GOS 闪烁阵列在安检领域的应用与加工工艺研究
2021-10-26范荣华
机电产品开发与创新 2021年5期
关键词:工艺
范荣华, 刘 斌
(公安部第一研究所 安检产品制造部, 北京 102200)
0 引言
闪烁材料是一种在X 射线或原子核粒子作用下产生脉冲光现象的材料。 由闪烁材料制成的探测器可用于安检、工业探伤、油井勘探、核物理及高能物理等方面,目前这一类探测器用的主要是无机闪烁晶体[1-3]。 相比无机闪烁晶体, 陶瓷闪烁晶体由于在其粉体制备过程中可以较容易地实现掺杂离子分子级别的均匀混合、 制备工艺简单、成本低及良好的机械加工性能等,成为了近年来新型闪烁材料研究的热点和前沿。
GOS 是一种氧化物透明陶瓷闪烁晶体,它具有约为60 的有效原子序数、1.8 倍于CdWO4的光输出、<0.01%的余辉值、与硅光电二极管匹配的峰值波长、安全无毒、化学性质稳定、 不易潮解、 机械加工性能好等一系列特性,是非常一种优秀的新型闪烁材料[4-5]。 在具体应用中,GOS 材料在晶体生长成为坯件之后,为满足下一步的具体应用领域,需对其进行外形深加工。 在安检领域中,由于图像处理的特殊性,GOS 闪烁阵列中需保证16 个独立像素的加工精度,其加工工艺十分复杂,效率较低。
1 在安检领域的应用
应用在安检领域时,需将GOS 晶体坯件加工成拥有16个独立像素位置的长条状GOS 阵列。 应用时GOS 阵列需与硅光电二极管配合组成探测器模块,X 射线首先使GOS闪烁阵列发光,之后硅光电二极管将其转化成微弱的电流信号,经过积分放大处理,得到A/D 转换电路可以处理的模拟电压信号,模数转换后,这些表征着图像信息的数字信号被引入FPGA 芯片,进而传输给工控机,经过图像软件的处理就可以显示出来了[6-8]。……
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