專利名稱：一種高千伏x射線點掃描成像系統(tǒng)用背散射探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種社會公共安全檢查設(shè)備，特別涉及一種高千伏X射線點掃描成像系統(tǒng)中的背散射探測器。
背景技術(shù)：
目前公知的高千伏(300KeV～10MeV)X射線點掃描成像系統(tǒng)所使用的背散射探測器，均是采用閃爍材料將背散射X射線轉(zhuǎn)換成可見光，可見光傳輸?shù)焦怆姳对龉艿墓怆婈帢O上并打出光電子，光電子被打拿極放大成電信號輸出。
若想提高X射線的背散探測靈敏度，背散射探測器必須有足夠大的接收面積，這樣就在一般點掃描成像系統(tǒng)的筆形束兩側(cè)配置了若干對背散射探測器，造成點掃描成像系統(tǒng)龐大、結(jié)構(gòu)復雜，故障率高。
而為了提高X射線點掃描成像系統(tǒng)的性能指標，閃爍材料必須是低余輝、高X射線吸收效率和高光轉(zhuǎn)換效率的，其發(fā)光光譜與光電倍增管光電陰極的光譜響應(yīng)相匹配，并要求能夠防潮。但在目前這種背散射探測器中一般均使用單一的閃爍材料，即粉屏類或透明晶體類。屬粉屏類的，余輝低、光轉(zhuǎn)換效率高，但是面密度低、射線的吸收效率也低；屬透明晶體類的，光轉(zhuǎn)換效率高、X射線吸收效率高、光譜匹配好，但是余輝大、容易受潮或者是價格極高，難以滿足人們的要求。
實用新型內(nèi)容本實用新型克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種結(jié)構(gòu)合理、性能優(yōu)良的高千伏(300KeV～10MeV)X射線點掃描成像系統(tǒng)用背散射探測器。
本實用新型采用平截四棱錐體結(jié)構(gòu)，由錐體底面、錐體頂面及其余四個錐面構(gòu)成一密封殼體。所述錐體底面為X射線的入射窗，其外層為鋁塑板，內(nèi)層為氟氯化鋇屏，所述鋁塑板又由外層的聚乙烯板和內(nèi)層的鋁箔構(gòu)成。所述的錐體頂面及其余四個錐面為鋼板彼此連接而成，在錐體頂面及其余四個錐面的內(nèi)表面上用白色反射膠粘貼著涂有高效透明防潮膠的透明的碘化銫閃爍晶體片。所述四個錐面上分別固定安裝有光電倍增管。所述平截四棱錐體的錐體底面、錐體頂面及其余四個錐面的接合部采用不透光的具有防潮功能的黑色硅橡膠進行粘接密封。
本實用新型采用合理的平截四棱錐體結(jié)構(gòu)，增大了接收面積，提高了系統(tǒng)的靈敏度。同時利用錐體底面的氟氯化鋇層吸收掉低能量的X射線，利用錐體頂面及其余四個錐面的透明的碘化銫晶體片充分吸收高能X射線，這種兩種閃爍材料分層吸收X射線的復合閃爍結(jié)構(gòu)，大大的減少了余輝，提高了X射線吸收效率、提高了光的轉(zhuǎn)換效率，其適用于所有的高千伏(300KeV～10MeV)X射線點掃描成像系統(tǒng)中作背散射探測器使用，尤其適用于海關(guān)集裝箱或大型貨物車的X射線點掃描成像檢查系統(tǒng)裝置中作背散射探測器使用。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的工作示意圖。
圖中1-鋼板外殼，2-光電倍增管，3-碘化銫晶體片，4-氟氯化鋇屏，5-鋁塑板，6-背散射X射線，7-被檢物，8-筆形X射線束，9-斬波輪，10-X射線源。
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合說明書附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理做進一步說明本實用新型適用于高千伏(300KeV～10MeV)X射線點掃描成像系統(tǒng)。
