaltungsplatte 2 mit einem Eingang und einem Ausgang innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet ist, wobei der Eingang der Druckschaltungsplatte 2 mit dem Signalausgang des ersten Detektorarrays 1a und des zweiten Detektorarrays 1b verbunden ist, und der Ausgang der elektronischen Druckschaltungsplatte 2 mit einer Steckdose 9 an dem Gehäuse 3 verbunden ist. In einer Weiterbildung kann die elektronische Druckschaltungsplatte 2 eine erste elektronische Druckschaltungsplatte 2a und eine zweite elektronische Druckschaltungsplatte 2b umfassen. Die Steckdose 9 ist auf der vorderen Seitenfläche des Gehäuses 3 angeordnet und umfasst eine erste und eine zweite Steckdose 9a, 9b, wobei der Eingang 2a1 der ersten Druckschaltungsplatte 2a mit dem Signalausgang 1a1 des ersten Detektorarrays 1a verbunden ist und der Ausgang (nicht dargestellt) der ersten Druckschaltungsplatte 2a mit der ersten Steckdose 9a verbunden ist; und der Eingang 2b1 der zweiten Druckschaltungsplatte 2b mit dem Signalausgang 1b1 des zweiten Detektorarrays 1b verbunden ist und der Ausgang 1b1 der zweiten Druckschaltungsplatte 2b verbunden ist und der Ausgang des zweiten Detektorarrays 1b mit der zweiten Steckdose 9b verbunden ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Detektormodul 12 weiter eine Basisplatte 7, wobei das hintere Ende der Basisplatte 7 an dem unteren Ende des Gehäuses 3 befestigt ist und ein Montagerahmen 4 auf der Basisplatte 7 montiert ist. Innerhalb des Gehäuses 3, bzw. im oberen Bereich des Gehäuses 3 ist ein Träger 8 angeordnet. Die erste und die zweite Druckschaltungsplatte 2a, 2b sind am Träger 8 befestigt und auf dem Träger 8 gestützt.
Bevorzugt umfasst der Montagerahmen 4 eine Seitenplatte 4c, und eine obere und eine untere Platte 4a, 4b, die zueinander parallel verlaufen und in Abstand angeordnet sind. Das vordere Ende der oberen und der unteren Platte 4a und 4b sind durch die Seitenplatte 4c abgeschlossen, und ihr hinteres Ende erstreckt sich in das untere Ende des Gehäuses 3, wobei die obere Platte 4a, die untere Platte 4b und die Seitenplatte 4c mittels Verbindungselementes, wie Schraube, miteinander verbunden werden können. Dadurch ist es erreicht, dass das erste Detektorarray 1a und das zweite Detektorarray 1b in einem von der oberen und der unteren Platte 4a, 4b, und der Seitenplatte 4c definierten Rahmenraum positioniert ist. In einer Weiterbildung umfasst das Gehäuse 3 eine obere Deckplatte 10 auf seiner oberen Seite und eine hintere Deckplatte 11 auf ihrer hinteren Seite.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Detektor als gasgefüllter Detektor oder Feststoffdetektor gestaltet.
Im folgenden wird das Detektormodul bei einem Bestrahlungsabbildungssystem nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Betriebszustand an Hand von 3 dargestellt. In dem in 3 dargestellten Bestrahlungsabbildungssystem ist das Doppelarray-Detektormodul 12 bogenförmig oder L-förmig gestaltet, so dass ein Winkel von 0° zwischen den einzelnen Detektormodulen und dem von dem Beschleuniger 14 emittierten Pulsstrahl eingeschlossen ist. Wenn der zu detektierende Gegenstand 13 von den Röntgenstrahlen durchleuchtet ist, gelangt der den zu detektierenden Gegenstand durchleuchtende Röntgenstrahl an die einzelnen Doppelarray-Detektormodule 12. In Abhängigkeit der Veränderung der Stärke der Röntgenstrahlen können beispielsweise die Dicke, Dichte, Eigenschaft von dem Gegenstand 13 innerhalb des Containers erfaßt werden. Durch die Umwandlung der Stärke der Strahlen zu entsprechenden Grauwerten des Bildes, wird eine Bestrahlungsabbildung des zu detektierenden Gegenstandes erzeugt.
Ebenfalls kann das erfindungsgemäße Doppelarray-Detektormodul im Bestrahlungsabbildungssystem mit Isotopen als Bestrahlungsquelle seine Anwendung finden.
Obwohl nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bis jetzt dargestellt und erläutert sind, ist es dem Durchschnittsfachmann verständlich, im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Ausführungsbeispiele zu modifizieren und zu verändern. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist von den Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert.

