DE3329782A1 - Radiation detector for sensing a high-energy beam moving along the detector, and arrangement of such detectors - Google Patents

Abstract

In the case of an X-ray device which generates a pin-shaped X-ray beam which executes a linear motion, a detector arrangement on which the X-ray beam impinges is provided. This detector arrangement comprises a plurality of detectors which are arranged one behind the other in the direction of the beam, have in each case an elongate hollow housing made of radiolucent material, and the inside wall of which reflects optical photons. Arranged inside each housing is a thin layer of a scintillating material which runs in the longitudinal direction of the housing at an acute angle with respect to the direction of the beam, so that the X-ray beam makes its way through the layer over a path which is greater than the layer thickness. Arranged at each of both ends of the housing is a photomultiplier, which measures the photons generated in the layer by the X-ray beam.

Description

Strahlungsdetektor zum Erfassen eines längs des DetektorsRadiation detector for detecting a length of the detector

sich bewegenden energiereichen Strahls und Anordnung solcher Detektoren Die Erfindung betrifft einen Strahlungsdetektor zum Erfassen eines längs des Detektors sich bewegenden energiereichen Strahls, wobei der Strahl im wesentlichen längs der Längsachse des länglichen Detektors sich bewegt sowie eine Anordnung von Strahlungsdetektoren der vorgenannten Art bei einem Strahl rechteckigen- Querschnitts, dessen Längsabmessung quer zur Bewegungsrichtung des Strahls verläuft.moving high-energy beam and arrangement of such detectors The invention relates to a radiation detector for detecting a length of the detector moving high-energy beam, the beam being substantially along the Longitudinal axis of the elongated detector moves as well as an array of radiation detectors of the aforementioned type in the case of a beam with a rectangular cross-section, its longitudinal dimension runs transversely to the direction of movement of the beam.

Der Strahlungsdetektor der vorgenannten Art und eine Anordnung derartiger Strahlungsdetektoren findet Verwendung bei Röntgengeräten mit einer Röntgenröhre oder einem Gammastrahler als Strahlungsquelle. Der Strahlungsdetektor dient hierbei zum Erfassen der Strahlung, die durch ein zu durchleuchtendes Objekt hindurchgegangen ist, das zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor angeordnet ist. Insbesondere ist der Strahlungsdetektor und die Anordnung der Strahlungsdetektoren anwendbar bei einem Röntgengerät, wie es in der US-PS 3 780 291 beschrieben ist.The radiation detector of the aforementioned type and an arrangement of the same Radiation detectors are used in X-ray machines with an X-ray tube or one Gamma emitters as a radiation source. The radiation detector serves to record the radiation that passes through an object to be x-rayed has passed, which is arranged between the radiation source and the detector is. In particular, the radiation detector and the arrangement of the radiation detectors applicable to an X-ray machine as described in US Pat. No. 3,780,291.

Bei einem derartigen Röntgengerät wird die Röntgenstrahlung durch einen stationären Schlitz hindurchgelassen, wodurch ein keilförmiges Strahlenbündel entsteht. über dem stationären Schlitz dreht sich eine Scheibe, in der radiale Schlitze angeordnet sind, wodurch ein stiftförmiger Röntgenstrahl entsteht, der eine Längsbewegung ausführt und das zu durchleuchtende Objekt durchdringt. In Strahirichtung gesehen hinter dem zu durchleuchtenden Objekt ist ein länglicher Detektor angeordnet, dessen Längsachse in der Bewegungsrichtung des Strahls verläuft. Dieser Detektor erzeugt Ausgangssignale, welche repräsentativ sind für die Röntgenstrahlendurchlässigkeit der einzelnen Bereiche des zu durchleuchtenden Objekts. Das zu durchleuchtende Objekt wird vom stiftförmigen Röntgenstrahl in einer Abtastzeile durchleuchtet. Es werden hierbei mehrere derartige Zeilen erzeugt, in dem eine Relativbewegung zwischen dem zu durchleuchtenden Objekt und der aus Strahlungsquelle und Detektor bestehenden Einheit erzeugt wird, wobei diese Relativbewegung quer zur Bewegungsrichtung des Strahls erfolgt. Die hierbei vom Detektor erzeugten Signalgruppen werden an-einandergefügt und dienen zur Erzeugung eines zweidimensionalen Bilds der Röntgendurchlässigkeit des zu durchleuchtenden Objekts.In such an X-ray device, the X-ray radiation is transmitted a stationary slit passed through, creating a wedge-shaped beam arises. A disk rotates above the stationary slot, in which radial slots are arranged, creating a pen-shaped X-ray beam that moves longitudinally executes and penetrates the object to be x-rayed. Seen in the direction of the beam an elongated detector is arranged behind the object to be x-rayed Longitudinal axis runs in the direction of movement of the beam. This detector generates Output signals representative of the X-ray transmittance of the individual areas of the object to be x-rayed. The object to be x-rayed is illuminated by the pen-shaped X-ray beam in a scan line. It will in this case several such lines are generated in which a relative movement between the object to be x-rayed and the one consisting of the radiation source and detector Unit is generated, this relative movement transverse to the direction of movement of the Beam takes place. The signal groups generated by the detector are added to one another and serve to generate a two-dimensional image of the X-ray transmittance of the object to be x-rayed.

