Procédé d'électroradiographie. La présente, invention concerne l'électro- radiographie, c'est-à-dire la préparation par une méthode électrique d'images radiogra phiques.
L'invention a pour but de réaliser un pro <B>cédé</B> kectroradiographique rapide, permet tant d'obtenir une impression radiographique quelques secondes après l'a fin de l'exposition.
Elle a également pour but de permettre la production de radiographies de façon écono mique.
<B>A</B> cet effet, le procédé selon l'invention consiste<B>à</B> charger électriquement la surface d'une plaque revêtue d'une, couche de ma tière semi-conductrice,<B>à</B> exposer cette sur face chargée aux radiations émises par une source de rayons pénétrants, notamment de rayons X, tandis qu'un objet<B>à</B> examiner est disposé entre ladite source et ladite surface chargée et<B>à</B> saupoudrer la surface de la pla que ainsi exposée d'une matière qui reste appliquée aux endroits encore chargés.
La description qui suit est faite en regard du dessin annexé, dans lequel: La fig. <B>1</B> illustre une façon de charger la plaque recouverte de, la couche semi-con ductrice.
La fig. 2 représente schématiquement un appareil pour la mise en #uvre du procédé selon l'invention.
Les fig. <B>3</B> et 4 illustrent deux manières de développer l'image radiographique sur ]a Plaque, La lig. <B>5</B> représente une coupe transver sale d'un échantillon utilisé pour déterminer la sensibilité<B>à</B> l'effet de contraste du pro <B>cédé.</B>
La fig. <B>6</B> représente un dessin reprodui- san#t l'électroradiographie de cet échantillon. La fig. <B>1</B> représente une -plaque<B>11 -</B> en cours de charge, électrostatique par décharge en couronne<B>à</B> partir<B>d'un</B> fil métallique. Ce dernier est supporté par un châssis isolant<B>13</B> fixé sur une table de support<B>15.</B> Une source <B>16</B> de courant<B>à</B> haute. tension sert<B>à</B> exciter le conducteur 12.
Dans l'appareil de la, fig. 2, la plaque chargée<B>11</B> est maintenue en place -dans un porte-plaque 21, qui doit être en une matière non susceptible d'absorber les rayons X. Une plaque 22, en plomb constitue un écran de protection. La -source 24 de rayons X émet des radiations en direction de l'objet<B>25 à</B> examiner qui -est constitué par une superpo sition de plaques de métal.
La fig. <B>3</B> illustre la phase de développe ment -de la plaque<B>11</B> qui est placée dans une cuvette<B>30.</B> Des cales<B>31-31,</B> placées dans le fond de la cuvette, maintiennent la plaque<B>11</B> en place. On fait circuler alternativement en avant et en arrière, et en travers de la pla que<B>11,</B> un révélateur convenable<B>33,</B> en _bas- culant la cuvette<B>30</B> dans un sens puis daiis l'autre. Les particules du révélateur<B>33</B> adh#- rent aux surfaces de la plaque<B>Il</B> sur le#- quelles la charge électrique n'a pas disparu.
<B>A</B> la fig. 4, on a représenté une autre fa- çond'opérer le développement en disposant la plaque<B>11</B> avec sa face chargée retournée. au- dessus d'une chambre formée par un réci pient<B>35</B> dans lequel on maintient une atmo sphère saturée en particules du révélateur. Un agitateur<B>37</B> provoque la circulation<B>et</B> l'agitation des particules du révélateur. L'agi tateur<B>37</B> peut être entraîné<B>à</B> la main ou par un moteur.
Ici encore; les particules<B>du</B> révé lateur adhèrent aux zones de la. plaque qui sont restées chargées en faisant ainsi appa raître l'image produite lors de l'exposition.
La fig. 5.représente un échantillon utili-A dans des essais pour déterminer la sensibilité <B>à</B> l'effet de contraste. L'échantillon consiste en trois plaques métalliques (d'aluminium en l'occurrence) 40, 41 et 42. On a pratiqué dans la plaque intermédiaire 41 des trous circulai res de diamètres différents: 43, 44, 45, 46, 47 et 48. L'électroradiographie obtenue en utilisant cet échantillon est reproduite<B>à</B> la fig. <B>6.</B> Les régions de moindre épaisseur sont indiquées par des zones blanches.
Parmi les matières semi-conductrices qui donnent satisfaction, il<B>y</B> a lieu de mention ner le sélénium, le soufre, Fanthracène, its mélanges de soufre et d'anthracène, leq mélan ges -de sélénium et de soufre, et autres ma tières sensibles aux radiations de pénétration.
