线型双能X射线传感器及线型双能X射线检测系统

摘要

本发明提供一种线型双能X射线传感器及线型双能X射线检测系统，线型双能X射线传感器包括：PCB板，正面设有第一连接结构；线型二极管阵列面板，经由背面贴置于PCB板的正面，线型二极管阵列面板的正面设有第二连接结构，第二连接结构与第一连接结构电连接；高能像素阵列结构，位于线型二极管阵列面板的正面，且与第二连接结构电连接；低能像素阵列结构，位于线型二极管阵列面板的正面，且与高能像素阵列结构具有间距，低能像素阵列结构与第二连接结构电连接。本发明相较于现有的垂直设置的线型双能X射线传感器具有结构简单、体积小及成本低等优点。

说明书

技术领域

本发明属于X射线成像技术领域，特别是涉及一种线型双能X射线传感器及线型双能X射线检测系统。

背景技术

线型双能X射线检测设备是多种安检、工业检验设备的核心部件，而线型双能X射线传感器是线型双能X射线检测设备的最关键组成部分。在实际的应用中，通常需要对被探测目标的材质、密度等进行判断与分类，因此通常采用双能X射线检测。

现有的线型双能X射线传感器的结构如图1所示，所示线型双能X射线传感器包括：第一PCB板(印刷电路板)101，所述第一PCB板的正面设有第一连接结构102及第二连接结构103；第一LDA面板(线型二极管阵列面板)104，贴合于所述第一PCB板101的正面；高能像素阵列结构105，位于所述第一LDA面板104的正面，所述高能像素阵列结构105包括高能像素1051及位于所述高能像素1051上表面的第一闪烁体1052；第三连接结构106，位于所述第一LDA面板104的正面，所述高能像素1051与所述第三连接结构106电连接；第一FPC板(柔性电路板)，与所述第三连接结构106及所述第一连接结构102电连接；第二PCB板108，位于所述第一LDA面板104的正上方；第二LDA面板109，贴合于所述第二PCB板108的正面；低能像素阵列结构110，位于所述第二LDA面板109的正面，所述低能像素阵列结构110包括低能像素1101及覆盖于所述低能像素1101上表面的第二闪烁体1102；第四连接结构111，位于所述第二LDA面板109的正面，所述低能像素1101与所述第四连接结构111电连接；第二FPC板112，与所述第四连接结构111及所述第二连接结构103电连接；铜箔113，位于所述第二PCB板108的背面。

然而，现有的线型双能X射线传感器的结构较为复杂，所述第一LDA面板104与所述第二LDA面板109两个LDA面板需要贴合在各自的PCB板上，还需要各自独立的FPC与所述第一PCB板101上的两个连接结构电连接。现有的线型双能X射线传感器具有如下缺点：1.结构复杂、设计难度大及成本高；2.所述第一LDA面板104与所述第二LDA面板109上下对位精度要求高，若有较大错位，未经过所述低能像素阵列结构110的低能X射线会直接被所述位于下方的所述高能像素阵列105接收，从而影响图像质量；整个结构的尺寸较大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种线型双能X射线传感器及线型双能X射线检测系统，用于解决现有技术中的线型双能X射线传感器存在的结构复杂、设计难度大、尺寸大、成本高及上下LDA面板对位精度要求高，容易影响图像质量的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种线型双能X射线传感器，所述线型双能X射线传感器包括：

PCB板，正面设有第一连接结构；

线型二极管阵列面板，经由背面贴置于所述PCB板的正面，所述线型二极管阵列面板的正面设有第二连接结构，所述第二连接结构与所述第一连接结构电连接；

高能像素阵列结构，位于所述线型二极管阵列面板的正面，且与所述第二连接结构电连接，用于接收高能X射线；

低能像素阵列结构，位于所述线型二极管阵列面板的正面，且与所述高能像素阵列结构具有间距，所述低能像素阵列结构与所述第二连接结构电连接，用于接收低能X射线。

作为本发明的线型双能X射线传感器的一种优选方案，所述高能像素阵列结构包括若干个高能像素，若干个高能像素平行间隔排布；所述低能像素阵列结构包括若干个低能像素，若干个低能像素平行间隔排布。

作为本发明的线型双能X射线传感器的一种优选方案，若干个所述高能像素呈多行一列排布，且若干个所述高能像素的排布方向与所述PCB板的宽度方向一致；若干个所述低能像素呈多行一列排布，且若干个所述低能像素的排布方向与所述PCB板的宽度方向一致。

