某小型酌相機(jī)用光電倍增管的挑選與排布.doc

某小型酌相機(jī)用光電倍增管的挑選與排布 彭麗男PENGLi-nan （北京濱松光子技術(shù)股份有限公司核醫(yī)療儀器部，廊坊065001） （DepartmentofNuclearMedicalEquipment，BeijingHamamatsuPhotonTechniquesINC.，Langfang065001，China） 摘要：某小型相機(jī)使用的光電倍增管（PMT）型號(hào)為CR173，挑選時(shí)依據(jù)高的能量分辨率，好的位置均勻性等原則進(jìn)行初步選擇，然后復(fù)測(cè)其穩(wěn)定性，最終根據(jù)一致性原則決定應(yīng)用于每個(gè)探頭的光電倍增管組合。 Abstract:ThemodelofthePMTforthesmallcameraisCR173.Whenselectingthemforthedetector,weneedtoconsidertheenergyresolution,thepositionuniformity,thestability,andtheconsistency. 關(guān)鍵詞：光電倍增管（pmt）；陽(yáng)極藍(lán)光靈敏度；閃爍體；高壓 Keywords:photomultiplier（PMT）；thesensitivityonpositivewithblue-ray（spb）；scintillator；highvoltage ：TL812：A：1006-4311（xx）34-0082-02 作者簡(jiǎn)介：彭麗男（1982-），女，黑龍江肇東人，助理工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)殡娮涌茖W(xué)與技術(shù)。 0引言 Anger型相機(jī)使用多個(gè)光電倍增管（PMT）與平板型閃爍體配合進(jìn)行探頭設(shè)計(jì)，作為探測(cè)器輸入部分，用于測(cè)試人體器官的功能。PMT的挑選和排布決定探測(cè)器的均勻性和穩(wěn)定性以及分辨率。因此如何挑選用于相機(jī)的PMT以及對(duì)挑選后的PMT進(jìn)行有效排布，是探測(cè)器性能的關(guān)鍵因素。 1光電倍增管的挑選與排布 某小型相機(jī)選用的PMT為R6231，其典型值如表1所示，每個(gè)探測(cè)器使用19個(gè)。于平板型閃爍體上分三層排布，中心一個(gè)，中間圈6個(gè)，外圈12個(gè)共19個(gè)PMT，呈圓環(huán)形。 為了同一個(gè)探測(cè)器用的PMT得到一致性的輸出，主要從四個(gè)方面考慮：初步PMT選擇；復(fù)測(cè)試方法；對(duì)應(yīng)不同閃爍體厚度的測(cè)試值關(guān)系；閃爍體上排布。 1.1初步PMT選擇在初步挑選PMT時(shí)，藍(lán)光靈敏度為主要參考指標(biāo)。 其中，a為常數(shù)；k由電極的構(gòu)造和材料構(gòu)決定，一般在0.70.8范圍；n為倍增級(jí)數(shù)。 一般高壓與增益成正比，電流增益與陽(yáng)極光照靈敏度線性相關(guān)（圖1）。隨著工作電壓升高，陽(yáng)極光照靈敏度對(duì)數(shù)上升。同一個(gè)探頭使用的PMT應(yīng)保證相近的高壓，即相近的spb值。 1.2復(fù)測(cè)試方法 一致性測(cè)試。根據(jù)式（2），高壓與增益在對(duì)數(shù)曲線上成正比，由于正比關(guān)系，可以確定高壓，測(cè)試輸出幅值（道址）或者給定輸出幅值，測(cè)試高壓，以得到較接近的PMT，用于同一個(gè)探頭。 通過(guò)測(cè)試PMT的實(shí)際變化曲線確認(rèn)高壓與輸出幅值在對(duì)數(shù)曲線上正比（圖2），在使用范圍內(nèi)，高壓變化要慢于輸出幅值的變化。因此給定高壓測(cè)試輸出道址，可以得到更接近的PMT選擇結(jié)果。同時(shí)在此種情況下，可以驗(yàn)證光電倍增管的穩(wěn)定性，因?yàn)楦邏号cspb值應(yīng)成比例1。 穩(wěn)定性測(cè)試。PMT的穩(wěn)定性測(cè)試一般測(cè)試方法為多次間隔對(duì)比測(cè)試法，不同測(cè)試時(shí)間下，測(cè)試結(jié)果發(fā)生漂移且超出規(guī)定范圍的PMT剔除選擇。 1.3閃爍體厚度與測(cè)試值關(guān)系閃爍體厚度不同，光輸出效率有所差異，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)比不同閃爍體厚度下，同一光電倍增個(gè)在輸出一致情況下，高壓的差值關(guān)系，測(cè)試結(jié)果如表2。 根據(jù)測(cè)試結(jié)果可以看出，大面積閃爍體輸出同樣幅值所需高壓更高，同樣面積下，厚晶體所需高壓高。 根據(jù)上表測(cè)試，可以推算出，在使用6mm閃爍體時(shí)，高壓約為測(cè)試高壓+37V；在使用12.5mm晶體時(shí)，高壓約為測(cè)試高壓+125V。 1.4位置排布對(duì)于大面積閃爍體，不同位置時(shí)，光入射角度有差異，同一光電倍增管為得到同樣的輸出幅值，測(cè)試所加高壓不同，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，可得到如表3結(jié)果。 對(duì)12.5mm晶體，中間圈測(cè)試結(jié)果與中心管位偏高3.5%，外圈偏高18%；對(duì)6mm晶體，中間圈測(cè)試結(jié)果與中心管位偏高1.7%，外圈偏高8.5%，同一個(gè)探頭選擇時(shí)光電倍增管時(shí)，根據(jù)比例挑選并排布。 1.5其它因素測(cè)試裝置及操作手法也是必要的考慮內(nèi)容，同時(shí)光電倍增管是需要長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的，還受到環(huán)境影響，因此影響的因素還包括：多道及前放電路放大，PMT穩(wěn)定時(shí)間，高壓穩(wěn)定性，硅脂耦合度，入射光通量（光強(qiáng)），環(huán)境磁場(chǎng)等，以上條件，應(yīng)在測(cè)試過(guò)程中盡量保持一致。 2結(jié)論 通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)于BHP6602型小型相機(jī)，其使用PMT挑選原則應(yīng)為skb10.5；排布時(shí)根據(jù)spb值定高壓測(cè)試1，劃分每個(gè)探頭使用PMT后，根據(jù)不同晶體厚度確定選擇PMT的排布比例，一般中間選擇道址較高（定高壓）外圈按比例降低。調(diào)試時(shí)給定高壓按照排布管位的測(cè)試高壓及晶體厚度推算得出。 參考文獻(xiàn)： 1李文娟，海霞.基于光電倍增管（PMT）的高速在線檢測(cè)控制方法J.電子元器件應(yīng)用，xx（01）. 2王海科，呂云鵬.光電倍增管