[发明专利]一种探测器智能控制系统及控制方法

说明书

一种探测器智能控制系统，包括外部控制模块和至少一组数据传输及控制模块；外部控制模块用于控制报文下发、反馈消息处理；数据传输及控制模块包括和外部控制模块相连用于控制报文传输、探测器和数据传输及控制模块状态信息反馈的第五类接口；解析、处理探测器、数据传输及控制模块控制报文的处理单元；和探测器分别连接传输探测器控制报文的至少一组第一类接口；和探测器分别连接传输探测器原始数据的至少一组第二类接口；采集并转发探测器原始数据或预处理数据的数据预处理单元、和外部控制模块相连传输探测器原始数据/预处理数据的与第六类接口，可形成对探测器进行动态配置、智能监控、电源管理、数据处理、对外交互、固件升级等的智能化控制平台。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种PET(Positron Emission ComputedTomography，正电子发射计算机断层扫描)设备的数据采集控制设备。

背景技术

核探测器在关系民生的日常应用中越来越普遍，在检验检疫、卫生环保、医疗领域更是获得了快速的发展。核探测器作为射线探测的基本单元，能对日常应用到的各类电离射线进行定性或定量的探测，例如料位计的X射线，水质检测与监测的α、β射线，医用CT的X射线，PET的γ射线，环境辐射本底监测的X、γ，中子等射线。

核探测器的数字化和模块化是当前最主流的发展趋势，通过某一射线探测模块对射线有效的能量转化，将高能的射线通过逐步转化为可量化。可数字化的电信号是目前核探测器的共同发展趋势，而受限于不同的应用领域，仪器开发商需要围绕模块化的探测器搭建数据采集系统和控制系统。

国外的堪培拉(Canberra)公司在核探测器领域有广阔的产品线，并针对不同型号的探测器研发可通用的数字化控制模块多道分析仪：OSPREY。OSPREY基于DSP技术，能适配NaI探测器、 LaBr3探测器或高纯锗探测器，并能提供探测器所需的正负高压选择，该多道分析仪集成固化了能谱分析、自动增益调节等功能，是目前核探测器的控制器在能谱测量领域最成熟和广泛的应用。

日本滨松公司主导核探测器的关键部件和专用模块。在特定的探测器上，滨松通过对探测器性能的测试，将参数固化到特定模块中，研发独立的电源模块和应用模块，例如在核探测器的计数领域，目前最新研发M9001-03基于PCI的计数模块卡和C499-01的高压模块。滨松通过希望通过各个部件的组合完成对任意核探测器的配置、控制和应用。

爱尔兰SensL公司针对其硅光电倍增器(SiPM)构成的核探测器，推出HRM-TDC，用于对探测器的多通道数据处理，并且内部含有TDC能完成核探测器相关时间测量、飞行时间的应用，该 TDC已经能达到27ps时间精度的测量。

国内的湖北方圆环保科技有限公司的能谱仪、αβ测量仪等核仪器一直在国内占有领先市场份额。该公司推出的集成控制器FYFS-2002F具备核探测器的高压供给、校正、能量谱统计、数据预处理等功能，同时能配对多种核探测器型号，该公司正研发下一代基于FPGA的超多通道核探测器控制器，希望通过通用平台完成多个探测器的接入，目前在αβ计数器上已经实现了8通道-10探测器的接入综合控制。

但是目前无论是医学用辐射探测器还是环境监护、检测、监测用核探测器，都是通过探测器与控制模块的混合设计，将专用电子电路和嵌入式软件系统融合一体完成探测器的供给和功能，目前的探测器对下列问题无法提供成套的解决方案：

(1)探测器的电源无法通过智能配置供给，无法实施监护。

(2)探测器的数据输出一直都是被动传输，而没有主动控制。

(3)探测器无法动态升级。

(4)阵列化探测器的管理和维护困难：阵列化探测器的星状网络全局时钟在实际应用中面临数据线繁杂，数据布线要求精度高等困难。

发明内容