On peut charger la surface semi-conduc trice par dïutres méthodes que celle illustrée <B>à</B> la, fig. <B>1,</B> par exemple par frottement.
Les rayons pénétrants susceptibles d'être utilisés dans le procédé. selon l'invention COI.11- prennent les rayons X, les rayons gamma, les rayons de Grenz et toutes les radia tions électromagnétiques capables d'exci ter des corps semi-conducteurs convenables en augmentant leur conductibilité. On peut pré voir des mises en #uvre particulières du pro <B>cédé</B> selon l'invention dans lesquelles les ra diations sont réfléchies.
On peut prévoir éga lement de radiographier l'objet<B>à</B> partir<B>(le</B> deux ou trois directions mutuellement perpen diculaires en -vue d'obtenir des images stéréo- scopiques <B>ou</B> toutes autres vues.
Dans le cas où l'on -utilise une matière semi-conductrice extrêmement sensible, il peut être nécessaire de réaliser l'exposition dans l'obscurité, étant donné quune telle ma tière peut se décharger facilement lorsqu'elle est exposée<B>à</B> la lumière.
Par exemple, -une plaque enduite d'une couche de sélénium doit être exposée aux radiations pénétrant-es dans l'obscurité, tandis qu'une plaque enduite d'une couche d'anthracène peut être exposée <B>à</B> la lumière. Etant- donné que la quantité d'énergie absorbée est fonction de l'épaisseur, de la composition, etc., des objets traversés par le rayonnement, il est évident qu'il se formera sur la surface semi-conductrice une représentation figurative de la charge, qui sera conforme<B>à</B> une image positive de l'objet radiographié.
L'image formée par saupoudrage peut être examinée immédiatement. Toutefois, on peut obtenir en quelques secondes une copie permanente de l'image et il est souvent<B>dé-</B> sirable d'obtenir une. telle copie. On peut obte nir cette copie de plusieurs manières. Par exemple, on peut appliquer contre la plaque portant l'image de poudre, une feuille enduite d'un adhésif et effectuer ainsi le transfeit des particules de poudre.
On peut égalenieut avoir recours<B>à</B> l'emploi desolvants, etc. Tou tefois, la façon la plus avantageuse consiste<B>à</B> appliquer contre la plaque portant l'image une feuille sur laquelle l'image est transférée et<B>à</B> soumettre cet ensemble<B>à</B> une décharge du type en couronne qui distribue des charges électro statiques sur la matière de transfert. L'image de poudre est transférée par une action élec trostatique<B>à</B> la feuille. Pour -ce faire, on peut employer l'appareil représenté<B>à</B> la fig. <B>1.</B> On peut rendre permanente l'image ainsi trans férée par fusion ou fixation chimique.
Il est évident que l'on peut reproduire l'image électrostatique en déplaçant un dis positif d'exploration au-dessus de la surface qui porte le dessin de la charge, après quoi on peut reproduire l'image sur un écran en fonction des signaux émanant du dispositif d'exploration.
Une propriété importante de toutes les radiographies concerne leur définition Qu pou- voir<B>de</B> résolution, lequel peut être le mieux défini en fonction du nombre de lignes par centimètre d'un spécimen<B>à</B> grand contraste que peut présenter nettement l'image<B>à</B> rayons X. On a obtenu<B>à</B> ce sujet des images expéri mentales d'un tamis<B>à</B> mailles de<B>0,59</B> min, dans lequel chacun des fils de<B>0,330</B> min de diamètre, espacés de<B>0,589</B> mm, était nette ment révélé.
Des images analogues d'un tamis <B>à</B> mailles de<B>0,125</B> mm représentaient nette ment des fils de<B>0,0863</B> mm de diamètre, espa cés de 0,124 mm; tandis que d'excellentes images d'un tamis<B>à</B> mailles de 0,074 mm per mettaient d'établir que la définition du pré sent procédé éleetroradiographique était au moins de<B>80</B> lignes par centimètre, cette va leur n'étant nullement indiquée comme valeur limite, mais simplement<B>à</B> titre illustratif. Cette définition observée peut se comparer favorablement avec la définition de<B>80</B> lignes par centimètre obtenue dans des conditions optima avec un écran fluoroscopique indus triel<B>à</B> grain fin,
dans les conditions d'obser vation du laboratoire. Ces électroradiogra- phies avaient été obtenues en utilisant une durée d'exposition de 20 secondes et un appa reil industriel producteur de rayons X, ali menté<B>à</B> la tension maximum de<B>150</B> kilovolts et sous<B>1.0</B> milliampères.
