Детекторный модуль и содержащая его система получения радиационных изображений
Предложенное изобретение относится к технологии радиационного контроля, а именно к модулям с двухрядной линейкой детекторов, используемым в системах получения радиационных изображений. Указанное изобретение направлено на повышение эффективности использования поля излучения. Предложенный детекторный модуль, предназначенный для получения радиационных изображений, содержит: первый ряд детекторов, установленный на первой поверхности пластины, выполненной из тяжелого металла; второй ряд детекторов, установленный на второй поверхности пластины, выполненной из тяжелого металла, причем вторая поверхность противоположна первой поверхности; и опорную раму, в которой размещены первый и второй ряд детекторов, установленные на первой и второй поверхностях пластины из тяжелого металла. На базе описанного детекторного модуля также реализована система получения радиационных изображений. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к технологии радиационного контроля, и более конкретно к модулям с двухрядной линейкой детекторов, используемым в системах получения радиационных изображений.
Уровень техники
В известных конструкциях детекторы, используемые для получения радиационных изображений, размещаются в один ряд для формирования однорядного детекторного модуля. Однорядный детекторный модуль сравнительно прост в изготовлении и воспроизведении радиационного изображения.
В радиационной системе, использующей импульсное рентгеновское излучение, источником которого является ускоритель электронов, для предотвращения искажения изображений и потери информации об облучаемом объекте должны соблюдаться следующие условия: максимальная скорость сканирования просвечиваемого объекта должна быть пропорциональна частоте повторения импульсов ускорителя и ширине зоны чувствительности детекторов. Однако при практическом применении возможности увеличения частоты повторения ускорителя по техническим причинам ограничены, и, с другой стороны, такое увеличение будет увеличивать интенсивность излучения всей системы получения радиационных изображений, что усложняет защиту от радиации и при этом увеличивается потребление энергии всей системой.
Кроме того, в существующих системах с однорядным детекторным модулем низка эффективность использования поля излучения. Для поля излучения, получаемого как в установках с ускорителем электронов, так и в установках с радиоизотопным источником, область излучения, содержащая полезную информацию о просвечиваемом объекте, возле детектора гораздо шире зоны чувствительности линейки детекторов. Увеличение ширины зоны чувствительности каждого детектора в каждом однорядном детекторном модуле будет увеличивать размер элемента изображения детектора, что неблагоприятно скажется на распознавании объектов, имеющих малые размеры, например тонкая проволока, так, что информация о структуре просвечиваемого объекта может быть потеряна, что приводит к ухудшению качества получаемых изображений.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является решение всех или по меньшей мере части вышеуказанных проблем, характерных для известных конструкций.
Соответственно один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой двухрядный детекторный модуль, предназначенный для получения радиационных изображений, который позволяет увеличить скорость сканирования системы получения радиационных изображений, предотвращает искажение изображений, препятствует потере информации о просвечиваемом объекте, в результате чего улучшается качество изображений.
В соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения предлагается детекторный модуль, предназначенный для получения радиационных изображений, который содержит первый ряд детекторов, состоящий из первых детекторов и установленный на первой поверхности пластины из тяжелого металла; второй ряд детекторов, состоящий из вторых детекторов и установленный на второй поверхности пластины из тяжелого металла, причем вторая поверхность противоположна первой поверхности; и опорную раму, в которой размещены первый и второй ряды детекторов, установленные на первой и второй поверхностях пластины из тяжелого металла соответственно.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения между опорной рамой и первым и вторым рядами детекторов размещены листы из тяжелого металла.
Предпочтительно между соседними первыми детекторами первого ряда и между соседними вторыми детекторами второго ряда размещены промежуточные листы из тяжелого металла.
Далее первые и вторые детекторы размещены на равных расстояниях друг от друга на первой и второй поверхностях соответственно пластины из тяжелого металла.
Предпочтительно первые и вторые детекторы первого и второго рядов содержат газонаполненный детектор или твердотельный детектор.
Другим объектом настоящего изобретения является система получения радиационных изображений, которая содержит двухрядный детекторный модуль, являющийся первым объектом изобретения.
В соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения в системе получения радиационных изображений используется детекторный модуль, состоящий из двух рядов детекторов (первого и второго ряда), в результате чего может быть увеличена скорость сканирования системы.
Поскольку между первым и вторым рядами детекторов имеется пластина из тяжелого металла, между соседними детекторами в первом и втором рядах располагаются промежуточные листы из тяжелого металла, и между опорной рамой и первым и вторым рядами детекторов размещаются листы из тяжелого металла, причем пластина из тяжелого металла, промежуточные листы из тяжелого металла и листы из тяжелого металла могут быть листами из свинца, вольфрамового сплава или тантала, то информация о просвечиваемом объекте не будет потеряна и полученные изображения не будут искажены, так что качество изображений существенно повышается.
