Brevet FR2886739A1 — publié le 20061208

Module détecteur à double réseau La présente invention concerne une technologie d'inspection par rayonnements, et plus particulièrement un module détecteur à double réseau utilisé dans les systèmes d'imagerie par rayonnement. Dans l'art existant, une pluralité de détecteurs utilisés dans l'imagerie par rayonnement sont agencés en un seul réseau afin de former un module détecteur à un seul réseau. Le module détecteur à un réseau est relativement simple à fabriquer et à utiliser dans la reconstruction d'images. Dans un système à rayonnement utilisant des rayons X pulsés produits par un accélérateur d'électrons servant de source de rayonnement, pour éviter que les images soient déformées et pour éviter de perdre des informations concernant l'objet inspecté, il faut respecter les règles suivantes: la vitesse maximale de balayage de l'objet à inspecter est proportionnelle à la fréquence de récurrence de l'accélérateur et à la largeur de la région sensible du détecteur à réseau. Mais dans les applications réelles, l'augmentation de la fréquence de récurrence de l'accélérateur est limitée pour des raisons techniques, et d'autre part, elle augmente l'intensité du champ de rayonnement de tout le système d'imagerie par rayonnement, de sorte que la protection contre les rayonnements devient difficile à réaliser et que la consommation d'énergie de l'ensemble du système d'imagerie par rayonnement augmente. De plus, avec les détecteurs à un réseau existants, l'efficacité d'utilisation du champ de rayonnement est faible. Qu'il s'agisse du champ de rayonnement de l'accélérateur ou du champ de rayonnement de la source de rayonnement isotope, la région de rayons contenant l'information utilisable sur l'objet à inspecter au niveau du détecteur est bien plus large que la région sensible du réseau détecteur. Augmenter la largeur de la région sensible de chaque détecteur du détecteur à un seul réseau conduit à augmenter le nombre de pixels du détecteur, ce qui est désavantageux lorsqu'il s'agit d'identifier des objets fins tels qu'un fil métallique fin pour le système d'imagerie par rayonnement, de sorte que l'information de structure de l'objet à inspecter peut être perdue, ce qui affecte la qualité des images. 2886739 2 Un aspect de la présente invention est de résoudre tout, ou au moins une partie, des problèmes de l'art antérieur évoqués ci-dessus. Par conséquent, un mode de réalisation de la. présente invention propose un module détecteur à double réseau adapté à l'imagerie par rayonnement, qui permet d'augmenter la vitesse de balayage du système d'imagerie par rayonnement, empêche la déformation des images, et évite la perte d'informations concernant l'objet inspecté, permettant ainsi une amélioration de la qualité des images. Selon un mode de réalisation de la présente invention, il est proposé un module détecteur adapté à l'imagerie par rayonnement, comprenant un premier réseau de détecteurs consistant en une pluralité de premiers détecteurs et agencé sur une première surface d'une plaque métallique lourde, un deuxième réseau de détecteurs consistant en une pluralité de deuxièmes détecteurs et agencé sur une deuxième surface de la plaque métallique lourde, la deuxième surface étant opposée à la première surface, et un cadre support, dans lequel le premier réseau de détecteurs et le deuxième réseau de détecteurs agencés respectivement sur les première et deuxième surfaces de la plaque métallique lourde sont montés dans le cadre support. Selon un mode de réalisation préféré, des tôles lourdes sont placées entre le cadre support et les premier et deuxième réseaux de détecteurs, respectivement. De préférence, des entretoises en tôle lourde sont placées entre les premiers détecteurs adjacents du premier réseau de détecteurs et entre les deuxièmes détecteurs adjacents du deuxième réseau de détecteurs, respectivement. En outre, la pluralité de premiers détecteurs et la pluralité de deuxièmes détecteurs sont agencées uniformément respectivement sur les première et deuxième surfaces de la plaque métallique lourde. De préférence, les premiers et deuxièmes détecteurs des premier et deuxième réseaux de détecteurs comprennent un détecteur rempli de gaz ou un détecteur à l'état solide. Selon un autre aspect de la présente invention, il est proposé un système d'imagerie par rayonnement qui comprend le module détecteur à double réseau du premier aspect de la présente invention. 