一种X射线探测器测试仪的开发和应用分析.PDF

第21卷 第 4 期 CT理论与应用研究 Vol.21, No.4 2012年12月（699-704） CT Theory and Applications Dec., 2012 霍梅春, 董国平, 梁泽, 等. 一种X射线探测器测试仪的开发及应用分析[J]. CT 理论与应用研究, 2012, 21(4): 699-704. Huo MC, Dong GP, Liang Z, et al. Development and application analysis of a tester for X-ray detectors[J]. CT Theory and Applications, 2012, 21(4): 699-704. 一种 X 射线探测器测试仪的开发与应用分析   霍梅春 ，董国平，梁泽，李昊，刘丹，顾东波，苗祥月 （公安部第一研究所，北京 102200） 摘要：线阵列X 射线探测器是X射线安全检查设备的核心部件，X射线探测器测试仪是针对安检 设备的基础部件—X射线闪烁探测器的信号增益、本底噪声信号、相邻像素信号串扰等性能指标 进行测试而设计的基础部件专用测试仪器。本文简要论述 X 射线探测器测试仪的功能和关键技 术，介绍一种手动微调探测器测试仪的设计。该测试仪已经应用于 X 射线探测器的测试，文中 列出了部分测试结果。 关键词：X射线探测器；信号增益；本底噪声信号；串扰测试；均衡性测试 文章编号：1004-4140（2012）04-0699-06 中图分类号：TP391 文献标志码：A 线阵列 X 射线探测器是 X 射线安全检查设备的核心部件，其形成过程比较复杂，要经 [1] 过采购环节和后期加工制作 。对于采购的材料和器件，以及后期加工制作的工序过程，目 前只有余辉测量筛选分类，没有其他的检测手段予以工序过程或产品质量控制分析，探测 器性能指标难以保持一致。 探测器各像素本底电流一般在 fA（飞安 = 10-15 -12 A）到 pA（皮安 = 10 A）级别。当 160keV/0.6mA的X射线作用到探测器像素上时，探测器像素的信号电流在nA（纳安= 10-9 A） 级别。对于如此低级别电流信号的测试，此前没有检测仪器可供使用。 测试仪既能检测探测器阵列电流信号，对探测器进行均衡性判断，又能测试一个主像 素的电流信号和相邻像素的电流信号，从而判断主像素对相邻像素光的串扰程度。串扰的 测试基本上与探测器像素尺寸大小无关，仅仅与闪烁晶体光传输能力、像素隔层厚度、耦 合面结构等可见光串扰以及光电二极管阵列自身载流子串扰等探测器结构有关，因此可以 指导探测器的相对比较和持续改进[2－7]。 1 设计思路和关键技术 本测试仪基于 X 射线探测器信号生成模式，利用微弱信号测量仪，对 X 射线闪烁探测 器的信号增益、本底噪声信号、相邻像素信号串扰等性能指标进行测试，主要应用于探测 器研发和生产抽检过程，以判断探测器本身的性能及其对整机图像的影响程度，并对不同 的探测器性能及生产工艺方法进行评价。 收稿日期：2012-06-12。 基金项目：国家基本科研业务费专项项目（A09007）。 700 CT理论与应用研究 21卷 1.1 系统方案 测试仪系统方案主要针对系统测试功能的实现和测试仪使用功能的优化两个方面进 行。既要能够进行系统各项指标的测试，又要方便使用以及进行射线安全防护。本测试仪 关键之处在于射线光点的准确微量移动，使光点独立照射每个闪烁晶体。 本测试仪采用 X 射线后照，小角度光路的设计方案，手动控制光点移动。此方案具有 以下优点：①粘贴铅防护板的前开门，不需要克服重力，可以不费力地打开和关闭；②能 够兼顾探测器板的更换方便要求，通过平推挂装和螺钉紧固方式将探测板顺利固定到