Brevet FR2595005A1 — publié le 19870828

La présente invention concerne des détecteurs diionisa- tion utilisés dans la tomographie radiographique. Elle est une suite à la demande de brevet des Etats- Unis d'Amérique n 565 572 déposée le 27 décembre 1983 qui est incorporée ici à titre de référence. Dans les dessins, la figure 1 illustre un réseau de détecteurs 3. Une source 6 de rayons-X produit un faisceau 9 qui passe autour d'un objet 12 soumis à un examen minutieux et le traverse, puis entre dans une chambre (non représentée) contenant le réseau de détecteurs 3. La chambre est r.emplie de xénon pressurisé en présence d'un champ électrique représenté par la flèche 15. Le champ s'étend entre une plaque chargée 18 et le réseau de détecteurs 3. Les rayons-X ionisent le xénon et le champ électrique entraîne les électrons, ce qui se traduit par une ionisation dans la direction des éléments individuels 3A-K des détecteurs. Les électrons forment une charge sur les détecteurs-3A-K qui est fonction de la valeur de l'ionisation, laquelle est fonction à son tour de l'intensité du rayonnement d'entrée. En d'autres termes, la charge répartie -parmi les éléments individuels 3A-K des détecteurs indique la distribu- tion spatiale de l'intensité du rayonnement entrant. Par conséquent, on peut utiliser la distribution de la charge pour construire une image de l'objet. L'intensité du rayonnement produit par la source 6 de rayons-X a tendance à être soumise à des fluctuations -2- imprévisibles dans le temps. C'est pourquoi la connaissance de l'intensité du rayonnement X tombant sur le réseau de détecteurs 3 (obtenue à partir de la distribution de la -charge) est, en soi, insuffisante pour indiquer l'atténuation des rayons-X due à l'objet 12: l'intensité au droit de la source 6 est inconnue. Une solution au problème précédent consiste à prévoir des éléments supplémentaires de détection 21A-G, servant de référence, à approximativement la même distance de la source 3 de rayons-X que les détecteurs:3A-K (appelés maintenant détecteurs de données), mais distants d'un espacement 24 tel que les détecteurs de référence 21A-G maintiennent touj-ours une ligne de vision non-obstruée pour la source de rayons-X. Plus précisément, l'objet 12 ne gêne- jmais les rayons-X que reçoivent les détecteurs de référence 21A-G. La comparaison de l'intensité des rayons-X indiquée par les détecteurs de données et de l'intensité donnée par les détecteurs de référence permet de déduire l'atténuation due à l'objet 12. L'espacement 24 dans l'agencement représenté des détec- teurs est à l'origine de problèmes. Le premier problème concerne la sécurité. Le champ électrique 15 au-dessus des éléments 3A-K est de l'ordre de 850 volts pour 0,87 mm (la distance 27 est d'environ 0,9 mm), soit en gros 960 volts par millimètre. Par conséquent, les électrons produits par ionisation sont entraînés vers l'espace 24, o ils se rassembleront. En théorie, les électrons se rassembleront jusqu'à ce que l'espace 24 acquière le même potentiel que la plaque 18, c'est-à-dire 850 volts. Cependant, en pratique, il se produira d'abord un claquage électrique: l'accumulation des électrons dans l'espace 24 sera à l'origine d'un arc avec l'élément voisin de détection, tel que 3K, provoquant l'endommagement du réseau de détecteurs 3 et de l'équipement électronique associé (non représenté). Le second problème est que, dans la configuration représentée, le champ électrique prendra vraisemblablement la -35 - 3 - forme fâcheuse incurvée, à ramification, indiquée par la flèche 30. On préfère que les lignes du champ électrique soient rectilignes et perpendiculaires aux éléments 3A-K des détecteurs de données, comme cela est le cas de la flèche 15. Lorsqu'elles sont perpendiculaires, les lignes de force provoquent la propagation des électrons dus à l'ionisation directement dans la direction des detecteurs situés à leur dessous, et non vers un détecteur se trouvant sur un côté ou l'autre. Cette trajectoire directe est nécessaire pour des raisons relatives à la reconstruction de l'image de l'objet 12 de la figure 1, qu'il n'est pas nécessaire de connaître ici. La présente invention a pour objet un détecteur d'ionisation perfectionné. Dans un mode de réalisation de l'invention, des pastilles 33 de mise à la masse (figure 2) sont placées dans les espacements 24 entre les détecteurs de données 3A-K et les détecteurs de référence 21A-K. Les pastilles de mise à la masse sont maintenues à un potentiel électrique nul. Cette mise à la masse sert: (1) à entraîner les électrons et par conséquent