一种用于两端读出型DOIPET的SiPM偏压控制电路的制作方法

一种用于两端读出型doi pet的sipm偏压控制电路
技术领域
1.本发明主要涉及偏压控制电路领域，尤其涉及一种用于两端读出型doi pet的sipm偏压控制电路。


背景技术：

2.对于两端读出型doi pet探测器来说，底部sipm阵列(4靠近伽马射线入射面一侧)和顶部sipm阵列(4靠近发热较为严重的读出电路一侧)由于所处位置不同，温度往往会存在较大差异(3-4度甚至更高，与探测器的功耗相关)。
3.已公开中国发明专利，申请号cn201710695358.4，专利名称：一种修正温度对sipm增益影响的方法，申请日：2017-08-15，本发明涉及一种修正温度对sipm增益影响的方法，该方法通过一种sipm暗计数测量算法计算得到sipm输出信号中的暗计数率，利用暗计数率与sipm工作温度之间的固定关系，确定sipm的当前温度，并在此基础上确定sipm需要调节的工作偏压增量参数。从而有效地修正温度对sipm增益的影响，提高了系统的稳定性，降低了硬件成本，并提高了系统效率。


技术实现要素：

4.由于sipm本身对温度较为敏感，增益会随着温度的上升而下降，我们通常需要对sipm的偏压根据温度进行补偿，针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种用于两端读出型doi pet的sipm偏压控制电路，包括adc芯片、热敏电阻1、mcu和偏压调节模块；
5.所述doi pet探测器模块2包括闪烁晶体3和设置在闪烁晶体3顶部和底部的sipm阵列4，每个所述sipm阵列4内均设置有热敏电阻1；
6.adc芯片通过线缆5接收每个热敏电阻1的温度信息并将其数字化后传至mcu，所述mcu根据温度计算并输出偏压校正量，然后通过偏压调节模块传输至对应的sipm阵列4进行偏压校正。
7.6、优选的，偏压调节模块包括数模转换器dac和dc-dc电源转换模块，所述偏压校正量依次经过数模转换器dac和dc-dc电源转换模块后输出，所述数模转换器dac将根据温度计算出的偏压校正量转化成模拟电压然后加载到dc-dc电源转换模块实现偏压的校正。
8.优选的，闪烁晶体3采用大块或是阵列状排布的晶体，晶体的种类包括bgo、lyso、lso、nai(tl)、cst(tl)、gagg、gso、labr3等。
9.优选的，线缆5上还连接有运放电路模块。
10.优选的，电路与每个所述doi pet探测器模块2连接，所述doi pet探测器模块2设置有多个。
11.本发明的有益效果：通过adc芯片读取sipm阵列内部温度，对sipm的偏压根据温度进行补偿，获得更佳的doi pet探测器性能。
附图说明
12.图1为本发明的结构图；
13.图中，
14.1、热敏电阻；2、doi pet探测器模块；3、闪烁晶体；4、sipm阵列；
15.5、线缆。
具体实施方式
16.为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
17.为了获得更佳的doi pet探测器性能(能量分辨率，位置解码效果，时间分辨率等)，需要尽可能让探测器底部和顶部的sipm阵列的增益保持一致，这就需要分别针对这两个sipm阵列进行实时温度监测进而对sipm偏压进行调整。
18.如图1所示可知，本发明包括有：adc芯片、热敏电阻1、mcu和偏压调节模块；
19.所述doi pet探测器模块2包括闪烁晶体3和设置在闪烁晶体3顶部和底部的sipm阵列4，每个所述sipm阵列4内均设置有热敏电阻1；
20.adc芯片通过线缆5接收每个热敏电阻1的温度信息并将其数字化后传至mcu，所述mcu根据温度计算并输出偏压校正量，然后通过偏压调节模块传输至对应的sipm阵列4进行偏压校正。
21.在本实施中优选的，偏压调节模块包括数模转换器dac和dc-dc电源转换模块，所述偏压校正量依次经过数模转换器dac和dc-dc电源转换模块后输出，所述数模转换器dac将根据温度计算出的偏压校正量转化成模拟电压然后加载到dc-dc电源转换模块实现偏压的校正。。
22.设置上述结构，利用数模转换器dac和dc-dc电源转换模块将偏压校正量转化成适合sipm阵列工作的偏压，达到偏压随温度精确校正的目的。
23.在本实施中优选的，闪烁晶体3采用大块或是阵列状排布的晶体，晶体的种类包括bgo、lyso、lso、nai(tl)、cst(tl)、gagg、gso、labr3等。
24.设置上述结构，不限制本电路适用的晶体类型，可以是单独大块，也可以是阵列，提高了适应性。
25.在本实施中优选的，线缆5上还连接有运放电路模块。
26.设置上述结构，由于线缆5接收的是来自sipm阵列的电流信号，比较微弱，利用运放电路模块将信号放大到需要的程度，再去推动后期步骤，从而获得更佳的探测器信号信噪比。
27.在本实施中优选的，电路与每个所述doi pet探测器模块2连接，所述doi pet探测器模块2设置有多个。
28.在使用中，本实施例通过使用多个adc芯片同时获取两端读出型doi pet探测器模块内部所有sipm阵列上热敏电阻的温度信息，将数字化的温度信息发送至mcu，
29.mcu根据检测到的温度，计算出每个sipm阵列偏压对应的校正量，通过dac转化成模拟电压，输入到dc-dc电源转换模块，dc-dc电源转换模块最后将校正后的sipm偏压传输
至前端所有sipm阵列，从而达到doi pet探测器所有sipm阵列偏压随温度精准调节的目的。
30.上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利请的权利要求所涵盖。