作为本发明的线型双能X射线传感器的一种优选方案，若干个所述高能像素呈多行多列排布，且若干个所述高能像素的排布方向与所述PCB板的宽度方向一致；若干个所述低能像素呈多行多列排布，且若干个所述低能像素的排布方向与所述PCB板的宽度方向一致。

作为本发明的线型双能X射线传感器的一种优选方案，所述高能像素阵列结构还包括第一闪烁体，所述第一闪烁体覆盖于各所述高能像素的表面；所述低能像素阵列结构还包括第二闪烁体，所述第二闪烁体覆盖于各所述低能像素的表面。

作为本发明的线型双能X射线传感器的一种优选方案，所述第一闪烁体与所述第二闪烁体材料不同或/和厚度不同。

作为本发明的线型双能X射线传感器的一种优选方案，所述高能像素阵列结构还包括遮光层，所述遮光层位于所述第一闪烁体的上表面，用于过滤低能X射线。

作为本发明的线型双能X射线传感器的一种优选方案，所述遮光层包括第三闪烁体及铜箔二者中的至少一者。

作为本发明的线型双能X射线传感器的一种优选方案，所述高能像素阵列结构、所述低能像素阵列结构及所述第二连接结构依次间隔排布，且所述第二连接结构位于所述低能像素阵列结构靠近所述第一连接结构的一侧。

作为本发明的线型双能X射线传感器的一种优选方案，所述低能像素阵列结构、所述高能像素阵列结构及所述第二连接结构依次间隔排布，且所述第二连接结构位于所述高能像素阵列结构靠近所述第一连接结构的一侧。

作为本发明的线型双能X射线传感器的一种优选方案，所述线型双能X射线传感器还包括柔性电路板，所述柔性电路板与所述第二连接结构及所述第一连接结构电连接。

本发明还提供一种线型双能X射线检测系统，所述线型双能X射线检测系统包括：

如上述任一方案中所述的线型双能X射线传感器；

X射线源，位于所述线型双能X射线传感器的上方，用于发射X射线，且发射的所述X射线覆盖所述线型双能X射线传感器中的所述线型二极管阵列面板；

传送模块，位于所述线型双能X射线传感器与所述X射线源之间，用于带动待检测物体运动；

速度传感器，用于侦测所述待检测物体的运动速度或所述传送模块的运动速度；

拟合模块，与所述线型双能X射线传感器及所述速度传感器电连接，用于依据所述线型双能X射线传感器收集的所述待检测物体同一区域的高能图像及低能图像、所述高能像素阵列结构与所述低能像素阵列结构之间的间距及所述待检测物体的移动速度拟合得到所述待检测物体该区域的图像。

如上所述，本发明的线型双能X射线传感器及线型双能X射线检测系统，具有以下有益效果：本发明通过将高能像素阵列结构及低能像素阵列结构设置于同一线型二极管阵列面板上，并将所述线型二极管阵列面板贴置于一PCB板上，相较于现有的垂直设置的线型双能X射线传感器具有结构简单、体积小及成本低等优点。

附图说明

图1显示为现有技术中的线型双能X射线传感器的截面结构示意图。

图2显示为本发明实施例一中提供的线型双能X射线传感器的截面结构示意图。

图3显示为本发明实施例一中提供的线型双能X射线传感器的俯视结构示意图。

图4显示为本发明实施例二中提供的线型双能X射线检测系统的结构示意图。

图5及图6显示为本发明实施例二中提供的线型双能X射线检测系统的工作原理示意图。

元件标号说明

101 第一PCB板

102 第一连接结构

103 第二连接结构

104 第一LDA面板

105 高能像素阵列结构

1051高能像素

1052第一闪烁体

106 第三连接结构

107 第一FPC板

108 第二PCB板

109 第二LDA面板

110 低能像素阵列结构

1101低能像素

1102第二闪烁体

111 第四连接结构

112 第二FPC板

113 铜箔

2 线型双能X射线传感器

21PCB板

22第一连接结构

23线型二极管阵列面板

24第二连接结构

25高能像素阵列结构

251 高能像素

252 第一闪烁体

253 遮光层

2531铜箔

2532第三闪烁体

26低能像素阵列结构

261 低能像素

262 第二闪烁体

27柔性电路板

28金属连线

3 X射线源

4 传送模块

5 速度传感器

6 拟合模块

7 待检测物体

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2至图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

