ПРОДОЛЬНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ ТОМОГРАФ Российский патент 2000 года по МПК G01N23/04 A61B6/03 

Изобретение относится к области радиационной дефектоскопии, а точнее, к устройствам для послойного рентгеновского контроля длинномерных клееных панелей типа "лист-лист", сотовых панелей и других подобных конструкций, исключающих применение рентгеновской вычислительной томографии.

Для обнаружения внутренних дефектов типа непроклеев и расслоений в таких панелях применяют продольные томографы, в которых используют источник рентгеновского излучения и преобразователь рентгеновских геневых изображений в электрические сигналы, например, рентгеновидикон или рентгеновский ЭОП в оптическом контакте со световым видиконом [1].

В таких томографах продольную томограмму синтезируют из нескольких разноракурсных теневых изображений, получаемых при дискретном повороте оси томографического штатива с установленными на нем источником и преобразователем излучения около исследуемого слоя контролируемого объекта, а для синтеза томограмм применяют светоклапанную электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) типа "Титус", изображение с которой после его пространственной фильтрации путем оптической обработки в когерентном излучении передают с помощью световой телевизионной системы на видеоконтрольное устройство томографа. При этом, для обеспечения качественного восстановления томограмм, при записи каждого геневого изображения электрический сигнал с преобразователя излучения перед подачей на светоклапанную ЭЛТ типа "Титус" усиливается обратно пропорционально квадрату косинуса угла поворота оси томографического штатива.

Недостатком известных продольных рентгеновских томографов такого типа является низкое качество изображений, что обусловлено учетом при усилении диэлектрического сигнала с преобразователя излучения только изменения фокусного расстояния (обратно пропорционального квадрату косинуса угла поворота оси томографического штатива). При этом не учитывается изменение обратно пропорционально косинусу угла поворота оси томографического штатива толщины контролируемого объекта и связанное с ним дополнительное поглощение рентгеновского излучения в контролируемом объекте. Особенно заметен этот эффект при контроле объектов переменной толщины и плотности.

Кроме того, многократное преобразование электрического сигнала с преобразователя излучения (в изображение на экране ЭЛТ "Титус", затем в изображение на чувствительном элементе световой телевизионной системы, затем в изображение на видеоконтрольном устройстве томографа) приводит к дополнительному ухудшению качества изображений (томограмм) и усложняет томограф и его эксплуатацию.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение качества изображений при контроле объектов переменной толщины и плотности.

Он достигается тем, что известный продольный рентгеновский томограф, содержащий источник рентгеновского излучения, преобразователь рентгеновских теневых изображений в электрические сигналы, синтезатор продольных томограмм из нескольких теневых изображений контролируемого объекта, полученных под разными углами, средства пространственной фильтрации продольных томограмм, видеоконтрольное устройство и томографический штатив с осью дискретного поворота источника и преобразователя около исследуемого слоя контролируемого объекта, при этом его преобразователь рентгеновских теневых изображений и синтезатор продольных томограмм выполнены в виде рентгенотелевизионной установки с переменным временем накопления информации на мишени преобразователя рентгеновских теневых изображений, отсчитываемым после каждого поворота оси томографического штатива и изменяющимся с углом поворота обратно пропорционально показаниям измерителя мощности экспозиционной дозы излучения, установленного перед преобразователем рентгеновских теневых изображений, а для пространственной фильтрации продольных томограмм применены средства цифрового преобразования телевизионных изображений с последующей цифровой обработкой продольных томограмм перед их воспроизведением на видеоконтрольном устройстве и средствах видеозаписи.

На чертеже схематически изображен продольный рентгеновский томограф, где 1 - источник рентгеновского излучения; 2 - томографический штатив; 3 - контролируемый объект; 4 - измеритель мощности экспозиционной дозы; 5 - преобразователь рентгеновских теневых изображений; 6 - блок канала; 7 - видеоконтрольное устройство (ВКУ); 8 - средства видеозаписи; 9 - мини-ЭВМ и средства цифровой обработки продольных томограмм; 10 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 11 - синтезатор продольных томограмм; 12 - блок разделения процессов; 13 - привод штатива.

В рентгенотелевизионной установке разделены во времени процессы накопления и считывания информации на мишени преобразователя рентгеновских теневых изображений применением блока 12 разделения процессов, регулирующего время от момента запирания до момента отпирания считывающего луча преобразователя рентгеновских теневых изображений (время накопления информации) после каждого поворота оси томографического штатива 2 и синтезатора 11 продольных томограмм из нескольких разноракурсных теневых изображений. При этом время накопления информации на мишени преобразователя 5, отсчитываемое после каждого поворота оси томографического штатива 2, является переменным, изменяющимся обратно пропорционально показаниям измерителя 4 мощности экспозиционной дозы излучения, установленного перед преобразователем 5 таким образом, чтобы экспозиционная доза излучения на мишени преобразователя 5 была постоянной для всех разноракурсных теневых изображений контролируемого объекта 3. Это повышает качество продольных томограмм, синтезируемых в синтезаторе 11 из разнокурсных теневых рентгеновских изображений контролируемого объекта 3.

