一种信号发生系统的制作方法

1.本实用新型涉及辐射检测领域，特别是涉及一种信号发生系统。


背景技术：

2.在辐射探测领域，经常需要设计专门的读出电子学系统获取核辐射信号。根据闪烁体和光电器件的特性，设计合适的信号读出电路，目的是减少模拟信号畸变失真。传统检测电路信号传输手段是采用信号发生器生成的信号作为电路的输入源，通常信号发生器体积较大。实际使用中会有不同闪烁体与光电器件组合，信号上升时间、幅值等也会发生改变，而具有可编程的任意信号发生器需要编程才能获得响应的辐射信号波形，使用过程较为繁琐。现有的辐射探测系统，大多集中在探测能谱信息或集中在辐射信息获取领域，而在辐射信号的修正方面实现起来较为复杂。
3.应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本技术的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种信号发生系统，用于解决现有技术中的辐射探测系统在辐射信号的修正方面实现起来较为复杂的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种信号发生系统，所述信号发生系统至少包括：信号源模块及信号处理模块，其中：
6.所述信号源模块将高能x射线转换对应的电信号，并将电信号传输；
7.所述信号处理模块的输入端连接于所述信号源模块的输出端，所述信号处理模块通过对电信号进行校正，从而调节所述信号源模块中的高能x射线，进而使所述信号发生系统完成对待测物的性能评估。
8.可选地，所述信号源模块包括：放射信号单元、闪烁体单元、转换单元、第一盖板、第二盖板及壳体，其中：所述放射信号单元设置在所述第一盖板的上方，生成高能x射线，其中，所述放射信号单元的投影位于所述第一盖板的投影内；所述闪烁体单元设置在所述放射信号单元的上方，将高能x射线转换为可见光，其中，所述闪烁体单元的投影与所述放射信号单元的投影重叠；所述转换单元位于所述闪烁体单元的上方，将可见光转换为对应的电信号，并对电信号进行传输，其中，所述转换单元的投影位于所述闪烁体单元的投影内；所述第二盖板设置在所述转换单元的上方；所述壳体的下边沿与所述第一盖板的边沿紧密贴合，所述壳体的上边沿与所述第二盖板的边沿紧密贴合，通过第一固定装置将所述壳体固定在所述第一盖板上，通过第二固定装置将所述第二盖板固定在所述壳体上。
9.可选地，所述支撑结构设置在所述第一盖板的上表面，其中，所述支撑结构的投影位于所述第一盖板的投影内；所述射线源载体设置在所述支撑结构的上方，所述射线源载体的投影位于所述第一盖板的投影内，且所述支撑结构的投影位于所述射线源载体的投影
内；所述豁免放射源位于所述射线源载体的上方，生成x射线；所述第一挡板及所述第二挡板设置在所述射线源载体的上方，通过调整所述第一挡板与所述第二挡板之间的水平距离，调节x射线的能量强度。
10.可选地，所述闪烁体单元包括：闪烁体器件、第一反射层及第二反射层，其中：所述第一反射层为c形设置，所述第一反射层的底面与所述第一挡板的上表面贴合，所述第一反射层的侧面与所述壳体贴合，所述第一反射层的顶面与所述第二盖板的下表面贴合；所述第二反射层为反c形设置，所述第二反射层的底面与所述第二挡板的上表面贴合，所述第二反射层的侧面与所述壳体贴合，所述第二反射层的顶面与所述第二盖板的下表面贴合；所述闪烁体器件位于所述第一反射层与所述第二反射层的底面的上方，其中，所述闪烁体器件的投影位于所述第一盖板的投影内。
11.可选地，所述转换单元包括：光电转换器及电源线，其中：所述光电转换器设置在所述第二盖板的下表面，且所述光电转换器位于所述第一反射层的顶面与所述第二反射层的顶面之间；所述电源线设置在所述光电转换器上。
12.可选地，所述光电转换器包括硅光电倍增管、光电二极管、雪崩光电二极管及光电倍增管。
13.可选地，所述第一固定装置与所述第二固定装置包括螺丝。
14.可选地，所述信号处理模块包括：输入保护单元、跨阻放大单元、带通滤波单元、电压放大单元、第一差分驱动单元、模数转换单元、信号缓冲单元、第二差分驱动单元、电源及控制单元，其中：所述输入保护单元接收电信号，对电信号进行过压及过流保护；所述跨阻放大单元的输入端与所述输入保护单元的输出端连接，将电信号中的电流转换为电压；所述带通滤波单元的输入端与所述跨阻放大单元的输出端连接，对电信号进行带通滤波；所述电压放大单元的输入端与所述带通滤波单元的输出端连接，对电信号进行放大；所述第一差分驱动单元的输入端与所述电压放大单元的输出端连接，将单端电信号转换为差分电信号；所述模数转换单元的输入端与所述第一差分驱动单元的输出端连接；所述信号缓冲单元的输入端与所述模数转换单元的输出断连接；所述第二差分驱动单元的输入端与所述信号缓冲单元的第一输出端连接，通过将所述第二差分驱动单元的输出端外接检测设备进行状态观察；所述控制单元的输入端与所述信号缓冲单元的第二输出端连接，对待测物的性能评估；所述电源对所述信号处理模块进行供电。
15.可选地，所述控制单元包括arm处理器，或fpga。
16.可选地，所述电源包括：电源降噪单元、电压转换单元及电源滤波单元，其中：所述电源滤波单元对外部供电进行滤波操作；所述电压转换单元的输入端与所述电源滤波单元的输出端连接；所述电源降噪单元的输入端与所述电压转换单元的输出端连接。
17.如上所述，本实用新型的一种信号发生系统，具有以下有益效果：
18.1)本实用新型的信号发生系统，能够对辐射信号进行快速修正，对待测物的性能评估客观可靠。