Die bislang bekannten Strahlungsdetektoren bei derartigen Röntgenröhren bestehen aus einem Halble-itermaterial, das, wenn es von Röntgenstrahlen durchdrungen wird, einen Elektronenfluß erzeugt. Dieser Elektronenfluß ist im wesentlichen abhängig von der Strahlungsenergie, welche auf den Detektor auftrifft.The radiation detectors known to date for such X-ray tubes consist of a semiconductor material that when penetrated by X-rays is generated, a flow of electrons. This electron flow is essentially dependent on the radiant energy that hits the detector.

Dieser bekannte Detektor ist teuer und weist keinen optimalen Wirkungsgrad auf.This known detector is expensive and does not have optimal efficiency on.

Es besteht die Aufgabe, den Strahlungsdetektor so auszubilden, daß die bei ihm eintreffende Strahlungsenergie mit einem nahezu hundertprozentigen Wirkungsgrad erfaßt wird.The task is to train the radiation detector so that the radiation energy arriving at it with an almost one hundred percent efficiency is detected.

Außerdem besteht die Aufgabe, mehrere Strahlungsdetektoren so anzuordnen, daß der gesamte Querschnitt des Strahls erfaßt werden kann.There is also the task of arranging several radiation detectors in such a way that that the entire cross-section of the beam can be detected.

Das bei Auftreffen von Röntgenstrahlen szintillierende Material ist ein wirksamer Absorber für die Röntgenstrahlen, weist nur eine geringe optische Nachleuchtdauer auf und kann bezüglich seiner Absorbereigenschaften an die verwendete Engergie der Röntgenstrahlen angepaßt werden.The material that scintillates when exposed to X-rays is an effective absorber for the X-rays, has only a low optical Afterglow duration and can be adapted to the used with regard to its absorber properties The energy of the X-rays can be adjusted.

Gleichzeitig ist dieses szintillierende Material ein schlechter übermittler sichtbaren Lichts, da es nicht transparent ist und zudem die Form eines Pulvers aufweist.At the same time, this scintillating material is a bad transmitter visible light as it is not transparent and also has the form of a powder having.

Bei einem Strahlungsdetektor der eingangs genannten Art wird die vorgenannte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Ansprüchen 2 bis 5 entnehmbar. Die bei einer Anordnung zu lösende Aufgabe ist den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 6 entnehmbar. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den nachfolgenden Ansprüchen entnehmbar.In the case of a radiation detector of the type mentioned at the outset, the aforementioned The problem is solved by the characterizing features of claim 1. Beneficial Refinements can be found in claims 2 to 5. The one with an arrangement The problem to be solved can be found in the characterizing features of claim 6. Beneficial Refinements are the following claims removable.

Die Anordnung weist folgende Vorteile auf: Die von der Strahlungsquelle ausgehende und bei der Anordnung auftreffende Strahlungsenergie wird mit einem Faktor erfaßt, der gleich der Anzahl der bei der Anordnung verwendeten Detektorenpaare ist. Der Wirkungsgrad der Erfassung der auftreffenden Strahlung kann dazu ve-rwendet werden, die räumliche Auflösung zu verbessern da in jedem der Detektoren Ausgangsdaten gleichzeitig erfaßt werden, wobei jeder Detektor gegenüber den bekannten Detektoren einen kleineren Bildpunkt definiert. Alternativ dazu kann eine höhere Strahlungsenergie dazu verwendet werden, durch Erhöhung der Belichtung eine höhere Auflösung zu erhalten. Alternativ dazu kann der verbesserte Wirkungsgrad der Erfassung der auftreffenden Strahlung dazu verwendet werden, die Belichtungszeit zu vermindern, d.h.The arrangement has the following advantages: That of the radiation source outgoing and incident radiation energy at the arrangement is with a factor detected equal to the number of pairs of detectors used in the arrangement is. The efficiency of the detection of the incident radiation can be used for this to improve the spatial resolution since output data in each of the detectors are detected simultaneously, with each detector compared to the known detectors defines a smaller pixel. Alternatively, a higher radiation energy can be used can be used to obtain higher resolution by increasing the exposure. Alternatively, the improved efficiency of the detection of the impinging Radiation can be used to reduce the exposure time, i.

die Belichtungszeit kann vermindert werden durch einen Faktor, welcher gleich der in der Anordnung verwendeten Detektorenpaare ist. Da jeder der Detektoren in der Anordnung das gesamte zu durchleuchtende Objekt erfaßt, wird das Problem der Anpassung der Detektoren zueinander eliminiert. Bei den bekannten Detektoren wird eine Reihe kleiner einzelner diskreter Detektoren verwendet, was dazu führt, daß für jeden Detektor bei jeder Signalhöhe eine Normalisierung oder Anpassung vorgenommen werden muß, um zu vermeiden, daß bei dem erzeugten Bild Linien entstehen. Dies ist im vorliegenden Fall nicht gegeben.the exposure time can be reduced by a factor which is the same as the detector pairs used in the arrangement. As each of the detectors If the arrangement detects the entire object to be transilluminated, the problem becomes the adjustment of the detectors to one another eliminated. With the known detectors a series of small individual discrete detectors is used, which results in that a normalization or adjustment is made for each detector at each signal level must be in order to avoid that lines arise in the generated image. This is not given in the present case.

Da jeder Detektor in der Anordnung ein Ausgangssignal erzeugt, welches für das gesamte zu durchleuchtende Objekt repräsentativ ist, können die Signale der verschiedenen Detektoren miteinander kombiniert werden, um verschiedene Arten von Informationen bezüglich der Röntgenstrahlendurchlässigkeit des zu durchleuchtenden Objekts zu erzeugen.Since each detector in the arrangement produces an output signal which is representative of the entire object to be x-rayed, the signals of the various Detectors are combined to various types of information related to X-ray transmittance of the object to be x-rayed.

