Устройство для определения границ радиационного поля в рентгеновском аппарате Советский патент 1983 года по МПК H05G1/26 

1

Изобретение относится к рентгенотехнике и может использоваться для определения границ радиационного поля в рентгеновском аппарате с целью, например, дальнейшего совмещения радиационного поля со световым полем центратора.

Известно устройство для совмещения светового поля центратора с радиационным полем путем установления границ последнего прн экспонировании кассеты с рентгеновской пленкой, на которой размещены непрозрачные для рентгеновского излучения метки границ светового поля центратора.

В этом устройстве информацию об относительном положении границ радиационного и светового полей получают при проявлении пленки 1.

Недостатком известного устройства является необходимость использования дорогостоящей рентгеновской пленки, сам процесс длителен и трудоемок.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для определения границ радиационного поля в рентгеновском аппарате, содержащее крестообразную направляющую, на

которой расположены подвижные держатели с наборами точечных детекторов, соединенные с детекторами средства обработки сигналов для определения положения границ радиационного псля и индикаторы

5 границ радиационного поля в виде шкал.

В этом устройстве детекторы каждого

набора расположены в ряд, пересекающий

предполагаемую границу радиационного

поля, которую определяют по положению

10 детекторов, сигналы которых сильно различаются и которые расположены рядом друг с другом 2.

Недостатком известного устройства является то, что из-за дискретного характера расположения детекторов точность

15 определения границ радиационного поля невелика, особенно в условиях нерезкой границы радиационного поля из-за образования полутени.

Цель изобретения - повышение точ20 ности определения границ радиационного поля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения границ радиационного поля в рентгеновском аппарате, содержащем по меньшей мере одну

направляющую с установленным на ней с помощью подвижного держателя набором детекторов, соединенные с детекторами средства обработки сигналов для определения положения границы радиационного поля и указатель положения границы радиационного поля, набор детекторов выполнен из двух идентичных плоскостных детекторов, каждый из которых имеет форму прямоугольного треугольника с одним из катетов, параллельным направляющей, и которые вместе образуют параллелограмм, средства обработки сигналов детекторов включают схему запоминания суммарного сигнала обоих детекторов при их расположении полностью в поле излучения, схему утроения сигнала одного детектора, схему вычитания и схему сравнения, причем к входам вычитания подключены схема утроения и другой детектор, к входам схемы сравнения подключены схема вычитания и схема запоминания, указатель установлен на уровне середин катетов, параллельных направляющей, и в устройство введен управляемый привод перемещения держателя, к управляющему входу которого подключен выход схемы сравнения.

На чертеже показана схема устройства для измерения границы радиационного поля.

Устройство для измерения границы радиационного поля 1 рентгеновского аппарата содержит по меньшей мере одну направляющую 2, по которой с помощью управляемого привода 3 перемещается держатель 4 с набором детекторов 5 и б и указателем 7 положения границы поля. Детекторы 5 и 6 выполнены в виде плоских полупроводниковых пластин, имеющих форму идентичных прямоугольных треугольников. Детекторы 5 и 6 установлены друг относительно друга таким образом, что они вместе образуют параллелограмм (в показанном на чертеже варианте - прямоугольник) при параллельности одного из катетов треугольников направляющей. Указатель 7 выполнен в виде стрелки, установленной на уровне середин катетов треугольников детекторов 5-и 6, параллельных направляющей 2. Указатель 7 может быть выполнен и в виде активного устройства, например маркировочного, причем его маркирующий элемент также должен быть установлен на уровне середин указанных катетов.

К детекторам 5 и 6 подключена схема 8 запоминания, которая осуществляет запоминание суммарного сигнала обоих детекторов 5 и 6, когда те полностью находятся в радиационном поле.

К детектору 6, один катет которого обращен к центру радиационного поля 1, подключена схема 9 утроения его сигнала. Выход схемы 9 утроения и второй детектор 5 подключены к входам схемы 10 вычитания. Выход схемы 10 вычитания подключен к одному входу схемы 11 сравнения, к другому входу которой подключен выход схемы 8 запоминания. Выход схемы 11 сравнения подключен к управляющему входу привода 3. Кроме того, привод 3 и схема 8 запоминания могут управляться от внешнего устройства 12 управления.

Работа предлагаемого устройства основана на следующем.

