双能探测器及辐射检查系统的制作方法

本发明涉及辐射检查领域，尤其涉及一种双能探测器及辐射检查系统。

背景技术：

在现有的辐射检查系统中，位于系统一侧的射线源发射出来的射线束经过准直器后会形成“扇形”束流面，探测器模块位于系统的另一侧，在射线源和探测器模块之间为被检物体。如图1所示，射线源a1发射的射线束a5经过被检物体a2后，射向探测器模块安装架a3上的多个探测器模块a4。现有的探测器模块通常由一定数量的高能、低能探测器阵列组成，所有的探测器模块都朝向射线源点。

对于双能探测器来说，如图2所示，低能探测器阵列a41和高能探测器阵列a45一般设置为前和后的位置关系。其中低能探测器阵列a41位于靠近射线源a1的一侧，而高能探测器阵列a45则设置在远离射线源a1的一侧。射线束a5先经过低能探测器阵列a41后，再到达高能探测器阵列a45。低能探测器阵列a41相对吸收低能射线束的能量多一些，高能探测器阵列a45相对吸收高能射线束多一些，最后解析这两种信号，得到被检物质的有效原子序数的信息。在低能探测器阵列a41的后侧设有光电二极管a42和印刷电路板a43，在高能探测器阵列a45的后侧设有光电二极管a46和印刷电路板a47。在使用时，低能探测器阵列a41除了采集低能信号之外，还通过滤波片a44来承担高能探测器阵列a45的滤波功能。

这种现有的双能探测器的结构目前较为通用，在具体实现中存在以下问题：

1、每个探测器模块安装位置都有固定的朝向，该朝向指向射线源靶点，设计比较复杂，安装调试较为困难，且若整体几何发生变化(如射线源调整位置)，则整个探测器模块安装架需要重新设计。此外，为了能够稳定的安装探测器模块，探测器模块安装架需要做的比较厚，在安装和使用方面较为不便。

2、探测器模块之间过度不平滑，边缘模块边缘的探测器容易受散射干扰。

3、低能探测器阵列的灵敏介质可供选择的范围有限，并非理想的滤波材料。对于低能探测器阵列来说，其后侧的光电二极管的面积一般会小于低能探测器阵列的面积，但与低能探测器的灵敏面积不太匹配。

4、实际使用中，探测器模块处的射线束流宽度很难约束到一个探测器灵敏面积的宽度，一般会大大超过单一探测器阵列宽度，带来额外的辐射防护压力。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种双能探测器及辐射检查系统，能够使双能探测器的安装和使用更加便利。

为实现上述目的，本发明提供了一种双能探测器，包括：探测器模块安装架和多个探测器模块，所述探测器模块包括高能探测器阵列和低能探测器阵列，所述高能探测器阵列与所述低能探测器阵列相对于所述探测器模块安装架上的同一安装平面并列设置。

进一步地，每个所述探测器模块中的所述高能探测器阵列与所述低能探测器阵列相互邻接设置。

进一步地，多个所述探测器模块在所述探测器模块安装架上的同一安装平面上邻接设置。

进一步地，所述多个所述探测器模块在所述探测器模块安装架上沿直线顺序排列。

进一步地，多个所述探测器模块在所述探测器模块安装架上的安装平面上设置为多排，各排所述探测器模块平行邻接设置。

进一步地，所述高能探测器阵列和/或所述低能探测器阵列中包括的各个探测器单元之间设有重金属隔离片。

进一步地，所述高能探测器阵列上靠近射线源的一侧还设有滤波片。

进一步地，所述高能探测器阵列的灵敏介质的密度高于所述低能探测器阵列的密度，和/或所述高能探测器阵列的灵敏介质的有效原子序数高于所述低能探测器阵列的有效原子序数。

进一步地，所述低能探测器阵列的灵敏介质的闪烁效率高于所述高能探测器阵列。

为实现上述目的，本发明提供了一种辐射检查系统，包括前述的双能探测器。

基于上述技术方案，本发明在探测器模块安装架上对探测器模块中的高、低能探测器阵列相对于同一安装平面按照并列方式进行设置，这种结构可以简化高、低能探测器阵列所连接的光电二极管和印制电路板的布置，使得探测器模块安装架的必要厚度尺寸降低，从而使本发明双能探测器的安装和使用更加便利。另一方面，相比于现有双能探测器在接收射线源照射时射线束需要先穿过低能探测器阵列再到达高能探测器阵列的形式，本发明中射线束可以独立地照射到互相并列的高、低能探测器阵列，这就一定程度上降低了高、低能探测器阵列在选型时的相互制约。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有的辐射检查系统的原理示意图。

图2为现有的双能探测器中探测器模块的结构示意图。

图3为本发明辐射检查系统的一实施例的原理示意图。

图4为本发明双能探测器实施例中探测器模块的结构示意图。

图5为本发明双能探测器的另一实施例中各探测器模块中高、低能探测器阵列的设置结构示意图。

图6为本发明双能探测器的又一实施例中高、低能探测器阵列中各探测器单元之间设置重金属隔离片的结构示意图。

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。

如图3所示，为本发明辐射检查系统的一实施例的原理示意图。在图3中，射线源1向本发明的双能探测器发射射线束5形成束流面，被检物体2设置于该束流面所覆盖的范围内。该双能探测器包括探测器模块安装架3和多个探测器模块4。该多个探测器模块4在探测器模块安装架3上的同一安装平面上并列设置，相应的各个探测器模块4的朝向相互平行。相比于现有的双能探测器的探测器模块分别朝向射线源1的靶点的结构形式，本实施例中各个探测器模块4所占用的厚度方向的尺寸较小，因此探测器模块4在探测器模块安装架3上的设计和安装调试方面都更为简单，而且探测器模块安装架3的厚度也相对较小，重量也相对较轻，在进行探测器模块安装架3的折叠或驱动时也比较轻便。