Jeder der Detektoren weist ein im wesentlichen rechteckiges Gehäuse auf. Eine Seite dieses Gehäuses ist geringfügig zur Strahlungsrichtung geneigt und mit der vorerwähnten dünnen Schicht szintillierenden Materials versehen. Bevorzugt wird für alle Strahlungsdetektoren in der Anordnung von Detektoren eine gemeinsame Flächenschicht des szintillierenden Materials verwendet, welche geringfügig geneigt zur Strahlungsrichtung angeordnet ist. Die Längenausdehnung jedes Szintillators in Bewegungsrichtung des Strahles gesehen entspricht hierbei mindestens dem Bewegungsweg des Strahls. In jeder Stellung des Strahles wird der Querschnitt des Strahls aufgeteilt in einzelne Bildpunkte, welche durch jeweils eine szintillierende Schicht der hintereinander angeordneten Detektoren gebildet werden.Each of the detectors has a substantially rectangular housing on. One side of this housing is slightly inclined to the direction of radiation and provided with the aforementioned thin layer of scintillating material. Preferred becomes a common one for all radiation detectors in the array of detectors Surface layer of the scintillating material used, which is slightly inclined is arranged to the radiation direction. The linear expansion of each scintillator Seen in the direction of movement of the beam, this corresponds at least to the path of movement of the beam. In each position of the jet, the cross section of the jet is divided into individual image points, which are each followed by a scintillating layer of the arranged detectors are formed.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Röntgengeräts,bei welchem die Strahlungsdetektoren verwendet werden; Fig. 2 einen Schnitt durch die Detektorenanordnung nach Fig. 1 quer zur Bewegungsrichtung des Strahls; Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 2; Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 2; Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Detektorenanordnung zur Verdeutlichung der bei einem typischen Beispiel vorhandenen Abmessungen und Fig. 6 einen Querschnitt durch einen einzelnen in der Anordnung nach Fig. 5 verwendeten Detektor zur Verdeutlichung des Einfallswinkels des Strahls auf die Schicht des szintillierenden Materials.An exemplary embodiment is explained in more detail below with reference to the drawings explained. 1 shows the schematic structure of an X-ray device in which the radiation detectors are used; 2 shows a section through the detector arrangement 1 transversely to the direction of movement of the beam; Fig. 3 a Section along the line A-A in Fig. 2; Fig. 4 is a section along the line B-B in Fig. 2; 5 shows a perspective view of the detector arrangement for clarification the dimensions present in a typical example; and FIG. 6 is a cross-section by a single detector used in the arrangement of FIG. 5 for clarity the angle of incidence of the beam on the layer of scintillating material.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß das Röntgengerät, bei welcher eine Detektorenanordnung Anwendung findet, eine Röntgenstrahlenquelle 10 aufweist, welche einen im wesentlichen chronischen Röntgenstrahl 11 erzeugt, der durch eine rotierende Scheibe 13 in einen wandernden Röntgenstrahl 12 rechteckigen Quersch.nitts gebündelt wird. Die rotierende Scheibe aus einem röntgenstrahlenundurchlässigen Material weist mehrere radiale Schlitze 14 auf, welche zusammenwirken mit einer Platte 15 aus röntgenstrahlen-undurchlässigem Material, die einen stationären Schlitz aufweist. Dieser allgemeine Aufbau zum Erzeugen eines wandernden Röntgenstrahles sind beispielsweise beschrieben in der US-PS RE 28 544. Im Gegensatz zur dortigen Anordnung ist die Höhe des stationären Schlitzes 16 so gewählt, daß der Röntgenstrahl 12, der von dort abgeht, einen rechteckigen Querschnitt aufweist, dessen längere Abmessung p quer zur Abtastrichtung des Strahles verläuft. Die einander gegenüberliegenden Enden des stationären Schlitzes 16 sind geneigt, wodurch der Schlitz 16 eine trapezförmige Form erhält. Hierdurch wird sichergestellt, daß der rechteckige Querschnitt des Strahles 12 im wesentlichen konstant bleibt, wenn ein Schlitz 14 der Scheibe während der Drehung der Scheibe 13 von einem Ende zum anderen über den stationären Schlitz 16 wandert.From Fig. 1 it can be seen that the X-ray apparatus in which a Detector arrangement is used, has an X-ray source 10, which an essentially chronic X-ray beam 11 generated by a rotating Disc 13 bundled in a traveling X-ray beam 12 of rectangular cross section will. The rotating disk made of a radio-opaque material has several radial slots 14, which cooperate with a plate 15 made of X-ray opaque Material having a stationary slot. This general structure for creating a traveling x-ray beam are described, for example, in U.S. Patent RE 28 544. Im In contrast to the arrangement there is the height of the stationary Slit 16 chosen so that the X-ray beam 12, which emerges from there, a rectangular Has cross section, the longer dimension p of which is transverse to the scanning direction of the beam runs. The opposite ends of the stationary slot 16 are inclined, whereby the slot 16 is given a trapezoidal shape. This ensures that the rectangular cross-section of the beam 12 remains essentially constant, when a slot 14 of the disc during rotation of the disc 13 from one end on the other hand migrates via the stationary slot 16.

