專(zhuān)利名稱(chēng)：用以處理通過(guò)輻射探測(cè)器所傳遞的信號(hào)的裝置的制作方法
用以處理通過(guò)輻射探測(cè)器所傳遞的信號(hào)的裝置技術(shù)領(lǐng)域與
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種用以處理通過(guò)輻射探測(cè)器所傳遞的信號(hào)的裝置。本發(fā)明也涉及一種輻射探測(cè)系統(tǒng)，其包含輻射探測(cè)器與用以處理通過(guò)根據(jù)本發(fā)明探測(cè)器所傳遞的信號(hào)的裝置。本發(fā)明特別涉及使用例如碲鋅鎘(CdZnTe)、碲化鎘氯(CdTe Cl)、碲化鎘銦 (CdTe In)的半導(dǎo)體對(duì)電離電磁輻射(χ射線(xiàn)、伽馬射線(xiàn))的環(huán)境溫度的偵測(cè)。作為電離電磁輻射探測(cè)器的半導(dǎo)體的使用具有許多優(yōu)點(diǎn)-直接將電磁輻射轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)(當(dāng)閃爍器與光電倍增器共同使用時(shí)而間接的轉(zhuǎn)換[伽馬/光/電荷])-在環(huán)境溫度下操作的探測(cè)器，因此不會(huì)非常笨重，且高電信號(hào)使其可獲得良好的能量鑒別度。近年來(lái)，相對(duì)于探測(cè)器材料與技術(shù)的成長(zhǎng)和電子發(fā)展與信號(hào)處理的發(fā)展已經(jīng)使其可確定在電離電磁輻射頻譜法中半導(dǎo)體的雄心抱負(fù)且大大地展開(kāi)他們的使用領(lǐng)域，也就是說(shuō)，例如用于以碲鋅鎘系掃描儀顯影的醫(yī)療成像的2D影像，在安全領(lǐng)域中利用X射線(xiàn)的行李檢查系統(tǒng)，用于測(cè)試輻射組件的核探頭。更特別地，本發(fā)明的使用領(lǐng)域并非僅僅為利用X射線(xiàn)檢查行李，特別是探測(cè)炸藥的存在。電離電磁輻射探測(cè)系統(tǒng)的摘要圖解象征性地繪示于

圖1中。探測(cè)系統(tǒng)包含一電離電磁輻射探測(cè)器1、量測(cè)通過(guò)探測(cè)器1所傳遞的信號(hào)的一電子接近電路2、處理通過(guò)電子電路2所傳遞的訊號(hào)的一電子處理電路3 (濾波器，放大器)以及為了得到那些信號(hào)的柱狀圖而數(shù)字化通過(guò)電子電路3所傳遞的信號(hào)的一電子系統(tǒng)4。電磁輻射頻譜測(cè)定法因此以最大可能精密度(能量鑒別度)由計(jì)算與測(cè)量所組成，所有光子能量構(gòu)成電磁輻射且其通過(guò)探測(cè)器(探測(cè)效率)吸收。依據(jù)使用領(lǐng)域，入射電磁輻射是由具有可變能量范圍(若干keV到若干MeV)的較多或較少數(shù)個(gè)光子能量頻譜構(gòu)成。半導(dǎo)體探測(cè)器的厚度與表面的選擇是分別依據(jù)探測(cè)效率和預(yù)期的系統(tǒng)敏感度。如一非限制范例中，小于毫米的厚度足以將絕大多數(shù)的低能量光子 (< IOOkeV)停止，但是，對(duì)于高能量光子(> IOOkeV),可能需要若干毫米的厚度、或甚至一厘米。顯著厚度的探測(cè)器使其可停止最大的光子(增加相互作用的機(jī)率)，但因在探測(cè)器中電荷傳遞時(shí)間與其厚度成正比故減少可能的計(jì)數(shù)率。接著，高偏壓與探測(cè)器的特定配置使其可能在維持一非常低傳遞時(shí)間(電流脈沖< 100ns)時(shí)而增加效率。如先前所述，電離電磁輻射頻譜系統(tǒng)包含，除了探測(cè)器1、電子接近電路2、電子處理電路3及數(shù)字化電路4。圖2顯示連接探測(cè)器1的電子接近電路2。圖3顯示通過(guò)探測(cè)器所傳遞并進(jìn)入電子電路2的電流i (t)而\圖4顯示通過(guò)電子電路2所傳遞的電壓Vott (t)。探測(cè)器1包含一區(qū)塊的半導(dǎo)體材料M和連接區(qū)塊M至高電壓HT的電阻R。電子接近電路2為電荷前置放大器，其包含電容Cl、放大器Al、電容C2及電阻Rp。電容Cl裝設(shè)在放大器Al的入口端，且電容C2與電阻Rp以串聯(lián)裝設(shè)在放大器Al的入口端和出口端間。當(dāng)偵測(cè)光子ph的相互作用時(shí)，電流i(t)可以通過(guò)連接探測(cè)器的電極而被收集。 在檢測(cè)通過(guò)探測(cè)器1所傳遞的電流i(t)的存在時(shí)間期間，自電荷前置放大器輸出的電壓 Vovt⑴為
權(quán)利要求