2886739 3 Selon les modes de réalisation de la présente invention, un module détecteur consistant en deux réseaux de détecteurs (le premier réseau de détecteurs et le deuxième réseau de détecteurs) est utilisé dans le système d'imagerie par rayonnement, de sorte que la vitesse de balayage du système d'imagerie par rayonnement peut être augmentée. Puisqu'une plaque métallique lourde est placée entre le premier réseau de détecteurs et le deuxième réseau de détecteurs, des entretoises en tôle lourde sont placées entre les détecteurs adjacents dans chacun des premier et deuxième réseaux de détecteurs, et que des tôles lourdes sont placées entre le cadre support et les premier et deuxième réseaux de détecteurs, la plaque métallique lourde, les entretoises en tôle lourde et: les tôles lourdes comprenant, mais sans y être limitées, des tôles en plomb, des tôles en alliage de tungstène et des tôles en tantale, l'information de structure concernant l'objet inspecté n'est pas manquée et l'image produite n'est pas déformée, si bien que la qualité des images peut être grandement améliorée. En outre, le module détecteur à double réseau selon les modes de réalisation de la présente invention est de structure simple, et est pratique à assembler et à entretenir. Des modes de réalisation de la présente invention vont être décrits en détail dans la description détaillée qui suit, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références dans tous les dessins, et dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe montrant la structure du module détecteur à double réseau selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe prise selon la ligne A-A de la figure 1; la figure 3 est une vue montrant le module détecteur à double réseau selon un mode de réalisation de la présente invention, utilisé dans un système d'imagerie par rayonnement. Comme montré sur les figures 1 et 2, un module détecteur à double réseau 12 selon un mode de réalisation de la présente invention comprend un premier réseau de détecteurs 1 a, un deuxième réseau de détecteurs lb, et un cadre support. Le premier réseau de détecteurs consiste en une pluralité de premiers détecteurs a et est disposé sur une première surface (surface 2886739 4 supérieure sur la figure 2) d'une plaque métallique lourde 5. Le deuxième réseau de détecteurs lb consiste en une pluralité de deuxièmes détecteurs et est disposé sur une deuxième surface (surface inférieure sur la figure 2) de la plaque métallique lourde 5, la deuxième surface est opposée à la première surface. Le premier réseau de détecteurs la disposé sur la première surface de la plaque métallique lourde 5 et le deuxième réseau de détecteurs lb disposé sur la deuxième surface de la plaque métallique lourde 5 sont montés dans le cadre support, dans lequel la plaque métallique lourde 5 est utilisée pour réduire la diaphonie entre le premier réseau de détecteurs la et le deuxième réseau de détecteurs lb. De préférence, des tôles lourdes 6 sont placées entre le cadre support et les premier et deuxième réseaux de détecteurs la et lb afin de réduire la diffusion. Les tôles lourdes 6 incluent, mais sans y être limitées, des tôles en plomb, des tôles en alliage de tungstène et des tôles au tantale. De préférence, des entretoises en tôle lourde 5' sont placées entre les détecteurs adjacents de la pluralité de premiers et deuxième détecteurs a, b, respectivement, ces entretoises en tôle lourde 5' étant utilisées pour réduire la diffusion. En outre, les premiers détecteurs a du premier réseau de détecteurs la sont agencés de façon uniforme sur la première surface de la plaque métallique lourde 5 et les deuxièmes détecteurs b du deuxième réseau de détecteurs lb sont agencés de façon uniforme sur la deuxième surface de la plaque métallique lourde 5. De préférence, le module détecteur à double réseau 12 selon un mode de réalisation de la présente invention comprend en outre un boîtier 3 qui présente une forme substantiellement coudée en section transversale. Une carte de circuit électronique ayant une borne d'entrée et une borne de sortie est placée à l'intérieur du boîtier 3, la borne d'entrée de: la