Способ измерения толщины объекта Советский патент 1992 года по МПК G01B15/02 G01N23/00 

Изобретение относится к рентгенотехнике и может использоваться для анализа рентгеновских изображений.

Известен способ измерения толщины объекта путем установки его между источником и детектором излучения, в соответствии с которым, кроме обьекта. устанавливается один из нескольких эталонных ослабителей излучения известной толщину. При прохождении и.гту- х(с. т .тгэтн ы : п .-к- бчте- ли го сигналу дет с ;..) г;. ппрзлел. пид зависимости между сигналом и толщиной, а толщина объекта определяется по сигналу

детектора при прохождении излучения через обьехт с уметом найденной зависимости

11.

Известен также способ денсидометри- ческого анализа рентгеновского изображения путем сравнения оптических плотностей изображений обьекта и клина, в соответствии с которым находят толщину объекта в линейных единицах материала клина 2.

Недостатком дзнних способов является низкая точность определения истинной толщины объекта при использовании источни„ VI

О vi

J О

ка излучения с нестабильной (или изменяемой) эффективной энергией.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения толщины объекта путем сравнения оптических плотностей рентгеновских изображений объекта и клина, в соответствии с которым вначале находят эквивалентную толщину объекта в линейных единицах материала клина, а затем определяют толщину объекта численным решением уравнения для яркостей сведения рентгеновского экрана за объектом и за клином с учётом выставляемого на аппарате напряжения на трубке 3.

Недостатком этого способа является отсутствие достоверной информации о реальном напряжении на трубке, т.к. последнее из-за колебаний напряжения сети, а также пульсаций напряжения на выходе высоковольтной выпрямительной схемы отличается от. выставляемого напряжения. Возникающие в связи с этим ошибки могут достигать 50%.

Цель изобретения - повышение точности определения толщины объекта.

.Поставленная цель достигается тем, что при измерении толщины объекта путем сравнения оптических плотностей рентгеновского изображения объекта и эталонного клина, нахождения эквивалентной толщины объекта в линейных единицах материала клипа и определения толщины объ- е ктэ численным решением уравнения для яркостей свечения рентгеновского экрана за объектом и за клином с учетом напряжения на рентгеновской трубке дополнительно измеряют оптическую плотность рентгеновского изображения за эталонным ослабителем рентгеновского излучения, отличным по материалу от клина, и путем сравнения этой оптической плотности с оптическими плотностями изображения за эталонным клином определяют эквивалентную толщину ослабители в линейных единицах материала клина, по которой определяют значение напряжения на рентгеновской трубке, используемое при определении толщины объекта численным решением уравнения для яркостей свечения экрана.

. Кроме того, для повышения точности определения напряжения на трубке и, следовательно, точности определения толщины объекта эталонный ослабитель оыголнях т р (Г ..-:1 гт- г- -ч тс-го КЛИНА мерений -,.-делс-ние эчс-изчг.ентныу толщин и напряжения проводят для участков « клина, соответствующих по оптической плотности линейному участку характеристической кривой, где максимальна точность определения эквивалентной толщины, а используемое при определении толщины объекта значение напряжения на трубке

определяют как среднее от полученных значений напряжения.

Изобретение осуществляется следующим образом.

При получении рентгеновского изобрэ0 жения одновременно с объектом осуществляют съемку ступенчатого клина и эталонного ослабителя, отличающегося по материалу от клина. Затем производят измерение оптических плотностей изобрзже5 ний эталонного ослабителя, клина и объекта. По равенству оптической плотности изображения эталонного ослабителя соответствующей оптической плотности изображения клина определяют толщину клина, соответствующую ослаблению излу0 чения эталонным ослабителем, т.к. эквивалентную толщину-ослабителя в линейных единицах материал клина. Напряжение на трубки U находят путем численного решения уравнения для яркостей свечения рент5.геновскогр экрана за ослабителем и за клином:

в(и./МЕ)хэ)-в(и. МЕ)ХК), (1)

где Е - энергия

Хг - толщика эталонного ослабителя; 0/,-,, (Е) - коэффициент ослабления излучения эталонным ослабителем;

XK - эквивалентная толщина ослабителя в линейных единицах материала клина;

//к (Е) - коэффициент ослабления излу- 5 чения клином.

