[發明專利]一種用于硬X射線成像和能譜分析的測量系統

在審

• 申請號: 202111506767.8
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114200507A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 林士耀;曹宏睿;胡立群;鐘國強
• 申請（專利權）人: 合肥綜合性國家科學中心能源研究院（安徽省能源實驗室）
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 江亞平

1.一種用于硬X射線成像和能譜分析的測量系統，其特征在于，該系統包括：

碲鋅鎘面陣探測器、具有輸入輸出信號傳輸轉換功能的PCB背板、屏蔽體、主控制器、前置放大器陣列板卡、多道分析器以及采集與控制系統；所述前置放大器陣列板卡上集成有前置放大器；

所述PCB背板用于將碲鋅鎘面陣探測器的輸出信號轉接到前置放大器陣列板卡，且PCB背板兩側分別布置碲鋅鎘面陣探測器和前置放大器陣列板卡；

所述前置放大器陣列板卡的輸入端與所述PCB背板相連，輸出信號通過轉接板傳輸到所述多道分析器；所述多道分析器的數據通過總線傳輸給主控制器，主控制器連接高速數據交互網將數據傳輸到采集與控制系統，以進行硬X射線成像和多通道能譜數據的存儲與顯示。

2.根據權利要求1所述的一種用于硬X射線成像和能譜分析的測量系統，其特征在于，

所述多道分析器采用FPGA作為數字處理核心，接收ADC輸出的數據流，實現多道分析，以及與上位機的通信。

3.根據權利要求1所述的一種用于硬X射線成像和能譜分析的測量系統，其特征在于，

所述前置放大器陣列板卡上設有16塊放大器板塊，每塊放大器板塊分別具有16路輸入和16路輸出；

所述前置放大器為256路超高集成度納安級小信號放大器，具體采用電荷靈敏放大器，用于將碲鋅鎘面陣探測器輸出的信號放大，每16路小信號放大器集成在一塊放大器板塊上，256路信號共需所述16塊放大器板塊。

4.根據權利要求1所述的一種用于硬X射線成像和能譜分析的測量系統，其特征在于，

所述多道分析器采用FPGA作為數字處理核心，多道分析器的數據通過PXIe總線傳輸給主控制器，且所述多道分析器運行于PXIe機箱中。

5.根據權利要求1所述的一種用于硬X射線成像和能譜分析的測量系統，其特征在于，

所述碲鋅鎘面陣探測器具有高空間分辨率，采用16×16路面陣，探測器規格為25.4×25.4×5mm³，每個探測器單元為1.5×1.5×5mm³，能量測量范圍20keV-700keV。

6.根據權利要求1所述的一種用于硬X射線成像和能譜分析的測量系統，其特征在于，采用水冷對所述探測器和前置放大器陣列板卡進行冷卻，保證整個測量系統工作溫度不超過30度。

7.根據權利要求1所述的一種用于硬X射線成像和能譜分析的測量系統，其特征在于，所述屏蔽體具備電磁屏蔽、雜散硬X射線屏蔽以及水冷功能，所述屏蔽體采用鋁和鎢作為屏蔽體材料。

8.根據權利要求1所述的一種用于硬X射線成像和能譜分析的測量系統，其特征在于：

所述采集與控制系統基于開源軟件QT進行開發。