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浅谈工业CT平板探测器

作者:华体会 时间:2021-07-25 00:20
本文摘要:浅谈工业CT平板探测器 工业CT与DR成像系统主要由x射线源、平板探测器(Flat Panel Detector,FPD)、工控计较机等构成。x射线源发出x射线光子,穿透工件后被平板探测器吸收并转换为电信号,再由A/D转换电路将其转换成数字化信息,将数字化信息传输到计较中去,颠末相关的处置惩罚形成并显示数字图像。 在工程检测中,射线检测是使用最久的无损检测手段,在工业出产的各个方面运用都很是遍及。

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浅谈工业CT平板探测器 工业CT与DR成像系统主要由x射线源、平板探测器(Flat Panel Detector,FPD)、工控计较机等构成。x射线源发出x射线光子,穿透工件后被平板探测器吸收并转换为电信号,再由A/D转换电路将其转换成数字化信息,将数字化信息传输到计较中去,颠末相关的处置惩罚形成并显示数字图像。

在工程检测中,射线检测是使用最久的无损检测手段,在工业出产的各个方面运用都很是遍及。射线胶片检测是吧射线胶片作为检测记载器举行记载,也是应用最早,当前使用规模最遍及的一种射线检测技能。然而胶片拍照没法到达及时成像,而且胶片拍照对胶片质量的要求较高,这也导致了其成本较大。而且胶片存储需要严格的温度、湿度节制,对情况要求很高,操作起来很不利便,倒霉于利便办理。

最近几年来,计较机层析技能、CCD技能、线扫描成像技能、平板探测器技能成长速度较快。这些技能都具备及时成像、及时检测以及及时评估的长处,而且数字图像也可以或许在网络上被更多的人所看到及接纳。射线数字成像技能首先应用到医学范畴中,早先成长速度较慢,最近几年尤为迅速。

在射线检测范畴中,射线数字拍照技能也慢慢获得了应用,相关的研究也在不停增加,一些尺度也在拟定中。工业CT与DR检测系统于近几年逐渐应用于工业检测中,跟着技能的成长,探测器机能的不停优化,工业CT与DR成像系统的图片质量靠近胶片成像,缺陷检出率比胶片成像系统横跨许多。工业CT与DR检测可以或许给工业检测评价以及疾病诊断提供靠得住的依据和精确的信息。工业CT与DR检测技能研究中,奈何得到高质量、失真较低的图像一直是其重点和难点。

此刻DR检测技能还存在许多问题需要解决。好比空间辨别率较低、元相应没有实现一致等。举行DR检测时有下面几点关键技能: (1)矫正平板检测器。平板检测器布局噪声会给图像质量造成很大影响,想要得到高信噪比的图像,必需首先要对探测器举行精确的校正。

(2)数字图像显示和处置惩罚技能。由于DR图像自己便是数字化的,可以或许通过相关数字图像处置惩罚技能来处置惩罚图像,对其举行复原或者加强。从而不停提高DR图像的实际质量,提高其检测效率。

这便要求处置惩罚图像时,设法去除噪声,尽最大可能获得不失真的原有图像的相关信息就变得尤为重要。DR检测系统接纳平板探测器作为图像收罗设备,具有成像快速便捷,比传统胶片拥有更高的量子检测效率(DQE)等长处。平板探测器的数字成像动态规模宽,散射损耗低,图像收罗快捷高速。

展开全文 平板探测器按照能量转换可以分成直接或者间接转换两种方式。直接转换型的FPD使用的是光导体质料,在x射线曝光后转化为电信号,通过薄膜半导体阵列(Thin Film Transistoraray,TFT)存储,再颠末A/D转换得到数字图像。

间接性转换型FPD使用的是闪烁晶体。在x射线曝光后,可以或许将其转换成为可见光,然后用稿光电二极管阵列,将其转换为电信号并逐行取出转换为数字图像。

从平板探测器自己来看,其机能参数的评价主要从三个方面举行:空间辨别率(Spatial Resolution,SR)、量子检测效率(Detective QuantumEifciency,DQE)和调制通报函数(Modulation Trnasfer Funciton,MTF)。(1)空间辨别率。图像可辨别最小物体直径是由空间辨别率决定的,期丈量方法在高对比度特点以及噪声较低的环境下,通过较大电流以及较低电压来丈量。

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(2)奈奎斯特频率。奈奎斯特频率是通过像素尺寸来举行计较的,其又叫截止频率,代表的是像素点中心间隔。

(3)调制通报函数。在射线进入平板时,其会和平板产生感化,并举行光电转换。在转换时,射线衰减相关信息会被调制到模拟电压上面,通过计较机读出形成图像灰度值。

在这个历程中,通过MTF来举行对比度变化的暗示。MTF函数可以或许将成像系统的图像细节区分能力反映出来。MTF可以或许决定通过探测器举行物体探测时,对比度的损失,其和探测器物理布局组成有着直接关系,探测器差别其MTF也会存在很大差别。

好比函数一帧空间频率漫衍在0和截止频率的图像,这个图像的MTF值在1到0之间变化。个中1暗示的是在灰度规模中对比度的有效转换,0暗示的则是这个对比度的转换截止,也就是这个细节无法在图像上看到。

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按照其界说,空间频率为0的成像系统,其MTF为1,若是MTF数值呈现下降,那么则代表空间频率的增加,而像素尺寸又决定了极限空间频率。MTF可以或许将空间辨别率和对比度的关系反应出来。

MTF数值越高,反应出的图像信息也会愈加真实。DR平板探测器响应特性的研究具有以下意义: (1)重视检测灵敏度的提高。通过数字图像处置惩罚技能可以或许处置惩罚DR图像中的恍惚、噪声等一系列的问题,越发容易找到噪声中存在的缺陷信息,不停的提高其检测灵敏度。

(2)降低剂量、提高检测效率。若是可以或许在噪声和散射都较高的环境下,获得清晰的图像,那么可以或许降低拍色所需剂量,在工业中,剂量越低意味着宁静性越高,而且也可以或许让DR射线技能最大检测厚度有必然增加。通过尝试,我们可以提取DR成像原始数据,测定灰度均值,获取试块差别厚度下的能量和强度响应曲线。

跟着阶梯试块厚度的增大,强度响应和能量响应曲线的斜率逐渐减小,由此可以得出,DR系统中线衰减系数跟着强度和能量的增大而减小。在DR系统中中积分时间极短,胶片曝光曲线中曝光量的观点在DR中无实际意义。通过管电压取代曝光量,积分时间为200ms,透照差别管电流获得灰度值为2300的图像时,获得管电压与厚度的关系曲线,通过调查,管电压与厚度的关系图像很是直观,跟着管电流的增大,管电压与厚度特性曲线的斜率相应减小。

今朝,在国际一流工业CT品牌中,Yxlon使用的的平板探测器属于顶尖队列,其1000万像素的平板探测器可以满意高辨别率,高精度的检测需求。YXLON泉源要追溯至威廉·康拉德·伦琴(Wilhelm Conrad Röntgen)于1895年发明X射线,卡尔·海因里希·佛洛伦斯·穆勒(Carl Heinrich Florenz Müller)于1896年在汉堡吹制第一根X射线管。

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