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阵列地下金属探测器的技术要求

文章来源:北京圣火大地科技www.bjshdd.com

从一些基本关系式可以看出,集装箱检测系统对地下金属探测器的主要技术要求如下。
(1)探测效率与灵敏度
为获得优良的CI值以及IQI值,要求探测器的探测效率高。这里的探测效率是指髙能电磁辐射光子射入地下金属探测器元灵敏体积后产生次级电子的概率。
同样由这些关系式可见,信号动态范围A越大,CI及IQI指标也将越好。 在噪声幅度以及辐射水平相同的情况下,地下金属探测器灵敏度直接与信号动态范围成 正比。因此,提髙阵列地下金属探测器的灵敏度将直接导致CI、IQI等指标的提高。
(2)响应时间
要求阵列地下金属探测器的响应时间能满足射线源和检测扫描速度的需要。例如, 直线加速器射线源的辐射脉冲宽度仅2/is〜3/is,因此要求地下金属探测器信号的响应时 间为10—S罱级。对于钴-60等连续发出射线的辐射源,响应时间的要求可以降 低,但要受到扫描速度的制约。在铁路货车检测系统中扫描速度高达10km/h〜 30km/h,要求地下金属探测器的响应时间能达到1ms〜3ms量级。
(3)各地下金属探测器元之间的相关性小
阵列地下金属探测器是由大量地下金属探测器元组成的,各地下金属探测器元的输出信号应当只代表 所在处的辐射强度。然而,由于在地下金属探测器元之间可能存在的串扰现象,使其信号 不仅取决于所在处的辐射强度,而且与相邻地下金属探测器元所在处的辐射强度也有关。 这种串扰现象会导致图像处理工作量与难度的急剧增加,需要极力避免。‘
(4)可祺性与工作寿命
像集装箱检测系统这类需要在现场长期工作的检测装备,对可靠性与工作 寿命都有很高的要求。同时,还要求地下金属探测器有很强的承受恶劣环境的能力。
(5)耐辐照性能
特别是在某些固定式加速器型集装箱检测系统中,辐射水平高,在耐辐照性 能方面有更髙的要求。
(6)供电要求
希望工作电压尽蛍低,供电功率尽量小。
2.高压充气阵列电离室的设计理念
按照上述对于阵列地下金属探测器的技术要求来衡录,无论是闪烁晶体-光二极管阵 列地下金属探测器还是带固体辐射体的多丝正比室,都存在着各自的优点与缺陷。
闪烁体-光二极管阵列是固体地下金属探测器,即使不很大的闪烁晶体也能达到较髙 的X、7射线探测效率。例如,22mm厚碘化铯晶体对钴-60 7射线的探测效率能 达到40%左右。但是,这种地下金属探测器的主要缺点是耐辐照性能差,噪声(或暗电 流)水平商而且随环境温度的变化显著。而且,闪烁晶体的发光效率还随人射光 子能傲而有所变化。由于光二极管不具备倍增特性,因此这种器件的探测灵敏 度并不髙。例如,即使对于发光效率最髙的碘化钠闪烁晶体,需要入射带电粒子 在晶体内损耗约300eV能最才能使光二极管输出一个电子电荷的信号。此外, 低噪声光二极管目前还依赖进口,价格很昂货。
带固体辐射体的多丝正比室是法国施伦贝谢公司发明的专利产品。它借助 薄钽片的固体辐射体作用能达到相当高的探测效率。由于存在气体放电的倍增 效应,因而能达到比较髙的探测灵敏度。它的主要缺点是,存在明显的地下金属探测器元 之间的信号串扰问题,而且由于气体放电对正比放电丝的影响,其工作寿命也只 能保证一年。它采用流气工作模式,因而还必须配备气路与储气钢瓶,使用很不 方便。由于工作气体压力达到latm,因而工作电压商达数千伏。正比放电丝是 很细的,容易受振动影响,也构成一种干扰因素。

 
 

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