[发明专利]用于测量传感器增益的装置、设备及方法

说明书

本发明提供一种用于测量传感器增益的装置、设备及方法。该装置包括电流检测电路和处理电路。电流检测电路的输入端连接传感器单元的输出端。电流检测电路用于检测传感器单元输出的电流信号并生成相应的检测信号。处理电路的输入端连接电流检测电路的输出端。处理电路用于根据检测信号计算在传感器单元中发生的暗事件的能量，生成暗事件的能量谱图，并基于能量谱图计算传感器单元的增益。根据本发明提供的用于测量传感器增益的装置、设备及方法，通过传感器单元中的暗事件的能量来确定传感器单元的增益，可以快速、准确、高效地确定传感器单元的增益，有利于后续对传感器单元的增益变化进行补偿。

技术领域

本发明涉及电路领域，具体地，涉及一种用于测量传感器增益的装置、设备及方法。

背景技术

在高能光子(X射线、伽玛光子等)测量系统中，经常采用诸如硅光电倍增管(Silicon Photomultipliers，SiPM)的光电传感器。SiPM是一种基于硅的光电传感器。SiPM由边长10～100微米左右的小的传感器微元(cell)组成。每个传感器微元都是工作在盖革(Geiger)模式下的雪崩式光电二极管。每个传感器微元每次都只能检测一个可见光子。成百上千的传感器微元组成传感器单元(pixel)。传感器单元的尺寸通常为1平方毫米至几十平方毫米。很多传感器单元组合在一起，又可以组成更大的传感器阵列(例如16x16个3毫米x3毫米的传感器单元组成的阵列)。SiPM阵列和闪烁晶体阵列通过光导层耦合在一起，就构成了基于SiPM的前端检测器。基于SiPM的前端检测器广泛应用于高能光子的检测。相比于传统的光电倍增管(Photomultipliers，PMT)，SiPM具有尺寸小、偏置电压低、时间分辨率高、与核磁共振(MRI)磁场兼容等优点。SiPM的一个缺点是其增益受温度影响较大。SiPM增益的变化，对基于SiPM的前端检测器的许多性能有很大影响，并且会影响高能光子的测量结果。为了补偿SiPM的增益变化带来的影响，可以首先测量出SiPM的增益，以获知当前SiPM的增益变化情况。

因此，需要提供一种用于测量传感器增益的装置，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供一种用于测量传感器增益的装置。该装置包括电流检测电路和处理电路。电流检测电路的输入端连接传感器单元的输出端。电流检测电路用于检测传感器单元输出的电流信号并生成相应的检测信号。处理电路的输入端连接电流检测电路的输出端。处理电路用于根据检测信号计算在传感器单元中发生的暗事件的能量，生成暗事件的能量谱图，并基于能量谱图计算传感器单元的增益。

根据本发明的另一方面，提供一种用于测量传感器增益的设备。该设备包括与传感器阵列中的多个传感器单元一一对应的多个如上所述的用于测量传感器增益的装置。

根据本发明的另一方面，提供一种用于测量传感器增益的方法。该方法包括：检测传感器单元输出的电流信号并生成相应的检测信号；根据检测信号计算在传感器单元中发生的暗事件的能量；生成暗事件的能量谱图；以及基于能量谱图计算传感器单元的增益。

根据本发明提供的用于测量传感器增益的装置、设备及方法，通过传感器单元中的暗事件的能量来确定传感器单元的增益，由于传感器单元中的暗事件率很高，因此可以在较短的时间内获得较大的参考数据量，从而可以快速、准确、高效地确定传感器单元的增益，有利于后续对传感器单元的增益变化进行补偿。

在发明内容中引入了一系列简化的概念，这些概念将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，