Способ измерения практического пикового напряжения



Способ измерения практического пикового напряжения
Способ измерения практического пикового напряжения

 


Владельцы патента RU 2462006:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)

Способ измерения практического пикового напряжения предназначен для неинвазивного измерения напряжения генерирования тормозного излучения и может использоваться при контроле параметров рентгеновских излучателей. Способ измерения практического пикового напряжения заключается в измерении радиационного контраста фильтра, сопоставленного значениям практического пикового напряжения посредством калибровочной кривой. Измерения радиационного контраста фильтров микродетекторов осуществляют по сигналам с самих микродетекторов, формирующих линейный дискретный полупроводниковый детектор, размещенный в поле рентгеновского излучения таким образом, что каждый предыдущий микродетектор является фильтром для последующего. По полученным данным строят абсорбционную кривую, по наклону которой определяют скорость затухания излучения, по значению которой судят о величине практического пикового напряжения. Изобретение позволяет уменьшить погрешность метода. 2 ил.

 

Предлагаемый способ измерения практического пикового напряжения предназначен для неинвазивного измерения напряжения генерирования тормозного излучения и может использоваться при контроле параметров рентгеновских излучателей.

Известны способы неинвазивного измерения напряжения генерирования тормозного излучения, основанные на регистрации позиционно-чувствительным детектором излучения, прошедшего сквозь ступенчатый фильтр [патент РФ №2286654, опубл. 27.10.2006. Бюл. №30; патент РФ №2367122, опубл. 10.09.2009. Бюл. №25].

Однако принцип измерения напряжения генерирования тормозного излучения по известной функциональной связи между потенциалом анода, толщиной фильтра и эффективной энергией или слоем половинного ослабления при непостоянном потенциале анода приводит к неоднозначности в результатах измерений. Согласно стандарту [Медицинское электрическое оборудование. Дозиметрические приборы, используемые для неинвазивного измерения напряжения на рентгеновской трубке в диагностической радиологии: ГОСТ Р МЭК 61676-2006. - М.: Стандартинформ, 2007. - 24 с.], измеряемым параметром при оценке напряжения генерирования тормозного излучения должно являться практическое пиковое напряжение, значение которого не зависит от величины пульсаций потенциала анода.

Наиболее близким по технической сущности является способ измерения практического пикового напряжения, описанный в работе [Baorong Y., Kramer H.-M., Selbach H.-J, Lange B. Experimental determination of practical peak voltage, Br. J. Radiol. 73 (2000), 641-649].

Этот способ заключается в том, что в поле рентгеновского пучка последовательно размещаются массивный фильтр из полиметилметакрилата, фильтр из пластины алюминия и воздушная ионизационная камера таким образом, что ионизационная камера находится в тени фильтра из пластины алюминия. В течение времени экспозиции измеряется количество электричества, производимое ионизационной камерой за фильтром из полиметилметакрилата, первый раз - при наличии фильтра из пластины алюминия и второй раз - при его отсутствии. Отношение найденных значений электрических зарядов определяет радиационный контраст фильтра из пластины алюминия Ck для анодного напряжения произвольной формы. Затем по известной зависимости радиационного контраста Ck от заданного постоянного анодного напряжения Ua, полученной при калибровке, находится значение практического пикового напряжения.

Данный способ определения практического пикового напряжения по контрасту воздушной кермы требует выполнения как минимум двух экспозиций и может быть реализован только в лабораторных условиях, поскольку является трудоемким и не удовлетворяет требованиям физической воспроизводимости метода измерений в условиях лечебно-профилактических учреждений, так как согласно рентгенооптической схеме [Baorong Y., Kramer H.-M., Selbach H.-J, Lange B. Experimental determination of practical peak voltage, Br. J. Radiol. 73 (2000), 641-649] расстояние между фокусом рентгеновской трубки и ионизационной камерой достигает трех метров.

Техническим результатом настоящего изобретения является уменьшение погрешности прямого метода определения практического пикового напряжения, обусловленное измерением практического пикового напряжения за одну экспозицию, упрощение методики измерений и рентгенооптической схемы метода измерений за счет применения микродетекторов линейного дискретного полупроводникового детектора одновременно как в качестве фильтров, так и в качестве устройств, измеряющих их радиационный контраст.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, достигается тем, что в известном способе измерения практического пикового напряжения, заключающемся в измерении радиационного контраста фильтра, сопоставленного значениям практического пикового напряжения посредством калибровочной кривой, измерения радиационного контраста фильтров микродетекторов осуществляют по сигналам с самих микродетекторов, формирующих линейный дискретный полупроводниковый детектор, размещенный в поле рентгеновского излучения таким образом, что каждый предыдущий микродетектор является фильтром для последующего, а по полученным данным строят абсорбционную кривую, по наклону которой определяют скорость затухания излучения, по значению которой судят о величине практического пикового напряжения.

