某小型酌相机用光电倍增管的挑选与排布

彭丽男 PENG Li-nan

（北京滨松光子技术股份有限公司核医疗仪器部，廊坊 065001）

（Department of Nuclear Medical Equipment，Beijing Hamamatsu Photon Techniques INC.，Langfang 065001，China）

摘要： 某小型γ相机使用的光电倍增管（PMT）型号为CR173，挑选时依据高的能量分辨率，好的位置均匀性等原则进行初步选择，然后复测其稳定性，最终根据一致性原则决定应用于每个探头的光电倍增管组合。

Abstract: The model of the PMT for the small γ camera is CR173. When selecting them for the detector, we need to consider the energy resolution, the position uniformity, the stability, and the consistency.

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 ： 光电倍增管（PMT）；阳极蓝光灵敏度；闪烁体；高压

Key words: photomultiplier（PMT）；the sensitivity on positive with blue-ray （spb）；scintillator；high voltage

中图分类号：TL812 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0082-02

作者简介：彭丽男（1982-），女，黑龙江肇东人，助理工程师，学士，研究方向为电子科学与技术。

0 引言

Anger型相机使用多个光电倍增管（PMT）与平板型闪烁体配合进行探头设计，作为探测器输入部分，用于测试人体器官的功能。PMT的挑选和排布决定探测器的均匀性和稳定性以及分辨率。因此如何挑选用于相机的PMT以及对挑选后的PMT进行有效排布，是探测器性能的关键因素。

1 光电倍增管的挑选与排布

某小型γ相机选用的PMT为R6231，其典型值如表1所示，每个探测器使用19个。于平板型闪烁体上分三层排布，中心一个，中间圈6个，外圈12个共19个PMT，呈圆环形。

为了同一个探测器用的PMT得到一致性的输出，主要从四个方面考虑：①初步PMT选择；②复测试方法；③对应不同闪烁体厚度的测试值关系；④闪烁体上排布。

1.1 初步PMT选择 在初步挑选PMT时，蓝光灵敏度为主要参考指标。

其中，a为常数；k由电极的构造和材料构决定，一般在0.7~0.8范围；n为倍增级数。

一般高压与增益成正比，电流增益与阳极光照灵敏度线性相关（图1）。随着工作电压升高，阳极光照灵敏度对数上升。同一个探头使用的PMT应保证相近的高压，即相近的spb值。

1.2 复测试方法

①一致性测试。根据式（2），高压与增益在对数曲线上成正比，由于正比关系，可以确定高压，测试输出幅值（道址）或者给定输出幅值，测试高压，以得到较接近的PMT，用于同一个探头。

通过测试PMT的实际变化曲线确认高压与输出幅值在对数曲线上正比（图2），在使用范围内，高压变化要慢于输出幅值的变化。因此给定高压测试输出道址，可以得到更接近的PMT选择结果。同时在此种情况下，可以验证光电倍增管的稳定性，因为高压与spb值应成比例[1]。

②稳定性测试。PMT的稳定性测试一般测试方法为多次间隔对比测试法，不同测试时间下，测试结果发生漂移且超出规定范围的PMT剔除选择。

1.3 闪烁体厚度与测试值关系 闪烁体厚度不同，光输出效率有所差异，通过实验，对比不同闪烁体厚度下，同一光电倍增个在输出一致情况下，高压的差值关系，测试结果如表2。

根据测试结果可以看出，大面积闪烁体输出同样幅值所需高压更高，同样面积下，厚晶体所需高压高。

根据上表测试，可以推算出，在使用6mm闪烁体时，高压约为测试高压+37V；在使用12.5mm晶体时，高压约为测试高压+125V。

1.4 位置排布 对于大面积闪烁体，不同位置时，光入射角度有差异，同一光电倍增管为得到同样的输出幅值，测试所加高压不同，通过实验测试，可得到如表3结果。

对12.5mm晶体，中间圈测试结果与中心管位偏高3.5%，外圈偏高18%；对6mm晶体，中间圈测试结果与中心管位偏高1.7%，外圈偏高8.5%，同一个探头选择时光电倍增管时，根据比例挑选并排布。

1.5 其它因素 测试装置及操作手法也是必要的考虑内容，同时光电倍增管是需要长时间稳定的，还受到环境影响，因此影响的因素还包括：多道及前放电路放大，PMT稳定时间，高压稳定性，硅脂耦合度，入射光通量（光强），环境磁场等，以上条件，应在测试过程中尽量保持一致。

2 结论

通过实验证明，对于BHP6602型小型γ相机，其使用PMT挑选原则应为skb>10.5；排布时根据spb值定高压测试[1]，划分每个探头使用PMT后，根据不同晶体厚度确定选择PMT的排布比例，一般中间选择道址较高（定高压）外圈按比例降低。调试时给定高压按照排布管位的测试高压及晶体厚度推算得出。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献：

[1]李文娟，海霞.基于光电倍增管（PMT）的高速在线检测控制方法[J].电子元器件应用，2008（01）.

[2]王海科，吕云鹏.光电倍增管特性及应用[J].仪器仪表与分析监测，2005（01）.

[3]光电倍增管[J].光学仪器，2003（02）.