Poznáte klasifikáciu a zavedenie priemyselných CT detektorov žiarenia?
(1) Priemyselný diskrétny CT detektor
V priemyselnom CT sa používajú dva hlavné typy detektorov – diskrétne detektory a plošné detektory. V diskrétnych detektoroch sa bežne používajú dva typy röntgenových detektorov: plynové a scintilačné.
Detektory plynov majú prirodzené kolimačné charakteristiky, ktoré obmedzujú vplyv rozptýlených lúčov; takmer žiadne presluchy; a zariadenie má dobrú konzistenciu. Nevýhodou je, že účinnosť detekcie nie je ľahké zlepšiť a vysokoenergetické aplikácie majú určité obmedzenia; po druhé, interval detekčnej jednotky je niekoľko milimetrov, čo je pre niektoré aplikácie príliš veľké.
Viac používané sú scintilačné detektory. Fotoelektrickou konverznou časťou scintilačného detektora môže byť fotonásobič alebo fotodióda. Prvý z nich má vynikajúci pomer signálu k šumu, ale kvôli veľkej veľkosti zariadenia je ťažké dosiahnuť vysoký stupeň integrácie a náklady sú tiež vysoké. Najpoužívanejšia v priemyselnom CT je kombinácia scintilátor-fotodióda.
Hlavnou výhodou diskrétneho detektora s použitím scintilátora je, že hĺbka scintilátora v smere lúča môže byť neobmedzená, takže sa zachytí väčšina prichádzajúcich X fotónov a zlepší sa účinnosť detekcie. Predovšetkým pri vysokoenergetických podmienkach môže byť čas akvizície skrátený; pretože scintilátory sú nezávislé, nedochádza takmer k žiadnemu optickému rušeniu; zároveň sú medzi scintilátormi volfrámové alebo iné ťažké kovové rozpery, čo znižuje rušenie röntgenového žiarenia. Rýchlosť čítania diskrétnych detektorov je veľmi vysoká, rádovo v mikrosekundách. Súčasne môže byť výstupný impulz urýchľovača použitý na získavanie dát, čím sa minimalizuje šum superponovaný na signál. Diskrétne detektory sú tiež najmenej citlivé na poškodenie žiarením.
Hlavnou nevýhodou diskrétnych detektorov je, že veľkosť pixelov nemôže byť príliš malá a ich susedný interval (rozstup) je vo všeobecnosti väčší ako 0.1 mm; okrem toho je aj drahsia cena.
(2) Priemyselný CT povrchový detektor
Existujú tri hlavné typy plošných detektorov: polovodičové čipy s vysokým rozlíšením, ploché panelové detektory a zosilňovače obrazu. Polovodičové čipy sa ďalej delia na CCD a CMOS. CCD nie je citlivý na röntgenové lúče a jeho povrch je pokrytý vrstvou scintilátora na premenu röntgenových lúčov na viditeľné svetlo, na ktoré je CCD citlivý.
Polovodičový čip má najmenšiu veľkosť pixelov a najväčší počet detekčných jednotiek. Veľkosť pixelov môže byť len približne 10 mikrónov. Počet detekčných jednotiek závisí od maximálnej veľkosti kremíkového monokryštálu a priemer je vo všeobecnosti väčší ako 50 mm. Pretože je detekčná jednotka malá a amplitúda signálu je malá, je možné kombinovať niekoľko detekčných jednotiek, aby sa zvýšil merací signál.
Aby sa zväčšila účinná plocha detektora, môžu byť opticky spojené s veľkoplošným scintilátorom so šošovkami alebo optickými vláknami. Teoreticky môže byť efektívna plocha detektora rozšírená na akúkoľvek požadovanú dĺžku v jednom smere použitím metódy spájania vlákien. Technológia použitia optickej väzby môže tiež udržať tieto polovodičové zariadenia mimo priameho žiarenia röntgenových lúčov, aby sa zabránilo poškodeniu žiarením.
Ploché panelové detektory sú zvyčajne vyrobené z amorfného kremíka alebo amorfného selénu pokrytého scintilačnými kryštálmi (ako je CsI) s veľkosťou stoviek mikrónov. Veľkosť pixelov je 127 alebo 200 μm a veľkosť panelu* je približne 45 cm (18 palcov). Rýchlosť čítania je približne 3-7,5 snímok/s. Výhodou je pomerne jednoduché používanie a nedochádza k deformácii obrazu. Kvalita obrazu je blízka filmovej fotografii a v podstate sa dá použiť ako vylepšený produkt zosilňovača obrazu. Hlavnou nevýhodou je, že scintilačný kryštál pokrytý na povrchu nemôže byť príliš hrubý a detekčná účinnosť vysokoenergetického röntgenového žiarenia je nízka; je ťažké vyriešiť problém rozptylu a rušenia, ktoré znižuje dynamický rozsah. Radiačné tienenie elektronických obvodov pre aplikácie s vyššou energiou. Všeobecne povedané, efekt použitia nízkej energie pod 150 kV je lepší.
Zosilňovač obrazu je tradičný plošný detektor, čo je vákuové zariadenie. Nominálna veľkosť pixelov<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.
