【摘 要】
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高能Χ射线工业CT是一种射线无损检测技术,其在航空航天、国防军工以及民用产品的质量无损检测等领域中起着重要作用。高能Χ射线的探测采集子系统作为工业CT系统的重要组成
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高能Χ射线工业CT是一种射线无损检测技术,其在航空航天、国防军工以及民用产品的质量无损检测等领域中起着重要作用。高能Χ射线的探测采集子系统作为工业CT系统的重要组成部分,其所得数据的正确性与准确性将直接影响CT成像图像的质量乃至整个CT系统性能。因此,研究一套实用的高能Χ射线探测采集系统具有重要意义。本论文首先介绍了工业CT系统的基本原理与结构组成,并简单介绍了Χ射线探测技术的发展现状及本论文的研究意义和创新点,明确了本课题的研究内容在整个工业CT系统中的位置与作用。分析了高能Χ射线探测技术,并重点研究了高能Χ射线探测器——钨酸镉(CdWO4)耦合光电二极管探测器的探测原理及其信号输出特征。根据探测器信号的输出特性,研究了微弱电流信号的测量原理,详细介绍了高能Χ射线探测转换电路的设计,重点介绍了微弱信号探测系统的前置放大电路、主放大电路以及一种新的应用于工业CT的高低压分区放大电路的设计。另外,论文还对此部分电路的噪声特性做了分析,并根据分析结果做了相应的设计处理。结合高能X射线探测采集系统现场工作环境电磁干扰大、辐射强度强的特点,本文设计了探测与采集系统的总体硬件电路,其中包括控制信号的光电隔离电路、模拟电源供电电路、数字电源供电电路以及FPGA逻辑控制和外围辅助电路。介绍了FPGA系统软件程序设计及其一般注意事项。此外,论文还综合考虑了系统的抗干扰措施。
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