CN111265233B - 高压组件及探测器 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种高压组件及探测器。一种高压组件，包括高压底板以及与所述高压底板电性接触的多个探测器模块。所述探测器模块包括晶体基板、连接至所述晶体基板的阳极的晶体、连接至所述晶体基板的高压转接板以及连接所述晶体与所述高压转接板的高压阴极板。所述高压转接板与所述高压底板其中之一设有第一连接件与第二连接件，另一个设有第一接触件与第二接触件。所述第一连接件受力后可相对所述第一接触件产生位移，第二连接件受力后可相对所述第二接触件产生位移。所述第一连接件与所述第一接触件电性接触，所述第二连接件与所述第二接触件电性接触，以在所述晶体的两端施加高压，结构简单且所述高压底板与所述高压转接板接触稳定。

Description

高压组件及探测器
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种高压组件及探测器。
背景技术
以光子计数型多能谱CT的探测器包含多个具有能量直接转接材料(晶体半导体)的探测器模块，每个晶体半导体被划分成二维阵列像素。对于这种晶体半导体探测器，需要在晶体上下正对两面施加一对上千伏偏置高压，以在晶体中形成一个稳定的强电场。然而，该上千伏的高压布线十分困难，对***设计带来挑战。
发明内容
本申请提供一种结构简单且接触稳定的高压组件及探测器。
本申请提供一种高压组件，包括高压底板以及与所述高压底板电性接触的多个探测器模块，所述探测器模块包括晶体基板、连接至所述晶体基板的阳极的晶体、连接至所述晶体基板的高压转接板以及连接所述晶体与所述高压转接板的高压阴极板，所述高压转接板与所述高压底板其中之一设有第一连接件与第二连接件，另一个设有第一接触件与第二接触件，所述第一连接件受力后可相对所述第一接触件产生位移，第二连接件受力后可相对所述第二接触件产生位移，所述高压转接板与所述高压底板通过所述第一连接件与所述第一接触件电性接触以及所述第二连接件与所述第二接触件电性接触，以在所述晶体的两端施加高压。
进一步地，所述晶体包括碲化镉晶体或碲锌镉晶体。
进一步地，所述探测器模块还包括连接至所述晶体基板的数据采集板，所述晶体基板设有ASIC芯片采集处理脉冲信号并把所述信号传输至所述数据采集板。
进一步地，所述探测器模块包括高压连接板，所述高压连接板连接所述高压阴极板与所述第一连接件，所述数据采集板连接所述晶体基板与所述第二连接件，所述第一连接件连接至所述高压底板的阴极，所述第二连接件连接至所述高压底板的阳极。
进一步地，所述高压阴极板的一侧设置裸露的电极片，另一侧设置绝缘材料，所述电极片粘贴至所述晶体，所述高压阴极板由软性材料制成。
进一步地，所述高压阴极板包括层压在一起的薄膜与导电金属膜，所述导电金属膜粘贴至所述晶体。
进一步地，所述第一接触件和/或所述第二接触件为焊盘。
进一步地，所述第一连接件和/或所述第二连接件包括Pogo Pin端子或可弹性变形的弹性端子。
进一步地，所述高压底板包括高压区与低压区，所述第一接触件以及所述第二接触件设置于所述高压区。
本申请还提供一种探测器，包括板箱以及上述的高压组件，所述高压底板以及多个所述探测器模块固定至所述板箱，所述板箱与所述探测器模块其中之一设有通孔，另一个设有与所述通孔配合的凸出部。
本申请实施方式的高压组件通过在晶体基板上设置晶体，高压阴极板连接至所述晶体，所述晶体基板连接与所述高压阴极板连接至高压底板，通过高压底板对所述晶体施加偏置高压，结构简单；同时，所述第一连接件受力后可相对所述第一接触件产生位移，第二连接件受力后可相对所述第二接触件产生位移防止制造公差或者位置的稍微变化导致第一连接件与第一接触件或者第二连接件与第二接触件之间的距离产生变化，导致无法接触的情况发生，有效地保证所有的探测器模块均与所述高压底板稳定地电性接触，有效地保证图像的质量。
附图说明
图1是本申请实施方式示出的高压组件与板箱组装后的立体图，为了清楚示出高压组件的结构，仅示出板箱的一部分。
图2是图1所示的探测器模块的分解示意图。
图3是图2所示的探测器模块的组装示意图。
图4是图3所示的探测器模块的组装示意图的画圈部分的放大图。
图5是图1所示的高压底板的另一实施方式的示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施方式进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施方式中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
下面结合附图，对本申请实施方式的高压组件及探测器进行详细介绍。
参见图1至图4所示，本申请的探测器包括板箱1以及固定至所述板箱1的高压组件2。