Wenn die Schlitze 14 aufeinanderfolgend von einem Ende zum anderen Ende des stationären Schlitzes 16 wandern bzw.When the slots 14 are consecutive from one end to the other The end of the stationary slot 16 migrate or

diesen Schlitz überstreichen, dann wandert der Röntgenstrahl 12 im wesentlichen in linearer Richtung, die mit dem Pfeil 17 bezeichnet ist. Hierdurch wird das zu durchleuchtende Objekt 18 überstrichen. Beim aufeinanderfolgenden Durch leuchten des Objekts 18 in der Richtung 17 wandert das Objekt 18 oder die zuvor beschriebene Durchleuchtungsvorrichtung in eine Richtung rechtwinklig zur Abtastrichtung 17, wodurch sich eine zweidimensionale Rasterdurchleuchtung des Objekts 18 ergibt. Der Abtaststrahl trifft auf eine Detektoranordnung auf, welche ihre Gesamtheit mit 19 bezeichnet ist. Diese erzeugt Ausgangssignale von jedem der Detektoren in dieser Anordnung, wobei die verschiedenen Ausgänge der Detektoren mit 20 bezeichnet sind. Hierbei ist für jeden Detektor ein Ausgang vorgesehen. Diese Ausgänge können miteinander kombiniert und/oder anderweitig verarbeitet werden in einer Weise, die nachfolgend noch beschrieben werden wird zur Erzeugung einer bildlichen Darstellung der Röntgendurchlässigkeit des durchleuchteten Objekts 18.sweep over this slit, then the X-ray beam 12 travels in the essentially in the linear direction, which is indicated by the arrow 17. Through this the object 18 to be x-rayed is passed over. With successive through If the object 18 lights up in the direction 17, the object 18 or the previous one moves fluoroscopy device described in a direction perpendicular to the scanning direction 17, which results in a two-dimensional grid transillumination of the object 18. The scanning beam strikes a detector arrangement, which their entirety with 19 is designated. This generates output signals from each of the detectors in it Arrangement, the various outputs of the detectors being denoted by 20. An output is provided for each detector. These outputs can be connected to each other combined and / or otherwise processed in a manner set out below will be described to produce a pictorial depiction the X-ray permeability of the illuminated object 18.

Nachfolgend werden die Figuren 1 bis 6 beschrieben, wobei für gleiche Teile jeweils die gleichen Bezugsziffern verwendet werden. Die Detektoranordnung 19 weist mehrere Detektoren I, II, III, IV usw. auf. Jeder Detektor weist einen rechteckigen Querschnitt auf und ist länglich ausgebildet, wobei die Längsabmessung jeweils im wesentlichen parallel zur Abtastrichtung 17 verläuft. Die Abmessungen der einzelnen Detektoren sind nicht kritisch jedoch werden zum besseren Verständnis die Abmessungen eines Detektors nachfolgend angegeben. Jeder Detektor weist eine Tiefe von 2 cm auf, gemessen in Einfallsrichtung des Röntgenstrahles 12. Die Höhe beträgt 4 cm und die Länge in Abtastrichtung des Röntgenstrahles 1,5 m. Jeder Detektor weist ein hohles rohrförmiges Teil 21 auf, dessen innere Oberfläche reflektierend ist, beispielsweise aus einer Aluminiumfolie besteht. Eine Wand des rohrförmigen Teils ist verbunden mit einer ebenen Schicht 22 eines Szintillatormaterials, das beispielsweise eine Dicke von 0,1 mm aufweist (siehe Fig. 6). Die verschiedenen Detektoren I, II, usw. sind Fläche an Fläche aneinanderliegend angeordnet (siehe Fig. 1,2 und 5), wodurch sich eine Detektorenreihe ergibt, welche sich weg von der Strahlungsquelle 10 erstreckt, so daß, wenn der Strahl .12 in Richtung 17 wandert, der Strahl nach dem Auftreffen auf die Detektoranordnung 19 die hintereinander angeordneten Detektoren I, II, III usw. von vorne nach hinten durchdringt. Hierbei trifft er jeweils auf einen Teil des Szintillatorschirmes 22 auf, der jedem Detektor zugeordnet ist. Der Szintillatorschirm wird hierdurch veranlaßt, Photonen zu emittieren, welche durch die innere Oberfläche des rohrförmigen Detektorteils reflektiert werden und dann auf einen oder mehrere Photomultiplierröhren 23 (siehe Fig. 3) auftreffen, die an einem oder an beiden Enden des länglichen Detektors angeordnet sind oder die an geeigneten Stellen mit dem Detektor verbunden sind.Figures 1 to 6 are described below, with the same Parts are each given the same reference numerals. The detector arrangement 19 has several detectors I, II, III, IV, and so on. Each detector has one rectangular cross-section and is elongated, the longitudinal dimension runs essentially parallel to the scanning direction 17 in each case. The dimensions the individual detectors are not critical but are used for a better understanding the dimensions of a detector are given below. Each detector has one Depth of 2 cm, measured in the direction of incidence of the X-ray beam 12. The height is 4 cm and the length in the scanning direction of the X-ray beam 1.5 m. Each detector has a hollow tubular member 21, the inner surface of which is reflective is, for example consists of an aluminum foil. A wall of the tubular Part is connected to a flat layer 22 of a scintillator material that for example has a thickness of 0.1 mm (see Fig. 6). The different Detectors I, II, etc. are arranged face to face next to one another (see Fig. 1, 2 and 5), resulting in a row of detectors which is located away from the Radiation source 10 extends so that when the beam .12 travels in direction 17, the beam, after striking the detector arrangement 19, those arranged one behind the other Detectors I, II, III, etc. penetrates from front to back. Here he hits each on a part of the scintillator screen 22 assigned to each detector is. Of the Scintillator screen is hereby induced to produce photons to emit which through the inner surface of the tubular detector part are reflected and then onto one or more photomultiplier tubes 23 (see Fig. 3), which are arranged at one or both ends of the elongated detector or which are connected to the detector at suitable points.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Anordnung eine gleich aufgebaute zweite Reihe von Detektoren I', II', III' usw. auf, welche neben der ersten Reihe von Detektoren I, II, III usw. angeordnet ist, wobei eine entsprechende Schicht 22a von szintillierendem Material vorgesehen ist, welche von der Schicht 22 getrennt ist durch ein dazwischen angeordnetes optisch undurchlässiges Substrat 22b, welches als Träger für beide Szintillatorschirme dient. Wenn zwei derartige Reihen von Detektoren verwendet werden, dann werden die Detektoren I,II,III usw. der einen Reihe versetzt zu den Detektoren I', II', III' usw. der zweiten Reihe angeordnet. Dies gilt natürlich auch für die Szintillatoren 22 und 22a (siehe Fig. 2).According to a preferred embodiment, the arrangement has a identically constructed second row of detectors I ', II', III 'etc. on which next the first row of detectors I, II, III, etc. is arranged, with a corresponding Layer 22a of scintillating material is provided, which is from the layer 22 is separated by an optically opaque substrate arranged therebetween 22b, which serves as a support for both scintillator screens. If two such Rows of detectors are used then detectors I, II, III etc. the one row offset to the detectors I ', II', III 'etc. of the second row arranged. Of course, this also applies to the scintillators 22 and 22a (see Fig. 2).