如附圖1所示，本實用新型采用平截四棱錐體結(jié)構(gòu)，由錐體底面、錐體頂面及其余四個錐面構(gòu)成一密封殼體。所述錐體底面為X射線的入射窗，其外層為鋁塑板5，內(nèi)層為氟氯化鋇屏4，所述鋁塑板5由2～5毫米厚度的聚乙烯板和0.02～0.04毫米厚度的鋁箔組成；鋁塑板5具有高X射線透過性，既對光線密封又對氟氯化鋇屏4起支撐作用，此鋁塑板5材料對40KeV和60KeV的X射線的透過率分別為93.4％和94.4％，這樣就可以讓背散射X射線6充分地透過。在鋁塑板5的內(nèi)表面上粘貼有面密度為每平方厘米0.15～0.20克的低余輝、高光轉(zhuǎn)換效率的粉狀氟氯化鋇屏4。由于考慮其光線輸出問題，氟氯化鋇屏4不可能制作的很厚，經(jīng)試驗比較，對450KeV的X射線源，作為背散射熒光屏其最佳面密度為每平方厘米0.15～0.20克。氟氯化鋇屏4被粘貼在鋁塑板5的內(nèi)表面上，其對40KeV的X射線的吸收效率為93％，透過率為6％。因此能量低于40KeV的X射線能透過氟氯化鋇屏4而入射到錐體頂面及其余四個錐面上的碘化銫晶體片3上的就微乎其微了。
所述的錐體頂面及其余四個錐面為鋼板外殼1彼此連接而成，在錐體頂面及其余四個錐面的內(nèi)表面上用白色反射膠粘貼著涂有高效透明的防潮膠的透明的碘化銫晶體片3。透明的碘化銫晶體片3的X射線吸收效率高，相對光輸出高，價格相對便宜，且其材料厚度可以根據(jù)需要進行選擇加工。但是碘化銫晶體片3的余輝一般來說偏大，根據(jù)閃爍體的余輝與閃爍體接受的吸收劑量率和吸收劑量有關(guān)這一規(guī)律，由于碘化銫晶體片3的等效原子序數(shù)較高(為54.18)，對較低能量的X射線的吸收系數(shù)也必然較大。如果入射X射線的低能成份較豐富，并直接照射到碘化銫晶體片3上，必然在碘化銫晶體片3的入射表面層內(nèi)發(fā)生大吸收劑量率和大吸收劑量，從而造成有大余輝的結(jié)果。但采用上述的兩種閃爍材料分層吸收X射線復合閃爍的結(jié)構(gòu)后，使低能量X射線都盡量被第一層的氟氯化鋇屏4吸收，這樣第二層的碘化銫晶體片3的余輝就可以大大的減少了。為了防止碘化銫晶體片3的潮解，在透明的碘化銫晶體片3的光輸出表面上涂敷一層高效透明的防潮膠。經(jīng)過如此構(gòu)成高千伏X射線背散射探測器，具有高X射線吸收效率、高光轉(zhuǎn)換效率、低余輝、價格便宜、易于加工并防潮等優(yōu)良的性能。
所述四個錐面及錐體頂面上分別固定安裝有2～5個光電倍增管2。每個光電倍增管2伸入鋼板外殼1內(nèi)的深度L為40～50毫米——這是經(jīng)過試驗得到的最大光傳輸和接收效率的伸入深度。
所述平截四棱錐體的錐體底面、錐體頂面及其余四個錐面的接合部采用不透光的具有防潮功能的黑色硅橡膠進行粘接密封。
如附圖2所示，本實用新型工作時，X射線源10為450KeV的X射線源，它發(fā)出的扇形X射線束被斬波輪9屏蔽成筆形X射線束8；當筆形X射線束8照射到被檢物7上時，形成了發(fā)散的背散射X射線6；背散射X射線6透過鋁塑板5和氟氯化鋇屏4組合而成的X射線入射窗時，其低能成份大部分被氟氯化鋇屏4吸收并轉(zhuǎn)換為可見光，而穿透的高能成份入射到透明的碘化銫晶體片3上時，被碘化銫晶體片3充分吸收并轉(zhuǎn)換為可見光；可見光傳給光電倍增管2的光電陰極，在光電陰極上打出光電子，光電子被打拿極放大并輸出電信號。
當斬波輪9圍繞X射線源10旋轉(zhuǎn)時，筆形X射線束8對被檢物7在垂直方向形成飛點掃描，由于被檢物7在不同的位置背散射X射線6的強度不同，所以本實用新型的信號也相應(yīng)變化，從而形成一列信號輸出。隨著被檢物7與X射線源10及本實用新型做水平方向的相對運動，就形成了一系列的信號及背散射圖像輸出。