На фиг.1 изображены абсорбционные кривые, полученные с помощью линейного дискретного GaAs - детектора на рентгенодиагностическом комплексе, оборудованном среднечастотным питающим устройством и рентгеновской трубкой с вольфрамовым анодом при суммарной фильтрации 3,5 мм Al, в диапазоне анодных напряжений 50-110 кВ.

На фиг.2 изображена кривая, отражающая характер изменения скорости затухания рентгеновского излучения от приложенного постоянного анодного напряжения.

Способ измерения практического пикового напряжения осуществляют следующим образом: в поле излучения рентгеновской трубки размещается линейный дискретный полупроводниковый детектор таким образом, что каждый предыдущий микродетектор линейки играет роль фильтра для последующего и регистрирует сигнал, пропорциональный радиационному контрасту предыдущих микродетекторов. В результате воздействия рентгеновского пучка в линейном дискретном детекторе возникает распределение экспоненциально затухающих сигналов, формирующих абсорбционную кривую. Форма абсорбционной кривой зависит от спектрального состава излучения, воздействующего на линейный дискретный детектор. Для начального участка абсорбционной кривой строят касательную и определяют угловой коэффициент касательной, задающий скорость затухания излучения, сопоставленную величине практического пикового напряжения посредством калибровки, выполненной при постоянном потенциале на аноде рентгеновской трубки.

Экспериментальная установка для формирования абсорбционных кривых включала источник тормозного рентгеновского излучения, средства контроля радиационного выхода излучателя, линейный дискретный полупроводниковый детектор, интерфейсный блок и персональный компьютер с сервисным программным обеспечением.

В роли источника излучения использовался рентгенодиагностический комплекс, оборудованный среднечастотным питающим устройством и рентгеновской трубкой с вольфрамовым анодом. Качество пучка на выходе излучателя задавалось собственным фильтром, эквивалентным 3,5 мм Al.

Приемником излучения служил линейный дискретный GaAs детектор, включающий сто двадцать восемь микродетекторов, функционирующих в режиме накопления сигнала на емкости интегрирования.

Линейный дискретный GaAs детектор размещался на устройстве позиционирования вдоль рентгеновского пучка таким образом, что каждый предыдущий микродетектор в линейке служил фильтром для последующего. Устройство позиционирования обеспечивало перемещение детектора по двум координатам в плоскости пучка и вращение относительно вертикальной оси. Для коллимации пучка применялись ирис-диафрагма и свинцовая пластина с отверстием в форме прямоугольной щели, установленная непосредственно на входное окно линейного дискретного GaAs детектора. Ориентирование линейного дискретного GaAs детектора относительно пучка производилось по сигналам микродетекторов путем изменения угла поворота относительно вертикальной оси с помощью микрометрических винтов.

Экспериментальное исследование заключалось в последовательной регистрации рентгеновских изображений в прямом пучке при напряжениях на трубке от 50 до 110 кВ с шагом 10 кВ. В процессе измерений сигнал, пропорциональный числу квантов излучения, поглощенных в каждом микродетекторе, регистрировался и передавался в компьютер в виде строки изображения. По окончании времени набора кадра в памяти компьютера формировалась двумерная матрица чисел.

Далее по полученным данным строились абсорбционные кривые, представляющие собой зависимость приведенного к максимуму среднего значения зарегистрированного сигнала от порядкового номера микродетектора.

На абсорбционных кривых выделялась линейная область, соответствующая малым изменениям эффективного коэффициента ослабления. Скорость затухания рентгеновского пучка определяется как величина тангенса угла наклона абсорбционной кривой к оси абсцисс на линейном участке.

Согласно фигуре 2 скорость затухания тормозного излучения в веществе линейного дискретного полупроводникового детектора может служить критерием для оценки напряжения генерирования, а при соответствующей калибровке может быть сопоставлена значениям практического пикового напряжения.

