一种X射线准直器的测试方法与流程

本发明属于x射线探测技术领域，尤其涉及一种x射线准直器的测试方法。

背景技术：

目前，用于空间软x射线的探测设备主要分为准直型和聚焦型两类。准直型探测设备通过前端的x射线准直器限制视场角，实现滤除大角度入射的非信号源。

受制于制备工艺的限制，x射线准直器光学性能实际值与理论设计值存在偏差，应用前需要对x射线准直器的性能进行详细全面的测试。目前为止，国内对制备的大面积x射线准直器光学性能测试没有一个系统科学的方法，因此导致评估x射线探测器的整体指标时出现很大偏差。

x射线准直器的视场测试，在以空间定位为目的的x射线光子探测中，除了来自探测目标的x光子外，其中还掺杂探测器视场内所有方向辐射的进入视场的噪声信号。噪声信号的强弱决定了探测器的信噪比等关键性能参数，需对x射线准直器视场角进行精确的测试。

此外，x射线准直器的透过率及均匀性测试，透过率是衡量准直器性能的一个关键性参数，它决定了探测器的有效几何面积、信号采集时间等参量。须测量出x射线准直器的透过率，并保证大面积x射线准直器透过率均匀性。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种x射线准直器测试方法，目的是提供一种能够准确有效评估x射线准直器各项光学性能指标的测试方式；且方法简单、快捷、易操作。

本发明的技术方案为：

一种x射线准直器测试方法，包括x射线源系统、高精度多维转台、x射线探测器，所述x射线源系统提供x射线，所述高精度多维转台用于承载x射线准直器，所述x射线探测器用于计算x射线信息；透过率测试包括以下步骤，

步骤一、设备校准；包括x射线源系统与x射线探测器的对准；

步骤二、x射线准直器的安装与校准；包括对x射线准直器俯仰角α和偏转角β的校准，保证俯仰角α＝0°即x射线准直器垂直于高精度多维转台，偏转角β＝0°即x射线束平行于x射线准直器；

步骤三、将高精度多维转台调节至对准x射线源系统的位置，选取测试样点，设置高精度多维转台的扫描范围和步长；

步骤四、开启x射线探测器，计算采样点的透过率。

基于上述方案，本发明还做出了如下改进：

进一步地，所述步骤二中，偏转角β的校准步骤为，

步骤2.1，启动x射线探测器，测出本底光子计数率n；

步骤2.2，开启x射线源系统，设置x射线源参数，包括光子能量、加速电压和电流；

步骤2.3，设置高精度多维转台的偏转角度起始值β1、终点值β2和扫描步长(β2-β1)/20；

步骤2.4，启动高精度多维转台，使其自动转动，获得一条光子计数率随旋转角度变化的曲线，将曲线最高点所对应的角度β3，将β3设置为转台的初始位置值；此时，完成偏转角β的第一校准；

步骤2.5，将高精度多维转台的偏转角度初始值β3-ω、终点值β3+ω、扫描步长(β3-ω，β3+ω)/20，ω为x射线源系统的视场角，启动转台，再次寻找曲线最高点所对应的角度β4，将β4设置为转台的初始位置值；此时，完成偏转角β的第二次校准，多次重复本步骤设定偏转角度范围及扫描步长校准，直至x射线束平行于x射线准直器。

进一步地，所述步骤二中，x射线准直器通过具有垂直度的工装前后固定，工装与x射线准直器接触面垂直度小于等于10角秒。

进一步地，所述步骤四中，采样点透过率t＝(n1-n)/n0，其中，n1最大计数率。

进一步地，还包括x射线准直器透过率均匀性测试，采样点数目为5个，位置关系为中心位置一个、剩余四个呈方形分布为四周；测得每个采样点的透过率ti，取ti平均值t，若(ti-t)/t≤m，则均匀性良好，其中，m为要求指标范围，i＝采样点a、b、c、d、e。

本发明的有益效果：提供一种能够准确有效评估x射线准直器各项光学性能指标的测试方式；且方法简单、快捷、易操作。

附图说明

图1是本发明测试系统图；

图2是本发明俯仰角和偏转角坐标示意图；

图3是本发明透过率均匀性测试采样点分布示意图。

图中，1、x射线源系统；2、高精度多维转台；3、x射线探测器；4、x射线准直器；5、x射线。

具体实施方式

如图1-2所示，一种x射线准直器的测试方法，包括x射线源系统1、高精度多维转台2、x射线探测器3，所述x射线源系统提供多个能量点的x射线5，单色性良好，发散角小；所述高精度多维转台用于承载x射线准直器4，所述x射线探测器测量的x射线光子个数，用于计算透过率等信息；

透过率测试包括以下步骤，

步骤一、设备校准；包括x射线源系统与x射线探测器的对准；具体而言为，1)打开设备自带的配套软件，开启探测器，采集探测器的本底光子数；总共进行三次采集，取平均值；本步骤是为了观察探测器本底噪声是否稳定，稳定的话，取三次平均值消除随机波动误差；2)开启射线源，设置射线源的三项参数，光子能量8.05kev，加速电压15kv，电流5ma；3)调整探测器的位置，使x射线源与探测器的对准；4)x射线源与探测器对准后，用探测器记录此时的光子数n0；5)关闭射线源。

步骤二、x射线准直器的安装与校准；包括对x射线准直器俯仰角α和偏转角β的校准，保证俯仰角α＝0°即x射线准直器垂直于高精度多维转台，偏转角β＝0°即x射线束平行于x射线准直器；其中，俯仰角α的校准依靠高垂直度的工装进行保证，x射线准直器前后表面各放置一件工装，工装与x射线准直器的接触面垂直度优于10角秒，通过两个工装件的靠拢将x射线准直器立住。

步骤三、将高精度多维转台调节至对准x射线源系统的位置，选取测试样点，设置高精度多维转台的扫描范围θ和步长θ/50；

步骤四、开启x射线探测器，记录各个角度对应的光子计数率，寻找最大计数率n1；则该采样点的透过率t＝(n1-n)/n0。

所述步骤二中，偏转角β的校准步骤为，

步骤2.1，启动x射线探测器，测出本底光子计数率n；

步骤2.2，开启x射线源系统，设置x射线源参数，包括光子能量8.05kev，加速电压15kv，电流5ma；

步骤2.3，设置高精度多维转台的偏转角度起始值β1、终点值β2和扫描步长(β2-β1)/20；

步骤2.4，启动高精度多维转台，使其自动转动，获得一条光子计数率随旋转角度变化的曲线，将曲线最高点所对应的角度β3，将β3设置为转台的初始位置值；此时，完成偏转角β的第一校准；

步骤2.5，将高精度多维转台的偏转角度初始值β3-ω、终点值β3+ω、扫描步长(β3-ω，β3+ω)/20，ω为x射线源系统的视场角，启动转台，再次寻找曲线最高点所对应的角度β4，将β4设置为转台的初始位置值；此时，完成偏转角β的第二次校准，多次重复本步骤设定偏转角度范围及扫描步长校准，例如：第三次校准时，高精度多维转台的偏转角度初始值为β4-ω、终点值β4+ω、扫描步长(β4-ω，β4+ω)/20；第四、五次校准以此类推，直至x射线束平行于x射线准直器。

如图3所示，本发明还包括x射线准直器透过率均匀性测试，采样点数目为5个，位置关系为中心位置一个、剩余四个呈方形分布为四周；测得每个采样点的透过率ti，取ti平均值t，若(ti-t)/t≤m，则均匀性良好，其中，m为要求指标范围，i＝采样点a、b、c、d、e。