Поскольку граница радиационного поля не всегда является четкой из-за наличия полутеней, то детекторы 5 и 6 в зоне границы одновременно измеряют и интенсивность радиационного поля и фоновую интенсивность в зоне цолутени. Предположим, какпоказано на чертеже, что граница радиационного поля I проходит через середину катетов треугольных детекторов 5 и 6, параллельных направляющей 2. Тогда сигнал детектора 5 будет равен J, 3n: /4+ -3A/4 (1)

где: игнал детектора 5; :Jii-интенсивность поля; 1 -некоторая усредненная фоновая интенсивность;

А -площадь треугольника детектора 5, равная площади треугольника детектора б, сигнал которого будет, в свою 5очередь, равен

a2 V-3A/4+VA/4 (2) В рассматриваемом случае неопределенной всегда будет величина , которая определяется целым рядом конструктивных факторов выполнения диафрагмы аппара та и т. п. Для избавления от этой неопределенной величины проводят элементарные алгебраические преобразования с выражениями (1) и (2) и получают;

2A-an (3)

5 Из выражения (3) очевидно, что если проводят измерения интенсивности поля Зц с помощью обоих детекторов 5 и 6 с равными площадями А, то найдя такое положение держателя 4, в котором утроенный сигнал детектора 6 за вычетом сигнала 0 детектора 5 равен 2АхЗл, то по положению середины катетов, параллельных направляющей 2, или, что то же самое, по положению указателя 7 получаем информацию о положении границы радиационного поля 1. При этом выражение 2AxJn равно суммарному сигналу обоих детекторов при их полном расположении в радиационном поле I.

Устройство работает следующим образом.

Сначала держатель 4 с набором детек0 торов 5 и 6 устанавливается заведомо в радиационном поле 1. Оператор включает рентгеновский аппарат. Детекторы 5 и 6 вырабатывают сигналы, сумма которых запоминается схемой 8 запоминаний, выход которой блокирован с помощью устройства 12 управления. При этом также блокирован управляющий вход привода 3. Затем оператор с помощью устройства 12 управления подает команду на аривод 3, который перемеш,ает держатель 4 в зону границы радйайионного поля 1. Выход в эту зону мо-. жет определяться с помощью выведенного в зону нахождения оператора дополнительного измерителя суммарного сигнала (не показан) детекторов 5 и 6 по уменьшению сигнала указанногоизмерителя. Затем оператор с помощью устройства 12 управления посылает сигнал деблокирования выхода схемы 8 запоминания и управляющего входа привода 3. В этом состоянии выходное напряжение схемы 8 запоминания служит по существу опорным напряжением для цепи регулирования. Измерительный сигнал цепи регулирования образован путем утроения в схеме 9 сигнала детектора 6 и вычитания из этого утроенного сигнала в схеме 10 си гнал а детектора 5. Выходной сигнал схемы 10 вычитания поступает на вход схемы II сравнения, где он сравнивается с опорным напряжением с выхода схемы 8 запоминания. Сигнал рассогласования с выхода схемы 11 сравнения воздействует на привод 3, который перемещает держатель 4 с детекторами 5 и 6 до тех пор, пока сигНал с выхьда схемы 10 вычитания не станет равным сигналу с выходэ схемы 8 запоминания. В этой ситуации держатель 4 останавливается и указатель 7 или эквивалентное средство определяет своим положением-положение границы радиационного поля 1.. Естествеино, что для нахождения всех границ радиационного поля можно использовать различные комбинации и сочетания описанных устройств или одно устройство с маркировочными средствами и средствами поворота направляющей на 90°. Предлагаемое устройство обеспечивает точное определение границы радиационного поля при наличии фоновых составляющих радиационной тени. Формула изобретения Устройство для определения границ радиационного поля в рентгеновском аппарате, содержащее по меньшей мере одну направляющую с установленным на ней с помощью подвижного держателя набором детекторов, соединенные с детекторами средства обработки сигналов для определения положения границы радиационного , поля и указатель положения .границы радиационного поля, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения границ радиационного поля, набор детекторов выполнен из двух идентичных плоскостных детекторов. каждый из которых имеет форму прямоугольного треугольника с одним из катетов, параллельным направляющей, и которые вместе образуют параллелограмм, средства обработки сигналов детекторов включают схему запоминания суммарного сигнала обоих детекторов при их расположении полностью в радиационном поле, схему утроения сигнала одного детектора, схему вычитания, схему сравнения, причем к входам схемы вычитания подключены схема утроения и другой детектор, к входам схемы сравнения подключены схема вычитания и схема запоминания, указатель установлен на уровне середин катетов, параллельных направляющей, и в устройство введен управляемый привод перемещения держателя, к управляющему входу. которого подключен выход схемы сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3909616, кл. G 01 N 21/00, опублик. 1975. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2964113/25, кл. Н 05 G 1/26, 1980 (прототип).