¿Conoce la clasificación e introducción de los detectores de radiación CT industriales?
(1) Detector discreto CT industrial
Hay dos tipos principales de detectores utilizados en CT industrial: detectores discretos y detectores de área. Hay dos tipos de detectores de rayos X comúnmente utilizados en detectores discretos: gas y centelleo.
Los detectores de gas tienen características de colimación natural, que limitan la influencia de los rayos dispersos; casi no hay diafonía; y el dispositivo tiene buena consistencia. La desventaja es que la eficiencia de detección no es fácil de mejorar y las aplicaciones de alta energía tienen ciertas limitaciones; en segundo lugar, el intervalo de la unidad de detección es de varios milímetros, lo que es demasiado grande para algunas aplicaciones.
Más ampliamente utilizados son los detectores de centelleo. La parte de conversión fotoeléctrica del detector de centelleo puede ser un tubo fotomultiplicador o un fotodiodo. El primero tiene una excelente relación señal-ruido, pero debido al gran tamaño del dispositivo, es difícil lograr un alto grado de integración y el costo también es alto. El más utilizado en TC industrial es la combinación centellador-fotodiodo.
La principal ventaja del detector discreto que utiliza el centelleador es que la profundidad del centelleador en la dirección del rayo puede ser ilimitada, por lo que se capturan la mayoría de los fotones X entrantes y se mejora la eficiencia de detección. Especialmente en condiciones de alta energía, el tiempo de adquisición se puede acortar; debido a que los centelladores son independientes, casi no hay interferencia óptica; Al mismo tiempo, hay espaciadores de tungsteno u otros metales pesados entre los centelleadores, lo que reduce la interferencia de rayos X. La velocidad de lectura de los detectores discretos es muy rápida, del orden de microsegundos. Al mismo tiempo, el pulso de salida del acelerador se puede usar para activar la adquisición de datos, minimizando el ruido superpuesto a la señal. Los detectores discretos también son los menos sensibles al daño por radiación.
La principal desventaja de los detectores discretos es que el tamaño del píxel no se puede hacer demasiado pequeño y su intervalo adyacente (paso) es generalmente mayor que 0,1 mm; además, el precio también es más caro.
(2) Detector de superficie CT industrial
Hay tres tipos principales de detectores de área: chips semiconductores de alta resolución, detectores de panel plano e intensificadores de imagen. Los chips semiconductores se dividen además en CCD y CMOS. El CCD no es sensible a los rayos X y la superficie está cubierta con una capa de centelleador para convertir los rayos X en luz visible a la que el CCD es sensible.
El chip semiconductor tiene el tamaño de píxel más pequeño y el mayor número de unidades de detección. El tamaño de píxel puede ser tan pequeño como unas 10 micras. El número de unidades de detección depende del tamaño máximo del monocristal de silicio, y el diámetro suele ser superior a 50 mm. Debido a que la unidad de detección es pequeña y la amplitud de la señal es pequeña, se pueden combinar varias unidades de detección para aumentar la señal de medición.
Para ampliar el área efectiva del detector, pueden acoplarse ópticamente a un centelleador de área grande con lentes o fibras ópticas. Teóricamente, el área efectiva del detector puede extenderse a cualquier longitud requerida en una dirección utilizando el método de acoplamiento de fibra. La tecnología de acoplamiento óptico también puede mantener estos dispositivos semiconductores alejados de la radiación directa de los haces de rayos X para evitar daños por radiación.
Los detectores de panel plano suelen estar hechos de silicio amorfo o selenio amorfo cubiertos con cristales de centelleo (como CsI) de cientos de micrones. El tamaño de píxel es de 127 o 200 μm, y el tamaño del panel* es de unos 45 cm (18 pulgadas). La velocidad de lectura es de 3-7.5 fotogramas/s. La ventaja es que es relativamente simple de usar y no hay distorsión de imagen. La calidad de la imagen es similar a la de la fotografía de película y básicamente se puede utilizar como un producto de actualización del intensificador de imagen. La principal desventaja es que el cristal de centelleo cubierto en la superficie no puede ser demasiado grueso y la eficiencia de detección de los rayos X de alta energía es baja; es difícil resolver el problema de la dispersión y la interferencia, lo que reduce el rango dinámico. Blindaje de radiación de circuitos electrónicos para aplicaciones de mayor energía. En términos generales, el efecto de usar baja energía por debajo de 150 kV es mejor.
El intensificador de imagen es un detector de área tradicional, que es un dispositivo de vacío. Tamaño de píxel nominal<100μm, diameter 152-457mm (6-18in). The readout speed can reach 15-30 frames/s, which is the fastest surface detector. Due to the inherent noise generated by statistical fluctuations in the image enhancement process, the image quality is relatively poor, and the general radiographic sensitivity is only 7-8%. In the case of data superposition using a computer, the radiographic sensitivity can be increased to more than 2%. Another disadvantage is that it is fragile and has image distortion. The basic advantage of area detectors is self-evident - it has a much higher ray utilization than line detectors. Surface detectors are also more suitable for 3D direct imaging. All surface detectors have common disadvantages due to structural reasons, that is, low ray detection efficiency; inability to limit scattering and interference; small dynamic range, etc. Higher energy ranges are less effective.