權(quán)利要求1.一種高千伏X射線點掃描成像系統(tǒng)用背散射探測器，包括光電倍增管(2)，其特征在于所述背散射探測器采用平截四棱錐體承載兩種閃爍材料分層復合式結(jié)構(gòu)，由錐體底面、錐體頂面及其余四個錐面構(gòu)成一密封殼體；所述錐體底面外層為鋁塑板(5)，內(nèi)層為氟氯化鋇屏(4)，所述鋁塑板(5)由外層的聚乙烯板和內(nèi)層的鋁箔構(gòu)成；所述的錐體頂面及其余四個錐面為鋼板外殼(1)彼此連接而成，在錐體頂面及其余四個錐面的內(nèi)表面上為透明的碘化銫晶體片(3)；所述四個錐面和錐體頂面上分別固定安裝有光電倍增管(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高千伏X射線點掃描成像系統(tǒng)用背散射探測器，其特征在于碘化銫晶體片(3)表面上涂有透明防潮膠。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高千伏X射線點掃描成像系統(tǒng)用背散射探測器，其特征在于碘化銫晶體片(3)用白色反射膠粘貼在錐體頂面及其余四個錐面的內(nèi)表面上。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高千伏X射線點掃描成像系統(tǒng)用背散射探測器，其特征在于所述平截四棱錐體的錐體底面、錐體頂面及其余四個錐面的接合部采用黑色硅橡膠進行粘接密封。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高千伏X射線點掃描成像系統(tǒng)用背散射探測器，其特征在于所述的鋁塑板(5)由2～5毫米厚度的聚乙烯板和0.02～0.04毫米厚度的鋁箔組成。
6.如權(quán)利要求1所述的一種高千伏X射線點掃描成像系統(tǒng)用背散射探測器，其特征在于氟氯化鋇屏(4)的面密度為每平方厘米0.15～0.20克。
7.如權(quán)利要求1所述的一種高千伏X射線點掃描成像系統(tǒng)用背散射探測器，其特征在于所述光電倍增管(2)數(shù)量為2～5個，每個光電倍增管(2)伸入鋼板外殼(1)內(nèi)的深度L為40～50毫米。
專利摘要本實用新型公開了一種適用于高千伏(300KeV～10MeV)X射線點掃描成像系統(tǒng)所使用的背散射探測器。本實用新型采用平截四棱錐體結(jié)構(gòu)，由錐體底面、錐體頂面及其余四個錐面構(gòu)成一密封殼體。所述錐體底面為X射線的入射窗，其外層為鋁塑板(5)，內(nèi)層為氟氯化鋇屏(4)，所述錐體頂面及其余四個錐面的內(nèi)表面上粘貼著透明的碘化銫閃爍晶體片(3)，在四個錐面和錐體頂面上分別固定安裝有光電倍增管(2)。本實用新型利用錐體底面的氟氯化鋇層(4)吸收掉低能量的X射線，利用錐體頂面及其余四個錐面的透明的碘化銫晶體片(3)充分吸收高能X射線，這種采用兩種閃爍材料分層吸收X射線的復合式結(jié)構(gòu)，大大的減少了余輝，提高了X射線吸收效率，提高了光的轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號G01T1/00GK2816803SQ20052011403
公開日2006年9月13日 申請日期2005年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者董國平, 黃校垣, 吳建義, 金川 申請人:北京中盾安民分析技術(shù)有限公司, 公安部第一研究所