Рентгеновское вычислительное томографическое устройство

 

Изобретение относится к рентгеновской вычислительной топографии и может использоваться для контроля внутренней структуры объектов, в частности для тестирования измерительных каналов томографа. Цель изобретения - повышение достоверности измерений за счет расширения возможностей позиционирования. Для этого держатель 6 исследуемого объекта с электроприводом 5 его поворота установлен с возможностью перемещения в радиальном пазу 12 платформ 4, которая может поворачиваться на валу 9 от электропривода 5. Источник 1 излучения, детектор 8 излучения и платформа 4 могут перемещаться в продольном направлении по направляющим 17, 18 несущей рамы устройства и в поперечном направлении по пазам рейтеров 15,16 и 19. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (5()s G 01 N 23/08

ГОС Д

ПО 3

ПРИ ГК

К А кл. G кл

17 (21) (22) (46) (71) про ский (72) (53) (56) деле дете

ПТЗ, АРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

НТ СССР

ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

637491/24-25

3.01.89

3.11.90. Бюл, ¹ 43 сесоюзный научно-исследовательский ктно-конструкторский и технологичеинститут кабельной промышленности . .Г. Турьянский

21.386(088.8) урьянский А,Г., Федосеева О,П. Опреие нелинейности преобразования для торов рентгеновского излучения,—

1987, № 3, с. 189. аявка Великобритании N 2137453, 01 N 23/04, 1984. атент Великобритании ¹ 1538439, 4 F, 1979. (54) РЕНТГЕНОВСКОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ ТОМОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к рентгеновской вычислительной топографии и может использоваться для контроля внутренней структуры объектов, в частности для тестирования измерительных каналов томографа. Цель изобретения — повышение достоверности измерений за счет расширения возможностей позиционирования, Для этого держатель 6 исследуемого объекта с электроприводом 5 его поворота установлен с возможностью перемещения в радиальном пазу 12 платформы 14, которая может поворачиваться на валу 9 от электропривода 5. Источник 1 излучения, детектор

8 излучения и платформа 4 могут перемещаться в продольном направлении по направляющим 17, 18 несущей рамы устройства и в поперечном направлении по пазам рейтеров 15, 16 и 19, 6 ил.

1608526

Изобретение относится к рентгеновской вычислительной томографии и может использоваться для контроля внутренней структуры объектов, тестирован; измерительных каналов томографа, Цель изобретения — повышение достоверности измерений за счет расширения возможностей позиционирования.

На фиг. 1 показана рентгенооптическая схема рентгеновского вычислительного томографического устройства; на фиг. 2 — сис тема позиционирования; на фиг, 3— .блок-схема электронных трактов управления и обработки сигналов; на фиг, 4 — 6— временные зависимости интенсивности рентгеновского потока.

Рентгеновское вычислительное томографическое устройство содержит рентгеновский источник 1 излучения, дообьектный коллиматор 2, электропривод 3 опорной платформы 4, несущей электрол ривод 5 держателя 6 исследуемого обьектэ (не показан), послеобьектный коллимматор 7 и детектор 8 излучения, Вращение к платформе 4 передается с помощью вала 9. При исследовании массивных обьектов с нижней стороны платформы 4 устанавливают противовесы 10 и 11, Перемещение держателя 6 совместно с электроприводом 5 относительно оси вала 9 осуществляют вдоль радиального паза 12 на платформе 4. Перемещения источника 1 совместно с коллиматором 2 и детектора 8 совместно с коллиматором 7 по вертикали осуществляют вдоль опорных стоек 13 и 14, установленных на рейтерах 15 и 16, при фиксированном положении корпусов коллиматоров 2 и 7. Перемещения источника 1, детектора 8, электропривода 3, коллиматоров 2 и 7 в горизонтальной плоскости осуществляют вдоль направляющих 17 и 18 в виде оптических скамей и вдоль пазов на рейтерах 15, 16 и 17, перпендикулярных направляющим 17 и 18, которые образуют несущую раму устройства.

Управление движением производится по импульсным сигналам систем позиционирования, расположенных внутри корпусов электроприводов 3 и 4, В состав системы позиционирования электроприв6да 3 входят направленные источники 20 и 21 света, диск 22, закрепленный на валу 9, и фотодатчики 23 и 24, На диске 22 имеется п радиальных щелевых зон 25, расположенP ных с угловым шагом 360 lп. Площади и-1 зон 25 равны S, площадь одной из зон 25 равна 2S, Электропривод 3, платформа 4, вал 9, электропривод 5 и держатель 6 являются средствами линейного и углового перемещений. Фотодатчики 23 и 24 служат датчиками угловых пе емещений.

