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专利名称：用以处理通过辐射探测器所传递的信号的装置的制作方法
用以处理通过辐射探测器所传递的信号的装置技术领域与
背景技术：
本发明涉及一种用以处理通过辐射探测器所传递的信号的装置。本发明也涉及一种辐射探测系统，其包含辐射探测器与用以处理通过根据本发明探测器所传递的信号的装置。本发明特别涉及使用例如碲锌镉(CdZnTe)、碲化镉氯(CdTe Cl)、碲化镉铟 (CdTe In)的半导体对电离电磁辐射(χ射线、伽马射线)的环境温度的侦测。作为电离电磁辐射探测器的半导体的使用具有许多优点-直接将电磁辐射转换为电子信号(当闪烁器与光电倍增器共同使用时而间接的转换[伽马/光/电荷])-在环境温度下操作的探测器，因此不会非常笨重，且高电信号使其可获得良好的能量鉴别度。近年来，相对于探测器材料与技术的成长和电子发展与信号处理的发展已经使其可确定在电离电磁辐射频谱法中半导体的雄心抱负且大大地展开他们的使用领域，也就是说，例如用于以碲锌镉系扫描仪显影的医疗成像的2D影像，在安全领域中利用X射线的行李检查系统，用于测试辐射组件的核探头。更特别地，本发明的使用领域并非仅仅为利用X射线检查行李，特别是探测炸药的存在。电离电磁辐射探测系统的摘要图解象征性地绘示于

图1中。探测系统包含一电离电磁辐射探测器1、量测通过探测器1所传递的信号的一电子接近电路2、处理通过电子电路2所传递的讯号的一电子处理电路3 (滤波器，放大器)以及为了得到那些信号的柱状图而数字化通过电子电路3所传递的信号的一电子系统4。电磁辐射频谱测定法因此以最大可能精密度(能量鉴别度)由计算与测量所组成，所有光子能量构成电磁辐射且其通过探测器(探测效率)吸收。依据使用领域，入射电磁辐射是由具有可变能量范围(若干keV到若干MeV)的较多或较少数个光子能量频谱构成。半导体探测器的厚度与表面的选择是分别依据探测效率和预期的系统敏感度。如一非限制范例中，小于毫米的厚度足以将绝大多数的低能量光子 (< IOOkeV)停止，但是，对于高能量光子(> IOOkeV),可能需要若干毫米的厚度、或甚至一厘米。显著厚度的探测器使其可停止最大的光子(增加相互作用的机率)，但因在探测器中电荷传递时间与其厚度成正比故减少可能的计数率。接着，高偏压与探测器的特定配置使其可能在维持一非常低传递时间(电流脉冲< 100ns)时而增加效率。如先前所述，电离电磁辐射频谱系统包含，除了探测器1、电子接近电路2、电子处理电路3及数字化电路4。图2显示连接探测器1的电子接近电路2。图3显示通过探测器所传递并进入电子电路2的电流i (t)而\图4显示通过电子电路2所传递的电压Vott (t)。探测器1包含一区块的半导体材料M和连接区块M至高电压HT的电阻R。电子接近电路2为电荷前置放大器，其包含电容Cl、放大器Al、电容C2及电阻Rp。电容Cl装设在放大器Al的入口端，且电容C2与电阻Rp以串联装设在放大器Al的入口端和出口端间。当侦测光子ph的相互作用时，电流i(t)可以通过连接探测器的电极而被收集。 在检测通过探测器1所传递的电流i(t)的存在时间期间，自电荷前置放大器输出的电压 Vovt⑴为
权利要求
1.一种用以处理通过一辐射探测器(1)所传递的信号的装置，所述装置包含能够传递其振幅与通过探测器(1)所侦测的电荷成正比的一电压脉冲的一第一电路0、3)以及在一给定的取样频率数字化所述电压脉冲且传递一数字信号(S(t))的一模拟数字转换器 (ADC)，其特征在于其包含，所述模拟数字转换器(ADC)的下游的一处理电路(5)，所述处理电路(5)包含一读取单元(6)，用以读取通过所述模拟数字转换器(ADC)传递的数字信号(S(t))，一计算单元(7)，计算已读取的数字信号(S(t)L)的一时间变化率(S’(t))，以及一撷取电路(8、9)，通过所述计算单元(7)而控制，当所述时间变化率(S’(t))达到一预定临界值(Si)时能够撷取已读取的数字信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于包含，所述处理电路( 的下游的一组件使其能够获得所撷取的信号的一振幅频谱。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述处理电路也包含能够在时间变化率 (s’(t))具有超过相反于所述预定临界值(Si)的正负号的一振幅临界值(S2)期间决定一持续时间(Thnp)的组件(10、11)、以及比较一持续时间临界值(Tm)与所述持续时间的一比较组件(12)，此外，数字脉冲持续时间的比较组件(1 传递决定撷取已读取的数字脉冲的一信号，使得当在时间变化率(S’ (t))大于该振幅临界值(S2)期间的持续时间小于或等于所述持续时间临界值时，一已读取的数字脉冲被截取。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于能够在时间变化(S’(t))超过振幅临界值 (S2)期间决定持续时间(Itap)的所述组件(10、11)，包含按每一次已读取的数字信号而增加的一计数器，一旦已读取的数字脉冲具有一低于振幅临界值(S2)的振幅时中断计数。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述持续时间临界值(Tm)为放置在包含能够传递一电压脉冲的一电路的装置的输入端的一电荷前置放大器的一输出信号的上升时间，所述电压脉冲的振幅与通过所述探测器所侦测的电荷成正比。
6.根据权利要求1至5的任一项所述的装置，其特征在于能够传递其振幅与通过所述探测器所侦测的电荷成正比的电压脉冲的所述电路包含具有每一延迟线路(Lr、Att、D、A2) 的一能量量测电路。
7.根据权利要求1至6的任一项所述的装置，其特征在于所述模拟数字转换器的取样频率大于IOOKHz。
8.根据权利要求1至7的任一项所述的装置，其特征在于所述处理电路( 为一微处理器、或一可程序逻辑电路、或一特定集成电路。
9.一种辐射探测系统，其包含一探测器与用以处理通过所述探测器传递的一信号的一装置，其特征在于所述处理装置为根据权利要求1至7的任一项的装置。
10.根据权利要求9所述的幅射探测系统，其特征在于所述探测器为一半导体探测器。
11.根据权利要求10所述的幅射探测系统，其特征在于所述半导体是在碲锌镉、碲化镉氯、碲化镉铟中选择。
全文摘要
本发明涉及一种用以处理通过一辐射探测器(1)所传递的信号的装置，所述装置包含能够传递其振幅与通过探测器(1)所侦测的电荷成正比的一电压脉冲的一第一电路(2、3)以及数字化电压脉冲且传递数字信号(S(t))的一模拟数字转换器(ADC)，其特征在于其包含，所述模拟数字转换器(ADC)的下游的一处理电路(5)，所述处理电路(5)包含一读取单元，用以读取通过所述模拟数字转换器(ADC)传递的数字信号(S(t))，一计算单元，计算已读取的数字信号的一时间变化率，以及一电路，能够截取其时间变化达到一预定临界值的已读取的数字信号。
文档编号G01T1/17GK102577122SQ201080044576
公开日2012年7月11日 申请日期2010年9月30日 优先权日2009年10月1日
发明者安德烈·布莱姆比拉, 派翠克·奥维尔-巴菲特 申请人:法国原子能与替代能委员会