Die Gesamtanordnung 19 ist relativ zur Einfallsrichtung des Strahles 12 so angeordnet, daß dieser Strahl auf die SzintillatorschirmejedesDetektors unter einem Einfallswinkel der gemäß einem Ausführungsbeispiel 20 betragen kann (siehe Fig. 6). Hierdurch ergibt sich, daß der Weg der Röntgenstrahlen durch den Szintillator länger ist als die Dicke des Szintillators. Beträgt beispielsweise die Breite jedes rotierenden Schlitzes 14 0,7 mm, so daß die kürzere Abmessung des im Querschnitt rechteckigen Strahles 12 0,7 mm beträgt und trifft dieser Strahl auf einen Szintillatorschirm 22 auf, der eine Dicke von 0,1 mm aufweist, dann durchdringen die Röntgenstrahlen den Schirm 22 auf eine Länge von 1,5 mm.The overall arrangement 19 is relative to the direction of incidence of the beam 12 arranged so that this beam hits the scintillator screens of each detector under an angle of incidence which, according to an exemplary embodiment, can be 20 (see Fig. 6). This results in the path of the X-rays through the scintillator is longer than the thickness of the scintillator. For example, the width is each rotating slot 14 0.7 mm so that the shorter dimension of the in the cross section of rectangular beam 12 is 0.7 mm and hits this beam on a scintillator screen 22, which has a thickness of 0.1 mm, then penetrate the X-rays cross the screen 22 for a length of 1.5 mm.

Infolge der Querschnittsabmessungen jedes Detektors in der Anordnung und infolge der winkelmäßigen Anordnung des jeden Detektor zugeordneten Szintillatorschirms ist die Projektion des winkelmäßig geneigten Schirms aus szintillierendem Material in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung 17 des Strahls nur ein Teil der längeren Abmessung p des Strahles 12. Die Anzahl der Detektoren, die in den Reihen der Anordnung verwendet werden, ist jedoch so gewählt, daß die Projektion des kompletten Schirms 22 in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung 17 des Strahles eine Abmessung aufweist, welche mindestens gleich p ist (siehe Fig. 1), wobei alle Teile des Strahls durch die Szintillatorschirme in den verschiedenen Detektoren geschnitten werden.As a result of the cross-sectional dimensions of each detector in the array and due to the angular arrangement of the scintillator screen associated with each detector is the projection of the angled screen made of scintillating material in a direction transverse to the direction of movement 17 of the beam only part of the longer Dimension p of the beam 12. The number of detectors in the rows of the array are used, but is chosen so that the projection of the entire screen 22 has a dimension in a direction transverse to the direction of movement 17 of the beam, which is at least equal to p (see Fig. 1), with all parts of the ray passing through the scintillator screens in the various detectors are cut.

Werden beispielsweise bei der Anordnung in jeder Reihe zwanzig Detektoren verwendet, welche jeweils einen Teil von 0,7 mm des Strahls der Abmessung p schneiden, dann schneiden zusammen die zwanzig Detektoren alle Teile des Strahles, dessen Längsabmessung p 14 mm beträgt (siehe Figuren 5 und 6).For example, if placed in each row, there will be twenty detectors used, each cutting a part of 0.7 mm of the beam of dimension p, then the twenty detectors together cut all parts of the beam, its longitudinal dimension p is 14 mm (see Figures 5 and 6).