Двухрядный детекторный модуль в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения имеет простую структуру, удобен для монтажа и технического обслуживания.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в разрезе двухрядного детекторного модуля в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения, который иллюстрирует структуру модуля.
Фиг.2 - вид в разрезе по линии А-А фиг.1.
Фиг.3 - иллюстрация использования двухрядного детекторного модуля в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения в системе получения радиационных изображений.
Примеры осуществления изобретения
Варианты реализации настоящего изобретения будут подробно описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи. Описанные варианты реализации изобретения использованы в качестве примеров и для иллюстрации изобретения и не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения. Одинаковые элементы по всему описанию обозначены одинаковыми ссылочными номерами.
Как показано на фиг.1 и 2, двухрядный детекторный модуль 12 в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения содержит первый ряд 1а детекторов, второй ряд 1b детекторов и опорную раму 4. Первый ряд 1а детекторов состоит из первых детекторов а, которые размещаются на первой поверхности (верхняя поверхность на фигуре 2) пластины 5, изготовленной из тяжелого металла. Второй ряд 1b детекторов состоит из вторых детекторов b, которые размещаются на второй поверхности (нижняя поверхность на фиг.2) пластины 5 из тяжелого металла, причем вторая поверхность противоположна первой поверхности. Первый ряд 1а детекторов, размещенных на первой поверхности пластины 5, и второй ряд 1b детекторов, размещенных на второй поверхности пластины 5, смонтированы в опорной раме 4, в которой пластина 5, изготовленная из тяжелого металла, используется для уменьшения перекрестных помех между первым рядом 1а и вторым рядом 1b детекторов.
Предпочтительно между опорной рамой 4 и первым рядом 1а и вторым рядом 1b детекторов размещаются листы 6, изготовленные из тяжелого металла, так, чтобы уменьшить рассеяние. Листы 6 из тяжелого металла могут быть листами из свинца, вольфрамового сплава или тантала. Более предпочтительно между соседними детекторами в первом 1а и втором 1b рядах размещать промежуточные листы 5' из тяжелого металла для уменьшения рассеяния. Далее, первые детекторы а в первом ряду 1а размещены с одинаковыми интервалами между ними на первой поверхности пластины 5 из тяжелого металла, а вторые детекторы b во втором ряду размещены с одинаковыми интервалами между ними на второй поверхности пластины 5.
Предпочтительно двухрядный детекторный модуль 12 в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения дополнительно содержит кожух 3, который имеет в сечении форму колена. Внутри кожуха 3 размещается электронная монтажная плата 2, имеющая входную и выходную клеммы, причем входная клемма электронной монтажной платы 2 соединена с клеммами выходных сигналов первого 1а и второго 1b рядов детекторов, а выходная клемма платы 2 соединена с розеткой 9, размещенной в кожухе 3. Далее, более предпочтительно, чтобы электронная монтажная плата 2 содержала первую электронную монтажную плату 2а и вторую электронную монтажную плату 2b, а розетка 9 была установлена на передней торцевой поверхности кожуха 3 и содержала первую розетку 9а и вторую розетку 9b. Соответственно входная клемма 2а1 первой электронной монтажной платы 2а соединяется с клеммой 1а1 выходного сигнала первого ряда 1а детекторов, а ее выходная клемма (не показано) соединяется с первой розеткой 9а; аналогично входная клемма 2b1 второй электронной монтажной платы 2b соединяется с клеммой 1b1 выходного сигнала второго ряда 1b детекторов, а ее выходная клемма (не показано) соединяется со второй розеткой 9b.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения двухрядный детекторный модуль 12 может дополнительно содержать нижнюю пластину 7, нижний конец которой прикреплен к нижнему концу кожуха 3, и при этом опорная рама установлена на нижней пластине 7. Кроме того, внутри кожуха 3 установлен опорный кронштейн 8, более предпочтительно, чтобы опорный кронштейн 8 был установлен на верхней части внутри кожуха 3, а первая электронная монтажная плата 2а и вторая электронная монтажная плата 2b были установлены на опорном кронштейне 8 и опирались на него.
Предпочтительно опорная рама 4 содержит боковую пластину 4 с, а также верхнюю пластину 4а и нижнюю пластину 4b, которые параллельны друг другу и разнесены на некоторое расстояние. Передние концы верхней пластины 4а и нижней пластины 4b уплотнены с помощью боковой пластины 4с, а задние концы верхней и нижней пластин 4а и 4b соответственно выходят в нижнюю часть кожуха 3. Боковая пластина 4 с и верхняя 4а и нижняя 4b пластины соединены с помощью крепежного элемента, такого как болт. Однако специалисту в данной области техники может быть понятно, что боковая пластина 4 с и верхняя и нижняя пластины 4а, 4b могут быть соединены с помощью другого подходящего средства, известного в технике, таким образом, чтобы первый ряд 1а детекторов и второй ряд 1b детекторов были размещены во внутреннем пространстве рамы, охватываемом боковой пластиной 4с и верхней и нижней пластинами 4а, 4b. Далее кожух 3 содержит верхнюю накладную пластину 10, размещенную на верхней части кожуха 3, и заднюю накладную пластину 11, размещенную на задней части кожуха 3.