Система позиционирования (не показана), расположенная в корпусе электропривода 5, аналогичным образом содержит одну пару источник света — фотодатчики на дисках, связанную с осью держателя 6. На диске имеются m щелевых зон равной площади (n.п л10 -10 ) Подача электропитания

2 3

10 электроприводу 5 и передача сигналов управления осуществляются с помощью скользящих контактов 26 и 27, проводящих колец 28 и электрического кабеля, проходящего внутри вала 9. Проводящие кольца раз15 делены электроизолирующими кольцами

29.

Сигналы с фотодатчиков системы позиционирования поступают в блок 30управления перемещениями, Обработка сигнала

20 детектора .8 производится электронным трактом, включающим предусилитель 31, интегратор 32, коммутатор 33, аналого-цифровой преобразователь 34 и ЭВМ 35. Оцифрованные данные измерений и результаты

25 вычислений выводят на дисплей 36. Каждый из блоков 31- 34 и детектор 8 выполнены в виде отдельных модулей и подключаются в измерительную цепь с помощью разъемов.

В исходном положении фокус источни30 ка 1 и центр детектора 8 совмещены с прямой, которая образует с осью вала 9 прямой угол, Ось держателя 6 параллельна оси вала

9. В системе позиционирования электропривода 5 центр одной из m щелевых зон

35 совмещен с осью светового пучка, создаваемого направленным источником. В системе позиционирования электропривода 3 пары источник 20 и 21 света — фотодатчик 23 и 24 установлены диаметрально противопо40 ложно. Прямая, пересекающая центры фотодатчиков 23 и 24, образует угол 90 с вертикальной плоскостью, проходящей через центры входного окна детектора 8 и фокусного пятна источника 1, На держателе

45 6 закреплен тест-объект.

По пусковому сигналу, поступающему в блок 30 управления, выдаются команды включения электропривода 3 и открытия затвора (не показан), установленного перед

50 выходным окном источника 1. Через 2 — 4 с, в течение которых производится разгон и стабилизация скорости вращения платформы 4, в электронные блоки 31-34 и ЭВМ 35 выдается команда готовности к измерени55 ям. Через промежуток времениЛ Т = Т/20 (Т -- период поворота платформы 4 в установившемся режиме) после поступления до фотодатчика 23 импульса с амплитудой 2А при прохождении через световой пучок щелевой зоны площадью 2S блоком 30 в блоки

1608526 выдается команда начала измерений, льсы амплитудой А, поступающие от атчика 23 при прохождении через свепучок щелевых зон площадью S, являзапускающими для интегратора 32. овленное время интегрирования п. После окончания интегрирования в ие промежутка 0,1Т/и производятся ровка, ввод числа в память ЭВМ 35 и сигнала интегратора 32 до нулевого я, Следующие циклы опроса детектосуществляют аналогично до момента пления в блок 30 управления импульса тудой 2А от фотодатчика 24, После входы блоков 32-34 запираются и выя команда начала движения в электроод 5. Поворот держателя 6 с бьектом производится до момента пония очередного импульса от системы ионирования электропривода 5, что 2 етствует повороту на угол 360 /m, Поющий в блок 30 управления импульс тудой 2А от фотодатчика 23 инициируторение сбора при измененном углоложении тест- объекта. После выдачи 2

30 управления m-го импульса от сиспозиционирования электропривода 5 атывается команда окончания измепо которой отключается электропиэлектропривода 3, закрывается 3 источника 1 и запираются входы бло-34. и фиксированных значениях угловой ти вращения платформы 4 и времени ирования Т с помощью одного тест- 3 а (например, цилиндра из оргстекла, кащего вставку с набором отверстий о диаметра для определения протвенного разрешения) может быть чено изменение следующих условий 4 данных: 1) линейной скорости скания и скважности рентгеновского сигиг. 4, 5), 2) формы сигнала (имитация а с внутренней полостью, фиг, 6); 3) дения излучения на входную грань 4 ора 8 (имитация облучения в аппарапоколения); 4) динамического диапаигнала; 5) отношения расстояний детектор 8 и фокус — центр тест-объ50 мерений соответственно по пп, 1-4 ты рентгенооптической схемы разт следующим обоазом: фокус источцентр детектора 8, ось вращения 55 рмы 4 совмещены с вертикальной стью, центр тест-обьекта находится таянии R>r (R — расстояние от оси рмы 4 до центра тест- обьекта, соного с осью держателя 6, г — радиус ьекта), тест-ob! ект последовательно