Werden mehrere Reihen von Detektoren verwendet, wie dies die Fig. 1,2 und 5 zeigen, dann wird die Detektoranordnung relativ zum Strahl 12 so angeordnet, daß eine Linie parallel zum Röntgenstrahlenbündel, welche die Verbindung einer Seitenwand von I, II, III usw. und den Szintillator schneidet, in entsprechender Weise auch in I', II', III' usw. schneidet. Liegen die Abmessungen gemäß Fig. 6 vor, dann beträgt die räumliche Auflösung jedes Detektors in der Anordnung etwa 0,7 mm in einer Richtung quer zu den Detektoren, wenn die Breite des rotierenden Schlitzes 0,7 mm beträgt. Hierbei ergibt sich ein sogenannter über sprecheffekt infolge der Tatsache, daß ein Röntgenstrahlphoton, das die obere Kante des Detektors 1' durchdringt erfaßt werden kann entweder im Detektor I oder im Detektor II. Dieser Effekt kann kleingehalten werden, indem ein dünnerer Szintillatorschirm verwendet wird. Ist der Szintillatorschirm 0,1 mm dick, dann durchläuft der Röntgenstrahl den Detektor I über eine Länge von 1,5 mm. Werden parallel angeordnete Detektorenpaare I, I' verwendet, dann beträgt die Gesamtabsorption 3 mm. Der Kanteneffekt oder das sogenannte übersprechen liegt daher näherungsweise 1 mm außerhalb der 7 mm, was nicht unannehmbar groß ist.If several rows of detectors are used, as shown in Fig. 1, 2 and 5 show, then the detector arrangement is arranged relative to the beam 12 so that a line parallel to the X-ray beam connecting a side wall from I, II, III etc. and the scintillator cuts, in appropriate Way also in I ', II', III 'etc. cuts. Are the dimensions according to FIG. 6 then the spatial resolution of each detector in the array is approximately 0.7 mm in a direction transverse to the detectors when the width of the rotating Slot is 0.7 mm. This results in a so-called over-speaking effect due to the fact that an x-ray photon that hits the top edge of the detector 1 'penetrated can be detected either in detector I or in detector II. This Effect can be kept small by using a thinner scintillator screen will. If the scintillator screen is 0.1 mm thick, the X-ray beam will pass through it the detector I over a length of 1.5 mm. Are detector pairs arranged in parallel I, I 'is used, then the total absorption is 3 mm. The edge effect or that so-called crosstalk is therefore approximately 1 mm outside the 7 mm, what is not unacceptably large.

Um die Auffangwirksamkeit möglichst groß zu machen, sollte die Anzahl der Detektoren in der Anordnung so groß als möglich sein. Werden beispielsweise in einer Reihe der Anordnung zwanzig Detektoren verwendet, d.h. zwanzig Detektorenpaare I - 1', II - II' usw. werden verwendet, dann resultiert dies in einer Detektorenanordnung, deren Abmessungen in Fig. 5 gezeigt sind. Bei einer Anordnung, wo zwanzig Detektorenpaare eingesetzt werden, dann führt dies zu einer gleichzeitigen Messung von zwanzig Linien.In order to make the catching effectiveness as large as possible, the number should of the detectors in the array should be as large as possible. For example Twenty detectors are used in one row of the array, i.e. twenty pairs of detectors I - 1 ', II - II' etc. are used, then this results in a detector arrangement, the dimensions of which are shown in FIG. In an arrangement where twenty pairs of detectors are used, this results in a simultaneous measurement of twenty lines.

Da die Relativstellung des Objekts 18 zur Detektorenanordnung 19 zwischen jeweils zwei Durchgängen des Strahls in einer Richtung quer zur Abtastrichtung 17 versetzt wird, wobei die Versetzung gleich der Höhe eines Detektors ist, dann wird die von der Röntgenstrahlenquelle ausgehende und gesammelte Energie um einen Faktor erhöht, welcher auf die Anzahl der Detektoren bezogen ist. Um eine höhere Auflösung zu erhalten, kann extra Energie aufgewendet werden, wpdurch die Dosis erhöht wird. Bei der vorerwähnten verbesserten Wirksamkeit des Sammelns der Energie kann jedoch die Zeit,während der das Objekt durchleuchtet wird, vermindert werden. Werden beispielsweise in der Anordnung zwanzig Detektoren verwendet, dann kann die Durchstrahlungsdauer um den Faktor 20 vermindert werden, was dazu führt, daß das zu durchleuchtende Objekt für nur einige Zehntelsekunden von den Röntgenstrahlen durchdrungen wird.Since the relative position of the object 18 to the detector arrangement 19 between Two passes of the beam in each case in a direction transverse to the scanning direction 17 is offset, the offset being equal to the height of a detector is, then the energy emanating from and collected by the X-ray source is reversed increases a factor which is related to the number of detectors. To a To get higher resolution, extra energy can be expended, wp by the Dose is increased. With the aforementioned improved efficiency of collecting the However, energy can reduce the time that the object is x-rayed will. If, for example, twenty detectors are used in the arrangement, then the radiation duration can be reduced by a factor of 20, which leads to that the object to be x-rayed for only a few tenths of a second by the X-rays is penetrated.