19.2)本实用新型的信号发生系统，结构简单，操作简便，具有广泛地适用性。
附图说明
20.图1显示为本实用新型的信号发生系统中信号源模块的结构示意图。
21.图2显示为本实用新型信号发生系统中信号处理模块的结构示意图。
22.附图标记说明
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信号源模块
[0024]
11
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放射信号单
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111
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支撑结构
[0026]
112
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射线源载体
[0027]
113
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豁免放射源
[0028]
114
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第一挡板
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115
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第二挡板
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12
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闪烁体单元
[0031]
121
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闪烁体器件
[0032]
122
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第一反射层
[0033]
123
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第二反射层
[0034]
13
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转换单元
[0035]
131
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光电转换器
[0036]
132
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电源线
[0037]
14
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第一盖板
[0038]
15
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第二盖板
[0039]
16
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壳体
[0040]
17
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第一固定装置
[0041]
18
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第二固定装置
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信号处理模块
[0043]
21
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输入保护单元
[0044]
22
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跨阻放大单元
[0045]
23
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带通滤波单元
[0046]
24
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电压放大单元
[0047]
25
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第一差分驱动单元
[0048]
26
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模数转换单元
[0049]
27
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信号缓冲单元
[0050]
28
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第二差分驱动单元
[0051]
29
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控制单元
[0052]
210
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电源