技术特征：
1.一种用于两端读出型doi pet的sipm偏压控制电路，其特征在于，包括adc芯片、热敏电阻(1)、mcu和偏压调节模块；所述doi pet探测器模块(2)包括闪烁晶体(3)和设置在闪烁晶体(3)顶部和底部的sipm阵列(4)，每个所述sipm阵列(4)内均设置有热敏电阻(1)；所述adc芯片通过线缆(5)接收每个热敏电阻(1)的温度信息并将其数字化后传至mcu，所述mcu根据温度计算并输出偏压校正量，然后通过偏压调节模块传输至对应的sipm阵列(4)进行偏压校正。2.根据权利要求1所述的用于两端读出型doi pet的sipm偏压控制电路，其特征在于：所述偏压调节模块包括数模转换器dac和dc-dc电源转换模块，所述偏压校正量依次经过数模转换器dac和dc-dc电源转换模块后输出，所述数模转换器dac将根据温度计算出的偏压校正量转化成模拟电压然后加载到dc-dc电源转换模块实现偏压的校正。3.根据权利要求2所述的用于两端读出型doi pet的sipm偏压控制电路，其特征在于：所述闪烁晶体(3)采用大块或是阵列状排布的晶体，晶体的种类包括bgo、lyso、lso、nai(tl)、cst(tl)、gagg、gso、labr3等。4.根据权利要求3所述的用于两端读出型doi pet的sipm偏压控制电路，其特征在于：所述线缆(5)上还连接有运放电路模块。5.根据权利要求4所述的用于两端读出型doi pet的sipm偏压控制电路，其特征在于：所述电路与每个所述doi pet探测器模块(2)连接，所述doi pet探测器模块(2)设置有多个。

技术总结
本发明提供一种用于两端读出型DOIPET的SiPM偏压控制电路，包括ADC芯片、热敏电阻、MCU和偏压调节模块；所述DOIPET探测器模块包括闪烁晶体和设置在闪烁晶体顶部和底部的SiPM阵列，每个所述SiPM阵列内均设置有热敏电阻；ADC芯片通过线缆接收每个热敏电阻的温度信息并将其数字化后传至MCU，所述MCU根据温度计算并输出偏压校正量，然后通过偏压调节模块传输至对应的SiPM阵列进行偏压校正。本发明通过ADC芯片读取SiPM阵列内部温度，对SiPM的偏压根据温度进行补偿，获得更佳的DOIPET探测器性能。获得更佳的DOIPET探测器性能。获得更佳的DOIPET探测器性能。


技术研发人员：屈春蕾
受保护的技术使用者：天津市通透医疗科技有限公司
技术研发日：2020.11.10
技术公布日：2022/5/10