Da jeder der Detektoren dazu verwendet wird, das gesamte Bild aufzuzeichnen, ist es lediglich notwendig, die Signale von den einzelnen Detektoren zusammenzuaddieren, um diesen Vorteil zu erhalten. Betrachtet man die Folge der erhaltenen Daten, dann wird während des ersten Durchgangs des Strahls vom Detektor I eine Datenzeile erhalten. Während des zweiten Durchlaufs des Strahles wird eine andere Datenzeile vom Detektor I erhalten, jedoch wird auch vom Detektor II eine Datenzeile erhalten, wobei diese der zuvor erhaltenen. Zeile des Detektors I hinzuaddiert wird, da diese beiden Datenzeilen auf der gleichen Höhe im zu durchleuchtenden Objekt liegen. Während des dritten Durchlaufs des Strahles wird, da das Objekt relativ zur Detektoranordnung bewegt wurde, eine erste Datenzeile vom Detektor III erhalten, welche von der gleichen Schnittlinie durch das Objekt stammt wie die zweite Datenzeile von Detektor II und die erste Datenzeile von Detektor I. Diese Werte werden miteinander addiert. Die Kombination der Datenzeilen wird bewirkt durch ein entsprechendes Rechnerprogramm oder durch entsprechende elektronische Schaltkreise.Since each of the detectors is used to record the entire image, it is only necessary to add the signals from the individual detectors together, to get this benefit. Looking at the sequence of data obtained, then a line of data is obtained from detector I during the first pass of the beam. During the second pass of the beam, another line of data is received from the detector I received, but a line of data is also obtained from detector II, with this the previously obtained. Line of the detector I is added, since these two data lines lie at the same height in the object to be x-rayed. During the third The beam passes through because the object moves relative to the detector array received a first line of data from detector III, which was from the same Like the second data line, the intersection through the object comes from detector II and the first line of data from detector I. These values are added together. the Combination of the data lines is effected by an appropriate computer program or through corresponding electronic circuits.

Bei der Kombination der von den verschiedenen Detektoren der Anordnung erzeugten Signale muß in Betracht gezogen werden die Zeitverzögerung, mit welcher jeder der aufeinanderfolgenden Detektoren den gleichen Bereich des zu durchleuchtenden Objekts "sehen". Die Verzögerung umfaßt einen kurzen Zeitintervall. Bei der Kombination der Signale ist auch eine geeignete Phasenkorrektur zu beachten, um die schnellere Abtastbewegung längs aufeinanderfolgender Detektoren von denjenigen Teilen des abtastenden Röntgenstrahls zu korrigieren, welche relativ größeren Radien längs des Schlitzes in der rotierenden Scheibe 13 korrespondieren. Beim oder nahe dem Zentrum des Bildes, d.h., wenn der aktive Schlitz 14 rechtwinklig zur Länge der Detektoranordnung 19 steht, dann ist keine Phasenkorrektur erforderlich. An den randseitigen Bereichen des Bildes jedoch entspricht die auf die aufeinanderfolgenden Detektoren einfallende Strahlung zu irgendeinem Augenblick, d.h., für irgendein Datenabtastintervall, den Projektionen durch das Objekt, welche aufeinanderfolgend weiter von der Mittellinie der Anordnung sind. Bevor aufeinanderfolgende Datenzeilen zur Bildung des endgültigen Bildes miteinander addiert werden, ist es notwendig, eine Phasendifferenz in aufeinanderfolgenden Zeilen einzuführen, so daß die miteinander kombinierten Datenwerte den Stellen in zu durchleuchtendem Objekt entsprechen, welche gleichen Abstand von der vorerwähnten Mittellinie haben. Diese Phasendifferenz kann in der Elektronik jedes Detektors korrigiert werden oder es ist möglich, sie durch geeignete Interpolation bei unkorrigierten Messungen zu berücksichtigen.When combining the from the various detectors of the arrangement generated signals must be taken into account the time delay with which each of the successive detectors the same area of the to be x-rayed Object "see". The delay is a short time interval. In the combination A suitable phase correction of the signals must also be observed in order to achieve the faster Scanning movement along successive detectors from those parts of the scanning X-ray to correct which relatively larger radii along the slit correspond in the rotating disk 13. At or near the center of the picture, i.e. when the active slot 14 is perpendicular to the length of the detector array 19 no phase correction is required. On the edge areas of the image, however, corresponds to that incident on the successive detectors Radiation at any instant, i.e., for any data sampling interval, the Projections through the object, which are successively farther from the center line the arrangement are. Before successive lines of data to form the final Image are added together, it is necessary to have a phase difference in successive Lines so that the combined data values correspond to the digits in to be transilluminated correspond to the same distance from the aforementioned Have center line. This phase difference can be found in the electronics of every detector corrected or it is possible to use suitable interpolation for uncorrected Measurements to be taken into account.

Anstelle einer Signal addition ist es auch möglich, eine Energiesubtraktion der verschiedenen Signale durchzuführen, indem das Signal von den Detektoren I + II + III usw. vom Signal abgezogen wird, welches von den Detektoren I' + II' + III' erzeugt wird. Die Detektoren I + II + III usw. messen die Röntgenstrahlen niederer Energie, während die Detektoren I' + II' + III' die Röntgenstrahlen höherer Energie messen.Instead of a signal addition, it is also possible to use an energy subtraction carry out the various signals by taking the signal from the detectors I + II + III etc. is subtracted from the signal which the detectors I '+ II' + III ' is produced. The detectors I + II + III etc. measure the X-rays lower Energy, while the detectors I '+ II' + III 'the X-rays of higher energy measure up.

