[发明专利]多能X射线探测器、探测板、成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种多能X射线探测器，其特征在于，所述多能X射线探测器包括：传感器驱动电路板及依次设置在所述传感器驱动电路板上的光敏二极管阵列、闪烁体层和过滤层；

所述过滤层包括M种过滤单元，用于过滤不同能量的X射线；

所述闪烁体层包括N种闪烁体单元，用于将经过过滤的不同能量的X射线转换成可见光；各所述过滤单元、各所述闪烁体单元与所述光敏二极管阵列中的像素单元一一对应；其中，N为大于等于2的整数，M等于N或N-1；

所述光敏二极管阵列用于将所述可见光转换成电信号；

所述传感器驱动电路板用于驱动所述光敏二极管阵列工作。

2.根据权利要求1所述的多能X射线探测器，其特征在于：N等于2，所述闪烁体层包括高能闪烁体单元和低能闪烁体单元；M等于1，所述过滤层设置在所述高能闪烁体单元上表面，用于过滤低能X射线；所述高能闪烁体单元及所述光敏二极管阵列构成高能级X射线传感器模组，所述低能闪烁体单元及所述光敏二极管阵列构成低能级X射线传感器模组。

3.根据权利要求2所述的多能X射线探测器，其特征在于：所述光敏二极管阵列为一行，各高能闪烁体单元与各低能闪烁体单元位于一行上且在行上间隔排布。

4.根据权利要求2所述的多能X射线探测器，其特征在于：所述光敏二极管阵列为两行，所述高能闪烁体单元为一行，所述低能闪烁体单元为一行。

5.根据权利要求1所述的多能X射线探测器，其特征在于：不同的闪烁体单元的高度差大于等于0。

6.一种探测板，其特征在于，所述探测板包括至少一个权利要求1～5任意一项所述的多能X射线探测器。

7.一种成像系统，其特征在于：所述成像系统包括射线源、主控板、计算机及至少一个权利要求6所述的探测板；所述射线源用于发出连续能谱的X射线；所述探测板用于采集穿透待测物体后的X光信号；所述主控板一端连接所述探测板，另一端连接所述计算机，用于将所述探测板采集的信号数据按照物理像素的位置拼接成行数据并传送到所述计算机上；所述计算机用于将收到的每行数据按照时间顺序进行拼接以组成二维图像，进行图像处理后进行显示。

8.根据权利要求7所述的成像系统，其特征在于：处理后的图像中显示有机物、无机物和混合物。

9.根据权利要求8所述的成像系统，其特征在于，通过物质的有效原子序数，将物体成像分为有机物、无机物和混合物；其中，有效原子序数满足公式(1)：

其中，R为物质的有效原子序数，μ_l为低能射线下的X射线衰减系数，μ_h为高能射线下的X射线衰减系数。

10.根据权利要求9所述的成像系统，其特征在于，所述X射线衰减系数μ满足公式(2)：

其中，d为物体厚度，I_IN为X射线的入射强度，I_OUT为X射线经过物体的出射强度。

11.一种成像方法，基于权利要求7～10任意一项所述的成像系统实现，其特征在于，所述成像方法包括以下步骤：

S1：通过所述射线源发出连续能谱的X射线；

S2：在所述待测物体运动经过所述X射线时，通过所述探测板获取所述待测物体的N种数据；

S3：通过所述主控板将所述待测物体的N种数据传输给所述计算机；

S4：通过所述计算机将物体的图像进行处理并显示。

12.根据权利要求11所述的成像方法，其特征在于：当N等于2时；若所述探测板中的所述光敏二极管阵列为一行，各高能闪烁体单元与各低能闪烁体单元位于一行上且在行上间隔排布，则所述待测物体沿着垂直于闪烁体排布的方向运动。

13.根据权利要求11所述的成像方法，其特征在于：当N等于2时；若所述探测板中的所述光敏二极管阵列为两行，所述高能闪烁体单元为一行，所述低能闪烁体单元为一行，则所述待测物体沿着闪烁体排布的方向运动，通过所述探测板在第一时刻获取所述待测物的低能数据，在第二时刻获取所述待测物的高能数据。