工業(yè)CT探測器光電流信號放大及轉(zhuǎn)換特性研究.pdf

1、隨著工業(yè)CT技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，檢測對象的尺寸變化范圍越來越寬，檢測速度越來越快，檢測精度越來越高，這對工業(yè)CT系統(tǒng)的性能要求越來越高。輻射探測系統(tǒng)作為工業(yè)CT系統(tǒng)的核心關(guān)鍵子系統(tǒng)，對其性能指標(biāo)的要求也隨之不斷提高。閃爍體光電二極管探測器作為一種工業(yè)CT最常用的探測器，非常有必要對其輸出的光電流信號的特征進(jìn)行分析以及處理方式進(jìn)行研究。特別是對探測器光電流信號放大及AD轉(zhuǎn)換特性的研究，對于提高探測系統(tǒng)的采集速度、探測精度以及動態(tài)范圍，進(jìn)

2、而提高工業(yè)CT系統(tǒng)性能具有重要意義。
　　本論文首先介紹了工業(yè)CT系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理以及探測系統(tǒng)對工業(yè)CT性能指標(biāo)的影響，并簡單介紹了工業(yè)CT探測系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和本課題的研究意義，明確了本課題的研究內(nèi)容對整個工業(yè)CT系統(tǒng)的影響。其次，通過對工業(yè)CT探測系統(tǒng)的深入分析，提出了對閃爍體+光電二極管探測器輸出信號的處理方法，并建立了探測器光電流信號放大及轉(zhuǎn)換特性研究平臺，此平臺集成了前置放大電路、二級放大電路、差分轉(zhuǎn)換電路、AD轉(zhuǎn)換電

3、路以及FPGA控制電路。論文對上述各個部分的方案設(shè)計以及硬件實現(xiàn)方法進(jìn)行了闡述。
　　基于此平臺，主要完成了對光電二極管一類輻射探測器的光電流信號I-V轉(zhuǎn)換特性研究，包括積分電容和積分時間對輸出電壓的影響，分析了在縮短積分時間的情況下，積分電容的選擇問題，提出了自制空氣平行板電容器和0.1pF薄膜電容作為積分電容的解決方案，并通過建立微弱信號發(fā)生電路產(chǎn)生5nA電流作為系統(tǒng)輸入，對這兩種方案在平臺上的應(yīng)用結(jié)果進(jìn)行了測試分析；其次完成