Kas teate tööstuslike CT-kiirguse detektorite klassifikatsiooni ja kasutuselevõttu?
(1) Tööstuslik CT diskreetdetektor
Tööstuslikus CT-s kasutatakse kahte peamist tüüpi detektoreid – diskreetdetektorid ja aladetektorid. Diskreetdetektorites kasutatakse tavaliselt kahte tüüpi röntgendetektoreid: gaasi- ja stsintillatsioon.
Gaasidetektoritel on loomulikud kollimatsiooniomadused, mis piiravad hajutatud kiirte mõju; peaaegu puudub läbirääkimine; ja seadmel on hea konsistents. Puuduseks on see, et tuvastamise tõhusust ei ole lihtne parandada ja suure energiatarbega rakendustel on teatud piirangud; teiseks on tuvastusühiku intervall mitu millimeetrit, mis on mõne rakenduse jaoks liiga suur.
Laialdasemalt kasutatakse stsintillatsioonidetektoreid. Stsintillatsioonidetektori fotoelektrilise muundamise osaks võib olla fotokordisti toru või fotodiood. Esimesel on suurepärane signaali-müra suhe, kuid seadme suure suuruse tõttu on raske saavutada kõrget integratsioonitaset ja ka hind on kõrge. Tööstuslikus CT-s kõige laialdasemalt kasutatav stsintillaator-fotodioodi kombinatsioon.
Stsintillaatorit kasutava diskreetse detektori peamine eelis on see, et stsintillaatori sügavus kiirte suunas võib olla piiramatu, nii et enamik sissetulevatest X footonitest püütakse kinni ja tuvastamise efektiivsus paraneb. Eriti suure energiatarbega tingimustes saab hankimisaega lühendada; kuna stsintillaatorid on sõltumatud, siis optilised häired peaaegu puuduvad; samal ajal on stsintillaatorite vahel volfram- või muud raskemetallist vahetükid, mis vähendab röntgenikiirguse häireid. Diskreetsete detektorite lugemiskiirus on väga kiire, suurusjärgus mikrosekundeid. Samal ajal saab kiirendi väljundimpulssi kasutada andmete kogumiseks, minimeerides signaalile tekkivat müra. Diskreetdetektorid on ka kõige vähem tundlikud kiirguskahjustuste suhtes.
Diskreetsete detektorite peamiseks puuduseks on see, et piksli suurust ei saa muuta liiga väikeseks ja selle külgnev intervall (samm) on üldiselt suurem kui 0,1 mm; lisaks on hind ka kallim.
(2) Tööstuslik CT pinnadetektor
Pindaladetektoreid on kolme peamist tüüpi: kõrge eraldusvõimega pooljuhtkiibid, lameekraandetektorid ja pildivõimendid. Pooljuhtkiibid jagunevad veel CCD-ks ja CMOS-iks. CCD ei ole röntgenikiirguse suhtes tundlik ja pind on kaetud stsintillaatori kihiga, et muuta röntgenikiirgus nähtavaks valguseks, mille suhtes CCD on tundlik.
Pooljuhtkiibil on väikseim piksli suurus ja suurim tuvastusüksuste arv. Piksli suurus võib olla nii väike kui umbes 10 mikronit. Tuvastusüksuste arv sõltub räni monokristalli maksimaalsest suurusest ja läbimõõt on üldiselt üle 50 mm. Kuna tuvastusseade on väike ja signaali amplituud väike, saab mõõtesignaali suurendamiseks kombineerida mitut tuvastusseadet.
Detektori efektiivse ala suurendamiseks saab need optiliselt ühendada suure pindalaga stsintillaatoriga, millel on läätsed või optilised kiud. Teoreetiliselt saab detektori efektiivset ala pikendada ühes suunas mis tahes vajaliku pikkuseni, kasutades kiudude sidestusmeetodit. Optilise sidestuse kasutamise tehnoloogia võib hoida neid pooljuhtseadmeid ka röntgenkiirte otsesest kiirgusest eemal, et vältida kiirguskahjustusi.
Lamepaneelidetektorid on tavaliselt valmistatud amorfsest ränist või amorfsest seleenist, mis on kaetud sadade mikronite suuruste stsintillatsioonikristallidega (nt CsI). Piksli suurus on 127 või 200 μm ja paneeli suurus* on umbes 45 cm (18 tolli). Lugemiskiirus on umbes 3-7,5 kaadrit/s. Eeliseks on suhteliselt lihtne kasutada ja puudub pildimoonutus. Pildikvaliteet on filmifotograafia omale lähedane ja seda saab põhimõtteliselt kasutada pildivõimendi täiendustootena. Peamine puudus on see, et pinnal kaetud stsintillatsioonikristall ei saa olla liiga paks ning suure energiaga röntgenikiirguse tuvastamise efektiivsus on madal; on raske lahendada hajumise ja häirete probleemi, mis vähendab dünaamilist ulatust. Elektrooniliste ahelate kiirgusvarjestus suurema energiatarbega rakenduste jaoks. Üldiselt on madala energia kasutamise mõju alla 150 kV parem.
Pildivõimendi on traditsiooniline aladetektor, mis on vaakumseade. Nominaalne piksli suurus<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.
