平板探测器原理
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平衡探测器原理
平衡探测器是一种用来测量或检测物体平衡状态的设备。
它基于物体平衡的原理,通过测量物体的重量或重心位置来确定物体是否平衡。
平衡探测器通常由一个平台和一个或多个传感器组成。
平台是物体放置的区域,可以是一个托盘、一个桌面或其他平面。
传感器通常安装在平台下方或边缘,用来感应物体的重量或压力。
当一个物体被放置在平衡探测器上时,传感器会感应到物体的重量。
一旦物体的重量超过或低于平衡状态,传感器会产生相应的信号。
这个信号可以被连接到计算机或其他设备,用来记录和分析物体的平衡状态。
为了获得更准确的测量结果,一些平衡探测器还可以测量物体的重心位置。
它们通过安装多个传感器或使用更复杂的技术来确定物体的重心位置。
这些传感器可以检测到物体在平台上的分布情况,从而判断物体是向左倾斜还是向右倾斜。
通过平衡探测器,我们可以实时监测和检测各种物体的平衡状态。
这对于生产线上的质量控制、工程测量、医疗设备等领域都有广泛的应用。
平衡探测器的原理简单可靠,可以提高工作效率并减少人为错误。
金属探测器原理金属探测器利用电磁感应的原理,利用有交流电通过的线圈,产生迅速变化的磁场。
这个磁场能在金属物体内部能感生涡电流。
涡电流又会产生磁场,倒过来影响原来的磁场,引发探测器发出鸣声。
金属探测器图解金属探测器特性和概念:金属探测器的精确性和可靠性取决于电磁发射器频率的稳定性,一般使用从80 to 800 kHz的工作频率。
工作频率越低,对铁的检测性能越好;工作频率越高,对高碳钢的检测性能越好。
检测器的灵敏度随着检测范围的增大而降低,感应信号大小取决于金属粒子尺寸和导电性能。
由于电流的脉动和电流滤波的原因,金属探测器对检测物品的输送速度有一定的限制。
如果输送速度超过合理范围,检测器的灵敏度就会下降。
为了确保灵敏度不下降,必须选择合适的金属探测器以适应相应的被检测产品。
一般来说,检测范围尽可能控制在最小值,对于高频感应性好的产品,检测器通道大小应匹配于产品尺寸。
检测灵敏度的调整要参考检测线圈的中心来确定,中心位置的感应最低。
产品的检测值会随生产条件的变化而变化,比如温度、产品尺寸、湿度等的变化,可通过控制功能作调整补偿球状物有重复性,最小的表面积,对金属探测器而言也最难检测。
因此,球状物可作为检测灵敏度的参考样本。
对于非球状的金属,检测灵敏度很大程度上取决于金属的位置,不同的位置有不同的横断面积,检测效果也就不同。
比如,纵向通过时,铁比较灵敏;而高碳钢和非铁就不太灵敏。
横向通过时,铁不太灵敏,高碳钢和非铁则比较灵敏。
在食品工业中,系统通常使用较高的工作频率。
对于如奶酪食品,由于其内在的高频感应性能好,会成比例地增加高频信号的响应。
潮湿的脂肪或盐份物质,例如面包类、奶酪、香肠等的导电性能与金属相同,在这种情况下,为了防止系统给出错误信号,必须调整补偿信号,降低感应灵敏度。
金属探测器分类金属探测器分类1.按功能来划分:1)全金属探测器:可以检测到铁、不锈钢、铜、铝等所有金属。
检测精度和灵敏度都比较高,稳定可靠。
各型平板探测器的工作原理及优缺点对比分析(最全)word资料摄像头的工作原理说明加电路图随着中国网络事业的发展(直接的说,电脑的外部环境的变化→宽带网络的普及),大家对电脑摄像头的需求也就慢慢的加强。
比如用他来处理一些网络可视、视频监控、数码摄影和影音处理等。
话说回来,由于其的相对价格比较低廉(数码摄象机、数码照相机),技术含量不是太高,所以生产的厂家也就多了起来,中国IT市场就是如此,产品的质量和指标也就有比较大的差距。
