【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及x射线光通量探测，更具体地涉及一种光通量探测器。
技术介绍
1、在应用x射线的众多领域中，如软x自由电子激光、医学影像、材料科学研究、工业无损检测以及安全检查等，对光通量的检测是至关重要的。光通量是衡量光源发光能力的关键指标之一，它反映了x射线源在单位时间内所发出的、能够被人眼或探测器所感受到的那部分辐射能量。
2、然而，由于x射线的特殊性质，其光通量的测量相对复杂。传统的测量方法往往存在精度不足、操作繁琐等问题，难以满足现代医疗和工业检测领域对高精度、高效率测量的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种光通量探测器，以实现x射线的光通量的高精度、高效率测量。
2、基于上述目的，本专利技术提供一种光通量探测器，包括腔体，腔体具有内腔，腔体上设有入射口、出射口和充气口，入射口用于供x射线入射至内腔中，出射口用于供x射线从内腔中射出，充气口用于向内腔通入预设气体；内腔中设有第一极板组件和第一电子倍增器，入射口、第一极板组件和出射口沿x射线传输方向依次设置；第一极板组件包括第一电压极板和第一信号采集极板，第一电压极板和第一信号采集极板均位于与水平面平行的平面内，且沿z向相对设置；第一电压极板上施加有正电压，以使第一电压极板和第一信号采集极板之间形成电场；第一信号采集极板包括第一锯齿板和第二锯齿板，第一锯齿板和第二锯齿板相互匹配并形成为方形极板，第一锯齿板和第二锯齿板之间绝缘；第一电子倍增器分别与第一锯齿板和第二锯齿板相连，且连接负电压；
3、预设气体用于与x射线发生电离而产生带电粒子，带电粒子在第一电压极板和第一信号采集极板之间的电场的作用下运动至第一锯齿板和第二锯齿板，第一锯齿板上的带电粒子形成第一电流信号，第二锯齿板上的带电粒子形成第二电流信号，第一电子倍增器用于对第一电流信号和第二电流信号进行原始放大，信号采集分析装置用于采集放大后的第一电流信号和放大后的第二电流信号，并计算x射线的光通量。
4、进一步地，所述x射线的光通量满足如下关系式：
5、
6、其中，ic为第一电流信号和第二电流信号之和，flux为光通量，μ为预设气体的线性吸收系数，为第一信号采集极板的长度，e0为入射光子能量，其可预先得到，w为平均电离能，为转化效率。
7、进一步地，所述入射口的中心线与所述第一极板组件的中心线对齐，所述信号采集分析装置还设置为根据所述放大后的第一电流信号和所述放大后的第二电流信号确定所述x射线沿x向偏离所述第一极板组件的中心线的偏离值。
8、进一步地，所述x射线沿x向偏离所述第一极板组件的中心线的偏离值满足如下关系式：
9、
10、
11、其中，x为所述x射线沿x向偏离所述第一极板组件的中心线的偏离值，b1为第一信号采集极板的宽度，k1为第一比例系数，i1为放大后的第一电流信号，i2为放大后的第二电流信号。
12、进一步地，所述内腔中还设有第二极板组件和第二电子倍增器，所述信号采集分析装置与所述第二电子倍增器相连，所述第二极板组件的中心线与所述第一极板组件的中心线对齐；所述第二极板组件位于所述第一极板组件和所述出射口之间；所述第二极板组件包括第二电压极板和第二信号采集极板，所述第二电压极板和所述第二信号采集极板均位于与水平面垂直的平面内，所述第二电压极板上施加有电压，以使所述第二电压极板和所述第二信号采集极板之间形成电场；所述第二信号采集极板包括第三锯齿板和第四锯齿板，所述第三锯齿板和所述第四锯齿板相互匹配并形成为方形极板，所述第三锯齿板和所述第四锯齿板之间绝缘，所述第二电子倍增器分别与所述第三锯齿板和所述第四锯齿板相连，且连接负电压；
13、所述预设气体和所述x射线相互作用产生的带电粒子在所述第二电压极板和所述第二信号采集极板之间的电场的作用下运动至所述第三锯齿板和所述第四锯齿板，并在所述第三锯齿板上形成第三电流信号，以及在所述第四锯齿板上形成第四电流信号；所述第二电子倍增器用于对所述第三电流信号和所述第四电流信号进行放大，所述信号采集分析装置用于采集放大后的第三电流信号和放大后的第四电流信号，并计算所述x射线沿z向偏离所述第二极板组件的中心线的偏离值。
14、进一步地，所述x射线沿z向偏离所述第二极板组件的中心线的偏离值满足如下关系式：
15、
16、
17、其中，z为所述x射线沿z向偏离所述第二极板组件的中心线的偏离值，b2为第二信号采集极板的宽度，k2为第二比例系数，i3为放大后的第三电流信号，i4为放大后的第四电流信号。
18、进一步地，所述内腔中还设有第一调节机构和第二调节机构，所述第一调节机构与所述第一电压极板和所述第一信号采集极板相连，用于调节所述第一电压极板和所述第一信号采集极板之间的间距；
19、所述第二调节机构与所述第二电压极板和所述第二信号采集极板相连，用于调节所述第二电压极板和所述第二信号采集极板之间的间距。
20、进一步地，在调节间距的过程中，所述第一极板组件的中心线和所述第二极板组件的中心线始终保持不变。