Claims

Detektormodul zur Bestrahlungsabbildung, umfassend: – ein erstes Detektorarray (1a), das aus mehreren ersten Detektoren (a) besteht und auf einer ersten Seitenfläche einer Schwermetallplatte (5) angeordnet ist; – ein zweites Detektorarray (1b), das aus mehreren zweiten Detektoren (b) besteht und auf einer der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche der Schwermetallplatte (5) angeordnet ist; und – einen Montagerahmen (4), in dem das auf der ersten Seitenfläche der Schwermetallplatte (5) angeordnete erste Detektorarray (1a) und das auf der zweiten Seitenfläche der Schwermetallplatte (5) angeordnete zweite Detektorarray (1b) montiert sind.
Detektormodul zur Bestrahlungsabbildung nach Anspruch 1, wobei jeweils ein Schwermetallblech (6) zwischen dem ersten und dem zweiten Detektorarray (1a, 1b) einerseits und dem Montagerahmen (4) andererseits angeordnet ist.
Detektormodul zur Bestrahlungsabbildung nach Anspruch 2, wobei jeweils ein Schirm-Schwermetallblech (5') zwischen je zwei benachbart liegenden Detektoren von mehreren ersten Detektoren (a) und zwischen je zwei benachbart liegenden Detektoren von mehreren zweiten Detektoren (b) angeordnet ist.
Detektormodul zur Bestrahlungsabbildung nach Anspruch 3, wobei mehrere erste Detektoren des ersten Detektorarrays (1a) und mehrere zweite Detektoren des zweiten Detektorarrays (1b) jeweils auf der ersten und der zweiten Seitenfläche der Schwermetallplatte (5) gleichmäßig verteilt sind.
Detektormodul zur Bestrahlungsabbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Detektormodul weiter ein Gehäuse (3) umfasst, das einen im wesentlichen
-förmigen Querschnitt aufweist, wobei eine Druckschaltungsplatte (2) mit einem Eingang und einem Ausgang innerhalb des Gehäuses (3) angeordnet ist, wobei der Eingang der elektronischen Druckschaltungsplatte (2) mit dem Signalausgang des ersten Detektorarrays (1a) und des zweiten Detektorarrays (1b) verbunden ist, und der Ausgang der elektronischen Druckschaltungsplatte (2) mit einer Steckdose (9) an dem Gehäuse (3) verbunden ist.
Detektormodul zur Bestrahlungsabbildung nach Anspruch 5, wobei die elektronische Druckschaltungsplatte (2) eine erste elektronische Druckschaltungsplatte (2a) und eine zweite elektronische Druckschaltungsplatte (2b) umfasst; wobei die Steckdose (9) auf der vorderen Seitenfläche des Gehäuses (3) angeordnet ist und eine erste und eine zweite Steckdose (9a, 9b) umfasst; wobei der Eingang (2a1) der ersten Druckschaltungsplatte (2a) mit dem Signalausgang (1a1) des ersten Detektorarrays (1a) verbunden ist und der Ausgang der ersten Druckschaltungsplatte (2a) mit der ersten Steckdose (9a) verbunden ist, und der Eingang (2b1) der zweiten Druckschaltungsplatte (2b) mit dem Signalausgang (1b1) des zweiten Detektorarrays (1b) verbunden ist und der Ausgang der zweiten Druckschaltungsplatte (2b) mit der zweiten Steckdose (9a) verbunden ist.
Detektormodul zur Bestrahlungsabbildung nach Anspruch 6, wobei das Detektormodul (12) weiter eine Basisplatte (7) umfasst, wobei das hintere Ende der Basisplatte (7) an dem unteren Ende des Gehäuses (3) befestigt ist und der Montagerahmen (4) auf der Basisplatte (7) montiert ist; und innerhalb des Gehäuses (3) ein Träger (8) angeordnet ist, wobei die erste und die zweite elektronische Druckschaltungsplatte (2a, 2b) am Träger (8) befestigt sind.
Detektormodul zur Bestrahlungsabbildung nach Anspruch 7, wobei der Montagerahmen (4) eine Seitenplatte (4c), und eine obere und eine untere Platte (4a, 4b) umfasst, die zueinander parallel verlaufend und in Abstand angeordnet sind, wobei das vordere Ende der oberen und der unteren Platte (4a, 4b) durch die Seitenplatte (4c) abgeschlossen ist, und sich ihr Ende in das untere Ende des Gehäuses (3) erstreckt, das erste Detektorarray (1a) und das zweite Detektorarray (1b) in einem von der oberen und der unteren Platte (4a, 4b), und der Seitenplatte (4c) definierten Rahmenraum positioniert ist.
Detektormodul zur Bestrahlungsabbildung nach Anspruch 8, wobei das Gehäuse (3) eine obere Deckplatte (10) auf seiner oberen Seite und eine hintere Deckplatte (11) auf seiner hinteren Seite umfasst.
Detektormodul zur Bestrahlungsabbildung nach Anspruch 9, wobei die ersten Detektoren des ersten Detektorarrays und die zweiten Detektoren des zweiten Detektorarrays als gasgefüllte Detektoren oder Feststoffdetektoren gestaltet sind.
Bestrahlungsabbildungssystem, umfassend ein Detektormodul nach einem der Ansprüche 1–10.