一、首先来看看感光材料一般市场上的感光材料可以分为:CCD(电荷耦合)和CMOS(金属氧化物)两种。
前一种的优点是成像像素高,清晰度高,色彩还原系数高,经常应用在高档次数码摄像机、数码照相机中,缺点是价格比较昂贵,耗功较大。
后者缺点正好和前者互普,价格相对低廉,耗功也较小,但是,在成像方面要差一些。
如果你是需要效果好点的话,那么你就选购CCD元件的,但是你需要的¥就多一点了!二、像素也是一个关键指标现在市面上主流产品像素一般在130万左右,早些时候也出了一些10-30万左右像素的产品,由于技术含量相对较低效果不是很好,不久就退出舞台了。
这个时候也许有人会问,那是不是像素越高越好呢?从一般角度说是的。
但是从另一个方面来看也就不是那么了,对于同一个画面来说,像素高的产品他的解析图象能力就更高,呵呵,那么你所需要的存储器的容量就要很大了。
不然……我还是建议如果你选购的时候还是选购市面上比较主流的产品。
毕竟将来如果出问题了保修也比较好。
三、分辨率是大家谈的比较多的问题我想我没有必要到这里说分辨率这个东东了,大家最熟悉的应该就是:A:你的显示器什么什么品牌的。
分辨率可以上到多高,刷新率呢?B:呵呵,还好了,我用在1024*768 ,设计的时候就用在1280*1024。
玩游戏一般就800*600了。
但是摄像头的分辨率可不完全等同于显示器,切切的说,摄像头分辨率就是摄像头解析图象的能力。
现在市面上较多的CMOS的一般在640*480,有是也会在800*600。
金属探测器原理金属探测器利用电磁感应的原理,利用有交流电通过的线圈,产生迅速变化的磁场。
这个磁场能在金属物体内部能感生涡电流。
涡电流又会产生磁场,倒过来影响原来的磁场,引发探测器发出鸣声。
金属探测器图解金属探测器特性和概念:金属探测器的精确性和可靠性取决于电磁发射器频率的稳定性,一般使用从80 to 800 k Hz的工作频率。
工作频率越低,对铁的检测性能越好;工作频率越高,对高碳钢的检测性能越好。
检测器的灵敏度随着检测范围的增大而降低,感应信号大小取决于金属粒子尺寸和导电性能。
由于电流的脉动和电流滤波的原因,金属探测器对检测物品的输送速度有一定的限制。
如果输送速度超过合理范围,检测器的灵敏度就会下降。
为了确保灵敏度不下降,必须选择合适的金属探测器以适应相应的被检测产品。
一般来说,检测范围尽可能控制在最小值,对于高频感应性好的产品,检测器通道大小应匹配于产品尺寸。
检测灵敏度的调整要参考检测线圈的中心来确定,中心位置的感应最低。
产品的检测值会随生产条件的变化而变化,比如温度、产品尺寸、湿度等的变化,可通过控制功能作调整补偿球状物有重复性,最小的表面积,对金属探测器而言也最难检测。
因此,球状物可作为检测灵敏度的参考样本。
对于非球状的金属,检测灵敏度很大程度上取决于金属的位置,不同的位置有不同的横断面积,检测效果也就不同。
比如,纵向通过时,铁比较灵敏;而高碳钢和非铁就不太灵敏。
横向通过时,铁不太灵敏,高碳钢和非铁则比较灵敏。
在食品工业中,系统通常使用较高的工作频率。
对于如奶酪食品,由于其内在的高频感应性能好,会成比例地增加高频信号的响应。
潮湿的脂肪或盐份物质,例如面包类、奶酪、香肠等的导电性能与金属相同,在这种情况下,为了防止系统给出错误信号,必须调整补偿信号,降低感应灵敏度。
金属探测器分类金属探测器分类1.按功能来划分:1)全金属探测器:可以检测到铁、不锈钢、铜、铝等所有金属。
检测精度和灵敏度都比较高,稳定可靠。
非晶硒DR平板探测器的结构原理及维护保养
薄夫军;张永寿;刘乃智;宋天一
【期刊名称】《中国医学装备》
【年(卷),期】2010(007)002
【摘要】简要介绍了非晶硒DR平板探测器的结构原理及维护保养.