21、进一步地，所述腔体上设有抽真空孔和真空规。
22、进一步地，所述预设气体为氮气、氩气、氦气或氙气。
23、本专利技术的光通量探测器，可在线检测x射线的光通量和位置，具有检测精度高、响应时间快和信噪比高等优点。
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1.一种光通量探测器，其特征在于，包括腔体，腔体具有内腔，腔体上设有入射口、出射口和充气口，入射口用于供X射线入射至内腔中，出射口用于供X射线从内腔中射出，充气口用于向内腔通入预设气体；内腔中设有第一极板组件和第一电子倍增器，入射口、第一极板组件和出射口沿X射线传输方向依次设置；第一极板组件包括第一电压极板和第一信号采集极板，第一电压极板和第一信号采集极板均位于与水平面平行的平面内，且沿Z向相对设置；第一电压极板上施加有正电压，以使第一电压极板和第一信号采集极板之间形成电场；第一信号采集极板包括第一锯齿板和第二锯齿板，第一锯齿板和第二锯齿板相互匹配并形成为方形极板，第一锯齿板和第二锯齿板之间绝缘；第一电子倍增器分别与第一锯齿板和第二锯齿板相连，且连接负电压；腔体外设有信号采集分析装置，信号采集分析装置与第一电子倍增器相连；
2.根据权利要求1所述的光通量探测器，其特征在于，所述X射线的光通量满足如下关系式：
3.根据权利要求1所述的光通量探测器，其特征在于，所述入射口的中心线与所述第一极板组件的中心线对齐，所述信号采集分析装置还设置为根据所述放大后的第一电
4.根据权利要求3所述的光通量探测器，其特征在于，所述X射线沿X向偏离所述第一极板组件的中心线的偏离值满足如下关系式：
5.根据权利要求3所述的光通量探测器，其特征在于，所述内腔中还设有第二极板组件和第二电子倍增器，所述信号采集分析装置与所述第二电子倍增器相连，所述第二极板组件的中心线与所述第一极板组件的中心线对齐；所述第二极板组件位于所述第一极板组件和所述出射口之间；所述第二极板组件包括第二电压极板和第二信号采集极板，所述第二电压极板和所述第二信号采集极板均位于与水平面垂直的平面内，所述第二电压极板上施加有电压，以使所述第二电压极板和所述第二信号采集极板之间形成电场；所述第二信号采集极板包括第三锯齿板和第四锯齿板，所述第三锯齿板和所述第四锯齿板相互匹配并形成为方形极板，所述第三锯齿板和所述第四锯齿板之间绝缘，所述第二电子倍增器分别与所述第三锯齿板和所述第四锯齿板相连，且连接负电压；
6.根据权利要求5所述的光通量探测器，其特征在于，所述X射线沿Z向偏离所述第二极板组件的中心线的偏离值满足如下关系式：
7.根据权利要求5所述的光通量探测器，其特征在于，所述内腔中还设有第一调节机构和第二调节机构，所述第一调节机构与所述第一电压极板和所述第一信号采集极板相连，用于调节所述第一电压极板和所述第一信号采集极板之间的间距；
8.根据权利要求7所述的光通量探测器，其特征在于，在调节间距的过程中，所述第一极板组件的中心线和所述第二极板组件的中心线始终保持不变。
9.根据权利要求1所述的光通量探测器，其特征在于，所述腔体上设有抽真空孔和真空规。
10.根据权利要求1所述的光通量探测器，其特征在于，所述预设气体为氮气、氩气、氦气或氙气。
...【技术特征摘要】
1.一种光通量探测器，其特征在于，包括腔体，腔体具有内腔，腔体上设有入射口、出射口和充气口，入射口用于供x射线入射至内腔中，出射口用于供x射线从内腔中射出，充气口用于向内腔通入预设气体；内腔中设有第一极板组件和第一电子倍增器，入射口、第一极板组件和出射口沿x射线传输方向依次设置；第一极板组件包括第一电压极板和第一信号采集极板，第一电压极板和第一信号采集极板均位于与水平面平行的平面内，且沿z向相对设置；第一电压极板上施加有正电压，以使第一电压极板和第一信号采集极板之间形成电场；第一信号采集极板包括第一锯齿板和第二锯齿板，第一锯齿板和第二锯齿板相互匹配并形成为方形极板，第一锯齿板和第二锯齿板之间绝缘；第一电子倍增器分别与第一锯齿板和第二锯齿板相连，且连接负电压；腔体外设有信号采集分析装置，信号采集分析装置与第一电子倍增器相连；
2.根据权利要求1所述的光通量探测器，其特征在于，所述x射线的光通量满足如下关系式：
3.根据权利要求1所述的光通量探测器，其特征在于，所述入射口的中心线与所述第一极板组件的中心线对齐，所述信号采集分析装置还设置为根据所述放大后的第一电流信号和所述放大后的第二电流信号确定所述x射线沿x向偏离所述第一极板组件的中心线的偏离值。
4.根据权利要求3所述的光通量探测器，其特征在于，所述x射线沿x向偏离所述第一极板组件的中心线的偏离值满足如下关系式：
5.根据权利要求3所述的光通量探测器，其特征在于，所述内腔中还设有第二极板组...
【专利技术属性】
技术研发人员：张展飞，薛超凡，叶茂，郭智，何迎花，陈家华，祝万钱，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：
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