Измерение радиационного контраста микродетекторов по сигналам с самих микродетекторов, формирующих линейный дискретный полупроводниковый детектор, и расчет скорости затухания излучения, сопоставленной значениям практического пикового напряжения посредством калибровки, выгодно отличают предлагаемый способ измерения практического пикового напряжения от указанного прототипа, так как измерение осуществляется за одну экспозицию, что уменьшает погрешность прямого метода определения практического пикового напряжения, упрощает методику измерений и рентгенооптическую схему метода измерений.

Способ измерения практического пикового напряжения, заключающийся в том, что измеряют радиационный контраст фильтра, сопоставленный значениям практического пикового напряжения посредством калибровочной кривой, отличающийся тем, что измерения радиационного контраста фильтров микродетекторов осуществляют по сигналам с самих микродетекторов, формирующих линейный дискретный полупроводниковый детектор, размещенный в поле рентгеновского излучения таким образом, что каждый предыдущий микродетектор является фильтром для последующего, а по полученным данным строят абсорбционную кривую, по наклону которой определяют скорость затухания излучения, по значению которой судят о величине практического пикового напряжения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к рентгеновским сканерам для обследований пациентов. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к рентгеновским аппаратам, и может быть использовано для визуального контроля облучаемой рентгеновским аппаратом зоны на теле пациента.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции высоковольтного трансформатора, который содержит первичную плоскую обмотку (4, 8), вторичную обмотку (10) типа литцендрат, сердечник и катушку, имеющую множество прорезей, в которых намотана обмотка типа литцендрат, при этом поверхности плоских обмоток упираются в плоские поверхности сердечника.

Изобретение относится к рентгеновской технике, в том числе к медицинской, а именно к устройствам для контроля технических характеристик цифровых рентгеновских аппаратов.

Изобретение относится к области радиационных технологий и может быть использовано для облучения жидких объектов, в частности донорской крови и ее компонентов. .

Изобретение относится к неразрушающему контролю с использованием рентгеновского излучения и может быть применено для контроля материалов и изделий в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к неразрушающему контролю объектов с помощью рентгеновского излучения. .

Изобретение относится к неразрушающему контролю с использованием рентгеновского излучения и может быть применено для контроля материалов и изделий в различных, отраслях машиностроения.

Изобретение относится к формированию рентгеновских изображений. .
Изобретение относится к области рентгенографии быстропротекающих процессов

Изобретение относится к области рентгенотехники и может быть использовано в медицине, дефектоскопии, микроскопии

Изобретение относится к электронным кассетам для получения рентгеновского изображения
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для компьютерной томографической ангиографии с компенсацией дыхательного движения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в цепях генератора высокого напряжения системы формирования рентгенографических изображений, устройства трехмерной ротационной ангиографии или устройства рентгеновской компьютерной томографии типа с веерным или конусным лучом. Технический результат - обеспечение эффективности управления подводимой выходной мощностью при нулевом токе в каждом цикле коммутации для исключения потерь. Схема силового преобразователя резонансного типа содержит межфазный трансформатор (406), последовательно подключенный, по меньшей мере, к одному последовательно подключенному резонансному контуру (403а и 403а' или 403b и 403b') на выходе двух каскадов (402а+b) силового инвертора преобразования постоянного тока в переменный ток, питающих трансформатор (404) высокого напряжения с множеством первичных обмоток. Межфазный трансформатор (406) служит для устранения рассогласования (ΔI) резонансных выходных токов (I1, I2) каскадов (402а+b) силового инвертора преобразования постоянного тока в переменный ток. Способ управления гарантирует, что межфазный трансформатор (406) не насыщается, обеспечивает работу при нулевом токе и предусматривает минимизацию потерь мощности на входе. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к спектральной компьютерной визуализации. Система визуализации содержит стационарный гентри, поворотный гентри, установленный на стационарном гентри, рентгеновскую трубку, закрепленную на поворотном гентри, которая поворачивается и испускает полихроматическое излучение, пересекающее область исследования. Излучение имеет среднее напряжение испускания, которое поочередно переключается между, по меньшей мере, двумя разными средними напряжениями испускания в течение процедуры визуализации. Двухслойная детекторная матрица с энергетическим разрешением в режиме счета фотонов регистрирует излучение, пересекающее область исследования., и регистрирует излучение в, по меньшей мере, двух разных диапазонах напряжений. Детекторная матрица выполнена с возможностью формирования выходных сигналов с энергетическим разрешением, в зависимости как от напряжения испускания, так и от диапазона напряжений. Блок реконструкции выполняет спектральную реконструкцию выходных сигналов с энергетическим разрешением. Способ оперирования системой содержит этапы, на которых переключают спектр испускания излучения, в течение процедуры визуализации, устанавливают набор энергетических порогов согласованно с переключением спектра испускания, регистрируют испускаемое излучение и идентифицируют энергию зарегистрированного излучения по набору энергетических порогов. Использование изобретения позволяет расширить арсенал средств компьютерной визуализации. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления резонансным преобразователем мощности. Техническим результатом является уменьшение флуктуаций на выходе резонансного преобразователя мощности. В способе для управления переключающим устройством (260) резонансный контур (350) обеспечивают напряжением (Uwr) переключения для генерации резонансного тока (Ires), чтобы обеспечить необходимую выходную мощность (rP) на выходе резонансного преобразователя (100) мощности. Устройство приспособлено для выполнения способа для управления переключающим устройством. Кроме того, резонансный преобразователь мощности содержит управляющее устройство для выполнения способа управления. 3 н и 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