carte de circuit électronique étant connectée à des bornes de sortie de signaux du premier réseau de détecteurs la et du deuxième réseau de détecteurs lb, et la borne de sortie de la carte de circuit électronique est connectée à une prise montée dans le boîtier 3. En outre, et de préférence, la carte de circuit électronique peut comprendre une première carte de circuit électronique 2a et une deuxième carte de circuit électronique 2b, et la prise est montée sur la face d'extrémité avant du boîtier 3 et comprend une première prise 9a et une deuxième prise 9b. En conséquence, une borne d'entrée 2al de la première carte de circuit 2886739 5 électronique 2a est connectée à une borne de sortie de signaux lal du premier réseau de détecteurs la et une borne de sortie (non représentée) de celle-ci est connectée à la première prise 9a; de même, une borne, d'entrée 2b l de la deuxième carte de circuit électronique 2b est connectée à une borne de sortie de signaux 1 b 1 du deuxième réseau de détecteurs lb et une borne de sortie (non représentée) de celle-ci est connectée à la deuxième prise 9b. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le module détecteur à double réseau 12 peut comprendre en outre une plaque inférieure 7, l'extrémité arrière de la plaque inférieure 7 est fixée à l'extrémité inférieure du boîtier 3 et le cadre support est monté sur la plaque inférieure 7. De plus, un support 8 est placé à l'intérieur du boîtier 3, plus particulièrement, le support 8 est placé dans une partie supérieure à l'intérieur du boîtier 3, et la première carte de circuit électronique 2a et la deuxième carte de circuit électronique 2b sont montées sur le support 8 et supportées par ce dernier. De préférence, le cadre support 4 comprend une plaque latérale 4c, et une plaque supérieure 4a et une plaque inférieure 4b espacées et parallèles entre elles. Les extrémités avant de la plaque supérieure 4a et de la plaque inférieure 4b sont reliées au moyen de la plaque latérale 4c, et les extrémités arrière de la plaque supérieure 4a et de la plaque inférieure 4b s'étendent dans l'extrémité inférieure du boîtier 3. La plaque latérale 4c et les plaques supérieure et inférieure 4a, 4b sont assemblées au moyen d'un élément de fixation tel qu'un boulon. Cependant, il est bien entendu que la plaque latérale 4c et les plaques supérieure et inférieure 4a, 4b peuvent être assemblées par n'importe quel autre moyen approprié connu, de manière telle que le premier réseau de détecteurs la et le deuxième réseau de détecteurs lb sont situés à l'intérieur d'un espace de cadre entouré par la plaque latérale 4c et les plaques supérieure et inférieure 4a, 4b. De plus, le boîtier 3 comprend une plaque de couverture supérieure 10 située au sommet du boîtier 3 et une plaque de couverture arrière 11 située à l'arrière du boîtier 3. En variante, le détecteur de la présente invention peut employer un détecteur rempli de gaz ou un détecteur à l'état solide. L'application du module détecteur à double réseau 12 selon un mode de réalisation de la présente invention dans un système d'imagerie par rayonnement va maintenant être décrite en se référant à la figure 3. Dans le 2886739 6 système d'imagerie par rayonnement montré sur la figure 3, une pluralité de modules détecteurs à double réseau 12 sont disposés en éventail, de manière telle que l'angle entre chaque module détecteur 12 et les rayons X pulsés émis par un accélérateur 14 est nul. Lorsqu'un objet 13 à inspecter passe dans le faisceau de rayons X, les rayons X qui traversent l'objet 13 atteignent des modules détecteurs à double réseau 12 respectifs. En fonction des variations d'intensité des rayons X, l'épaisseur, la densité et les caractéristiques matérielles de l'objet 13 peuvent être détectées. L'image en perspective de l'objet 13 peut être obtenue en convertissant l'intensité des rayons X en une gradation d'image. Le module détecteur à double réseau de la présente invention peut aussi être utilisé dans un système d'imagerie qui utilise une source de rayonnement à isotope. REVENDICATIONS 1. Module détecteur (12) adapté à l'imagerie par rayonnement, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier réseau de détecteurs (la) consistant en une pluralité de premiers détecteurs (a) et disposé sur une première surface d'une plaque métallique lourde (5) ; un deuxième réseau de détecteurs (lb) consistant en une pluralité de deuxièmes détecteurs (b) et disposé sur une deuxième surface de la plaque métallique lourde (5), la deuxième surface étant opposée à la première surface; et un cadre support, dans lequel le premier réseau de détecteurs et le deuxième réseau de détecteurs agencés respectivement sur les première et deuxième surfaces de la plaque métallique lourde sont montés dans le cadre support. 