Tomografie industrial - patentRumyniya2431825 - maro Vladimir Petrovich

Utilizare: pentru studiul obiectelor industriale prin tomografie cu raze X. Esența: este că scanerul industrial cuprinde o sursă de scaner bremsstrahlung tare că doar o mișcare de rotație unitate detector, calculatorul de control, software-ul, sursa de radiație este plasată pe obiect la o distanță, oferind fascicul ventilator secțiune radiație jumătate obiect de suprapunere de centru de rotație la periferie. Rezultatul tehnic: furnizarea de posibilitatea de a crea Tomografe industriale care să permită, menținând în același timp rezultatele funcționale (calitatea tomogram și momentul primirii sale), pentru a reduce numărul de elemente din unitatea de detecție realizând în același timp compact Imager în ansamblu și îmbunătățirea fiabilității obiectului cercetării prin eliminarea erorilor din suporturile pe care plasat obiect. 4 il.

Cifrele pentru patentuRumyniya2431825

Invenția se referă la domeniul instalațiilor de cercetare industriale cu ajutorul energiei cu raze X, tomografie de generația a treia și anume industrială.

În scanere Tomografie industriale sunt utilizate în principal generațiile a doua și a treia, deoarece cerințele privind expunerea la radiații și viteza de scanare în cele mai multe cazuri mai puțin semnificative.

scanere de prima generație nu sunt aplicabile datorită performanțelor prea scăzute. Tomografe A doua generație de performanță suficientă, dar mecanic mai complexe, comparativ cu scanere de a treia generație, deoarece acestea necesită scanare de rotație și de translație a stratului. Schema de scanare a scanerului de generația a treia este prezentat în figura 1. grindă în formă de evantai de radiație se întinde pe întreaga secțiune transversală tomografiruemogo obiect. Procesul de scanare este doar în sistemul de rotație al sursei - detector în raport cu obiectul, care este echivalentă cu rotația obiectului la detectoarele fixe si sursa.

Atunci când imagistica obiecte de mari dimensiuni utilizate surse greu bremsstrahlung - acceleratoare de electroni cu energii de până la 10-20 MeV. Partea principală a grinzii bremsstrahlung este concentrată într-un con, unghiul soluției scade odată cu creșterea energiei electronilor. Astfel, electronii cu o energie a soluției fasciculului 10 MeV recomandată pentru radiografia este 12-15 °, iar la 20 MeV - aproximativ de 2 ori mai mult. Pentru a realiza o iradiere Tomografe 3a câmp generație de 1 m este necesară pentru a poziționa sursa de radiație bremsstrahlung cu o energie de 10 MeV la o distanță de 5 m de centrul obiectului, iar la 20 MeV, respectiv, 10 m. Linia detector trebuie să înregistreze fasciculul ventilator radiații care se întinde pe întreaga secțiune obiect. Pentru a obține dimensiunea tomogram N × N pixeli, N detectori necesită. Prin urmare, tomografie cu greu prototip sursa bremsstrahlung este destul de voluminos și având un număr mare de detectoare.

Mai mult decât atât, atunci când imagistica obiecte mari, în cazul introducerii lor pe orizontală pe suporturi în studiul erorilor de înregistrare apar fascicul de radiații fan.

Obiectul prezentei invenții este de a furniza un Tomografe industrial care să permită, menținând în același timp rezultatele funcționale (calitate tomogram și timpul de primire) la nivel de prototip, pentru a reduce numărul de elemente din unitatea de detectare realizând în același timp compact imager în ansamblu și îmbunătățirea fiabilității obiectului cercetării prin eliminarea erorilor din suporturile, pe care este amplasat obiectul.

Să considerăm Tomografe propus, în care fasciculul ventilator nu acoperă toate obiect secțiune transversală, dar numai jumătate (2). Scanarea este efectuată prin rotirea obiectului 360 °. Este evident că într-un singur obținut la rândul său un set complet de date pentru reconstrucția tomografii. Datele obținute pot fi reambalate proiecțiilor fasciculului ventilator paralel și apoi reconstrui tomogram. Tomograful a propus redus la jumătate numărul de detectoare la aceeași rezoluție și reduce cu jumătate din distanța de la sursa la centrul obiectului. scanare timp de un strat este de asemenea redus. Tomograful prototip pe rotație se obține un set dublu de date, la fel ca în propuse - unic, ci ca urmare a aproximarea în intensitatea sursei crește de 2 ori până la 4 ori, permițând o creștere de 4 ori a ratei de scanare.