éviter une accumulation indésirée de la charge dans l'espace 24 (figure 1), et (2) à provoquer des lignes de force électriques davantage perpendiculaires aux détecteurs 3A-K dans les zones proches des pastilles de mise à la masse. La description qui va suivre se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement: Figure 1, un schéma d'un système radiographique, Figure 2, un mode de réalisation de la présente invention, figure 3, un autre mode de réalisation de la présente invention. Dans les dessins, la figure 2 illustre un réseau de détecteurs du type décrit dans la demande de brevet citée ci- dessus. Cependant, les détecteurs de référence 21A-G, ayant les mêmes construction,dimensions, et espacement que les - 4 - détecteurs de données 3A-K sont séparés de ces derniers par les espacements 24. Les pastilles 33 de mise à la masse sont constituées du même matériau que les éléments 3A-K des détecteurs, ont la même épaisseur, mais sont plus larges: la cote 36 est d'environ 9,5 millimètres. Les pastilles 33 de mise à la masse sont maintenues à un potentiel électrique proche de celui des éléments 3A-K de manière à empêcher l'amoncellement de charges électriques et à maintenir la perpendicularité des lignes de force électriques. Dans le cas o la plaque 18 de la figure 1 est soumise à une tension de 850 volts et le réseau 3 à une tension de 0 volt (c'est-à-dire est reliée à la masse), les pastilles 33 sont de préférence également à une tension nulle. Les pastilles sont de préférence équipotentielles avec les détecteurs de données 3A-K et avec les détecteurs de référence 21A-G. (On souligne ici que l'accumulation de la charge sur les détecteurs [de référence ou de données] altèrera le potentiel des détecteurs, mais seulement de quelques millivolts au plus. Ainsi, on peut dire que les pastilles sont équipotentielles avec les détecteurs). On souligne également une variante de solution aux problèmes exposés cidessus qui consisterait à utiliser un réseau continu de détecteurs comme cela est représenté en figure 3. Plus précisément, il n'existe aucun espacement vide 24 comme en figure 1; au contraire, l'espacement 24 est rempli d'éléments 39 de détection identiques aux détecteurs de données et aux détecteurs de référence. On metterait à la masse les détecteurs 39 de l'espacement 24, comme représenté en figure 3, et utiliserait alors les détecteurs de données et les détecteurs de référence comme on vient de le décrire. Cependant, comme cela est discuté dans la demande de brevet citée cidessus, la fabrication des éléments individuels de détection nécessite beaucoup de temps et est chère. Par conséquent, il est plus économique de remplacer les détec- teurs reliés à la masse 39 de l'espacement 24 (figure 3) par - les pastilles de mise à la masse décrites en figure 2). On vient de décrire une invention, dans laquelle l'espacement séparant des détecteurs de données et des détecteurs de référence dans un détecteur d'ionisation est modifié de manière à éviter l'accumulation des charges électriques et à maintenir l'uniformité du champ électrique. De plus, les extrémités du réseau de détecteurs (figure 2) sont traités d'une manière similaire à celle des pastilles 33 de mise à la masse pour des raisons similaires. 2595005- --6 - REVENDICATIONS 1. Détecteur d'ionisation comprenant une multitude de détecteurs séparés par des espacements,, caractérisé en ce qu'il comporte (a) au moins un conducteur (33) dans l'un des espace- ments (24), qui est maintenu sensiblement au même potentiel électrique que les éléments de détecteur. 2.Détecteur d'ionisation, caractérisé en ce qu'il comprend (a) un réseau d'éléments allongés de détecteurs de données (3A-K) (b) un réseau d'éléments allongés de détecteurs de référence (21A-G) séparés des éléments- de détecteurs de données par un espacement (24); et (c) un conducteur (33) placé dans l'espacement de (b) pour empacher l'accumulation des électrons dans cet -espace- ment. 3. Détecteur d'ionisation, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un substrat; (b) une multitude de détecteurs de données (3A-K) pour répondre au rayonnement X qui traverse un objet (12); (c) une multitude de détecteurs de référence (21A-G) pour répondre au rayonnement X qui ne traverse pas l'objet; et (d) un conducteur (33) situé entre les détecteurs de données et les détecteurs de référence qui: (i) est couplé à un moyen permettant d'éviter l'accumu- lation des électrons sur le conducteur et, (ii) améliore la perpendicularité des lignes de force électriques vis-à-vis de détecteurs du voisinage.