آیا طبقه بندی و معرفی آشکارسازهای تشعشعات سی تی صنعتی را می دانید؟

آیا طبقه بندی و معرفی آشکارسازهای تشعشعات سی تی صنعتی را می دانید؟

(1) آشکارساز گسسته CT صنعتی

دو نوع اصلی از آشکارسازهای مورد استفاده در CT صنعتی وجود دارد: آشکارسازهای گسسته و آشکارسازهای ناحیه. دو نوع آشکارساز پرتو ایکس وجود دارد که معمولاً در آشکارسازهای گسسته استفاده می شود: گاز و سوسوزن.

آشکارسازهای گاز دارای ویژگی های تقارن طبیعی هستند که تأثیر پرتوهای پراکنده را محدود می کند. تقریبا هیچ تداخلی وجود ندارد. و دستگاه از قوام خوبی برخوردار است. نقطه ضعف این است که بهبود کارایی تشخیص آسان نیست و برنامه های کاربردی با انرژی بالا محدودیت های خاصی دارند. ثانیا، فاصله واحد تشخیص چندین میلی متر است که برای برخی از برنامه ها بسیار بزرگ است.

آشکارسازهای سوسوزن پرکاربردتر هستند. بخش تبدیل فوتوالکتریک آشکارساز سوسوزن می تواند یک لوله فتو ضربی یا یک فتودیود باشد. اولی نسبت سیگنال به نویز عالی دارد، اما به دلیل اندازه دستگاه بزرگ، دستیابی به درجه بالایی از یکپارچگی دشوار است و هزینه نیز بالا است. پرکاربردترین مورد در CT صنعتی ترکیب سوسوزن-فتودیود است.

مزیت اصلی آشکارساز گسسته با استفاده از سوسوزن این است که عمق سوسوزن در جهت پرتو نامحدود است، به طوری که بیشتر فوتون های X ورودی گرفته می شوند و کارایی تشخیص بهبود می یابد. به خصوص در شرایط پر انرژی، زمان اکتساب را می توان کوتاه کرد. از آنجایی که سوسوزن ها مستقل هستند، تقریبا هیچ تداخل نوری وجود ندارد. در عین حال، تنگستن یا سایر فلزات سنگین فاصله بین سوسوزن ها وجود دارد که تداخل اشعه ایکس را کاهش می دهد. سرعت بازخوانی آشکارسازهای گسسته بسیار سریع و در حد میکروثانیه است. در همان زمان، پالس خروجی شتاب دهنده می تواند برای دریافت اطلاعات دروازه ای استفاده شود و نویز قرار گرفته بر سیگنال را به حداقل برساند. آشکارسازهای گسسته نیز کمترین حساسیت را به آسیب تشعشع دارند.

عیب اصلی آشکارسازهای گسسته این است که اندازه پیکسل را نمی توان خیلی کوچک کرد و فاصله مجاور آن (پیچ) معمولاً بیشتر از 0.1 میلی متر است. علاوه بر این، قیمت نیز گران تر است.

(2) آشکارساز سطح CT صنعتی

سه نوع اصلی آشکارسازهای منطقه وجود دارد: تراشه های نیمه هادی با وضوح بالا، آشکارسازهای صفحه تخت و تشدید کننده های تصویر. تراشه های نیمه هادی بیشتر به CCD و CMOS تقسیم می شوند. CCD به اشعه ایکس حساس نیست و سطح آن با لایه ای از سوسوزن پوشانده شده است تا اشعه ایکس را به نور مرئی تبدیل کند که CCD به آن حساس است.

تراشه نیمه هادی دارای کوچکترین اندازه پیکسل و بیشترین تعداد واحد تشخیص است. اندازه پیکسل می تواند به کوچکی حدود 10 میکرون باشد. تعداد واحدهای تشخیص بستگی به حداکثر اندازه تک کریستال سیلیکون دارد و قطر آن معمولاً بیش از 50 میلی متر است. از آنجایی که واحد تشخیص کوچک است و دامنه سیگنال کوچک است، می توان چندین واحد تشخیص را به منظور افزایش سیگنال اندازه گیری ترکیب کرد.

به منظور بزرگ‌تر کردن ناحیه موثر آشکارساز، می‌توان آن‌ها را به‌صورت نوری به یک سوسوزن با مساحت بزرگ با لنزها یا فیبرهای نوری جفت کرد. از نظر تئوری، با استفاده از روش کوپلینگ فیبر، ناحیه موثر آشکارساز را می توان به هر طول مورد نیاز در یک جهت افزایش داد. فناوری استفاده از کوپلینگ نوری همچنین می تواند این دستگاه های نیمه هادی را از تابش مستقیم پرتوهای اشعه ایکس دور نگه دارد تا از آسیب اشعه جلوگیری شود.

آشکارسازهای صفحه تخت معمولاً از سیلیکون آمورف یا سلنیوم آمورف پوشیده شده با کریستال های سوسوزن (مانند CsI) صدها میکرون ساخته می شوند. اندازه پیکسل 127 یا 200 میکرومتر و اندازه پانل* حدود 45 سانتی متر (18 اینچ) است. سرعت بازخوانی حدود 3-7.5 فریم در ثانیه است. مزیت آن این است که استفاده از آن نسبتاً ساده است و اعوجاج تصویر وجود ندارد. کیفیت تصویر نزدیک به کیفیت عکاسی فیلم است و اساساً می توان از آن به عنوان محصول ارتقاء دهنده تقویت کننده تصویر استفاده کرد. نقطه ضعف اصلی این است که کریستال سوسوزن پوشانده شده روی سطح نمی تواند خیلی ضخیم باشد و راندمان تشخیص اشعه ایکس با انرژی بالا کم است. حل مشکل پراکندگی و تداخل، که دامنه دینامیکی را کاهش می دهد، دشوار است. محافظ تابشی مدارهای الکترونیکی برای کاربردهای انرژی بالاتر. به طور کلی، تأثیر استفاده از انرژی کم زیر 150 کیلو ولت بهتر است.

تشدید کننده تصویر یک آشکارساز منطقه سنتی است که یک دستگاه خلاء است. اندازه پیکسل اسمی<100μm, diameter 152-457mm (6-18in). The readout speed can reach 15-30 frames/s, which is the fastest surface detector. Due to the inherent noise generated by statistical fluctuations in the image enhancement process, the image quality is relatively poor, and the general radiographic sensitivity is only 7-8%. In the case of data superposition using a computer, the radiographic sensitivity can be increased to more than 2%. Another disadvantage is that it is fragile and has image distortion. The basic advantage of area detectors is self-evident - it has a much higher ray utilization than line detectors. Surface detectors are also more suitable for 3D direct imaging. All surface detectors have common disadvantages due to structural reasons, that is, low ray detection efficiency; inability to limit scattering and interference; small dynamic range, etc. Higher energy ranges are less effective.