靈活的光子計數(shù)、像素化X射線直接探測器—MiniPIX TPX Flex
點擊藍字
關注我們
MiniPIX TPX Flex
MiniPIX TPX Flex是一款由北京眾星聯(lián)恒科技有限公司和捷克Advacam公司聯(lián)合推出的掌上型光子計數(shù)、像素化、X射線直接探測器，內(nèi)含由歐洲核子研究組織（CERN）研發(fā)的Timepix讀出芯片（256 x 256 ，像素大小55 μm x 55 μm）和500μm硅傳感器及相應讀出電路。它可以用于探測X射線、質(zhì)子、電子的數(shù)量、到達時間和能量。采用標準USB2.0 Type A的接口讀出，最大幀率為45幀/秒（1ms曝光時間）。
MiniPIX TPX Flex的探頭和讀出單元是通過76mm的軟排線進行連接的，使得它非常合適集成到任何系統(tǒng)中，如便攜X射線應力分析儀、X射線粉末衍射儀、X射線成像等系統(tǒng)中。
（MiniPIX TPX Flex實物）
產(chǎn)品特點:
1. 體積小巧，形似U盤易于集成
2. 直接探測，具有高探測效率
3. 零電子學噪聲
4. 通過Mini USB接口連接，筆記本電腦即可運行
(支持Windows, MacOS ,Linux, arm環(huán)境）
5. 人性化軟件操作軟件-PIXET PRO
6. 基于C#，C++，Python，LabVIEW的二次開發(fā)
關鍵參數(shù):
1. 讀出芯片類型：Timepix
2. 像素尺寸；55 μm x 55 μm
3. 像素規(guī)格：256 x 256 像素
4. 單幀動態(tài)范圍：118102
5. 傳感器材料：500μm 硅
6. 暗電流：無
7. 數(shù)據(jù)接口：標準USB2. 0 type A
8. 最大幀率：45fps
（理論探測效率）
注釋1: 55 x 110 μm 在邊緣處，110 x 110 μm 在角落處。
注釋2：即計數(shù)器深度。累計圖像的動態(tài)范圍理論上不受限制。
Minipix系列典型應用
1、 商業(yè)化多能能衍射儀
Anton Paar | XRDynamic 500
自動化多功能衍射儀
Pixos?檢測單元采用了ADVACAM固態(tài)光子計數(shù)、像素探測器，該探測器基于CERN開發(fā)的Timepix3芯片。Anton Paar表示：“這些測量模式為所有粉末X射線衍射應用提供了無與倫比的性能和測量速度。”
標樣測試性能
用于殘余應力測量的最新衍射儀
NIST SRM 660c（六硼化鑭粉末）樣品示例，采用安東帕 XRDynamic 500 進行測量。其卓越品質(zhì)顯而易見。標準參考物質(zhì) (SRM) 由六硼化鑭粉末組成，用于校準 X 射線衍射設備的譜線位置與 2θ 角的關系。
2、商業(yè)化便攜X射線應力分析儀
Stresstech | Xstress DR45
用于殘余應力測量的最新衍射儀
Xstress DR45 是新一代 X 射線衍射儀，采用 ADVACAM 光子計數(shù)技術，可提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)。Xstress DR45 的速度和精度使殘余應力測量不再局限于實驗室，而是進入了生產(chǎn)線。
傳統(tǒng)1D與2D探測器技術對比
測量條件（0.3 mm collimator, Cr tube, 5/5 tilts, 3 directions） | ||
系統(tǒng) | 曝光時間 | 總測量時間 |
Xstress G2R, 1D（1×256）(Hamamatsu) | 300s | 5 h 46 min |
XstressDR45, 2D（256×256）(Advacam) | 3s | 3 min 1 s |
（小焦斑用于小軸承球的殘余應力深度剖面）
3、科學研究儀器開發(fā)
（1）2023年日本政府文化廳、奈良文化財研究所及京都國立博物館的研究人員YONEMURA Sachio等報道了，他們開發(fā)的一款便攜式、X射線衍射分析儀并用于高松冢壁畫（是位在奈良縣高市郡明日香村平田的古墳。藤原京期（694年～710年）筑造的終末期古墳，直徑23m（下段）及18m（上段）、高5m的二段式圓墳。）的著色材料研究。其中探測器就是小巧、功能強大的MiniPIX。
（高松冢古墳壁畫）
（使用小型X射線衍射分析儀對西墻上的女性群體進行分析）
犬塚將英, et al. [報告] 小型 X 線回折分析裝置の開発と 高松塚古墳壁畫の彩色材料分析への適用. Diss. Tokyo National Research Institute for Cultural Properties, 2023.
