[发明专利]X射线探测传感器及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于X射线探测技术领域，特别设计一种X射线探测传感器及控制方法。

背景技术

X射线探测技术可以在不破坏物体的前提下，对物体内部情况进行探测，比如医疗行业中利用DR(数字化X射线)技术，可以对人体器官进行透视，工业上可以通过X射线实时成像探测技术，对航空航天零件、压力容器等进行探伤，公共场所可应用X射线安全检测系统对行李包裹进行安全检查，海关可以通过高电压X射线探测器对集装箱进行安全和防走私检查。

目前比较通用的X射线探测技术主要有以下几种：光电倍增管、射线增感屏与CCD等结构形式，可以实现简单的X射线探测，不足之处是均存在探测速度慢、探测动态范围小，采用光学镜头，失真严重，不能避免球差、寿命短等缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种X射线探测传感器及控制方法，通过直接测量荧光体感应强度，以实现X射线探测动态范围大，无失真，工作稳定和节能的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：该传感器包括荧光体、光电池、信号调理电路、信号转换电路和单片机；该传感器的连接关系是：荧光体安装在光电池上，用于采集X射线，荧光体发出的光进入光电池，光电池输出端连接信号调理电路的输入端，对荧光体采集的X射线信号进行调理，信号调理电路的输出端连接信号转换电路的输入端，信号转换电路的输出端连接单片机的输入端。

该探测传感器的控制方法包括以下步骤：当上电或复位时，X射线探测传感器初始化，获取初始化参数，然后经信号调理和信号转换，单片机对转换后的信号进行信号处理；

该控制方法包括以下步骤：

步骤一、开始；

步骤二、探测传感器初始化；

步骤三、信号调理，把检测到的原始信号放大到适合AD转换的范围；

步骤四、信号转换，把模拟信息转换成数字信号；

步骤五、信号滤波，滤除信号中的高频噪音；

步骤六、信号校准，使各路信号一致；

步骤七、信号排序，按通讯的要求对信号数据排序；

步骤八、通讯预处理，按照通讯要求对信号数据块打包；

步骤九、返回。

其中探测传感器初始化包括以下步骤：

步骤1、开始；

步骤2、读取参考电压，在配置存储区里预存；

步骤3、读取电源电压，在配置存储区里预存；

步骤4、读取偏置电压，在配置存储区里预存；

步骤5、读取地址码，在配置存储区里预存；

步骤6、读取放大倍数，在配置存储区里预存；

步骤7、参数校验，校验以上参考电压、电源电压、偏置电压、地址码、放大倍数参数范围以满足运行技术要求；

步骤8、返回。

本发明的优点：该探测器通过将X射线结合荧光体进行探测，使探测动态范围大，不采用光学镜头，没有失真，荧光体没有消耗且寿命长。

附图说明

图1本发明一种X射线探测传感器结构框图；

图2本发明一种X射线探测传感器的控制方法探测传感器工作流程图；

图3本发明一种X射线探测传感器的控制方法中探测传感器初始化流程图；

图4为本发明一种X射线探测传感器电路原理图。

具体实施方式

本发明一种X射线探测传感器及控制方法结合实施例及附图加以详细说明。

本发明实施例选取：荧光体GOS，使用ATL084集成电路作为信号调理电路，参考电压2.5V，电源电压5V，偏置电压1.8V，可以把信号范围处理到适合信号转换的程度，使用ADC0809集成电路作为信号转换电路，可以实现256级灰度，普通视觉分辨的灰度仅为20级，可以满足信号转换速度和精度要求，使信号转换后不失真，地址码为0，放大倍数为1，使用ATMega8微处理器实现信号处理和初始化算法。

如图1和图2所示，该传感器包括荧光体、光电池D1和D2、信号调理电路ATL084、信号转换电路ADC0809和单片机ATMega8，其中荧光体安装在光电池D1和D2上，光电池输出端连接信号调理电路ATL084的输入端2引脚，信号调理电路ATL084的输出端2引脚连接信号转换电路ADC0809的输入端10和11引脚，信号转换电路ADC0809的输出端15至28引脚和3、1、2、14引脚分别依次连接单片机ATMega8的输入端13至10引脚、8至1引脚和24至21引脚。

初始化参数用于记录传感器的状态，准备后续处理；信号调理和转换获取信号精度和分辨率，采用信号调理计算公式如下：