【总页数】2页(P64-65)
【作者】薄夫军;张永寿;刘乃智;宋天一
【作者单位】济南军区总医院,山东,济南,250013;济南军区总医院,山东,济
南,250013;济南军区总医院,山东,济南,250013;济南军区总医院,山东,济南,250013【正文语种】中文
【中图分类】TH788
【相关文献】
1.非晶硅和非晶硒平板探测器在胸部影像中的表现 [J], 段勇
2.非晶硒平板探测器点状脱模分析 [J], 李松强;张晔
3.非晶硒与非晶硅平板探测器在腰椎平片摄影中的比较 [J], 凌寿佳
4.基于非晶硒平板探测器的乳腺CT图像采集软件设计 [J], 张玲;胡战利;余成波;刘磊;石伟;洪序达;项里伟
5.X射线头颅侧位CCD线阵探测器与非晶硒平板探测器的比较 [J], 孙嘉伟;徐晓斌;王越
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(一)在数字化摄片中,X线能量转换成电信号是通过平板探测器来实现的,所以平板探测器的特性会对DR图像质量产生比较大的影响。
选择DR必然要考虑到平板探测器的选择。
平板探测器的性能指标会对图像产生很大的影响,医院也应当根据实际需要选择适合自己的平板探测器。
DR平板探测器可以分为两种:非晶硒平板探测器和非晶硅平板探测器,从能量转换的方式来看,前者属于直接转换平板探测器,后者属于间接转换平板探测器。
非晶硒平板探测器主要由非晶硒层TFT构成。
入射的X射线使硒层产生电子空穴对,在外加偏压电场作用下,电子和空穴对向相反的方向移动形成电流,电流在薄膜晶体管中形成储存电荷。
每一个晶体管的储存电荷量对应于入射X射线的剂量,通过读出电路可以知道每一点的电荷量,进而知道每点的X线剂量。
由于非晶硒不产生可见光,没有散射线的影响,因此可以获得比较高的空间分辨率。
非晶硅平板探测器由碘化铯等闪烁晶体涂层与薄膜晶体管或电荷耦合器件或互补型金属氧化物半导体构成它的工作过程一般分为两步,首先闪烁晶体涂层将X线的能量转换成可见光;其次TFT或者1CCD,或CMOS将可见光转换成电信号。
由于在这过程中可见光会发生散射,对空间分辨率产生一定的影响。
虽然新工艺中将闪烁体加工成柱状以提高对X线的利用及降低散射,但散射光对空间分辨率的影响不能完全消除。
Ø 不同平板探测器的比较评价平板探测器成像质量的性能指标主要有两个:量子探测效率和空间分辨率。
DQE决定了平板探测器对不同组织密度差异的分辨能力;而空间分辨率决定了对组织细微结构的分辨能力。
考察DQE 和空间分辨率可以评估平板探测器的成像能力。
(1)影响平板探测器DQE的因素在非晶硅平板探测器中,影响DQE的因素主要有两个方面:闪烁体的涂层和将可见光转换成电信号的晶体管。
首先闪烁体涂层的材料和工艺影响了X线转换成可见光的能力,因此对DQE会产生影响。
目前常见的闪烁体涂层材料有两种:碘化铯和硫氧化钆。
平板探测器原理从1995年RSNA上推出第一台平板探测器(Flat Panel Detector)设备以来,随着近年平板探测技术取得飞跃性的发展,在平板探测器的研发和生产过程中,平板探测技术可分为直接和间接两类。
(一)间接能量转换间接FPD的结构主要是由闪烁体或荧光体层加具有光电二极管作用的非晶硅层(amorphous Silicon,a-Si)再加TFT阵列构成。
其原理为闪烁体或荧光体层经X射线曝光后,将X射线光子转换为可见光,而后由具有光电二极管作用的非晶硅层变为图像电信号,最后获得数字图像。
在间接FPD的图像采集中,由于有转换为可见光的过程,因此会有光的散射问题,从而导致图像的空间分辨率极对比度解析能力的降低。
换闪烁体目前主要有碘化铯(CsI,也用于影像增强器),荧光体则有硫氧化钆(GdSO,也用于增感屏),采用CsI+a-Si+TFT结构的有Trixell和GE公司等,而采用GdSO+a-Si+TFT有Canon和瓦里安公司等。
1、碘化铯( CsI ) + a-Si + TFT :当有X 射线入射到CsI 闪烁发光晶体层时,X 射线光子能量转化为可见光光子发射,可见光激发光电二极管产生电流, 这电流就在光电二极管自身的电容上积分形成储存电荷. 每个象素的储存电荷量和与之对应范围内的入射X 射线光子能量与数量成正比。