Pentru același set de statistici în tomograful propusă necesită jumătate din timp. În plus, scanerul tomografie propus, influența elementelor. Aceste argumente referitoare la viteza de scanare valabilă în cazul în care fasciculul în formă de evantai are aceeași intensitate în toate direcțiile. De fapt, un fascicul de accelerator țintă bremsstrahlung are distribuția unghiulară și energie care a determinat destul de exact prin următoarea expresie (VP Kovalev acceleratoare de electroni de emisie secundar - Atom izdat M., 1979. -. 198 p) .:

unde k - energia fotonilor emiși (în continuare energia este exprimată în unități adimensionale, normalizate la energia de repaus a electronilor) E0 - energia inițială a electronilor, t - grosimea țintă (cm) 0 - redus unghiul de împrăștiere: (- unghiul dintre direcțiile de fotoni și electronului incidente), n - numărul de electroni incidente, N0 - numărul de atomi per 1 cm3 din țintă - densitatea țintă, g / cm 3. μ - coeficientul liniar de atenuare a fotonilor în materialul țintă; - caracteristica materialului țintă (wolfram), t ' - o strânsă valoare grosimii țintă optimă (pentru t „2,5 tungsten g / cm2).

Figura 3 prezintă dependența unghiulară a intensității bremsstrahlung generat dintr-o țintă de tungsten cu electroni, cu o energie de 10 MeV obținute prin formula (1). Conform figurii o diagramă a modelului de intensitate se extinde în față, cât și pentru razele distantate central la ± 10 °, intensitatea este redusă la jumătate.

Cele mai multe eroare statistică în măsurătorile datelor de proiecție se obține pentru razele care trec prin centrul obiectului, deoarece are loc obiect aici grosimea maximă și cea mai mare absorbție de radiație. Tomograful propus trece prin centrul de acea parte a fasciculului, care nu are intensitatea maximă. Pentru a evalua timpul de scanare pentru a lua în considerare modificarea intensității fasciculului (în tranziția de la scaner la prototipul propus) este pentru raza care trece prin centrul. Să presupunem că intensitatea la marginea de fază ventilator de două ori mai mică decât în ​​centru. Apoi, când aproximarea putere de 2 ori mai mare decât intensitatea radiației detectate va crește de 4 ori pentru raze extreme a ventilatorului și o centrală. Dar acum, prin centrul obiectului nu trece raza centrală a ventilatorului, și extreme. Intensitatea fasciculului care trece prin centrul obiectului, va fi de 2 ori mai mult decât în ​​colegii Tomograph. În consecință, pentru a obține un tomogram cu aceeași acuratețe statistică (set de date dublu) în tomograful propusă necesită același timp ca scaner prototip IRM.

Fascicolul bremsstrahlung cu soluție plin 15 ° betatron crab 3 la periferia intensitate este redusă de 1,7 ori. În cazul în care fasciculul este utilizat cu o astfel de soluție Tomografe prototip și propuse, ultimul număr de detectoare va fi de 2 ori mai mici ca distanța de la sursă la centrul obiectului, timpul necesar pentru a scana mai mici pentru aceleași tomogramelor de calitate.

Pentru a testa eficiența algoritmului tomogram reconstrucție conform cu detecție iradierea cu fascicul ventilator cu jumătate câmp de program de simulare pe calculator a fost dezvoltat, care include formarea datelor de proiecție, în formă de evantai proiecție reambalarea jumătate în paralel, calcul și vizualizare tomogram. 4 prezintă tomogram obținute din datele de fascicul paralel (A), ventilatorul (B) și jumătate a ventilatorului (V). În primul caz, reconstrucția realizată prin metoda filtrate din spate proiecții de proiecție paralele (Introducere în imagistica modernă / Editat de Thorn și KS Sinkova MV -. Kiev, Naukova Dumka, 1983 - .. 231) al doilea - de proiecții filtrate ventilator backprojection (ibid), în al treilea caz jumătate efectuate proiecții fasciculului ventilator reambalare paralel cu reconstrucție ulterioară, la fel ca în primul paragraf. Diferențele apreciabile de calitatea tomografii nu se observă.

Astfel, putem trage următoarele concluzii: tomograful propuse în comparație cu stadiul cunoscut al tehnicii este de două ori număr redus de detectoare și de două ori distanța de la sursa centrului de studiu tomografiruemogo obiect menținând în același timp calitatea timpului tomogram și scanare și de asemenea crește acuratețea prin eliminarea influenței elementelor scaner cu un aranjament pe orizontală a obiectului de control.

PRETENȚII

scanner industrial care cuprinde o sursă de scaner bremsstrahlung tare că doar o mișcare de rotație, unitatea de detectare, software-ul de calculator de control, caracterizat prin aceea că sursa de radiație este situată pe obiectul din regiune, oferind o suprapunere de radiație cu fascicul ventilator semiprofil a obiectului din centrul de rotație spre periferie .