В качестве варианта детектор в варианте реализации настоящего изобретения может быть газонаполненным или твердотельным детектором.
Применение двухрядного детекторного модуля 12 в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения в системе получения радиационных изображений описано со ссылкой на фиг.3. В системе получения радиационных изображений, представленной на фиг.3, двухрядные детекторные модули 12 расположены в конфигурации веера или в форме буквы "L" так, что угол между каждым детекторным модулем 12 и импульсным излучением, поступающим из ускорителя 14, равен 0 градусов. Когда объект 13, который должен быть просвечен, проходит через пучок рентгеновских лучей, они, пройдя через него, поступают в соответствующие двухрядные детекторные модули 12. В зависимости от изменения интенсивности рентгеновских лучей могут быть определены толщина, плотность и характеристики материала объекта 13. Изображение объекта 13 в перспективе может быть получено преобразованием интенсивности рентгеновских лучей в оттенки изображения.
Кроме того, двухрядный детекторный модуль в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в системе получения радиационных изображений, в которой используется радиоизотопный источник излучения.
В то время как выше были описаны предпочтительные варианты реализации изобретения, следует понимать, что они являются всего лишь примерами и не могут рассматриваться как ограничивающие объем изобретения. Дополнения, удаления, замены частей и другие модификации могут быть выполнены без выхода за пределы сущности и объема настоящего изобретения. Соответственно изобретение не должно рассматриваться как ограниченное вышеприведенным описанием и ограничивается только формулой изобретения с учетом технических эквивалентов.
1. Детекторный модуль, предназначенный для получения радиационных изображений, который содержит
первый ряд детекторов, установленный на первой поверхности пластины, выполненной из тяжелого металла;
второй ряд детекторов, установленный на второй поверхности пластины, выполненной из тяжелого металла, причем вторая поверхность противоположна первой поверхности; и
опорную раму, в которой размещены первый и второй ряд детекторов, установленные на первой и второй поверхностях пластины из тяжелого металла.
2. Детекторный модуль по п.1, в котором между опорной рамой и первым и вторым рядами детекторов размещены листы из тяжелого металла.
3. Детекторный модуль по п.2, в котором между соседними детекторами первого ряда и соседними детекторами второго ряда размещены промежуточные листы из тяжелого металла.
4. Детекторный модуль по п.3, в котором детекторы первого и второго ряда размещены на равных расстояниях друг от друга на первой и второй поверхностях пластины из тяжелого металла.
5. Детекторный модуль по любому из пп.1-4, который дополнительно содержит кожух, имеющий в поперечном сечении форму колена, внутри которого размещается электронная монтажная плата, имеющая входную и выходную клеммы, причем входная клемма электронной монтажной платы соединена с клеммами выходных сигналов первого и второго рядов детекторов, а выходная клемма электронной монтажной платы соединена с розеткой, установленной в кожухе.
6. Детекторный модуль по п.5, в котором электронная монтажная плата содержит первую и вторую электронные монтажные платы, розетка установлена на передней торцевой поверхности и содержит первую и вторую розетки, и вход первой электронной монтажной платы соединяется с клеммой выходного сигнала первого ряда детекторов, а выход первой электронной монтажной платы соединяется с первой розеткой, и вход второй электронной монтажной платы соединяется с клеммой выходного сигнала второго ряда детекторов, а выход второй электронной монтажной платы соединяется со второй розеткой.
7. Детекторный модуль по п.6, который дополнительно содержит нижнюю пластину, нижний конец которой прикреплен к нижнему концу кожуха, и при этом опорная рама установлена на нижней пластине, а внутри кожуха установлен опорный кронштейн, на котором установлены первая и вторая электронные монтажные платы.
8. Детекторный модуль по п.1, в котором опорная рама содержит верхнюю и нижнюю пластины, которые параллельны друг другу, передние концы верхней и нижней пластин уплотнены с помощью боковой пластины, а задние концы верхней и нижней пластин проходят в нижний конец кожуха таким образом, что первый и второй ряды детекторов находятся внутри пространства рамы, охватываемого верхней, нижней и боковой пластинами.
9. Детекторный модуль по п.8, в котором кожух содержит верхнюю накладную пластину, установленную на верхней части кожуха, и заднюю накладную пластину, установленную на задней части кожуха.
10. Детекторный модуль по п.9, в котором детекторы первого и второго рядов содержат газонаполненный детектор или твердотельный детектор.
11. Система получения радиационных изображений, содержащая детекторный модуль по любому из пп.1-10.