1.一種用以處理通過(guò)一輻射探測(cè)器(1)所傳遞的信號(hào)的裝置，所述裝置包含能夠傳遞其振幅與通過(guò)探測(cè)器(1)所偵測(cè)的電荷成正比的一電壓脈沖的一第一電路0、3)以及在一給定的取樣頻率數(shù)字化所述電壓脈沖且傳遞一數(shù)字信號(hào)(S(t))的一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 (ADC)，其特征在于其包含，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的下游的一處理電路(5)，所述處理電路(5)包含一讀取單元(6)，用以讀取通過(guò)所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)傳遞的數(shù)字信號(hào)(S(t))，一計(jì)算單元(7)，計(jì)算已讀取的數(shù)字信號(hào)(S(t)L)的一時(shí)間變化率(S’(t))，以及一擷取電路(8、9)，通過(guò)所述計(jì)算單元(7)而控制，當(dāng)所述時(shí)間變化率(S’(t))達(dá)到一預(yù)定臨界值(Si)時(shí)能夠擷取已讀取的數(shù)字信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于包含，所述處理電路( 的下游的一組件使其能夠獲得所擷取的信號(hào)的一振幅頻譜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述處理電路也包含能夠在時(shí)間變化率 (s’(t))具有超過(guò)相反于所述預(yù)定臨界值(Si)的正負(fù)號(hào)的一振幅臨界值(S2)期間決定一持續(xù)時(shí)間(Thnp)的組件(10、11)、以及比較一持續(xù)時(shí)間臨界值(Tm)與所述持續(xù)時(shí)間的一比較組件(12)，此外，數(shù)字脈沖持續(xù)時(shí)間的比較組件(1 傳遞決定擷取已讀取的數(shù)字脈沖的一信號(hào)，使得當(dāng)在時(shí)間變化率(S’ (t))大于該振幅臨界值(S2)期間的持續(xù)時(shí)間小于或等于所述持續(xù)時(shí)間臨界值時(shí)，一已讀取的數(shù)字脈沖被截取。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于能夠在時(shí)間變化(S’(t))超過(guò)振幅臨界值 (S2)期間決定持續(xù)時(shí)間(Itap)的所述組件(10、11)，包含按每一次已讀取的數(shù)字信號(hào)而增加的一計(jì)數(shù)器，一旦已讀取的數(shù)字脈沖具有一低于振幅臨界值(S2)的振幅時(shí)中斷計(jì)數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述持續(xù)時(shí)間臨界值(Tm)為放置在包含能夠傳遞一電壓脈沖的一電路的裝置的輸入端的一電荷前置放大器的一輸出信號(hào)的上升時(shí)間，所述電壓脈沖的振幅與通過(guò)所述探測(cè)器所偵測(cè)的電荷成正比。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于能夠傳遞其振幅與通過(guò)所述探測(cè)器所偵測(cè)的電荷成正比的電壓脈沖的所述電路包含具有每一延遲線(xiàn)路(Lr、Att、D、A2) 的一能量量測(cè)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的取樣頻率大于IOOKHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述處理電路( 為一微處理器、或一可程序邏輯電路、或一特定集成電路。
9.一種輻射探測(cè)系統(tǒng)，其包含一探測(cè)器與用以處理通過(guò)所述探測(cè)器傳遞的一信號(hào)的一裝置，其特征在于所述處理裝置為根據(jù)權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的幅射探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述探測(cè)器為一半導(dǎo)體探測(cè)器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的幅射探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述半導(dǎo)體是在碲鋅鎘、碲化鎘氯、碲化鎘銦中選擇。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用以處理通過(guò)一輻射探測(cè)器(1)所傳遞的信號(hào)的裝置，所述裝置包含能夠傳遞其振幅與通過(guò)探測(cè)器(1)所偵測(cè)的電荷成正比的一電壓脈沖的一第一電路(2、3)以及數(shù)字化電壓脈沖且傳遞數(shù)字信號(hào)(S(t))的一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)，其特征在于其包含，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的下游的一處理電路(5)，所述處理電路(5)包含一讀取單元，用以讀取通過(guò)所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)傳遞的數(shù)字信號(hào)(S(t))，一計(jì)算單元，計(jì)算已讀取的數(shù)字信號(hào)的一時(shí)間變化率，以及一電路，能夠截取其時(shí)間變化達(dá)到一預(yù)定臨界值的已讀取的數(shù)字信號(hào)。
文檔編號(hào)G01T1/17GK102577122SQ201080044576
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者安德烈·布萊姆比拉, 派翠克·奧維爾-巴菲特 申請(qǐng)人:法國(guó)原子能與替代能委員會(huì)