本发明专利技术涉及一种测量X射线连续能量谱的仪器，由X射线衰减器、X射线传感器、前置放大电路、模拟/数字转换电路、接口电路和软件等主要部分组成。所述接口电路包含控制接口、数据接口及电源接口。所述X射线传感器是垂直于射线照射方向放置的X射线传感器，包含N个独立的单元。其中N是大于1的自然数。相应地，系统具有N个测量通道，各通道对应的X射线衰减器的配置不同，使传感器对不同能量X射线光子的响应不同，产生的信号包含了能谱信息。信号输入计算机后，由专门的算法软件处理，得到X射线连续能谱。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种测量X射线连续能量谱的仪器，由X射线衰减器、X射线传感器、前置放大电路、模拟/数字转换电路、接口电路和软件等主要部分组成。所述接口电路包含控制接口、数据接口及电源接口。所述X射线传感器是垂直于射线照射方向放置的X射线传感器，包含N个独立的单元。其中N是大于1的自然数。相应地，系统具有N个测量通道，各通道对应的X射线衰减器的配置不同，使传感器对不同能量X射线光子的响应不同，产生的信号包含了能谱信息。信号输入计算机后，由专门的算法软件处理，得到X射线连续能谱。【专利说明】X射线连续能谱仪
本专利技术涉及一种测量X射线连续能量谱的能谱仪，具体地说，是涉及一种可以直 观、全面并且精确量化X射线品质的、专门测量连续谱的X射线能谱仪。
技术介绍
由于高速电子在阳极靶上的轫致辐射作用，X光机发出的射线能谱主要是连续谱， 强度随能量连续变化，相应的光子波段较宽，这样的X射线也被称作白色X光(或复色X光)， 具有特定的品质。 不同能量的射线光子穿过物体时的衰减系数不同，使X射线的品质发生变化，从 而影响X射线影像的清晰度。 因此，了解X射线的品质，对于提高影像质量有关键的作用。 X射线机的主要指标之一是管电压，即X射线管中电子的加速电压，以千伏（KV)来 表示。管电压限制了射线光子的最大能量，对应的最小波长即短波限。 目前X射线品质(简称线质）通常以半值层厚度（HVT)等指标来衡量，就是使X射 线束的强度减弱到衰减前的一半所需的特定物质(如铝、铜等)厚度(毫米)，反映 X射线束的 穿透能力。 图1是一种测量窄束X射线半值层的装置的原理示意图。图中（1)是待测X射线 束。X射线经限束器（2)和（4)变成近似的窄束射线。X射线经过衰减片（3)后到达传感器 (5)，传感器产生信号。当传感器测量出射线强度减弱为未经衰减时的一半，这时候衰减片 的厚度就是半值层厚度。 在相同的管电压下，不同的X射线机产品的半值层并不相同，即线质有差异。 半值层等指标根据穿透能力来间接地估测X射线光子的平均能量，简单但是不够 精确，尤其是只能在特定条件下使用，通用性不强，无法满足整个行业不断提高的需求。因 此，整个行业需要更直观、更全面和更精确的方法及产品。 线质差异的本质是能谱上的差异。因此测量能谱才是衡量X射线线质的根本办 法。 可见，现有的X射线线质的衡量方法存在上述缺陷，需要改进。本专利技术有效地弥补 了上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有X射线线质衡量方法的缺陷，提出了相应的改进方案，提供 了一种能够有效测量X射线能量分布的方法和装置。 本专利技术为解决上述技术问题而采取的技术方案为：一种X射线连续能谱仪，由X射 线衰减器、X射线传感器、前置放大电路、模拟/数字转换电路、接口电路和软件等主要部分 组成。 所述X射线衰减器可以由纯铜等材料制成。厚度沿着垂直于射线照射方向的平面 内连续变化，材料和厚度等参数按照系统设计的要求进行优化。 所述X射线传感器是垂直于射线照射方向放置的X射线传感器，包含N个独立的 单元。其中N是大于1的自然数。结合使用对应的衰减器，较多数量的单元可以形成较多 不同配置的信号通道、更精细地反映 X射线光子组合比例的信息。 各个单元分别连接到前置放大器上，产生的模拟信号输入到模拟/数字转换电路 并转换成数字信号，再通过接口电路输入到计算机，由软件按照一定算法得到X射线能谱 曲线。 工作原理：材料成份和厚度确定的衰减器对单能射线衰减的比例是已知的。