32 в 4

Имп фот д тово ютс

Уст н

0,9Т тече оци сбро уров ра 8 о пост ампли этог дает при тестступ е пози соот ступ ампл ет по вом и в бло темы выра рени тани затво ков 3

П скоро интег обьек содер мало стран обесп сбора рован s нала ( обьек угла и детек те 4-r зона фокус акта.

Для и элеме i меща1 ника 1 платф плоск на рас

".;латф вмеще тест- о смещают вдоль паза 12; ось вращения платформы 4 смещают на расстояние S7< r от вертикальной плоскости, проходящей через центр детектора и фокус, при этом

5 r + S7 >R >r; центр детектора 8 последовательно смещают от вертикальной плоскости, проходящей через фокус и ось вращения платформы 4 на расстояние

Sg R; ось вращения пла-формы 4, фокус и

10 центр детектора совмещены с вертикальной

> плоскостью, при этом R < r.

Изменение отношения расстояний, указанных в п. 5, реализуется во всех случа15 ях при R >О. Перемещения указанных в пп, 1 — 4 элементов рентгенооптической схемы осуществляют путем сдвига соответствующих опорных элементов вдоль пазов,1а рейтерах 15 и 76 и платформь1 4, При установке дополнительного электро привода на рей1еры

15 и 16 или платформу 4 сдв1:г о1 ор;11-1 ; э.!=-ментов может производиться в пропессе сбора данных. В частности, для реж1;ма сбора данных по п. 3 движе1-1 lo опорной стойки 14I с детектором 8 может быт1,!ачато по позиционному импульсу àмпл1ггудой 2А от фотодатчика 23 синхронно с ксмандо1 начала измерений и окончено по сигналу датчика положения, установленного на расстоян 1И

Sz от исходного псложения, Пр11этом скорость движения стойки,- (Я2: Т ) х10

Обработка собранных данны предусматривает гравнение резуль GTQI из;.;ерений, полученных с тестируемыми детектором и элементами электронного канала, с расчетными характеристиками для выбранных условий облу:.ения или с данными для эталонного канала. Найде11нь1е OTклонения вводят в поограмму

0 реконструкции и определяют характерисв:ки реконструированного изобрах;ен;1я: пространственное разрешение при 100;4-ном контрасте, разрешение по плотности,.одHQродность по полю изображения и др. Боп5 рос О пригодности испытываеMы элементов измерительного канала (детектора, предусилителя и доугих) решается по результатам сопоставления характер IcTI1K изображения с вь1бранными критерия:1и.

Формула изобретения

Рентгеновское вычислительное томографическое устройство, содержащее 1:сто .ник излучения, дообьектный коллиматор, п0cëåобъектный коллимгтор, средства дете.:.т:рования излучения, поворотный держатель исследуемого объекта, несущу10 ра; . c направляющиMè для линейного перемо ценив поворотного держателя исследуемогс обьекга относительно исто л-:ика,злу1ания и среде в детектирования излучения, дат1ики угло1-;1-:. ; 11

1608526 линейных перемещений держателя, средства управления угловыми и линейными перемещениями держателя, вычислительный блок обработки, связанный со средствами детектирования излучения, датчиками пере- 5 мещений и средствами управления перемещениями держателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений за счет расширения возможностей позиционирования, поворотный де- 10 ржатель установлен на дополнительно введенной поворотной платформе с возможностью линейного перемещения в радиальном относительно оси поворота платформы направлении, платформа установлена с возможностью линейного перемещения оси ее поворота в направлении, перпендикулярном направляющим несущей рамы, источник излучения и средства детектирования излучения установлены с возможностью линейного перемещения и фиксации на направляющих несущей рамы и возможностью линейного перемещения в направлении, перпендикулярном к направляющим несущей рамы, и фиксации в требуемом положении.

1608526 ф Тс

Составитель К.Кононов

Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид

Реда тор И.Горная

Зака

Производственно-издательский комбинат ".Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

3611 Тираж 493 Подписное

НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5