发展此类技术的有法国Trixell 公司解像度143um2 探测器( SIEMENS、Philips、汤姆逊合资) 、美国GE 解像度200um2 探测器( 收购的EG & G 公司) 等。
其原理见右图。
Trixell公司(目前有西门子、飞利浦、万东、上医厂、长青、泛太平洋等厂家使用,成本约9.5万美金)用的是Csl柱状晶体结构的闪烁体涂层,此种结构可以减少可见光的闪射,但由于工艺复杂难以生成大面积平板,所以采用四块小板拼接成17″×17″大块平板,拼接处图像由软件弥补。
GE、佳能(佳能、东芝、岛津使用)的平板是使用Csl或Gd2O2S:Tb涂层,因不是柱状晶体结构,所以能量损失较Trixell 严重。
2、硫氧化钆( Gd2O2S ) + a-Si + TFT :利用増感屏材料硫氧化钆( Gd2O2S ) 来完成X 射线光子至可见光的转换过程。
发展此类技术的公司有美国瓦里安公司、*** Canon 公司解像度160um2 探测器等。
此类材料制造的TFT 平板探测器成像快速、成本较低,但一般灰阶动态范围较低(12 bit 以下),与其它高阶14 bit产品图像诊断质量相比较为不足。
3、碘化铯( CsI ) / 硫氧化钆( Gd2O2S ) + 透镜/ 光导纤维+ CCD / CMOS :X射线先通过闪烁体或荧光体构成的可见光转换屏,将X 射线光子变为可见光图像,而后通过透镜或光导纤维将可见光图像送至光学系统,由CCD采集转换为图像电信号。
发展此技术的ssRay、Wuestec、新医科技等公司。
其原理可见右图。
新医科技的CCD DR为2K×2K,12Bit 图像输出,无论在图像上还是在价格上均是取代CR的最佳产品。
4、CsI ( Gd2O2S ) + CMOS :此类技术受制于间接能量转换空间分辨率较差的缺点,虽利用大量低解像度CMOS 探头组成大面积矩阵,尚无法有效与TFT 平板优势竞争。
发展此类技术的公司有CaresBuilt、Tradix公司等。
(二)直接能量转换直接FPD的结构主要是由非晶硒层(amorphous Selemium,a-Se)加薄膜半导体阵列(Thin Film Transistor array,TFT)构成的平板检测器。
由于非晶硒是一种光电导材料,因此经X射线曝光后直接形成电子-空穴对,产生电信号,通过TFT检测阵列,再经A/D转换获得数字化图像。
从根本上避免了间接转换方式中可见光的散射导致的图像分辨率下降的问题。
虽然在技术上和生产工艺上要求很高,但却是获得高图像质量的理想方式,业内普遍认为直接转换方式是FPD的最终发展方向。
采用这一技术的有岛津,AnRad,Hologic公司等。
直接转换FPD具有理论界限值的卓越分辨率和量子探测率,不仅具备可高分辨率以清晰显示微小血管及病灶,而且具有高灵敏度可大幅降低曝光射线量。
直接转换式FPD无论在低分辨率时还是在高分辨率时均具有极高的DQE值。
对于大物体的检出能力与间接转换型FPD大致相同,但对于微小病变,直间转换型FPD的检出能力更强。
(间接转换型的DQE 低频时虽然显示高值,但在2lp/mm以上时,其值急剧减小。
)直接转换式FPD研发厂家为了得到更高DQE值,获得良好的S/N特性,在降低噪音成分方面做出了更多的努力,尤其是在对图像质量影响最大的配线阻抗噪声和读取放大器的热噪声方面需进行了革新性的改良,将这两种噪声控制在最低程度,使实际测量值达到与理论值基本一致的水平。
直接转换式FPD对于大物体的检出能力与间接转换型大致相同,但对于微小病变,直间转换型具有更强的检出能力。
(间接转换型的DQE低频时虽然显示高值,但在2lp/mm以上时,其值急剧减小。
)早期的非晶硒平板存在的缺陷包括温度适应性差以及成像速度慢。
发展此类技术的公司有收购了DRC 公司的Hologic 公司和和台湾新医科技。
目前在国内我们最熟悉的平板为美国公司Hologic(Hologic、柯达、珠海友通、沈阳东软、北京东健等公司使用)生产非晶硒平板,由于直接能量转换图像质量极佳,深受医生的喜爱。