[0053]
211
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电源降噪单元
[0054]
212
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电压转换单元
[0055]
213
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电源滤波单元
具体实施方式
[0056]
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外
不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0057]
请参阅图1至图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0058]
如图1及图2所示，本实施例提供了一种信号发生系统，所述信号发生系统包括：信号源模块1及信号处理模块2，其中：
[0059]
如图1所示，信号源模块1将高能x射线转换对应的电信号，并将电信号传输。
[0060]
具体地，作为示例，如图1所示，信号源模块1包括：放射信号单元11、闪烁体单元12、转换单元13、第一盖板14、第二盖板15及壳体16，其中：放射信号单元11设置在第一盖板14的上方，用于生成高能x射线，其中，放射信号单元11的投影位于第一盖板14的投影内；闪烁体单元12设置在放射信号单元11的上方，将高能x射线转换为可见光，其中，闪烁体单元12的投影与放射信号单元11的投影重叠；转换单元13位于闪烁体单元12的上方，将可见光转换为对应的电信号，并对电信号进行传输，其中，转换单元13的投影位于闪烁体单元12的投影内；第二盖板15设置在转换单元13的上方；壳体16的下边沿与第一盖板14的边沿紧密贴合，壳体16的上边沿与第二盖板15的边沿紧密贴合，通过第一固定装置17将壳体16固定在第一盖板14上，通过第二固定装置18将第二盖板15固定在壳体16上。
[0061]
更具体地，放射信号单元11包括：支撑结构111、射线源载体112、第一挡板114、第二挡板115及豁免放射源113，其中：支撑结构111设置在第一盖板14的上表面，其中，支撑结构111的投影位于第一盖板14的投影内；射线源载体112设置在支撑结构111的上方，射线源载体112的投影位于第一盖板14的投影内，且支撑结构111的投影位于射线源载体112的投影内；豁免放射源113位于射线源载体112的上方，生成x射线；第一挡板114及第二挡板115设置在射线源载体112的上方，通过调整第一挡板114与第二挡板115之间的水平距离，调节x射线的能量强度。
[0062]
需要说明的是，豁免放射源是指在实践中放射源符合豁免要求的规定或经监管部门同意后免除执行辐射防护基本案全标准规定的放射源。豁免放射源在工业、农业、医学、资源、环境、军事、科学研究等领域具有广泛的使用场景。豁免放射源113通常采用低活度豁免源，或者根据需求使用高活度射线源，豁免放射源113应固定在射线源载体112。需要补充说明的是，豁免放射源113应根据具体的使用环境选择射线源的类型，在这里就不一一赘述。第一盖板14、第二盖板15及壳体16需要使用具有屏蔽效果的材料，根据豁免放射源的强度选择合适的厚度，根据豁免放射源中射线种类选择合适的屏蔽材料，如屏蔽x射线一般使用高密度金属材料，屏蔽带电粒子需要使用与屏蔽x射线相同的金属材料，根据需求可使用多层结构以达到更好的屏蔽效果。第一盖板14、第二盖板15及壳体16的内表面具有高反射率的涂层，如二氧化钛，涂层需要包裹整个发光区域，以达到良好的反射效果，从而提高转换单元13中光电转换器131的光收集效率。第一挡板114与第二挡板115通常使用具有屏蔽效果的材料，例如金属铅材料等，第一挡板114与第二挡板115的水平间距可调，能够调节豁免放射源113中x射线的能量。第一挡板114及第二挡板115与射线源载体112之间可通过台阶形结构进行嵌合，可以减少x射线的泄露，稳固豁免放射源113的位置。支撑结构111用来
固定射线源载体112，防止豁免放射源113在移动时脱落，支撑结构111可以采用柔性或着刚性的材料，具体的实施应根据使用场景进行设置，在这里就不一一赘述。
[0063]
具体地，作为示例，如图1所示，闪烁体单元12包括：闪烁体器件121、第一反射层122及第二反射层123，其中：第一反射层122为c形设置，第一反射层122的底面与第一挡板114的上表面贴合，第一反射层122的侧面与壳体16贴合，第一反射层122的顶面与第二盖板15的下表面贴合；第二反射层123为反c形设置，第二反射层123的底面与第二挡板115的上表面贴合，第二反射层123的侧面与壳体16贴合，第二反射层123的顶面与第二盖板15的下表面贴合；闪烁体器件121位于第一反射层122与第二反射层123的底面的上方，其中，闪烁体器件121的投影位于第一盖板14的投影内。
[0064]
需要说明的是，闪烁体器件121将高能x射线转换为可见光，闪烁体器件121是核医学影像设备的核心器件，用于辐射探测和安全防护，能够进行医疗诊断、无损探伤等操作。第一反射层122与第二反射层123用于减少光的损失。
[0065]
具体地，作为示例，如图1所示，转换单元13包括：光电转换器131及电源线132，其中：光电转换器131设置在第二盖板15的下表面，且光电转换器131位于第一反射层122的顶面与第二反射层123的顶面之间；电源线132设置在光电转换器131上。