Claims (11)

Ansprüche Wie Strahlungsdetektor zum Erfassen eines längs des Detektors sich bewegenden energiereichen Strahls, wobei der Strahl im wesentlichen längs der Längsachse des länglichen Detektors sich bewegt, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß er ein längliches hohles rohrförmiges Gehäuse (21) aufweist, dessen Material strahlendurchlässig ist und dessen Innenwand optische Photonen reflektiert, in diesem Gehäuse (21) eine längliche dünne Schicht (22) eines szintillierenden Materials angeordnet ist, dessen ebene Oberfläche von den Strahlen durchdrungen wird und dessen ebene Oberfläche längs der Längsachse verläuft, wobei diese Oberfläche zur Strahlrichtung leicht geneigt angeordnet ist und an mindestens einem Ende des Gehäuses (21) eine auf optische Photonen ansprechende Meßvorrichtung (23) vorgesehen ist. Claims Like radiation detector for detecting a length of the detector moving high-energy beam, the beam being substantially along the Longitudinal axis of the elongated detector moves, thereby g e -k e n n n z e i c h n e t that it has an elongated hollow tubular housing (21), the Material is radiolucent and its inner wall reflects optical photons, in this housing (21) an elongated thin layer (22) of a scintillating Material is arranged, the flat surface of which is penetrated by the rays and its flat surface runs along the longitudinal axis, this surface is arranged slightly inclined to the beam direction and at least one end of the Housing (21) a responsive to optical photons measuring device (23) is provided is. 2. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die ebene Oberfläche der Schicht (22) unter einem Winkel von nicht mehr als 20 zur Strahlrichtung geneigt ist.2. Radiation detector according to claim 1, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the flat surface of the layer (22) at an angle of not inclined more than 20 to the direction of the beam. 3. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Durchdringungsstrecke der Strahlung durch die Schicht (22) mindestens fünfzehnmal größer ist als die Dicke der Schicht (22).3. Radiation detector according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the penetration distance the radiation through the layer (22) is at least fifteen times greater than the thickness of the layer (22). 4. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k zu e n n z e i c h n e t , daß die Schicht (22) im wesentlichen auf gleicher Länge mit dem Gehäuse (21) verläuft.4. Radiation detector according to one of claims 1 to 3, characterized in that g e k to note that the layer (22) is essentially the same Length runs with the housing (21). 5. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dicke der Schicht (22) etwa 0,1 mm beträgt.5. Radiation detector according to one of claims 1 to 4, characterized in that g It is noted that the thickness of the layer (22) is approximately 0.1 mm. 6. Anordnung von Strahlungsdetektoren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bei einem Strahl rechteckigen Querschnitts, dessen Längsabmessung quer zur Bewegungsrichtung des Strahls verläuft, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß mehrere Strahlungsdetektoren (I,II,III usw.) in Strahlungsrichtung gesehen hintereinander und parallel zueinander angeordnet sind, die Querabmessung der Schicht (22) jedes Detektors (I,II,III usw.) einen Teil der Längsabmessung des Strahls darstellt und damit nur von einem Teil dieses Strahls durchdrungen wird, wobei benachbarte Teile des Strahls die geneigten Oberflächen der Schichten (22) benachbarter Detektoren (I,II,III usw.) durchdringen.6. Arrangement of radiation detectors according to one of claims 1 to 5 in the case of a beam with a rectangular cross-section, the longitudinal dimension of which is transverse to the direction of movement of the beam runs, as a result of the fact that several radiation detectors (I, II, III etc.) one behind the other and parallel to one another when viewed in the direction of radiation are arranged, the transverse dimension of the layer (22) of each detector (I, II, III etc.) represents part of the longitudinal dimension of the beam and therefore only of a part this beam is penetrated, with adjacent parts of the beam being inclined Penetrate surfaces of the layers (22) of adjacent detectors (I, II, III, etc.). 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die ebenen Oberflächen der Schichten (22) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, welche leicht geneigt zur Strahirichtung verläuft.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the flat surfaces of the layers (22) are arranged in a common plane which is slightly inclined to the direction of the jet. 8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß zwei Reihen hintereinander und parallel zueinander angeordneter Strahlungsdetektoren (I,II,III usw. Ig ,III' usw.) nebeneinander angeordnet sind und die Schichten (22) gebildet werden durch eine im wesentlichen durchgehende Flächenschicht, welche zwischen den beiden Reihen angeordnet ist. 8. Arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that two rows of radiation detectors arranged one behind the other and parallel to one another (I, II, III etc. Ig, III 'etc.) are arranged side by side and the layers (22) are formed by a substantially continuous surface layer which is between the two rows is arranged. 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Strahlungsdetektoren (I,II,III usw. bzw. I,II',III' usw.) der beiden Reihen ve-rsetzt zueinander angeordnet sind. 9. Arrangement according to claim 8, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the radiation detectors (I, II, III etc. or I, II ', III' etc.) of the two Rows are staggered to one another. 10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die zur Strahlungsrichtung geneigt angeordnete Flächenschicht in der Projektion in Strahlungsrichtung gesehen eine Querabmessung quer zur Bewegungsrichtung des Strahles aufweist, die mindestens gleich der Längsabmessung des Strahles ist.10. Arrangement according to one of claims 7 to 9, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the surface layer arranged inclined to the radiation direction seen in the projection in the direction of radiation, a transverse dimension transverse to the direction of movement of the beam which is at least equal to the longitudinal dimension of the beam. 11. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abmessungen der ebenen Oberflächen der Schichten (22) zueinander gleich sind und jede Oberfläche von einem gleichen Anteil des Strahles geschnitten wird.11. Arrangement according to one of claims 6 to 10, characterized g e k e n It is not indicated that the dimensions of the flat surfaces of the layers (22) are equal to each other and each surface of an equal proportion of the beam is cut.