[发明专利]一种伪双能X射线线阵成像系统

摘要

本发明涉及一种伪双能X射线线阵成像系统，该成像系统采用单源伪双能成像结构，在低能探测芯片和高能探测芯片之间加滤波铜片以构成伪双能探测模块，多组伪双能探测模块首尾依次串接可构成更大长度的伪双能成像系统。X射线高能和低能线阵探测芯片均用遮光薄膜包裹，以抑制散射光线干扰、提高伪双能图像采集的清晰度。该成像系统的X射线线阵探测芯片体积小可拆卸，便于携带。系统主要由电源模块，伪双能探测模块，图像采集模块，SD卡存储模块，网络传输模块和图像显示模块组成，其中采用FPGA作为主控芯片，采用W5300网络模块传输数据，可实现高速和远距离伪双能图像的传输和伪双能图像的实时显示。

主权项

一种伪双能X射线线阵成像系统，其特征在于，包括：由多组伪双能探测模块首尾依次串接组成的伪双能探测模块组；所述伪双能探测模块包括均用遮光薄膜覆盖的低能探测芯片和高能探测芯片，低能探测芯片和高能探测芯片之间设有滤波铜片；低能探测芯片和高能探测芯片分别与低能A/D模块和高能A/D模块相连；低能探测芯片包括上下设置的低能闪烁体和第一光敏单元，高能探测芯片包括上下设置的高能闪烁体和第二光敏单元；与伪双能探测模块组通信的中央处理单元；与中央处理单元通过网络通信连接的上位机；伪双能探测模块组采集到的信号经过中央处理单元处理后通过以太网传递给上位机以灰度图像显示，实现快速远距离传输图像数据；为伪双能探测模块组和中央处理单元供电的电源模块；所述上位机发送采样命令后，中央处理单元内部的A/D寄存器配置驱动模块和W5300时序驱动模块工作，在驱动模块控制下完成A/D模块内部寄存器的基本配置和W5300模块的复位操作；中央处理单元检测到配置完成后启动伪双能探测芯片时序驱动模块，A/D采样时序控制模块和双口RAM时序控制模块，伪双能探测模块开始像素逐行扫描；A/D采样时序控制模块包含多个模拟信号处理通道，能同时对多组伪双能探测模块采样；高、低能A/D模块内部转换后的16位数字量以高8位，低8位的模式在双口RAM时序控制模块控制下分别输出到中央处理单元内部不同地址的双口RAM暂存，网络模块通过数据总线读取双口RAM的数据发送给上位机实时显示，同时外部SD卡能够读取双口RAM数据存储备份，便于后期图像处理；对采集到的高低能图像数据进行算法处理，根据算法处理后得到原子序数及材料密度信息进行物质识别；所述上位机完成伪双能图像采集的控制与传输，主要实现SOCKET通讯和灰度图像的实时显示功能；上位机设置为TCP客户端模式，与服务器端W5300进行网络通讯；上位机将采样、行频、采样速率命令下达给下位机同时接收下位机的双能图像数据，并以灰度图像显示；下位机接收上位机的控制命令并执行相应的操作，同时将采集的图像数据由网络模块高速传输给上位机。