探测系统及探测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及检测技术领域，具体而言，涉及一种探测系统及探测方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中，在医学和工业及安全核辐射探测及成像领域主要采用基于闪烁体探测器的探测系统进行探测，设计人经研宄发现，这种探测系统对射线的转换效率低，需要较大的射线剂量，适用范围有限。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种探测系统及探测方法，以改善现有技术中基于闪烁体探测器的探测系统适用范围有限的问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下:
[0005]第一方面，本发明实施例提供了一种探测系统，包括:碲锌镉线阵探测器、处理器和多个读出电路；所述碲锌镉线阵探测器包括碲锌镉探测器，所述碲锌镉探测器包括多个像素单元，所述多个像素单元中，两两像素单元电极间存在间隔，每个所述像素单元分别对应一个所述读出电路；
[0006]所述碲锌镉线阵探测器用于通过所述多个像素单元探测透过待测物的X射线，将探测得到的所述X射线的能量转换为电信号；每个所述读出电路分别用于获得对应像素单元得到的电信号，对幅度符合预设阈值的电信号进行计数读出，得到计数值；所述处理器用于设定所述预设阈值，并对所有所述读出电路的计数值进行分析成像。
[0007]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，每个所述读出电路均包括模拟电路，所述模拟电路包括前置放大电路、极零相消电路、成型放大电路和基线恢复电路；
[0008]所述前置放大电路与所述碲锌镉探测器耦合，用于将获得的所述碲锌镉线阵探测器得到的射线能量转化为指数衰减信号；所述极零相消电路与所述前置放大电路耦合，用于消除所述指数衰减信号的上冲或下冲；所述成型放大电路与所述极零相消电路耦合，用于将消除上冲或下冲后的所述指数衰减信号转化为高斯波形，对所述高斯波形进行信号幅度放大；所述基线恢复电路与所述成型放大电路耦合，用于对进行信号幅度放大后的所述尚斯波形进彳丁基线恢复。
[0009]结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，每个所述读出电路均还包括数字电路，所述数字电路包括甄别器、逻辑窗、计数器和缓存器；
[0010]所述甄别器通过比较器与所述基线恢复电路耦合，用于得到符合所述预设阈值的电信号；所述逻辑窗与所述甄别器耦合，用于输出高低电平或数字信号；所述计数器与所述逻辑窗耦合，用于在所述逻辑窗输出符合所述预设阈值的电信号时进行计数；所述缓存器与所述计数器耦合，用于存储所述计数器的计数值。
[0011]结合第一方面，或第一方面的第一种?第二种任意一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述处理器包括可编程逻辑控制器和上位机，所有所述读出电路均与所述可编程逻辑控制器耦合，所述可编程逻辑控制器与所述上位机耦合；
[0012]所述处理器用于设定所述预设阈值，对所有所述读出电路的计数值进行分析成像，包括:
[0013]所述可编程逻辑控制器用于对所有所述读出电路的所述预设阈值进行配置，读取所有所述读出电路获得的计数值，将读取的所有所述计数值传递至所述上位机；所述上位机用于对获得的所有所述计数值进行分析成像，控制所述可编程逻辑控制器对各所述读出电路进行配置。
[0014]结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述上位机用于通过读出控制信号控制所述可编程逻辑控制器对各所述读出电路进行配置，所述读出电路中包括多个所述缓存器；
[0015]所述读出控制信号包括nCNTRST、RDCLK, DUP和DSEL ；DSEL为缓存器数据输入选择控制信号，当DSEL为低电平时输入为上一个缓存器，所述读出电路中的多个所述缓存器组成移位寄存器，通过RDCLK的上升沿依次移位读出，完成所述多个读出电路的级联；DSEL为高电平时输入为对应的计数器，通过DUP的上升沿将计数器的值锁存到缓存器中，计数器值读出后通过nCNTRST清零，低电平有效；
[0016]所述计数器在DSEL为高或nCNTRST为低时不工作，其余时间均进行计数。
[0017]第二方面，本发明实施例提供了一种探测方法，应用于探测系统，所述探测系统包括碲锌镉线阵探测器、处理器和多个读出电路，所述碲锌镉线阵探测器包括碲锌镉探测器，所述碲锌镉探测器包括多个像素单元，所述多个像素单元中，两两像素单元电极间存在间隔，每个所述像素单元分别对应一个所述读出电路，所述方法包括:
[0018]每个所述像素单元探测透过待测物的X射线，将探测到的所述X射线的能量转换为电信号；
[0019]所述读出电路获得对应的所述像素单元得到的电信号，对幅度符合预设阈值的电信号进行计数读出，得到计数值；
[0020]所述处理器预先设定所述预设阈值，对所有所述读出电路的计数值进行分析成像。
[0021]结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述读出电路获得对应的所述像素单元得到的电信号，包括:
[0022]获得对应的所述像素单元得到的电信号；
[0023]将获得的所述射线能量转化为指数衰减信号；
[0024]消除所述指数衰减信号的上冲或下冲；
[0025]将消除上冲或下冲后的所述指数衰减信号转化为高斯波形，对所述高斯波形进行信号幅度放大；
[0026]对进行信号幅度放大后的所述高斯波形进行基线恢复。
[0027]结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述根据预设阈值，对幅度符合所述预设阈值的电信号进行计数读出，得到计数值，包括:
[0028]从进行基线恢复后的信号中得到符合所述预设阈值的电信号；
[0029]输出符合所述预设阈值的电信号；
[0030]在输出符合所述预设阈值的电信号时进行计数，得到计数值；
[0031]存储所述计数值。
[0032]结合第二方面，或第二方面的第一种?第二种任意一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述处理器包括可编程逻辑控制器和上位机，所述处理器预先设定所述预设阈值，对所有所述读出电路的计数值进行处理，包括:
[0033]所述可编程逻辑控制器对所有所述读出电路进行配置，读取所有所述读出电路存储的所述计数值，将读取的所有所述计数值传递至所述上位机；
[0034]所述上位机对获得的所有所述计数值进行分析成像，控制所述可编程逻辑控制器对各所述读出电路进行配置。
[0035]结合第二方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述碲锌镉线阵探测器还包括接插件和封装基板，所述接插件焊接在所述封装基板一侧、所述碲锌镉探测器倒装在所述封装基板另一侧，所述接插件和所述碲锌镉探测器均安装在所述封装基板上；
[0036]所述接插件与所述碲锌镉探测器互相平行；或
[0037]所述接插件与所述碲锌镉探测器互相垂直。
[0038]本发明实施例中，摈弃了现有技术中采用闪烁体探测器进行探测的方案，经多方验证，巧妙地选用了 CZT线阵探测器，使得X射线能量可以直接转换，显著降低了对射线剂量的需求；巧妙地采用了计数型技术方案，可以实现灵活计数，从而可以将计数值进行合成得到更清晰的图像，设计十分巧妙，符合实际需求。
[0039]进一步地，本发明实施例中，读出电路包括模拟电路和数字电路，对模拟电路、数据电路的电路结构进行了巧妙设计，各器件电路相互配合进行计数，有效确保了计数的可靠性。
[0040]本发明实施例中的探测系统和探测方法设计巧妙、实施方便、能显著提高探测系统对射线的转换效率，进而提高探测系统的适用范围，符合实际需求，具有突出的实质性特点和显著进步，适合大规模推广应用。
[0041]本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图来实现和获得。
【附图说明】
[0042]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，