[0066]
更具体地，光电转换器131包括硅光电倍增管、光电二极管、雪崩光电二极管及光电倍增管。需要说明的是，硅光电倍增管(silicon photomultiplier，国际上简称sipm)，是根据原理叫做mppc(multi-pixel photon counter)是一种新型的光电探测器件，由工作在盖革模式的雪崩二极管阵列组成，具有增益高、灵敏度高、偏置电压低、对磁场不敏感、结构紧凑等特点。它发明于二十世纪九十年代末，广泛应用于高能物理及核医学(pet)等领域，最近几年来在核医学领域发展迅速，被广泛认为是可以未来极微弱光探测器的发展方向。光电二极管(photo-diode)和普通二极管一样，也是由一个pn结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性。但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。雪崩光电二极管指的是在激光通信中使用的光敏元件。在以硅或锗为材料制成的光电二极管的p-n结上加上反向偏压后，射入的光被p-n结吸收后会形成光电流。加大反向偏压会产生“雪崩”(即光电流成倍地激增)的现象，因此这种二极管被称为“雪崩光电二极管”。光电倍增管是将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。光电倍增管用在光学测量仪器和光谱分析仪器中。它能在低能级光度学和光谱学方面测量波长200～1200纳米的极微弱辐射功率。闪烁计数器的出现，扩大了光电倍增管的应用范围。激光检测仪器的发展与采用光电倍增管作为有效接收器密切有关。电视电影的发射和图象传送也离不开光电倍增管。光电倍增管广泛地应用在冶金、电子、机械、化工、地质、医疗、核工业、天文和宇宙空间研究等领域。需要进一步说明的是，应根据使用场景选择硅光电倍增管或光电二极管或雪崩光电二极管或光电倍增管作为光电转换器131，在这里就不一一赘述。
[0067]
更具体地，第一固定装置17与第二固定装置18包括螺丝，通过螺丝将壳体16固定在第一盖板14上，通过螺丝将第二盖板15固定在壳体16上。需要说明的是，第一固定装置17与第二固定装置18包括但不限于螺丝，只要能进行固定，任意第一固定装置17与第二固定装置18的设置均适用，并不以本实施例为限。
[0068]
如图2所示，信号处理模块2的输入端连接于信号源模块1的输出端，信号处理模块2通过对电信号进行校正，从而调节信号源模块1中的高能x射线，进而使信号发生系统完成
对待测物的性能评估。
[0069]
具体地，作为示例，如图2所示，信号处理模块2包括：输入保护单元21、跨阻放大单元22、带通滤波单元23、电压放大单元24、第一差分驱动单元25、模数转换单元26、信号缓冲单元27、第二差分驱动单元28、电源210及控制单元29，其中：输入保护单元21接收电信号，对电信号进行过压及过流保护；跨阻放大单元22的输入端与输入保护单元21的输出端连接，将电信号中的电流转换为电压；带通滤波单元23的输入端与跨阻放大单元22的输出端连接，对电信号进行带通滤波；电压放大单元24的输入端与带通滤波单元23的输出端连接，对电信号进行放大；第一差分驱动单元25的输入端与电压放大单元24的输出端连接，将单端电信号转换为差分电信号；模数转换单元26的输入端与第一差分驱动单元25的输出端连接；信号缓冲单元27的输入端与模数转换单元26的输出断连接；第二差分驱动单元28的输入端与信号缓冲单元27的第一输出端连接，通过将第二差分驱动单元28的输出端外接检测设备进行状态观察，其中，检测设备可以是示波器；控制单元的29输入端与信号缓冲单元27的第二输出端连接，对待测物的性能评估；电源210对信号处理模块2进行供电。
[0070]
更具体地，控制单元29包括arm处理器，或fpga；电源210包括：电源降噪单元211、电压转换单元212及电源滤波单元213，其中：电源滤波单元213对外部供电进行滤波操作；电压转换单元212的输入端与电源滤波单元213的输出端连接；电源降噪单元211的输入端与电压转换单元212的输出端连接。
[0071]
需要说明的是，电信号的校正过程包括：信号源模块1将高能x射线转换为对应的电信号，并将电信号传输至信号处理模块2；由于传输至信号处理模块2的电信号能量微弱，信号处理模块2先对电信号进行放大操作，再进行差分驱动，进而通过信号处理模块2中的控制单元29完成信号的提取，并完成对待测物的性能评估。
[0072]
综上所述，本实用新型的一种信号发生系统，至少包括：信号源模块及信号处理模块，其中：所述信号源模块将高能x射线转换对应的电信号，并将电信号传输；所述信号处理模块的输入端连接于所述信号源模块的输出端，所述信号处理模块通过对电信号进行放大并校正，从而调节所述信号源模块中的高能x射线，进而使所述信号发生系统完成对待测物的性能评估。本实用新型的信号发生系统，能够对辐射信号进行快速修正，对待测物的性能评估客观可靠。本实用新型的信号发生系统，结构简单，操作简便，具有广泛地适用性。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0073]
