[发明专利]用于辐射成像的探测器设备

说明书

技术领域

本发明属于核辐射应用技术领域，具体涉及一种用于射线探测和辐射成像的气体电离室探测器设备。

背景技术

高压气体电离室，特别是充入高压惰性气体的电离室在科学实验、工业、医学和安检领域有着很广泛的应用。探测X射线的气体电离室常设计成多单元排列的形式，用于线阵或面阵的辐射成像。

公开号为CN1936498A的专利申请中提到：根据需要，可以将包括高压极和收集极的多个管状电离室组合排列成各种形式的一维或二维X、r射线阵列探测装置。由于需在管壁(兼高压电极)和中央金属细管(兼信号电极)之间加高压电，管壁的直径就受到限制，所以管状电离室不能做的太小，一般来说直径或边长多是大于5mm的，即使外形上可以做到更小，电离室性能稳定性和一致性将无法得到保证。

上世纪的90年代，医用CT仍然普遍采用高压氙气电离室作为X射线探测器，其电离室单元是用高强度薄钨板非常紧凑的分割包围而成，每个单元两侧的钨板分别作为高压电极和信号电极，所有电极板全部排列在充有高压氙气的扇型金属容器中。这样的电离室单元最小宽度一般可以达到1～2mm，比前文中多个单独密封管状电离室阵列间距更窄，位置分辨率更高。不过，CT要求每个单元都严格指向X射线发射点，且钨片需尽可能的薄(0.1～0.2mm)，X射线方向的深度又相当深(50～80mm)，这就对机械设计和加工提出非常高的要求。

文献“Usage of two types of high-pressure xenon chambers for medicalradiography”(Nucl.Instr.and Meth.A 461(2001)430-434)中提到一种称为MIC(multi-strip ionization chamber)的探测器结构，采用一块高压电极电路板和与之相对平行放置的一块多电极条信号电路板，实现了相当于单元宽度为0.4mm的电离室一维阵列，分辨率极大提高。但是，该结构整体设计是将信号收集、放大、转换等电子学电路组件全部放置到高压密闭容器中，安装和维修时，需要将高压惰性气体先行排出容器，再将内部组件全部拆卸才能进行，所以不但造成贵重气体无谓的浪费，也使探测器的安调工艺变得非常复杂，维修时间长。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种用于射线探测和辐射成像的探测器装置。本发明目的是为了提供一种高分辨率、安调工艺简单、维修方便的一维位置敏感电离室气体探测器。

本发明探测器主要由金属密封外壳、阳极板、多电极条板和电子学电路组件构成；电离室内充以高压惰性气体，X射线穿过入射窗口进入电离室，与工作气体的原子作用产生电离，电离成分在高压电场作用下向对应电极漂移，漂移产生的感应电荷正比于X射线束流强度，它们被电子学电路收集、放大、转换，最后输出到计算机。

其特征在于，所述阳极板、多电极条板设置在金属密封外壳中；所述电子学电路组件置于金属密封外壳外部；所述壳外电子学电路组件和壳内多电极条板通过夹在外壳中间的密封转接电路板进行信号连接。

优选的，金属密封外壳由底座、密封转接电路板、基板、和密封橡胶圈构成；它们之间通过多个螺钉进行连接。

优选的，所述阳极板、多电极条板由印刷电路板制成；

优选的，底座和基板组成的金属外壳由铝或低原子序数金属制成。

优选的，密封转接电路板由多层印刷电路板构成，其内层设有导电电路，密封转接电路板结合柔性线路板或导线束将壳外电子学电路组件和壳内多电极条板的信号连接起来。

优选的，射线进入的入射窗采用在底座上开槽的薄窗设计，薄窗与周边结构的采用弧形的过渡构造。

优选的，底座和基板分别设置柱状凸起。阳极板和多电极条板分别用粘接剂粘接到底座柱状凸起和基板柱状凸起上。

优选的，底座侧面设有充排气口，用于抽真空和充入高压气体。

优选的，多电极条电路板上用于收集电荷的电极条阵列呈扇型分布。所有电极条指向射线源。

优选的，金属密封壳内充入高压惰性气体。

从上述描述中，可以看出本发明的优点：气体灵敏区单独密封，不受其他电子学电路信号的干扰；在进行电子学电路组件安调和维修时，不需要打开密封外壳，减少工艺工序，提高工作效率。

本发明位置敏感气体探测器结构可以广泛用于带电粒子探测、高能光子探测的科研领域；也可用于小型物品CT、人体扫描透视等工业或安检领域；经过适当的设计，还可以应用于要求更高的核医学领域。

附图说明