(三)平板的使用与养护现在不管是非晶硒、非晶硅、CCD这些平板探测器,还是各大知名国际厂商,所有探测器保修最长只有五年。
现在医院在购买期间只注意了牌子,什么高象素,高配置,忽视了服务和设备寿命,而最基本的满足临床使用诊断的这个根本目标没有重视。
平板探测器使用一定年限或者经过一定次数曝光,老化损坏是必然的,不可避免的。
一般在五个以内的坏的可以用软件补,但十个以上就是一片白点,所以这是不可逆的,而且随着曝光次数增加,坏点会成坏道。
在坏点刚刚出现的时候就及时向厂方提出维护,一般情况下还不至于坏到那个程度。
按照理论要求,平板在三到六个月之间是必须要做一次校准的,这个也是医院在购买安装的时候需要向厂方提出的一个合理要求。
而且现在大部分DR操作里面已经开放的平板探测器的校准程序,厂方要求院方一定时间内也要对平板进行校准。
非晶硒怕冷,非晶硅怕潮.工作环境的保持十分重要,在使用中应尽量严格地按照厂家的要求控制机房的环境, 一定要在机房内安装抽湿器和空调,否则会坏的比较快。
另外射线也会造成损伤使转换层老化,效率降低,这与累积剂量有关,就正常的剂量(500uR)而言100万次曝光后仍可保持70%的效率问题并不大。
但一定要注意遮光器(尤其是腰椎侧位等)的使用,否则漏光的部分由于经常接受过量辐射则老化会大大加快。
各型平板探测器的优缺点(一)碘化铯/非晶硅型:概括原理:X线先经荧光介质材料转换成可见光,再由光敏元件将可见光信号转换成电信号,最后将模拟电信号经A/D转换成数字信号。
具体原理:1、曝光前,先使硅表面存储阳离子而产生均一电荷,导致在硅表面产生电子场;2、曝光期间,在硅内产生电子-空穴对,且自由电子游离到表面,导致在硅表面产生潜在的电荷影像,在每一点上电荷密度与局部X线强度相当。
3、曝光后,X线图像被储存在每一个像素中;4、半导体转换器读出每一个素,完成模数转换。
优点: 1、转换效率高;2、动态范围广;3、空间分辨率高;4、在低分辨率区X线吸收率高(原因是其原子序数高于非晶硒);5、环境适应性强。
缺点:1、高剂量时DQE不如非晶硒型;2、因有荧光转换层故存在轻微散射效应;3、锐利度相对略低于非晶硒型。
佳能DR已独家采用目前世界上最先进的荧光介质氧化钆,有效弥补和改善了上述缺点。
(二)非晶硒型概括原理:光导半导体直接将接收的X线光子转换成电荷,再由薄膜晶体管阵列将电信号读出并数字化。
具体原理:1、X 线入射光子在非晶硒层激发出电子-空穴对;2、电子和空穴在外加电场的作用下做反向运动,产生电流,电流的大小与入射的X线光子数量成正比;3、这些电流信号被存储在TFT的极间电容上,每一个TFT和电容就形成一个像素单元。
优点:1、转换效率高;2、动态范围广;3、空间分辨率高;4、锐利度好;缺点: 1、对X线吸收率低,在低剂量条件下图像质量不能很好的保证,而加大X线剂量,不但加大病源射线吸收,且对X光系统要求过高。
2、硒层对温度敏感,使用条件受限,环境适应性差。
(三)CCD型概括原理:由增感屏作为X线的交互介质,加CCD来数字化X 线图像。
具体原理:以MOS电容器型为例:是在P型Si的表面生成一层SiO2,再在上面蒸镀一层多晶硅作为电极,给电极P型Si 衬底加一电压,在电极下面就形成了一个低势能区,即势阱。
势阱的深浅与电压有关。
电压越高势阱越深。
而光生成电子就储于势阱之中。
光生电子多少与光强成正比。
所以所存储的电荷量也就反应了该点的亮度。
上百万的光敏单元所存储的电荷就形成与图像对应的电荷图像。
优点:1、空间分辨率高;2、几何失真小;3、均匀一致性好。
缺点:1、转换效率低(原因是CCD系统采用增感屏为其X线交互介质,它的MTF调制传递函数和DQE量子检测效能都不会超过增感屏。
另外,由于增感屏被X线激发的荧光通常只有小于1%能够通过镜头进入CCD)。
2、生产工艺难:CCD面积难以做大,需多片才能获得足够的尺寸,这便带来了拼接的问题,导致系统复杂度升高可靠性降低,且接缝两面有影像偏差。
3、像素大小由CCD的最小体积决定,而CCD体积制造工艺受限。
以上CCD技术的这些固有缺陷,使其已经不能代表DR系统的主流发展方向,逐步淘汰中。