X射线工业CT中的数据采集.pdfVIP

第27卷第4期 核电子学与探测技术 V01．27No．4 NuclearElectronics＆Detection 2007 2007年7月 TechnologyJuly X射线工业CT中的数据采集 高富强1，卢 华2，曹 鹏2，安 康2，江仁清2 (1．重庆大学ICT研究中心2．重庆大学自动化学院重庆400030) 摘要：介绍了X射线工业CT中数据采集的～种方法。将X射线转换成与之成线性关系的微弱电 流信号，通过检测电流信号测量出x射线的相对强度。这种采集方法可根据X射线的剂量强度，灵活 的改变电流检测电路的参数，因此适用于不同能量级的X射线的采集。该X射线采集方法已经成功应 用工业CT数据采集系统中。 关键词：数据采集；弱电流检测；H，GA；X射线 中图分类号：TP274文献标识码： A 文章编号：0258-0934(2007)04-0688-04 X射线工业CT，广泛应用于无损检测的 系统。本设计主要针对X射线，所以采用第2 各个领域，在航空航天、军事、石油、医疗等行业 种设计方案。系统的总体结构如图1所示。系 中起着很重要的作用。CT应用的行业广泛， 统由信号探测模块，信号转换电路，FPGA三部 被检测物体的体积和密度有很大的差异性，应 分组成。信号探测模块将X光信号转换成对 用于不同对象的工业CT的X射线强度变化很应的微弱电流信号。信号转换电路和FPGA 大。过去的X射线数据采集系统一般只能采 完成微弱电流信号的检测。FPGA还同时起着 集某个能量级别的X射线，适用范围较窄。 和上位计算机进行通讯的作用。 工业cT中射线的探测常用的有两种方 ?………一：蒜鬲?…………I 弱聪虢 案：1)采用光电倍增管，将射线光子放大，然后 一广—]广—]广—]：i——? !三jI卜}{《歙吲；{#*璐矧黝瑚。醋觏} 对光子个数进行计数，根据单位时间内光子的 H! j! !F』 -；I ：。————。——。——i——————一L————————J 个数量化射线的强度[1]。2)用闪烁体将射线转 ●…一-_…-●…-一…-……… 换成光信号，用光电二极管将光信号转化为电 图1X射线数据采集系统结构图 流信号，再将电流信号转换为数字信号。射线 1信号探测模块 剂量小的情况下，得到的光电流很小，采集难度 很大，适合选用第一种方案；随着射线的剂量的 信号探测模块主要完成X射线到电流信 增强，光子堆积起来，无法对光电子计数[2]，适 号的转换。如图2所示，该模块由闪烁体耦合 合选用第二种方案。 光电二极管构成。依据射线与闪烁体相互作用 第1种探测方案适合于7射线的数据采集 的机理，及闪烁体自身的发光特点进行能量变 换，闪烁体将剂量场上各点的射线强度转换成 与其对应的可见光强度。光电二级管将闪烁体 收稿日期：2007-01-15 输出的可见光，转化为电流信号r3]。信号探测 基金项目：国家自然科学基金资助项目 作者简介：高富强(1956一)，男，重庆人重庆大学模块输出的电流信号和输入的射线强度成对应 ICT研究中心辐射探测所所长，从事工业CT数据关系。