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    跳鋁機中X射線探測器的分類與選型

    2021-11-20

      根據跳鋁機對射線接收轉換方式的不同,探測器的射線傳導體包括氣體、半導體、閃爍體三種不同結構。氣體探測器是一種以氣體為傳導體,基于射線穿過氣體空間時減少能量并因此發生電離輻射效應的機理,對X射線進行收集探測。且對射線的能量探測精度較低,探測的能量范圍較小等因素使其不再受到青睞。

      半導體探測器由于X射線在其內部導體中激發電子空缺,利用其對導電性造成的景響而探測X射線的輻射強度。受工作溫度的景響較大,需要在極低的溫度條件下使用,因此并不適合于分選場景的應用。閃爍體是一類吸收高粒子或射線后能夠發光的材料。閃爍體探測器利用閃爍體材料將X射線經過材料所產生的發光效應,對其進行探測轉化末后得出X射線的信號強度。該類探測器對X射線強度的探測效率與靈敏度相對較高、所需時間較短,同時對外界條件如溫度、連續工作時長等要求較低,適合于跳鋁機對破碎銅鋁識別分選環境的應用。因此本文選取閃爍體探測器對銅鋁高低能透射信號值進行測量。

      閃爍體探測器根據其形態與工作方式的不同可分為平面探測器與點陣探測器。平面探測器對其表面X射線的照射信號轉化為電信號,由下方電路接收電信號后直接輸出不同位置的射線信號強度,構成透射圖像。該類探測器的檢測范圍大、對射線信號的成像精度與探測效率較高,便于安裝,但缺點則是成本較高。點陣探測器的組成則相對簡單,由多個探測小板以線性排列的方式拼接組合而成,對在其各自探測范圍內對射線信號進行接收采集轉化。該方法的使用成本相對較低,但探測精度不高,容易遺漏射線信號。綜合對比,本文使用平面探測器。

      跳鋁機探測器的參數中,像素尺寸為輸出圖像數據的較小單位。X射線銅鋁識別中,不需要生成物料的具體圖像,僅根據采集的數據對其位置與物質種類進行判斷。

      分辨率指像素代表物質面積的大小。信噪比指信號中成分與噪聲的比例關系。X射線信號采集過程中存在外部可見光等影響,信噪比越大則信號數據越準確。

     ?、渚€閃爍體平板探測器主要包括射線信號探測板、信號處理轉化電路板信號傳輸接口與電源結構等附件共同組成。信號探測平板固定在信號處理電路板上方,其表面覆蓋閃爍體材料,下方連接到電荷敏感的放大集成電路。跳鋁機X射線照射閃爍體,激發閃爍體材料內原子或分子使其產生電子信號,電子信號在光電增管的電場加速后聚集形成電流,由放大器處理后經傳輸口輸出。

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