2. Module détecteur selon la revendication 1, dans lequel des tôles lourdes (6) sont placées entre le cadre support et les premier (la) et deuxième (lb) réseaux de détecteurs, respectivement. 3. Module détecteur selon la revendication 2, dans lequel des entretoises en tôle lourde (5') sont placées entre les premiers détecteurs (a) adjacents du premier réseau de détecteurs et entre les deuxièmes détecteurs (b) adjacents du deuxième réseau de détecteurs, respectivement. 4. Module détecteur selon la revendication 3, dans lequel la pluralité de premiers détecteurs et la pluralité de deuxièmes détecteurs sont agencées uniformément respectivement sur les première et deuxième surfaces de la plaque métallique lourde (5). 5. Module détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre un boîtier (3) qui présente une forme substantiellement coudée en section transversale; dans lequel une carte de circuit électronique ayant une borne d'entrée et une borne de sortie est placée à l'intérieur du boîtier (3), la borne d'entrée de la carte de circuit électronique étant connectée à des bornes de sortie de signaux du premier réseau de détecteurs (la) et du deuxième réseau de détecteurs (lb) , et la borne de sortie de la carte de circuit électronique étant connectée à une prise montée dans le boîtier (3). 2886739 8 6. Module détecteur selon la revendication 5, dans lequel la carte de circuit électronique comprend une première carte de circuit électronique (2a) et une deuxième carte de circuit électronique (2b) ; dans lequel la prise est montée sur une face d'extrémité avant du boîtier (3) et comprend une première prise (9a) et une deuxième prise (9b) ; et dans lequel une borne d'entrée (gal) de la première carte de circuit électronique (2a) est connectée à une borne de sortie de signaux (lai) du premier réseau de détecteurs et une borne de sortie de la première carte de circuit électronique est connectée à la première prise (9a), et une borne d'entrée (2b 1) de la deuxième carte de circuit électronique (2b) est connectée à une borne de sortie de signaux (1 b 1) du deuxième réseau de détecteurs et une borne de sortie de la deuxième carte de circuit électronique est connectée à la deuxième prise (9b). 7. Module détecteur selon la revendication 6, comprenant en outre une plaque inférieure (7), l'extrémité arrière de la plaque inférieure (7) étant fixée à l'extrémité inférieure du boîtier (3) et le cadre support étant monté sur la plaque inférieure (7) ; et dans lequel un support (8) est placé à l'intérieur du boîtier (3), et les première et deuxième cartes de circuit électronique sont montées sur le support (8). 8. Module détecteur selon la revendication 7, dans lequel le cadre support (4) comprend une plaque supérieure (4a) et une plaque inférieure (4b) qui sont parallèles entre elles, les extrémités avant des plaques supérieure et inférieure étant reliées au moyen d'une plaque latérale (4c) , et les extrémités arrière des plaques supérieure et inférieure s'étendant dans l'extrémité inférieure du boîtier (3), de manière telle que les premier et deuxième réseaux de détecteurs sont situés à l'intérieur d'un espace de cadre entouré par la plaque supérieure (4a), la plaque inférieure (4b) et la plaque latérale (4c). 9. Module détecteur selon la revendication 8, dans lequel le boîtier (3) comprend une plaque de couverture supérieure (10) située au sommet du boîtier et une plaque de couverture arrière (11) située à l'arrière du boîtier. 2886739 9 10. Module détecteur selon la revendication 9, dans lequel les premiers et deuxièmes détecteurs des premier (la) et deuxième (lb) réseaux de détecteurs comprennent un détecteur rempli de gaz ou un détecteur à l'état solide. 11. Système d'imagerie par rayonnement, comprenant un module détecteur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10.