实施例一

请参阅图2及图3，本发明提供一种线型双能X射线传感器2，所述线型双能X射线传感器2包括：PCB板21，所述PCB板21的正面设有第一连接结构22；线型二极管阵列面板23，所述线型二极管阵列面板23经由背面贴置于所述PCB板21的正面，所述线型二极管阵列面板23的正面设有第二连接结构24，所述第二连接结构24与所述第一连接结构22电连接；高能像素阵列结构25，所述高能像素阵列结构25位于所述线型二极管阵列面板23的正面，且与所述第二连接结构24电连接，用于接收高能X射线；低能像素阵列结构26，所述低能像素阵列结构26位于所述线型二极管阵列面板23的正面，且与所述高能像素阵列结构25具有间距，所述低能像素阵列结构26与所述第二连接结构24电连接，用于接收低能X射线。

作为示例，所述第一连接结构22与所述第二连接结构24均可以为连接焊垫或插接件。所述第一连接结构22与位于所述PCB板21内部的引线结构(未示出)电连接。

作为示例，如图2及图3所示，所述高能像素阵列结构25与所述低能像素阵列结构26均贴置于所述线型二极管阵列面板23的表面，且沿所述线型二极管阵列面板23的表面平行间隔排布。

作为示例，如图3所示，所述高能像素阵列结构25包括若干个高能像素251，若干个高能像素251平行间隔排布；所述低能像素阵列结构2包括若干个低能像素261，若干个低能像素261平行间隔排布。各所述高能像素251均经由金属连线28与所述第二连接结构24电连接，且各所述低能像素261均经由金属连线28与所述第二连接结构24电连接。

在一示例中，如图3所示，若干个所述高能像素251呈多行一列排布，且若干个所述高能像素251的排布方向与所述PCB板21的宽度方向一致；若干个所述低能像素261呈多行一列排布，且若干个所述低能像素261的排布方向与所述PCB板21的宽度方向一致。

在一示例中，若干个所述高能像素251还可以呈多行多列排布，且若干个所述高能像素251的排布方向与所述PCB板21的宽度方向一致；若干个所述低能像素261呈多行多列排布，且若干个所述低能像素261的排布方向与所述PCB板21的宽度方向一致。

作为示例，请继续参阅图2，所述高能像素阵列结构25还包括第一闪烁体252，所述第一闪烁体252覆盖于各所述高能像素251的表面；所述低能像素阵列结构26还包括第二闪烁体262，所述第二闪烁体262覆盖于各所述低能像素261的表面。

作为示例，所述第一闪烁体252与所述第二闪烁体262材料不同或/和厚度不同，即所述第一闪烁体252的材料与所述第二闪烁体262的材料不同，或所述第一闪烁体252的厚度与所述第二闪烁体262的厚度不同。

作为示例，所述高能像素阵列结构25还包括遮光层253，所述遮光层253位于所述第一闪烁体252的上表面，用于过滤低能X射线，以防止低能X射线对高能X射线收集的图像质量造成影响。

作为示例，所述遮光层253包括第三闪烁体2532及铜箔2531二者中的至少一者，即所述遮光层253可以为所述铜箔2531，也可以为所述第三闪烁体2532，还可以为所述铜箔2531与所述第三闪烁体2532共同组成的叠层结构，此时，可以如图2中所示，所述铜箔2531位于所述第一闪烁体252的上表面，所述第三闪烁体2532位于所述铜箔2531的上表面。

需要说明的是，为了便于显示，图3中并未显示出所述第一闪烁体252、所述遮光层253及所述第二闪烁体262。

在一示例中，请继续参阅图3，所述高能像素阵列结构25、所述低能像素阵列结构26及所述第二连接结构24依次间隔排布，且所述第二连接结构24位于所述低能像素阵列结构25靠近所述第一连接结构22的一侧，以便于所述第二连接结构24与所述第一连接结构22电连接。

在另一示例中，所述低能像素阵列结构2、所述高能像素阵列结构25及所述第二连接结构24依次间隔排布，且所述第二连接结构24位于所述高能像素阵列结构25靠近所述第一连接结构22的一侧。

作为示例，所述线型双能X射线传感器2还包括柔性电路板27，所述柔性电路板27与所述第二连接结构24及所述第一连接结构21电连接，即所述第二连接结构24经由所述柔性电路板27与所述第一连接结构22电连接。当然，在其他示例中，所述第二连接结构24也可以通过金属连线与所述第一连接结构22电连接。

