【正文】 高能探測(cè)器， 分別測(cè)量不同能量段的放射線。 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 ? 應(yīng)用： ? α 射線可實(shí)現(xiàn)氣體分析，如氣體壓力、流量測(cè)量； ? β 射線可進(jìn)行帶材厚度、密度檢測(cè)； ? γ 射線可探測(cè)材料缺陷、位置、密度與厚度測(cè)量。 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用 XRAY 探測(cè)器 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用（ 1） 測(cè)厚 ? 透射式測(cè)厚 透射式測(cè)厚常用 閃爍 探測(cè)器 ， 閃爍探測(cè)器記錄穿透物體的 γ 射線的強(qiáng)度 ， 其輸出電流與輻射強(qiáng)度成正比 。 在輻射穿過(guò)物質(zhì)時(shí) ， 由于物體吸收作用損失部分強(qiáng)度 ， 強(qiáng)度按指數(shù)規(guī)律變化 。在輻射穿過(guò)物質(zhì)時(shí) ， 可根據(jù)質(zhì)量厚度 X求出被測(cè)物體厚度 h。 00xhI I e I e? ? ?????I0 — 入射強(qiáng)度； I — 穿過(guò)后強(qiáng)度； x — 質(zhì)量厚度； ρ — 與材料密度有關(guān)；μ — 質(zhì)量吸收系數(shù)； 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用（ 1） 測(cè)厚 ? 散射式測(cè)厚 散射測(cè)厚時(shí) β 放射 （ 或低能 X射線 ） 源與探測(cè)器在同一惻 ， 利用核輻射被物體后向散射的效應(yīng) 。 散射強(qiáng)度與被測(cè)距離 、 物質(zhì)成份 、 密度 、 厚度表面狀態(tài)等因素有關(guān)： ? ?1 khI I e ????散射 飽和K與射線能量有關(guān)的常數(shù) 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用 （ 2） 物位測(cè)量 ? 利用介質(zhì)對(duì) γ 射線的吸收作用，不同介質(zhì)對(duì) γ 射線的吸收能力不同，固體吸收能力最強(qiáng)，液體居中，氣體最弱。 ? 輻射源與被測(cè)介質(zhì)一定 ， 被測(cè)介質(zhì)高度 H與穿過(guò)被測(cè)介質(zhì)的射線強(qiáng)度 I成正比關(guān)系 。 011l n l nH I I????Io、 I分別為入射前后的強(qiáng)度， μ 為吸收系數(shù) 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用 （ 3）流量計(jì)（氣體） ? 在氣流管中裝兩個(gè)電極（電極電位不同） 放射源 S的射線使氣體電離，工作狀態(tài)相 當(dāng)于一個(gè)電離室。 ? 當(dāng)被測(cè)氣體被電離時(shí)， 離子被帶出電離室，室內(nèi) 電流減小，氣體流速增加 帶出的離子增多電離室電 流進(jìn)一步減小， 由電流的 變化檢測(cè)氣流流速和流量 。 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用 （ 4） 探傷 ? 探測(cè)器與放射源放在管道內(nèi)，沿焊接縫同步移動(dòng)，當(dāng)焊縫存在問(wèn)題時(shí)，穿透管道的 γ 射線會(huì)產(chǎn)生突變，正常時(shí)輸出曲線趨于直線。 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用 （ 5） X射線熒光分析儀 ? X射線熒光基于光電效應(yīng)，能量色散的熒光分析方法由同位素源產(chǎn)生 γ 射線，其它物質(zhì)上的次級(jí)輻射稱(chēng)熒光射線； ? 波長(zhǎng)色散熒光分析方法由 X光射線管產(chǎn)生 X射線。 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用 （ 5） X射線熒光分析儀 ? X熒光射線的能量譜和強(qiáng)度與物質(zhì)的成份、厚度、 密度有關(guān)。 ? 探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電脈沖，脈沖幅度與元素 的特征 X射線能量成正比，不同元素脈沖幅度不同， 能量 E大脈沖幅度越高，通過(guò)幅度分析器檢測(cè)出不 同元素，實(shí)現(xiàn)元素的定性分析。 ? 而脈沖的多少與樣品的含量成正比，含量越高脈沖計(jì)數(shù)越多，通過(guò)每秒的計(jì)數(shù)率檢測(cè)樣品的含量，實(shí)現(xiàn)元素的定量分析。 U t 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用 （ 5） X射線熒光分析儀 野外現(xiàn)場(chǎng) 快速測(cè)量 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用 （ 5） X射線熒光分析儀 井下現(xiàn)場(chǎng) 快速測(cè)量 鋼牌號(hào)快速分析 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 Si(Li)探測(cè)器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用 （ 6）中子活化分析 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用 （ 6）中子活化分析 元素能量譜線 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用 （ 7）醫(yī)學(xué)應(yīng)用 CT ? 常規(guī) X射線攝影利用透射原理，把三維的人體投影顯示在一個(gè)二維的平面上。這就使得圖像失去縱深方向的分辨能力，前后結(jié)構(gòu)互相重疊，引起圖像混淆，容易造成誤診和漏診。 X線管 熒光屏 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用 （ 7）醫(yī)學(xué)應(yīng)用 CT ? 如果把人體分成一系列薄片，單獨(dú)對(duì)每一切片（二維圖像）進(jìn)行觀察，就能消除臨近各層的影響，沒(méi)有重疊混淆，圖像變清晰，容易辨別細(xì)微的異常結(jié)構(gòu)。 從斷面合成的頭部三維圖像 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 核輻射傳感器 核輻射傳感器的應(yīng)用 （ 7）醫(yī)學(xué)應(yīng)用 CT 計(jì)算機(jī)斷層掃描的二維重建方法的 基本原理 ，如圖所示，從線性并排著的 X線源發(fā)射一定強(qiáng)度的 X線，把通過(guò)身體的 X線用與 X線源平行排列的X線傳感器接收。然后把 X線源和傳感器組以體軸為中心一點(diǎn)一點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)，反復(fù)進(jìn)行同樣的操作。利用這樣求得的在各個(gè)角度上的投影數(shù)據(jù)，就得到了垂直于體軸的斷面圖像。 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 （ 7）醫(yī)學(xué)應(yīng)用 CT 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 ???????????????????)l n ()l n ()l n ()l n (4031304220431021IIIIIIII????????? 矩陣求解法 ? 如圖，設(shè)物體（為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，設(shè)物體為 2 2大小象素）各部分的衰減系數(shù)都是未知的，根據(jù)投影 X射線成像的原理，當(dāng)入射強(qiáng)度為 I０ 時(shí)， X射線通過(guò)物體之后，檢測(cè)器獲得的射線強(qiáng)度為 I，有： 從投影重建圖像： I0 I0 I0 I0 I1 I2 I4 I3 μ1 μ3 μ2 μ4 ? ??? ?)ln ( 00IIdteIIdt??解方程即可解出物體各個(gè)部分的衰減系數(shù)。 傳感器原理及應(yīng)用 第 11章 波與射線傳感器 本章要點(diǎn) : ? 超聲波傳感器及超聲波傳感器測(cè)距原理； ? 紅外輻射探測(cè)器， 熱釋電效應(yīng)和 熱釋電元件； ? 核輻射傳感器， 核輻射物理基礎(chǔ)，核輻射與 物質(zhì)間的相互作用，核輻射傳感器的應(yīng)用。