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，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实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种信号发生系统，其特征在于，所述信号发生系统至少包括：信号源模块及信号处理模块，其中：所述信号源模块将高能x射线转换对应的电信号，并将电信号传输，其中，所述信号源模块包括：放射信号单元、闪烁体单元、转换单元、第一盖板、第二盖板及壳体，其中：所述放射信号单元设置在所述第一盖板的上方，生成高能x射线，其中，所述放射信号单元的投影位于所述第一盖板的投影内；所述闪烁体单元设置在所述放射信号单元的上方，将高能x射线转换为可见光，其中，所述闪烁体单元的投影与所述放射信号单元的投影重叠；所述转换单元位于所述闪烁体单元的上方，将可见光转换为对应的电信号，并对电信号进行传输，其中，所述转换单元的投影位于所述闪烁体单元的投影内；所述第二盖板设置在所述转换单元的上方；所述壳体的下边沿与所述第一盖板的边沿紧密贴合，所述壳体的上边沿与所述第二盖板的边沿紧密贴合，通过第一固定装置将所述壳体固定在所述第一盖板上，通过第二固定装置将所述第二盖板固定在所述壳体上；所述信号处理模块的输入端连接于所述信号源模块的输出端，所述信号处理模块通过对电信号进行放大并校正，从而调节所述信号源模块中的高能x射线，进而使所述信号发生系统完成对待测物的性能评估，其中：所述信号处理模块包括：输入保护单元、跨阻放大单元、带通滤波单元、电压放大单元、第一差分驱动单元、模数转换单元、信号缓冲单元、第二差分驱动单元、电源及控制单元，其中：所述输入保护单元接收电信号，对电信号进行过压及过流保护；所述跨阻放大单元的输入端与所述输入保护单元的输出端连接，将电信号中的电流转换为电压；所述带通滤波单元的输入端与所述跨阻放大单元的输出端连接，对电信号进行带通滤波；所述电压放大单元的输入端与所述带通滤波单元的输出端连接，对电信号进行放大；所述第一差分驱动单元的输入端与所述电压放大单元的输出端连接，将单端电信号转换为差分电信号；所述模数转换单元的输入端与所述第一差分驱动单元的输出端连接；所述信号缓冲单元的输入端与所述模数转换单元的输出断连接；所述第二差分驱动单元的输入端与所述信号缓冲单元的第一输出端连接，通过将所述第二差分驱动单元的输出端外接检测设备进行状态观察；所述控制单元的输入端与所述信号缓冲单元的第二输出端连接，对待测物的性能评估；所述电源对所述信号处理模块进行供电。2.根据权利要求1所述的信号发生系统，其特征在于：所述放射信号单元包括：支撑结构、射线源载体、第一挡板、第二挡板及豁免放射源，其中：所述支撑结构设置在所述第一盖板的上表面，其中，所述支撑结构的投影位于所述第一盖板的投影内；所述射线源载体设置在所述支撑结构的上方，所述射线源载体的投影位于所述第一盖板的投影内，且所述支撑结构的投影位于所述射线源载体的投影内；所述豁免放射源位于所述射线源载体的上方，生成x射线；所述第一挡板及所述第二挡板设置在所述射线源载体的上方，通过调整所述第一挡板与所述第二挡板之间的水平距离，调节x射线的能量强度。3.根据权利要求2所述的信号发生系统，其特征在于：所述闪烁体单元包括：闪烁体器件、第一反射层及第二反射层，其中：所述第一反射层为c形设置，所述第一反射层的底面与所述第一挡板的上表面贴合，所述第一反射层的侧面与所述壳体贴合，所述第一反射层的顶面与所述第二盖板的下表面贴合；所述第二反射层为反c形设置，所述第二反射层的底面与所述第二挡板的上表面贴合，所述第二反射层的侧面与所述壳体贴合，所述第二反射层的顶面与所述第二盖板的下表面贴合；所述闪烁体器件位于所述第一反射层与所述第二反
射层的底面的上方，其中，所述闪烁体器件的投影位于所述第一盖板的投影内。4.根据权利要求3所述的信号发生系统，其特征在于：所述转换单元包括：光电转换器及电源线，其中：所述光电转换器设置在所述第二盖板的下表面，且所述光电转换器位于所述第一反射层的顶面与所述第二反射层的顶面之间；所述电源线设置在所述光电转换器上。5.根据权利要求4所述的信号发生系统，其特征在于：所述光电转换器包括硅光电倍增管、光电二极管、雪崩光电二极管及光电倍增管。6.根据权利要求1所述的信号发生系统，其特征在于：所述第一固定装置与所述第二固定装置包括螺丝。7.根据权利要求1所述的信号发生系统，其特征在于：所述控制单元包括arm处理器，或fpga。8.根据权利要求7所述的信号发生系统，其特征在于：所述电源包括：电源降噪单元、电压转换单元及电源滤波单元，其中：所述电源滤波单元对外部供电进行滤波操作；所述电压转换单元的输入端与所述电源滤波单元的输出端连接；所述电源降噪单元的输入端与所述电压转换单元的输出端连接。

技术总结
本实用新型提供一种信号发生系统，至少包括：信号源模块及信号处理模块，其中：所述信号源模块将高能X射线转换对应的电信号，并将电信号传输；所述信号处理模块的输入端连接于所述信号源模块的输出端，所述信号处理模块通过对电信号进行放大并校正，从而调节所述信号源模块中的高能X射线，进而使所述信号发生系统完成对待测物的性能评估。能够对辐射信号进行快速修正，对待测物的性能评估客观可靠。结构简单，操作简便，具有广泛地适用性。具有广泛地适用性。具有广泛地适用性。


技术研发人员：顾鹏 朱伟平 黄翌敏
受保护的技术使用者：奕瑞影像科技成都有限公司
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/8/13