为了降低探测器模块的边缘受到的散射干扰，优选将多个探测器模块4在探测器模块安装架3上的同一安装平面上邻接设置。也就是说，探测器模块4在边缘位置相互邻接，因此减少了散射光从边缘位置进入到探测器模块4中，进而使相邻探测器模块之间的接收信号过渡更加平滑。

在探测器模块4的排列方式上，优选在设计时使多个探测器模块4在探测器模块安装架3上沿直线顺序排列，这种结构只需要占用较少的探测器模块安装架3的厚度尺寸，而且在安装时也非常方便。在另一个实施例中(如图5所示)，多个所述探测器模块4也可以在探测器模块安装架3上的安装平面上设置为多排，各排所述探测器模块4平行邻接设置。多排探测器模块4可以对有效地提高被检物体2的扫描速度。

参见图4，探测器模块4包括高能探测器阵列43和低能探测器阵列41，高能探测器阵列43和低能探测器阵列41均可由多个探测器单元顺序排列而成。相比于现有双能探测器中的低能探测器阵列和高能探测器阵列前后布置，高能探测器阵列43与所述低能探测器阵列41则是相对于探测器模块安装架3上的同一安装平面并列设置的。

需要说明的是，在本领域中“高能”和“低能”探测器阵列是相对而言的。一般来讲，射线束是一种宽能谱结构，能量低的部分射线容易被物质吸收。其中，高能探测器阵列相对吸收的高能射线部分多一些，而低能探测器阵列相对吸收低能射线部分多一些。

在图4中，高能探测器阵列43下方的光电二极管46与低能探测器阵列41下方的光电二级管基本位于同一平面，并且高能探测器阵列43和低能探测器阵列41共用了同一个印制电路板45。这样就使得探测器模块的最大厚度即为高能探测器阵列43的厚度(如果有滤波片44，则再加上滤波片44的厚度)加上光电二极管46和印制电路板45的厚度。而现有的双能探测器的布置方式决定了探测器模块的厚度至少为高能探测器阵列a45和低能探测器阵列a41的厚度之和再加上各自所连接的光电二极管和印制电路板的厚度，这显然要相当程度地大于本发明中的探测器模块的厚度。这就进一步决定了本发明实施例中探测器模块安装架的必要厚度尺寸较小，从而使本发明双能探测器的安装和使用更加便利。

从射线束的照射线路来看，现有双能探测器在接收射线源照射时，射线束a5需要先穿过低能探测器阵列a41再到达高能探测器阵列a45。这种照射线路不可避免的影响到低能探测器阵列a41和高能探测器阵列a45，尤其是低能探测器阵列a41的性能的选型。而在本实施例中，射线束5可以独立地照射到互相并列的低能探测器阵列41和高能探测器阵列43，这就一定程度上降低了高、低能探测器阵列在选型时的相互制约。此外，这种布置方式还可以使高、低能探测器阵列之间的对射线束的能量响应和灵敏度的调整简化。

为了减少高能探测器阵列43和低能探测器阵列41在边缘位置的散射干扰，优选使每个所述探测器模块4中的所述高能探测器阵列43与所述低能探测器阵列41相互邻接设置。并列的高、低能探测器阵列可以实现较大的探测器灵敏面积，能够与射线束流宽度相匹配，从而更有效的利用射线束流宽度，并减小辐射防护压力。

在高、低能探测器阵列的灵敏介质的性能的选择上，优选高能探测器阵列43的灵敏介质的密度高于低能探测器阵列41的密度，和/或高能探测器阵列43的灵敏介质的有效原子序数高于所述低能探测器阵列41的有效原子序数。通过选择更高的密度和/或有效原子序数的灵敏介质制作高能探测器阵列可以减小射线斜射灵敏介质时的串扰影响。另外，优选低能探测器阵列41的灵敏介质的闪烁效率高于所述高能探测器阵列43，以提高低能探测器阵列41的灵敏度。

在图4中，高能探测器阵列43的前侧还可进一步设置滤波片44。相比于现有双能探测器中低能探测器阵列还要承担高能探测器阵列的滤波功能，本发明中由于低能探测器阵列41并列设置在高能探测器阵列43的旁边，因此不具备高能探测器阵列的滤波功能，而滤波功能则由专用的滤波片44实现，这样在选择低能探测器阵列41的灵敏介质时可以不再考虑滤波功能，进而扩展了低能探测器阵列41的灵敏介质的选择范围。相应的，高能探测器阵列43可根据自身的需要选择适合的滤波片44的材料和尺寸，因此设计上更为简单。在增加滤波片44后，优选使高能探测器阵列43和所述滤波片44的厚度之和高于所述低能探测器阵列41的厚度。

为了进一步降低相邻探测器单元之间的散射，还可在探测器单元之间设置重金属隔离片。例如图6所示的本发明双能探测器的又一实施例，在图6中，组成高、低能探测器阵列的各探测器单元之间可设置重金属隔离片47，该重金属隔离片47可以有效地降低从一个探测器单元的边缘散射到相邻的另一个探测器单元的散射光。

上述各双能探测器的实施例可应用于各种领域，尤其可应用于辐射检查系统，因此本发明还提供了一种辐射检查系统，包括了前述任一种双能探测器，用于实现对被检物体的扫描检查。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。