При этом яркость свечения рентге чо- . некого экрана определяют по формуле:

0 Sf0(E,U,)K4,)0;jE,

где YO (Е, U) - начальная спектральная плотность рентгеновского излучения;

/ii (Е), xi - коэффициенты ослабления и толщины фильтрующих сред«а пути рентгеновского излучения;

Це (Е), ца (Е) - коэффициенты ослабления и электронного преобразования рентге- невского излучения люминофором экрана; g - нагрузка экрана. Далее по равенству оптических плотностей изображения объекта и соответствующего участка изображения клина определяют эквивалентную толщину объек- 5 -. ,,......е.-1НЧХ „д,,.,,,,. пэтериэлз клина х

/I по ней с учетом Найденного значения напряжения на трубке определяют толщину объекта х численным решением уравнения

0

для яркостей свечения рентгеновского экрана:

В (х. U) - В (хк. U).(3) Для повышения точности определения напряжения на трубке эталонный ослабитель выполняют в виде ступенчатого клина, 5 а его эквивалентную толщину определяют для ступенек, соответствующих по оптической плотности линейному участку характеристической кривой. Полученные для этих ступенек значения напряжения на трубке 10 усредняют по числу ступенек, а результат используют о качестве параметра при определении толщины объекта решением уравнения (3).

Пример. Проводилась съемка в каче- 15 стве объекта плексиглазового образца толщиной 3 см вместе с алюминиевым клином (8 ступенек с шагом 1,5 мм) и эталонным ослабителем, представляющим собой параллелепипед из оргстекла с 6 ячейками, 20 одна из которых заполнена содой, а 5 - растворами рентгеноконтрастного средства (всрогрзфин-76) различных концентраций (общая толщина оргстекла вдоль пучка 1,6см, толщина слоя заливаемой воды 6мм, 25 толщина слоя заливаемого верографина-76 0,3-1,5 мм с шагом 0,3 мм). После последующего измерения оптических плотностей полученного изображения определялись эквивалентная толщина плексиглазового об- 30 разца в см алюминия и эквивалентные толщины ступенек эталонного ослабителя в см алюминия путем сравнения с изображением алюминиевого клина. По последним определялись значения нзпрях ения на 35 трубке путем численного решения уравнения (1) для яркостей свечения экрана за клином и ослабителем на ЭВМ. Полученные значения усреднялись, а результат вместе с найденной эквивалентной толщиной обьек- 40

та использовался в качестве параметра при нахождении истинной толщины плексиглазового образца путем численного решения уравнения (3).

Для получения сравнительных данных параллельно проводилось нахождение истинной толщины объекта численным решением того же уравнения по той же его эквивалентной толщине, но при значениях напряжения, выставляемых на аппарате при съемке.

Результаты приведены в таблице.

Предлагаемый способ измерения толщины объэкта при оптимальном подборе материалов клина и эталонного ослаоителя позволяет в несколько раз повысить точность определения толщины объекта.

Формула изобретения

1. Способ измерения толщины объекта путем сравнения оптических плотностей изображения-объекта и эталонного с уметом напряжения на рентгеновской трубке, о т л и ч.а ю щ и и с я тем, что, с целою повышения точности, дополнительно измеряют оптическую плотность за эталонным .ослабителем, выполненным из материала, отличного от материала клина, и путем сравнения этой оптической плотности - плотностью за эталонным клином о приди; ют значение напряжения на рентгеновской трубке, которое затем используют при определении толщины объекта.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что при выполнении эталонного ослабителя в виде ступенчатого клина, измерения проводят для участков клина, находящихся на линейном у.частке характеристической кривой, а напряжение на трубке определяют как среднее от полученных значений.

г