Yi ()lM。
（2）來自己美國的科研人員使用了多層膜單色聚焦的微焦點X射線和MiniPIX搭建了一套透射式X射線衍射裝置用于乳腺癌的早期篩查。盡管乳腺癌早期檢測取得了進展，但傳統(tǒng)的篩查方法仍存在局限性，包括漏診、假陽性、不必要的疼痛、X射線暴露和過度診斷。利用X射線衍射（XRD）技術對人體乳腺組織樣本進行分析，可以確定與細胞外基質(zhì)（ECM）變化相關的結(jié)構(gòu)生物標志物。ECM的許多成分，例如糖蛋白、脂質(zhì)、膠原蛋白和角蛋白，都具有周期性，從而呈現(xiàn)出明顯的XRD圖譜。這些成分會經(jīng)歷癌癥誘導的變化，而XRD測量可以監(jiān)測這些變化。
（透射XRD裝置圖）
（癌變?nèi)橄俳M織(具有癌變特征的區(qū)域)的衍射花樣，關鍵衍射峰更寬）
（健康組織(組織切片中形態(tài)正常、無癌變跡象的區(qū)域)的衍射花樣，關鍵衍射峰寬更銳利）
（3）2024年來自歐洲同步輻ESRF、赫爾辛基大學和意大利Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati的研究人員Christoph J. Sahle和Alessandro Longo等，報到了他們開發(fā)的一款用于歐洲同步輻射裝置的X射線非彈性散射光束線ID20線站的小型X射線衍射裝置。設計和構(gòu)建該裝置的主要動機是滿足日益增長的對樣品實時表征的需求，以及在高壓和/或高溫條件下輕松瀏覽樣品相圖的需求。簡而言之，該小型X射線衍射裝置主要是在進行非常耗時的X射線非彈性散射實驗前確認樣品局部對稱性和的完整性。得益于MiniPIX的緊湊和強大功能，使得該小型X射線衍射裝置得以實現(xiàn)。
miniXRD 裝置的三維效果圖，分別安裝在 (a) 垂直和 (b) 水平掃描配置中。(c) 該裝置安裝在 ESRF ID20 大立體角光譜儀上的照片。(d) 探測器上的直通光束位置（垂直和水平掃描配置）與探測器垂直平移的關系，包括線性擬合。沿掃描方向，線性擬合的斜率表明像素尺寸為每像素 55 微米，與硬件規(guī)格完全一致。（其中把把MiniPIX固定在平移臺的原因是通過移動探測器以獲得更大的衍射角（約45度），以替代探測器更大、價格更貴的探測器）。
更多的定制可能性
目前眾星聯(lián)恒可以基于MiniPIX系列探測模塊，實現(xiàn)非常緊湊的探測器拼接，已獲得更大的探測面積。可以實現(xiàn)1x2、2x2和1x4等不同拼接方式。典型技術參數(shù)如下：
> 像素數(shù)目：512 x 256（1x2拼接）、512 x 512（2x2拼接）
和1024 x 256（1x4拼接）；
> 有效探測區(qū)域：28mm x 14mm （1x2拼接） 、 28mm x
28mm （2x2拼接）和56mm x 14mm （1x4拼接） ；
> 探測死區(qū)（傳感器拼接間隙）：≤1.4mm（Si傳感器）和
≤0.4mm（CdTe傳感器）
> 幀率：≥10fps（幀模式）
> 最大像素計數(shù)率：≥1Mpps（事件模式）
> 能量探測范圍：5-40keV （Si傳感器）或10-140keV
（CdTe傳感器）
> 通訊接口：USB （接口兼容USB2.0和3.0）
> 冷卻方式：熱傳導
> 真空兼容要求：優(yōu)于等于0.01Pa
> 探測器控制：自研上位機
（工程設計示例）
上圖為實測的金屬合金樣品衍射環(huán)圖像（經(jīng)過圖像拼接處理），除了工程探測模塊的固有缺陷區(qū)域外（紅色區(qū)域），兩個探測模塊的布局可以接收到更長的德拜環(huán)信號。
北京眾星聯(lián)恒科技有限公司是一家極紫外、X射線核心部件及解決方案提供商，同時也在積極推廣TimePIX/ MediPIX芯片技術，并探索和推廣光子計數(shù)X射線探測技術在中國市場的應用，目前已有眾多客戶將MiniPIX、AdvaPIX和WidePIX成功應用于空間輻射探測、電子探測、X射線小角散射、X射線光譜學、X射線應力分析和X射線能譜成像等領域。同時我們也有數(shù)臺 MiniPIX 樣機，及 WidePIX 1*5 MX3 CdTe 樣機，非常期待對我們探測器感興趣或基于探測器應用有新的idea的老師聯(lián)系我們，我們可以一起嘗試做更多的事情。
相關閱讀
TOP-UNISTAR
關于眾星聯(lián)恒
免責聲明：
此篇文章內(nèi)容（含圖片）部分來源于網(wǎng)絡。文章引用部分版權(quán)及觀點歸原作者所有，北京眾星聯(lián)恒科技有限公司發(fā)布及轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多行業(yè)資訊與網(wǎng)絡分享。若您認為本文存在侵權(quán)之處，請聯(lián)系我們，我們會在第一時間處理。如有任何疑問，歡迎您隨時與我們聯(lián)系。