[发明专利]辐射脉冲检测器中的输入计数率估计

说明书

本发明提供了一种根据检测器信号来估计辐射脉冲检测器的输入计数率的方法，其中构成检测器信号的一些个体信号脉冲在时间上紧密间隔小于最小可靠检测间隙（104，105；t_c，t_d）。一方面，使用检测算法来检测个体信号脉冲，并且定义多个间隔开始时间（s_k），每个被插入有检测到的个体信号脉冲到达时间（t_k）中的至少一个，每个间隔开始时间（s_k）比对应的最近检测到的个体信号脉冲到达时间（t_k‑1）晚至少最小可靠检测间隙。在每个间隔开始时间（s_k）与对应的下一个检测到的个体信号脉冲到达时间（t_k）之间计算对应的多个个体信号脉冲到达间隔。

技术领域

本发明涉及对辐射脉冲检测器中的输入计数率的估计。本发明可以应用于被设计为检测任何种类和任何能量的辐射能脉冲（“辐射脉冲”）的检测器，其包括被设计为检测量子力学粒子（诸如光子、亚原子粒子、离子、原子）的粒子检测器，或被设计为检测经典辐射脉冲（诸如地震波SONAR、SODAR、超声或其它物质振动或经典雷达或光脉冲（包括LiDAR））的检测器。

其中辐射脉冲检测器将从本发明受益的应用包括但不限于安全扫描、行李扫描、医学成像、材料分析、气象感测、矿物处理、矿物分析、反射地震学以及DNA测序。如在所公开的国际专利申请PCT/AU2005/001423、PCT/AU2009/000395、PCT/AU2009/001648、PCT/AU2012/000678、PCT/AU2014/050420、PCT/AU2017/050514和PCT/AU2017/050512中更详细描述的，当前申请人的先前专利申请描述了适用于当前发明的辐射脉冲检测器的各种应用，所述国际专利申请中的每一个的内容通过引用以其整体并入于此，作为其中可以在适当的软件中实现当前发明剩余实施例的应用和装置的示例。因此，当前发明扩展到用当前发明的方法适当编程的这样的装置以及在上述国际专利申请中描述的那些装置的应用。

背景技术

在辐射脉冲检测器中，个体辐射脉冲进入检测器并且生成个体信号脉冲。通常，对于粒子检测器而言，个体信号脉冲是从光子的级联得到的电信号，所述光子的级联响应于入射在检测器材料上的辐射粒子。取决于辐射强度，每单位时间进入检测器并与检测器材料相互作用的辐射脉冲数会变化。该参数被称为输入计数率，并且对于取决于应用的原因进行测量很重要。相比之下，输出计数率是由检测电路实际检测到的辐射脉冲数，出于下面所讨论的各种原因，其一般小于输入计数率。估计输入计数率使得能够实现辐射强度的可靠表示，这在准确的定量辐射检测中很重要。例如，在辐射成像中，每个像素通过强度来表示，该强度是个体辐射脉冲（诸如量子粒子）的入射通量。在材料表征设备中，需要该输入计数率来对矿物或由所测量的辐射的特性所标识的其它成分的浓度进行标准化。在X射线衍射应用中，衍射环强度的准确测量对于表征被检查的材料的结构很重要。

在辐射粒子检测器中，个体信号脉冲可以经过电子预处理，诸如将斜坡信号转换成脉冲信号，并且这样可能涉及模拟和数字级或组件。

因为每个个体信号脉冲具有有限持续时间，并且每个个体信号脉冲的到达时间是随机且独立的，所以通常多于一个个体信号脉冲可以在该有限持续时间内到达检测器，从而导致“脉冲堆积”，由此信号是由两个或更多个紧密到达的个体信号脉冲的叠加引起的。在辐射通量非常高的情况下，或者在具有长个体信号脉冲持续时间的检测器中，可能的是聚合检测器信号持续在基线水平以上。