把未 知的连续能谱近似为多个单能射线组成的能谱。根据各传感器通道探测到的信号计算出相 应的衰减器对X射线衰减的比例。设定一个初始能谱，在对应系统模型的算法软件中模拟 出衰减比例，与实际测得的衰减比例进行比较，计算偏差的二乘值，以二乘值减小为标准， 对初始能谱进行修正，直到偏差符合系统要求，这时修正过的能谱就是待测能谱。 本专利技术所述X射线传感器，其中N是大于1的自然数。 所述X射线传感器是由对X射线敏感并输出电信号的材料组成。 所述接口电路包含控制接口、数据接口及电源接口。 本专利技术一方面采用X射线传感器来吸收经过衰减器衰减过的X射线，并直接给出 衰减值；另一方面采用垂直于射线照射方向放置传感器的方式，使射线同时作用于多个不 同配置的单元，构成多个信号通道、得到更多关于不同能量X射线衰减的信息，从而得到较 高的能量分辨率。 【专利附图】【附图说明】 图1为常用的半值层测量装置示意图。 图2为X射线连续能谱仪的工作原理示意图。 【具体实施方式】 参照图2所示，本专利技术由以下六个主要部分组成：由X射线衰减器（2)、X射线传感 器（3)、前置放大电路（4)、模拟/数字转换电路（5)、接口电路（6)和软件（7)。图中（1)为 待测X射线束。 所述X射线衰减器可以由纯度为99. 9%以上的铜材料制成。厚度沿着垂直于射线 照射方向的平面内连续变化，测量时放置在待测射线源与传感器之间。 所述X射线传感器可以是线阵列X射线传感器，每排传感器包含N个单元。其中N 是大于1的自然数。各个单元分别连接到前置放大器上，产生的模拟信号输入到模拟/数字 转换电路并转换成数字信号，再通过接口电路输入到计算机，由专门的算法软件进行解谱。 所述线阵列X射线传感器可以是由闪烁体层和光电转换器件耦合而成的传感器， 其中的闪烁体层把X射线信号转换成可见光信号。 所述接口电路包含控制接口、数据接口及电源接口。 所述接口电路把传感器单元对应通道的数字信号传输到计算机。 参照图2所示，以N=32为例，线阵列传感器放置在垂直于X射线照射中心线的同 一个平面上。并且使X射线照射方向垂直于阵列的排列方向。 本专利技术所描述的衰减器、线阵列传感器以及32个单元数等具体(描述)数据仅作为 实施范例，以方便技术人员理解其实施方法及核心原理；具体的衰减器的材料不仅可以是 铜，还可以是铝、银、金等其他材料或材料组合；衰减器的厚度配置不仅可以是一维变化的 厚度、还可以是螺旋形等二维变化的厚度配置等；传感器还可以是二维面阵列等；单元数 量等参数按照系统设计来确定，在实际应用中并不限于32。本说明书的内容不应该理解为 是对本专利技术在应用范围和具体实施办法等方面的任何限制。所有未脱离本专利技术方案内容， 根据本专利技术的核心原理及方法所作的任何修改、变更或等效变化，都属于本专利技术的范围。【权利要求】1. 一种X射线连续能谱仪，其特征为：能谱仪由含有N个单元的X射线传感器、X射线 衰减器、前置放大电路、模拟/数字转换电路、包含控制接口、数据接口及电源接口的接口 电路和软件组成。2. 如权利要求1描述的X射线传感器，其特征为：所述X射线传感器由N个单元组成， 其中N自然数。3. 如权利要求2描述的X射线传感器，其特征为：其中的N是2到16384之间的自然 数。4. 如权利要求1描述的X射线传感器，其特征为所述传感器是由闪烁体层和光电转换 器件耦合而成的传感器，其中的闪烁体层把X射线信号转换成可见光信号。5. 如权利要求1描述的X射线衰减器，其特征为厚度沿着垂直于射线照射方向的平面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种X射线连续能谱仪，其特征为：能谱仪由含有N个单元的X射线传感器、X射线衰减器、前置放大电路、模拟/数字转换电路、包含控制接口、数据接口及电源接口的接口电路和软件组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高占军，
申请(专利权)人：高占军，
类型：发明
国别省市：北京;11
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