所述高压组件2包括固定至所述板箱1的高压底板20以及与所述高压底板20电性接触的多个探测器模块21。多个所述探测器模块21的结构相同。所述高压底板20包括第一接触件201与第二接触件202。所述第一接触件201与所述第二接触件202其中一个是阳极，另一个是阴极。所述探测器模块21包括电连接至所述第一接触件201的第一连接件210以及电连接至所述第二接触件202的第二连接件211。在图示实施方式中，所述第一接触件201与所述第二接触件202为焊盘。在其他实施方式中，所述第一接触件201与所述第二接触件202可为任意可电性导通的部件。
所述第一连接件210与所述第二连接件211弹性连接所述探测器模块21与所述高压底板20。比如，所述第一连接件210和/或所述第二连接件211可以是弹性端子或者PogoPin端子。探测器采样像素由多个所述探测器模块21组成，理想情况下每个像素之间的间隙应该是一致的，在多个所述探测器模块21的安装过程中，所述探测器的探测器模块21的位置是一致的。然而因为机械加工的误差，为了保证相邻的探测器模块21间像素间隙的一致性，必须在安装过程中微调探测器模块21的位置，尤其是Z向位置，才能保证整个像素平面像素之间的间隙一致。本申请高压组件2的探测器模块21与高压底板20之间通过第一连接件210与第二连接件211弹性接触，以方便调节所述探测器模块21的位置，有效地保证多个所述探测器模块21的位置的一致性。
所述第一连接件210和/或所述第二连接件211也可以设置于所述高压底板20，对应地，所述第一接触件201和/或所述第二接触件202设置于所述探测器模块21。所有的所述探测器模块21的第一连接件210与第二连接件211排列成弧形。所述高压底板20对应设置为弧形，以有效地保证所述第一连接件210以及所述第二连接件211与所述第一接触件201以及所述第二接触件202的稳定接触。
所述探测器模块21包括晶体基板212、高压转接板213、连接至所述晶体基板212的晶体215、位于所述晶体基板212一侧的高压阴极板216、连接所述高压阴极板216与所述高压转接板213的高压连接板2132、连接至所述晶体基板212与所述高压转接板213的数据采集板217。所述高压连接板2132可设置为一个或者多个。所述高压连接板2132连接所述第一连接件210至所述高压阴极板216。
所述高压阴极板216的一侧设置裸露的电极片，另一侧设置为绝缘材料。所述电极片粘贴至所述晶体215的一端，所述高压阴极板216连接至所述第一连接件210。所述晶体215的另一端连接至所述晶体基板212的阳极，所述晶体基板212的阳极连接至所述数据采集板217，所述数据采集板217连接至所述第二连接件211。
所述第一连接件210与所述第二连接件211连接至所述高压转接板213。所述第一连接件210与所述高压底板20的第一接触件201电性连接，所述第二连接件211与所述高压底板20的第二接触件202电性连接，从而从所述高压底板20上获取高压电源到探测器模块21。所述第一连接件210连接至所述高压底板20的阴极，所述第二连接件211连接至所述高压底板20的阳极，因此，在所述晶体215的两端加了一个高压。所述晶体基板212的阳极为所述晶体215的信号输出。
通过所述高压底板20在晶体215的两端施加了一个高压偏置高压，形成了一个电场，用于晶体215接收辐射光子产生采集脉冲信号。晶体基板212上设有ASIC芯片采集处理脉冲信号并把所述信号传输至所述数据采集板217上。所述晶体215包括碲化镉(CdTe)晶体或碲锌镉(CZT)晶体等。
所述高压阴极板216由软性导电材料制成，从而避免了晶体215的损伤，简化了装备工艺。在其中一个实施方式中，所述高压阴极板216由层压式薄膜制成，在所述薄膜上层压一层导电金属膜。所述薄膜可以是PET膜或Kapton膜等。所述导电金属膜可以是铝膜等。所述导电金属膜粘贴至所述晶体215。
所述第一连接件210和/或所述第二连接件211与高压底板20接触前，其自由端的高度为h1，所述第一连接件210和/或所述第二连接件211与高压底板20电性接触，其自由端的高度为h2，h2与h1的比值小于等于0.5，能够有效地保证所述高压转接板213与所述高压底板20接触的稳定性。所述第一连接件210受力后可相对所述第一接触件201产生位移，第二连接件211受力后可相对所述第二接触件202产生位移，防止制造公差或者位置的稍微变化导致个别探测器模块21的第一连接件210与高压底板20的第一接触件201或者第二连接件211与高压底板20的第二接触件202之间的距离产生变动，导致无法接触的情况发生，有效地保证所有的探测器模块21均能够与所述高压底板20稳定地电性接触，有效地保证图像的质量；同时，所述第一连接件210与所述第二连接件211成本较低，降低了探测器的成本。
所述探测器模块21包括固定支架219，用于支撑晶体基板212、高压转接板213与数据采集板217。所述固定支架219包括通孔2190，所述板箱1包括收容至所述通孔2190的凸出部12，以把所述探测器模块21固定至所述板箱1；同时，所述凸出部12与所述通孔2190配合，也可有效地保证所述第一连接件210以及所述第二连接件211与所述第一接触件201以及所述第二接触件202的准确对准。在其他实施方式中，所述通孔2190也可设置于所述板箱1，对应地，所述凸出部12设置于所述固定支架219。通过所述固定支架219与所述板箱1之间的固定，不需要额外设置固定装置，结构简单、节省了成本且方便组装。