Ускорительная трубка относится к рентгеновской технике и может быть использована в импульсном рентгеновском ускорителе для получения коротких рентгеновских высокоинтенсивных вспышек для регистрации быстропротекающих процессов в оптически плотных средах. Ускорительная трубка включает изолятор ускорительной трубки 1, контейнер изолятора 2 и герметичный изолирующий корпус 3 диодного узла ускорительной трубки с окном для вывода излучения, внутри которого находится вакуум, разделяющий катод и анод, выполненный в виде стальной трубы 4. Катод 5 выполнен в виде концентрического кольца со сквозными пазами 8 между радиально-ориентированными электродными выступами 7, количество которых не менее трех, (катод с принудительным токораспределением). Анод представляет собой анодный стержень 4, выполненный в виде державки конического вида из железа, со сферической головкой 6, выполненной в виде сферы из вольфрама. Технический результат- повышение равномерности пространственного распределения излучения и стабильности срабатывания ускорительной трубки. 2 з.п.ф-лы., 4 ил.

Изобретение относится к области рентгенотехники. Рентгеновская трубка (1) содержит катод (3), анод (5) и дополнительный электрод (7). При этом дополнительный электрод (7) выполнен так, что вследствие соударения со свободными электронами (27), исходящими от анода (5), дополнительный электрод (7) отрицательно заряжается до электрического потенциала, уровень которого находится между уровнем потенциала катода и уровнем потенциала анода. Дополнительный электрод (7) может быть пассивным, т.е. по существу электрически изолированным и не соединенным с активным внешним источником напряжения. Дополнительный электрод (7) может выполнять функцию ионного насоса, удаляя ионы из первичного электронного пучка (21), а кроме того, устраняя атомы остаточного газа в пределах корпуса (11) рентгеновской трубки (1). Для дополнительного повышения способности дополнительного электрода (7) по откачке ионов в окрестности дополнительного электрода (7) может быть установлен генератор (61) магнитного поля. Технический результат - улучшение характеристики фокусировки. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области рентгенотехники. Вращающийся анод для рентгеновской трубки содержит первый модуль, выполненный с возможностью соударения посредством первого электронного луча, по меньшей мере, второй модуль, выполненный с возможностью соударения, по меньшей мере, посредством второго электронного луча. Первый модуль и второй модуль электрически изолированы друг от друга. Раскрыта также рентгенографическая система, которая содержит анод согласно подробному описанию, главный катод для формирования электронного луча. Главный катод выполнен с возможностью формировать первый электрический потенциал, вспомогательный катод для влияния на второй электрический потенциал, при этом главный катод выполнен с возможностью отклонять электронный луч, чтобы нагревать вспомогательный катод. Кроме того, раскрыто устройство для определения электрического потенциала посредством обнаружения точки соударения электронного луча на аноде согласно подробному описанию и/или посредством обнаружения рентгеновского спектра излучения, исходящего из анода согласно подробному описанию, причем электронный луч формируется посредством катода, при этом электронный луч ударяет первый модуль анода в точке соударения, при этом электронный луч может отклоняться, причем отклоненный электронный луч ударяет второй модуль анода в точке соударения, при этом первый модуль и/или второй модуль испускают излучение. Технический результат - повышение качества рентгеновского снимка. 8 н. и 6 з.п. ф-лы, 15 ил.
Наверх