Для пространственной фильтрации (так называемой "ρ- фильтрации"), продольных томограмм в томографе использован АЦП 10, а также мини-ЭВМ 9 со средствами цифровой обработки продольных томограмм перед их воспроизведением на видеоконтрольном устройстве 7 и средствах видеозаписи 8.

Томограф работает следующим образом. Контролируемый объект 3 устанавливают в томографическом штативе 2 таким образом, чтобы ось поворота штатива совпадала с исследуемым (заштрихован на чертеже) слоем контролируемого объекта 3, а источник 1 рентгеновского излучения с преобразователем 5 теневых рентгеновских изображений 5 находились в одном из крайних положений оси штатива 2. По сигналу с пульта управления (на чертеже не показан) включается блок 12 разделения процессов, с которого поступают сигналы на подачу высокого напряжения на источник 1 рентгеновского излучения и на запирание считывающего электронного луча преобразователя 5 на время, обратно пропорциональное показаниям измерителя 4 мощности экспозиционной дозы. По истечении этого времени по сигналу с блока 12 разделения процессов отпирается считывающий электронный луч преобразователя 5 и синтезатор 11 переводится в режим записи и хранения первого после накопления кадра изображения, после чего по сигналу с блока разделения процессов 12 включается привод 13 штатива томографа и система "источник 1 излучения и преобразователь 5 теневых рентгеновских изображений" (показано на чертеже пунктирной линией в одном крайнем положении сплошной линией - в другом крайнем) поворачивается на заданный небольшой (от 1 до 5 градусов в зависимости от требуемой точности) угол вокруг оси томографического штатива 2. После этого снова по сигналу с блока 12 разделения процессов считывающий электронный луч преобразователя 5 запирается на время накопления информации, обратно пропорциональное показаниям измерителя 4 мощности экспозиционной дозы и этот процесс повторяется многократно (обычно десять и более раз). По окончании сканирования объекта 3 в синтезаторе 11 накапливаются несколько теневых рентгеновских изображений объекта 3 контроля, из которых синтезируется (суммируется) продольная томограмма этого объекта.

Видеосигнал, соответствующий синтезированной продольной томограмме, подвергается цифровому преобразованию в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) 10, а затем поступает на мини-ЭВМ по средствам цифровой обработки изображений, где подвергается пространственной фильтрации (так называемой ρ- фильтрации) известными способами.

Обработанная продольная томограмма воспроизводится на видеоконтрольном устройстве 7.

Перемещая объект 3 параллельно оси томографа, контролируют весь объект, регистрируя его послойное изображение средствами 8 видеозаписи.

Такое выполнение продольного рентгеновского томографа позволяет повысить качество изображений, а также упростить конструкцию томографа и его эксплуатацию.

Источники информации
1. А.с. SU 1179176 МКИ G 01 N 23/04, 1985 г.

Изобретение относится к радиационной дефектоскопии, а точнее к устройствам для послойного рентгеновского контроля длинномерных клееных панелей типа "лист-лист", сотовых панелей и т.д. В томографе используется рентгенотелевизионная установка с накоплением информации на мишени преобразователя рентгеновских теневых изображений в качестве детектора излучения. При этом процессы накопления и считывания информации на мишени преобразователя рентгеновских теневых изображений разделены во времени. Видеосигнал, соответствующий синтезированной продольной томограмме, подвергается цифровому преобразованию в аналого-цифровом преобразователе (АЦП), а затем поступает на мини-ЭВМ со средствами цифровой обработки изображений, где подвергается пространственной фильтрации (так называемой ρ-фильтрации) известными способами. Изобретение позволяет повысить качество изображения при контроле объектов переменной толщины и плотности. 1 ил.

Продольный рентгеновский томограф, содержащий источник рентгеновского излучения, преобразователь рентгеновских теневых изображений в электрические сигналы, синтезатор продольных томограмм из нескольких теневых изображений контролируемого объекта, полученных под разными углами, средства пространственной фильтрации продольных томограмм, видеоконтрольное устройство и томографический штатив с осью дискретного поворота источника и преобразователя около исследуемого слоя контролируемого объекта, отличающийся тем, что преобразователь рентгеновских теневых изображений и синтезатор продольных томограмм выполнены в виде рентгенотелевизионной установки с переменным временем накопления информации на мишени преобразователя рентгеновских теневых изображений, отсчитываемым после каждого поворота оси томографического штатива и изменяющимся с углом поворота обратно пропорционально показаниям измерителя мощности экспозиционной дозы излучения, установленного перед преобразователем рентгеновских теневых изображений, а для пространственной фильтрации продольных томограмм применены средства цифрового преобразования телевизионных изображений с последующей цифровой обработкой продольных томограмм перед их воспроизведением на видеоконтрольном устройстве и средствах видеозаписи.