实施例二

请结合图4，本实施例还提供一种线型双能X射线检测系统，所述线型双能X射线检测系统包括：如实施例一中所述的线型双能X射线传感器2，所述线型双能X射线传感器2的具体结构请参阅实施例一，此处不再累述；X射线源3，所述X射线源3位于所述线型双能X射线传感器2的上方，用于发射X射线，且发射的所述X射线覆盖所述线型双能X射线传感器2中的所述线型二极管阵列面板23；传送模块4，所述传送模块4位于所述线型双能X射线传感器2与所述X射线源3之间，用于带动待检测物体7运动，具体的，所述传送模块4可以为但不仅限于传送带；速度传感器5，所述速度传感器5用于侦测所述待检测物体7的运动速度或所述传送模块4的运动速度，具体的，所述速度传感器5可以直接侦测所述传送模块4的运动速度，当然，所述速度传感器5也可以与所述传送模块4相连接，通过侦测所述传送模块4的传送速度以得到所述待检测物体7的运动速度；拟合模块6，所述拟合模块6与所述线型双能X射线传感器2及所述速度传感器5电连接，用于依据所述线型双能X射线传感器2收集的所述待检测物体7同一区域的高能图像及低能图像、所述高能像素阵列结构25与所述低能像素阵列结构26之间的间距及所述待检测物体7的移动速度拟合得到所述待检测物体7该区域的图像。

请结合图4参阅图5及图6，首先需要说明的是，为了便于显示，图5及图6中并未显示出图4中的所述X射线源3、所述传送模块4及所述速度传感器5，本发明的所述线型双能X射线检测系统的工作原理为：

首先，如图5所示，在T1时刻，所述待检测物体7的A区域(如图5及图6中标注“A”的区域)经过所述高能像素阵列结构25的上方，在X射线(如图5及图6中的竖直箭头)照射下被所述高能像素阵列结构25探测到，所述待检测物体7的A区域的高能图像被收集；

其次，如图6所示，在T2时刻，所述待检测物体7的A区域移动至所述低能像素阵列结构26的上方，在所述X射线的照射下被所述低能像素阵列结构26探测到，所述待检测物体7的A区域的低能图像被收集；在所述待检测物体7移动的同时，所述速度传感器5实时侦测所述待检测物体7的移动速率；

最后，所述拟合模块6依据所述线型双能X射线传感器2收集的所述待检测物体7同一区域的高能图像及低能图像、所述高能像素阵列结构25与所述低能像素阵列结构26之间的间距L及所述待检测物体7的移动速度S拟合得到所述待检测物体7该区域的图像。

需要说明的是，所述高能像素阵列结构25与所述低能像素阵列结构26之间的间距L为一固定值，在该过程中，T2与T1关系为：T2＝T1+L/S；所述拟合模块6得到的拟合得到所述待检测物体7的A区域的图像为T1时刻采集的该区域的高能图像与T2时刻采集的该区域的低能图像的整合。

需要进一步说明的是，在实际使用过程中，由于所述低能像素阵列结构26与所述高能像素阵列结构25在水平空间上具有间距L，完整图像的获得时间会比传统方案会晚一些：假设所述低能像素阵列结构26与所述高能像素阵列结构25之间的间距L＝2mm，所述待检测物体7的移动速度S为0.2m/s，则本发明中完整图像的获取时间与传统方案的时间差为ΔT＝T2-T1＝L/S＝10ms，毫秒级的时间差在实际中可忽略不计，因此，本发明的线型双能X射线传感器相较于现有技术中的线型双能X射线传感器在性能方面并不会有明显不良差异。

需要进一步说明的是，上述“所述低能像素阵列结构26与所述高能像素阵列结构25之间的间距”具体为所述低能像素261与所述高能像素251之间的间距。

综上所述，本发明提供一种线型双能X射线传感器及线型双能X射线检测系统，所述线型双能X射线传感器包括：PCB板，正面设有第一连接结构；线型二极管阵列面板，经由背面贴置于所述PCB板的正面，所述线型二极管阵列面板的正面设有第二连接结构，所述第二连接结构与所述第一连接结构电连接；高能像素阵列结构，位于所述线型二极管阵列面板的正面，且与所述第二连接结构电连接，用于接收高能X射线；低能像素阵列结构，位于所述线型二极管阵列面板的正面，且与所述高能像素阵列结构具有间距，所述低能像素阵列结构与所述第二连接结构电连接，用于接收低能X射线。本发明通过将高能像素阵列结构及低能像素阵列结构设置于同一线型二极管阵列面板上，并将所述线型二极管阵列面板贴置于一PCB板上，相较于现有的垂直设置的线型双能X射线传感器具有结构简单、体积小及成本低等优点。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。