Ein Flachbilddetektor (FPD) ist ein Präzisionsgerät, das Strahlungssignale wie Röntgenstrahlen in analysierbare elektrische oder digitale Signale umwandelt und anschließend ein Bild erzeugt.
Flachplattendetektoren (FPD) sind Kernkomponenten von Röntgen-Inspektionssystemen, die hauptsächlich zur Umwandlung von Röntgenenergie in elektrische Signale und zur Erzeugung digitaler Bilder verwendet werden.
Die FPD wandelt die durchdringenden Röntgenstrahlen durch Halbleitermaterialien wie nichtkristallines Silizium oder Cäsiumjodid in Photonen oder Elektronen um und wandelt das Signal dann über Geräte wie Photodioden in elektrische Signale um. Diese elektrischen Signale werden verstärkt und nach einer analogen Konvertierung durch einen Bildrekonstruktionsalgorithmus zweidimensionale Bilder des Inneren des Objekts erzeugt.
Arbeitsprinzip
Indirekte Umwandlung: Wenn Röntgenenergie durch das detektierte Objekt gelangt, wird die Röntgenenergie zuerst von der blinkenden Körperschicht (wie z. B. Cäsiumjodid oder Palladium-Schwefeloxid) in sichtbares Licht umgewandelt, das sichtbare Licht wird dann von der unteren Photodioden-Array wahrgenommen und in ein elektrisches Signal umgewandelt, das über eine Dünnfilm-Transistor-Matrix (TFT) gelesen wird, dann über einen Analog-Numeric-Konverter (ADC) in ein digitales Signal umgewandelt und anschließend vom Computer rekonstruiert wird.
Direkte Konvertierung: Wenn Röntgenstrahlen auf den Detektor ausgestrahlt werden, verwandelt das spezielle Halbleitermaterial (wie nichtkristallines Selen) das Röntgenfoton direkt in ein Elektronen-Loch-Paar, unter der Wirkung eines zusätzlichen elektrischen Feldes bewegen sich die Elektronen und das Loch jeweils in die entgegengesetzte Richtung, um Strom zu bilden, der Strom wird auf dem Interpolkondensator des TFT gespeichert, gelesen und digitalisiert durch das TFT, um das Bild vom Computer wiederherzustellen.
Flachplattendetektoren ermöglichen die Bildgebung in drei Schlüsselstufen der optischen Umwandlung, der Signalaufnahme und der Digitalisierung:
Fotoelektronische Umwandlung: Nachdem Röntgenstrahlen ein Objekt durchdringen, werden sie von den blinkenden Materialien auf der Detektoroberfläche wie Cäsiumjodid oder Palladium-Schwefeloxid absorbiert und in sichtbares Licht umgewandelt.
Signalaufnahme: Sichtbares Licht wird durch Photodiodenarranges (z. B. nichtkristallines Silizium) oder photoleitende Materialien (z. B. nichtkristallines Selen) in elektrisches Signal umgewandelt.
Digitale Verarbeitung: Elektrosignale werden über ein Dünnfilm-Transistor-Array (TFT) gelesen und über einen A/D-Wandler in ein digitales Signal umgewandelt, um ein Bild zu erzeugen.