[實(shí)用新型]電離室型雙能X射線探測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621463530.0
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN206321588U
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛學(xué)海;白云飛;陳鵬;張立功;張廣超
• 申請（專利權(quán)）人: 開封市測控技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01N23/02
• 分類號: G01N23/02
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司41102
• 代理人: 項(xiàng)麗麗

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的X射線探測器，尤其涉及一種應(yīng)用于物質(zhì)在線識別分選系統(tǒng)中的電離室型雙能X射線探測器。

背景技術(shù)

在物質(zhì)在線識別分選系統(tǒng)中，通常使用管理程序簡單、安全性能高，且射線強(qiáng)度和分布具有可調(diào)節(jié)性的X光機(jī)作為輻射發(fā)生裝置，與γ放射源發(fā)出的具有特征能量譜的γ射線不同，X光機(jī)發(fā)出的X射線的能量是連續(xù)的，其中既有低能譜線又有高能譜線。物質(zhì)對不同能量的X射線的衰減率上存在差異，X射線穿透被檢測物體后，其能量譜線會(huì)發(fā)生變化，低能譜線的變化和被檢測物體的材料組成和質(zhì)量厚度有關(guān)，高能譜線的變化主要與質(zhì)量厚度有關(guān)。在物質(zhì)在線識別系統(tǒng)中，僅僅依據(jù)原子序數(shù)劃分的方法統(tǒng)計(jì)X射線總的衰減會(huì)無法準(zhǔn)確的判定物質(zhì)的屬性，所以可能會(huì)出現(xiàn)當(dāng)X射線穿透薄的鉛板和厚的木材總衰減程度是一樣的。因此，為了更準(zhǔn)確的分辨物質(zhì)的屬性，必須分別探測X射線透射物體后的高能射線衰減和低能射線衰減，即進(jìn)行在線雙能X射線探測。

目前常用的雙能X射線探測器是由“閃爍體”和“光電二極管”組合而成的閃爍體陣列探測器。例如，中國專利授權(quán)公告號CN101937094B所公開的雙能X射線陣列探測器，沿X射線入射方向采用第一閃爍體陣列+光電二極管陣列+濾波片形成低能射線探測器，采用第二閃爍體陣列+光電二極管+濾波片形成高能探測器實(shí)現(xiàn)高能射線探測。該類型探測器的采用密集陣列結(jié)構(gòu)，像素尺寸小，像素點(diǎn)密集，主要用于輻射成像系統(tǒng)，如安檢機(jī)、CT機(jī)等精密檢測輪廓外形的無損檢測設(shè)備。但是，這類探測器的主要缺點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，閃爍體輻照壽命短、暗電流大（~1*10^-10A）、對溫度極敏感、使用時(shí)需要嚴(yán)格避光，對使用環(huán)境要求比較嚴(yán)苛。在工業(yè)應(yīng)用場合為了保持探測器的識別能力，需要采用復(fù)雜的溫度補(bǔ)償技術(shù)以克服溫度效應(yīng)。在應(yīng)用于煤礦的煤與矸石識別分選系統(tǒng)中，要求雙能X射線探測器能定性識別出粒度在100~300mm的動(dòng)態(tài)物料是煤還是矸石，陣列探測裝置能達(dá)到亞厘米量級的像素尺寸就已經(jīng)與塊狀物料的尺寸相適應(yīng)，而不需要特別精細(xì)的空間分辨率，但是要求X射線探測器要能夠在粉塵大、噪聲強(qiáng)、溫度變化大、工作時(shí)間長的惡劣環(huán)境中保持良好工作穩(wěn)定性和可靠性，因此，使用閃爍體與光電二極管的排列組合結(jié)構(gòu)的探測器會(huì)造成許多的困難。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供了一種便于制造和使用的雙能X射線探測器，利用這種雙能X射線探測器能夠測量穿透物體的X射線能譜中低能部分和高能部分的相對差別，進(jìn)行在線探測進(jìn)而提供物質(zhì)識別分選的依據(jù)。

本實(shí)用新型的目的是通過如下措施來實(shí)現(xiàn)的：一種電離室型雙能X射線探測器，包括電離室，所述的電離室內(nèi)設(shè)置有透氣金屬隔板，所述的透氣金屬隔板上設(shè)置有連通孔，所述的透氣金屬隔板將電離室分隔為第一腔體與第二腔體，所述的第一腔體與第二腔體內(nèi)均設(shè)置有電極系統(tǒng)，所述的第一腔體上方密封有采用低原子序數(shù)的金屬薄窗Ⅰ，所述的第二腔體上方密封有采用高原子序數(shù)的金屬薄窗Ⅱ。

優(yōu)選的，所述的電離室為長方體的密閉容器。

優(yōu)選的，所述的金屬薄窗Ⅰ通過焊接的方式將電離室第一腔體密封，金屬薄窗Ⅱ通過焊接的方式將電離室第二腔體密封。

優(yōu)選的，所述的金屬薄窗Ⅰ的材料為鈦、鈹、鋁或含鈦、鈹、鋁的合金，所述的金屬薄窗Ⅱ的材料為鐵、銅、銀、金或含鐵、銅、銀、金的合金。

優(yōu)選的，所述的電極系統(tǒng)由相互交替排列的高壓極片和收集極片組成，形成陣列組合。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型利用透氣金屬隔板將電離室探測器分為兩個(gè)具有同等探測效率的探測單元，利用不同原子序數(shù)的入射窗口形成低能射線探測區(qū)和高能射線探測器，結(jié)構(gòu)簡單，方便制造和使用，具有暗電流小、穩(wěn)定、可靠、對溫度不敏感、環(huán)境適應(yīng)好的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為電離室型雙能X射線探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為電離室型雙能X射線探測器的內(nèi)部電極系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為透氣金屬隔板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為電離室型雙能X射線探測器的使用狀態(tài)圖。

圖中：1-電離室，2-透氣金屬隔板，3-第一腔體，4-第二腔體，5-金屬薄窗Ⅰ，6-金屬薄窗Ⅱ，7-高壓極片，8-收集極片，9-分選皮帶，10物塊，11-X光機(jī)，12-X射線。

具體實(shí)施方式

為了加深對本實(shí)用新型的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。