РЕНТГЕНО-ТЕЛЕВИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1998 года по МПК G01N23/04 G01N9/24 

Изобретение относится к рентгено-телевизионной технике, используемой для целей неразрушающего радиографического контроля изделий и грузов.

Из предшествующего уровня техники известны рентгено-телевизионные устройства (РТУ) так называемого двухуровнего типа (Бекешко Н.А., Ковалев А.В. Радиационные системы контроля багажа. - Зарубежная радиоэлектроника, 1988, N 6, с. 63-76).

Как правило, эти устройства содержат источник рентгеновского излучения, систему коллиматоров, создающих веерообразный пучок рентгеновского излучения, инспекционную камеру с конвейером, на котором размещен инспектируемый объект, и многоканальную систему детектирования. С помощью этих устройств осуществляется вариация спектра рентгеновского излучения, что позволяет проводить процедуры различения объектов контроля в соответствии с их элементным составом. Однако, наличие многоканальной системы детектирования, имеющей два уровня детекторов, значительно осложняет конструктивное выполнение устройства в целом.

Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому является устройство HI-SCAN (см. Установки для контроля багажа фирмы Heimann. - Зарубежная радиоэлектроника, 1988, N 6, с. 65-66).

Устройство HI-SCAN содержит источник рентгеновского излучения, систему коллиматоров, создающих веерообразный пучок рентгеновского излучения, инспекционную камеру с конвейером, на котором размещен инспектируемый объект, многоканальную систему детекторов, состоящую из ряда элементарных детекторов, расположенных в плоскости веерообразного пучка рентгеновского излучения.

Рентгеновское устройство HI-SCAN может работать в варианте различения объектов контроля в соответствии с их элементным составом. Однако в этом случае число детекторов излучения увеличивается в два раза по сравнению с вариантом обычного теневого изображения. Наличие двух рядов детекторов усложняет конструктивное выполнение устройства. Вследствие этого усложняется процесс съема информации и обработки результатов измерения. В соответствии с этим поставлена задача, направленная на повышение эффективности работы устройства при упрощении его конструкции. Данная задача решена тем, что рентгено-телевизионное устройство, содержащее источник рентгеновского излучения, систему коллиматоров, создающих веерообразный пучок рентгеновского излучения, инспекционную камеру с конвейером, на котором размещен инспектируемый объект, многоканальную систему детектирования, состоящую из ряда элементарных детекторов, снабжено системой фильтров, состоящей из ряда пластинчатых фильтров, размещенных перед элементарными детекторами с интервалом через один детектор.

Снабжение устройства системой фильтров, состоящей из ряда пластинчатых фильтров, размещение каждого пластинчатого фильтра перед элементарным детектором системы детектирования с интервалом через один детектор обеспечивает создание двухуровневого режима получения телевизионного изображения, то есть одновременное получение теневого изображения объектов по их элементному составу. Это подтверждает существенность вышеизложенных признаков.

На фиг. 1 изображен схематический разрез рентгено-телевизионного устройства; на фиг. 2 - схематический разрез многоканального детектирующего устройства.

Устройство содержит источник 1 рентгеновского излучения с элементами 2 защиты от неиспользуемого рентгеновского излучения, корпус 3 инспекционной камеры 4, конвейер 5, на котором размещается объект 6 контроля, коллиматор 7, формирующий веерообразный пучок используемого рентгеновского излучения γ, детекторный коллиматор 8 и многоканальный детектор 9 излучений, прошедших через объект контроля. Кроме того, устройство снабжено системой фильтров 12, состоящей из ряда пластинчатых фильтров 13, размещенных перед элементарными детекторами через один.

Таким образом, элементарные детекторы 10 оказываются перекрытыми фильтрами, а детекторы 11 многоканальной системы детектирования - не перекрытыми. Детекторы 10, 11 излучений через систему аналого-цифровой обработки связаны с универсальной ЭВМ 15, которая функционально соединена с видеомонитором 16 и пультом 17 управления.

Устройство работает следующим образом.

Пучок излучения, испускаемого рентгеновским источником, после прохождения через формирующий коллиматор 7 приобретает веерообразную конфигурацию в пространственном распределении его интенсивности. Расположенный в плоскости веерообразного пучка многоканальный детектор 9 регистрирует интенсивность излучения, прошедшего через объем инспекционной камеры 4. Изменение интенсивности, обусловленное наличием объекта 6 контроля и регистрируемое многоканальным детектором 9, трансформируется системой 14 аналого-цифровой обработки в цифровой код, который обрабатывается универсальной ЭВМ 15 и изображается на экране видеомонитора 16 в виде полосы. Вариация яркости свечения видеомонитора вдоль полосы соответствует распределению масс вещества внутри инспектируемого объекта в плоскости веерообразного пучка. Шаг пространственной дискретизации яркостного сигнала вдоль полосы равен расстоянию между соседними элементарными детекторами 10, 11. Путем перемещения объекта контроля с помощью конвейера 5 осуществляется последовательное сканирование объекта 6 контроля пучком рентгеновского излучения. Результат такого сканирования с помощью ЭВМ 15 формируется в виде двумерной числовой матрицы и отображается на экране видеомонитора 16 в виде теневого радиографического изображения.

В предлагаемом РТУ в процессе аналого-цифровой обработки формируется две матрицы цифровых данных: одна на основе сигналов, поступающих с незаэкранированных детекторов 11, другая - с заэкранированных детекторов 10. Путем математического сопоставления соответствующих элементов двух сравниваемых матриц вычисляется значение эффективного атомного номера Z_eff данного элемента теневого изображения.

Для удобства решения конкретных задач инспекции багажа и грузов информация об эффективном атомном номере элементов теневого изображения выводится в виде дискретной цветовой палитры. Интервалы величин Z_eff. в этой палитре задаются с пульта 17, исходя из физических закономерностей, характерных для соответствующей оперативной задачи.

Изобретение относится к рентгено-телевизионной технике и может быть использовано для целей неразрушающего радиографического контроля изделий и грузов. Рентгено-телевизионное устройство содержит источник рентгеновского излучения, систему коллиматоров, инспекционную камеру с конвейером, многоканальную систему детектирования. Инспектируемый объект размещен на конвейере. Система детектирования состоит из ряда элементарных детекторов. Устройство также снабжено системой фильтров. Система фильтров состоит из ряда пластинчатых фильтров. Каждый из ряда пластинчатых фильтров размещен перед рядом элементарных детекторов многоканальной системы детектирования с интервалом через один детектор. Изобретение позволяет повысить эффективность работы устройства. 2 ил.

Рентгено-телевизионное устройство, содержащее источник рентгеновского излучения, систему коллиматоров, создающих веерообразный пучок рентгеновского излучения, инспекционную камеру с конвейером, на котором размещен инспектируемый объект многоканальную систему детекторов, состоящую из ряда элементарных детекторов, расположенных в плоскости веерообразного пучка рентгеновского излучения, отличающееся тем, что оно снабжено системой фильтров, состоящей из ряда пластинчатых фильтров, размещенных перед элементарными детекторами с интервалом через один детектор.