跳铝机中X射线探测器的分类与选型

2021-11-20

  根据跳铝机对射线接收转换方式的不同,探测器的射线传导体包括气体、半导体、闪烁体三种不同结构。气体探测器是一种以气体为传导体,基于射线穿过气体空间时减少能量并因此发生电离辐射效应的机理,对X射线进行收集探测。且对射线的能量探测精度较低,探测的能量范围较小等因素使其不再受到青睐。

  半导体探测器由于X射线在其内部导体中激发电子空缺,利用其对导电性造成的景响而探测X射线的辐射强度。受工作温度的景响较大,需要在极低的温度条件下使用,因此并不适合于分选场景的应用。闪烁体是一类吸收高粒子或射线后能够发光的材料。闪烁体探测器利用闪烁体材料将X射线经过材料所产生的发光效应,对其进行探测转化末后得出X射线的信号强度。该类探测器对X射线强度的探测效率与灵敏度相对较高、所需时间较短,同时对外界条件如温度、连续工作时长等要求较低,适合于跳铝机对破碎铜铝识别分选环境的应用。因此本文选取闪烁体探测器对铜铝高低能透射信号值进行测量。

  闪烁体探测器根据其形态与工作方式的不同可分为平面探测器与点阵探测器。平面探测器对其表面X射线的照射信号转化为电信号,由下方电路接收电信号后直接输出不同位置的射线信号强度,构成透射图像。该类探测器的检测范围大、对射线信号的成像精度与探测效率较高,便于安装,但缺点则是成本较高。点阵探测器的组成则相对简单,由多个探测小板以线性排列的方式拼接组合而成,对在其各自探测范围内对射线信号进行接收采集转化。该方法的使用成本相对较低,但探测精度不高,容易遗漏射线信号。综合对比,本文使用平面探测器。

  跳铝机探测器的参数中,像素尺寸为输出图像数据的较小单位。X射线铜铝识别中,不需要生成物料的具体图像,仅根据采集的数据对其位置与物质种类进行判断。

  分辨率指像素代表物质面积的大小。信噪比指信号中成分与噪声的比例关系。X射线信号采集过程中存在外部可见光等影响,信噪比越大则信号数据越准确。

  ⅹ射线闪烁体平板探测器主要包括射线信号探测板、信号处理转化电路板信号传输接口与电源结构等附件共同组成。信号探测平板固定在信号处理电路板上方,其表面覆盖闪烁体材料,下方连接到电荷敏感的放大集成电路。跳铝机X射线照射闪烁体,激发闪烁体材料内原子或分子使其产生电子信号,电子信号在光电增管的电场加速后聚集形成电流,由放大器处理后经传输口输出。

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