参照图5所示，所述高压底板20可包括高压区203与低压区204，高压区203和低压区204保留足够的安全绝缘距离。所述第一接触件201以及所述第二接触件202设置于所述高压区203，所述第一接触件201以及所述第二接触件202也保留足够的安全距离，防止爬电距离不够引起正负极之间的放电。所述低压区204可用于连接其他电子元器件，不需要额外设置高压板与低压板，结构简单，节省了成本。
在其他实施方式中，所述高压区203和低压区204之间设置隔离件，所述第一接触件201以及所述第二接触件202之间设置隔离件，也可防止正负极之间的放电。
本申请探测器使用时，由于晶体215被放置在阴极和阳极之间，通过在阴极和阳极之间施加上千伏的偏置高压，光子照射阴极，将能量转移到晶体215的电子，其创建电子空穴对，电子向阳极漂移。作为响应，阳极产生电信号。后端脉冲整形器电路处理所述电信号，并且产生具有指示探测到的光子的能量的峰值振幅的脉冲，然后脉冲鉴别器电路将脉冲的振幅与能量阈值进行比较。对于每个阈值，计数器对阈值之间的脉冲的数量进行计数。能量分箱器对能量范围的计数进行分箱，从而以能量解析光子。重建器使用谱重建算法重建所述的分箱数据，得到多能谱图像。
本申请实施方式的高压组件通过在晶体基板212上设置晶体215，高压阴极板216连接至所述晶体215，所述晶体基板212与所述高压阴极板216连接至高压底板20，通过高压底板20对所述晶体212施加偏置高压，结构简单；所述第一连接件210受力后可相对所述第一接触件201产生位移，第二连接件211受力后可相对所述第二接触件202产生位移，防止制造公差或者位置的稍微变化导致个别探测器模块21的第一连接件210与高压底板20的第一接触件201或者第二连接件与高压底板20的第二接触件202之间的距离产生变动，导致无法接触的情况发生，有效地保证所有的探测器模块21均与所述高压底板20稳定地电性接触，有效地保证图像的质量。
以上所述仅是本申请的较佳实施方式而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施方式揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种高压组件，其特征在于，包括高压底板以及与所述高压底板电性接触的多个探测器模块，所述探测器模块包括晶体基板、连接至所述晶体基板的阳极的晶体、连接至所述晶体基板的高压转接板以及连接所述晶体与所述高压转接板的高压阴极板，所述高压转接板与所述高压底板其中之一设有第一连接件与第二连接件，另一个设有第一接触件与第二接触件，所述第一连接件受力后可相对所述第一接触件产生位移，第二连接件受力后可相对所述第二接触件产生位移，所述高压转接板与所述高压底板通过所述第一连接件与所述第一接触件电性接触以及所述第二连接件与所述第二接触件电性接触，以在所述晶体的两端施加高压，所述高压组件还包括连接所述高压阴极板与所述高压转接板的高压连接板以及连接至所述晶体基板与所述高压转接板的数据采集板。
2.根据权利要求1所述的高压组件，其特征在于，所述晶体包括碲化镉晶体或碲锌镉晶体。
3.根据权利要求1所述的高压组件，其特征在于，所述晶体基板设有ASIC芯片采集处理脉冲信号并把所述信号传输至所述数据采集板。
4.根据权利要求3所述的高压组件，其特征在于，所述高压连接板连接所述高压阴极板与所述第一连接件，所述数据采集板连接所述晶体基板与所述第二连接件，所述第一连接件连接至所述高压底板的阴极，所述第二连接件连接至所述高压底板的阳极。
5.根据权利要求1所述的高压组件，其特征在于，所述高压阴极板的一侧设置裸露的电极片，另一侧设置绝缘材料，所述电极片粘贴至所述晶体，所述高压阴极板由软性材料制成。
6.根据权利要求5所述的高压组件，其特征在于，所述高压阴极板包括层压在一起的薄膜与导电金属膜，所述导电金属膜粘贴至所述晶体。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的高压组件，其特征在于，所述第一接触件和/或所述第二接触件为焊盘。
8.根据权利要求7所述的高压组件，其特征在于，所述第一连接件和/或所述第二连接件包括Pogo Pin端子或可弹性变形的弹性端子。
9.根据权利要求7所述的高压组件，其特征在于，所述高压底板包括高压区与低压区，所述第一接触件以及所述第二接触件设置于所述高压区。
10.一种探测器，其特征在于，包括板箱以及如权利要求1至9中任一项所述的高压组件，所述高压底板以及多个所述探测器模块固定至所述板箱，所述板箱与所述探测器模块其中之一设有通孔，另一个设有与所述通孔配合的凸出部。
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