工业CT的基本构成——探测系统
探测器在工业CT中起着至关重要的作用,它主要是将接收到的X射线信号转化为电信号,后续再通过信号处理电路对电信号进行滤波、放大等处理,最后通过电缆传输到计算机控制系统。
在工业CT领域,常见的探测器有图像增强器、线阵列探测器、平板数字探测器等不同类型。
图像增强器是一种老式的数字图像探测器,属于X光影像增强器与数字相机的组合,它可以根据各部位X射线强度来呈现出不同的黑白值(灰度登记值)。
线阵列探测器是多个探测单元排成线性阵列的探测器,其闪烁体有钨酸镉(CdWO4)等,像素有0.2mm和0.4mm等规格。它有着射线穿透效果好的优点,因为闪烁体在射线方向上的深度可以不受限制,从而使入射的大部分X光子能够被俘获;并且在降低射线散射效果方面表现也不错,尤其在高能条件下,可以缩短光子获取时间,由于闪烁体是独立的,并且同时闪烁体之间还有钨或者其它重金属隔片,能降低X射线窜扰。不过其像素尺寸不可能做得太小,相邻间隔(节距)一般大于0.1mm,而且价格相对较高,一般高能设备配置线阵探测器较多。
平板数字探测器主要有非晶硅平板数字探测器和CMOS平板探测器。面阵探测器效率很高,适合于DR成像,可以达到实时或准实时的动态成像,也比较适合于三维直接成像,但它存在射线探测效率低,无法限制散射和窜扰问题以及动态范围小等缺点,在高能范围应用效果较差。通常在1MeV以下的系统面阵探测器和线阵探测器都会被选择;但如果在高能情况下,只检测工件内部结构,不检测缺陷时,也可以配面阵,只是图像精度不高。
不同类型探测器因为各自的工作原理差异,适用于不同的检测需求,在实际的工业CT应用中需要根据具体情况来合理选用。