Un autre facteur de base dans l'évalua tion de la technique des rayons X en radio graphie est la sensibilité du contraste, expri mée en pour-cent, autrement ait la varia tion de l'épaisseur totale de la matière qui peut juste être décelée dans l'interprétation des radiographies. Les radiographies indus trielles présentent couramment une sensibilité du contraste de 2 % et l'on peut obtenir une sensibilité au contraste
de <B>1</B> % dans la plu- part des cas. En fluoroscopie, toutefois, la sensibilité typique au contraste est de l'ordre de<B>15</B> Ilq. Même dans les conditions optima, les images 11-noroscopiques industrielles ont rarement, sinon jamais,
présenté des sensi bilités au contraste supérieures<B>à 6</B> ou<B>7 %.</B> On a obtenu une évaluation préliminaire de la large gamme de la sensibilité du contraste de l'#lectrQradiographie en utilisant le procédé pour produire des électrorachographies d'erri- pilages'de tôles épaisses d'aluminium #conte- nant une couche interne d'alun-ànium d'épais seur nominale et percée de plusieurs trous. Par -exemple, on a obtenu des images avec un empilage épais de<B>19</B> mm et dans lequel la section intermédiaire, épaisse de<B>6,35</B> mm, était percée d'une série de trous de diamètres différents.
Ces derniers sont révélés nette ment<B>à</B> l'électroradiographie représentée<B>à</B> la figg. <B>6.</B> On a pu également déceler des trous similaires percés dans une tôle #daluminiLLni épaisse de<B>1,6</B> mm intercalée entre deux tôles d'aluminium épaisses de<B>12,6</B> mm et non per forées. Ce dernier essai correspond<B>à</B> une sen sibilité du contraste de<B>6</B> % environ et n'est que représentatif du degré de contraste que le présent procédé permet d'obtenir, étant donné qu'on n'a pas encore examiné<B>à</B> fond les conditions optima.
Ces images ont été obtenues par une exposition. de<B>60</B> secondes<B>à</B> un rayonnement X d'un appareil industriel alimenté sous<B>150</B> kilovolts maximum et <B>10</B> milliampères.
On a constaté que les procédés électroradio- graphiques présentent une large gamime de latitudes, tout en conservant une bonne sensi bilité locale au contraste. On peui définir 'la latitude comme Paptitude <B>à</B> obtenir une image utilisable dans des conditions très variées d'exposition, ou avec des épaisseurs de ma tières très variables, avec une exposition uni que. On a obtenu des électroradiographies satisfaisantes en utilisant des tensions de pointe comprises entre<B>160</B> et 200 kilovolts.
Les études d'électroradiographies font res sortir que<B>le.</B> contraste augmente avec la du rée d'exposition au moins jusqu'à une durée optimum -définie. Cet effet s'accompagne d'une diminution de la densité de l'arrière- plan. L'électroradiographie est intéressante en ce qu'elle pernietd'obtenir des images po sitives directes, tandis que la radiographie ordinaire sur des pellicules<B>à</B> rayons X ne donne que des images négatives.
Lorsqu'on emploie une matière semi-con ductrice sensible<B>à</B> la lumière, il est possible de combiner des radiations lumineuses, ou non pénétrantes, avec toutes radiations péné trantes, pour réaliser l'exposition. L'exposi- tioe aux radiations non pénétrantes et aux radiations pénétrantes peut avoir lieu simul tanément ou séparément.
Parmi les avantages -du procédé, mention nons le fait que les plaques utilisées peuvent être utilisées<B>à</B> plusieurs 'reprises; il suffit seulement d'enlever toute particule de poudre adhérant<B>à</B> la plaque avant de poursuivre les opérations du procédé. On peut effectuer fa cilement ce nettoyage. en faisant passer alter nativement en avant et en arrière en travers de la plaque,<B>à</B> plusieurs reprises, -une matière granulaire qui entraîne avec elle les partica- les susceptibles d'être restées sur la surface de la plaque.
Electroradiography process. The present invention relates to electro-radiography, that is to say the preparation by an electrical method of radiographic images.
The object of the invention is to achieve a rapid <B> yielded </B> kectroradiographic process, so that a radiographic impression can be obtained a few seconds after the end of the exposure.
It is also intended to enable the production of radiographs in an economical manner.
<B> A </B> this effect, the method according to the invention consists of <B> </B> electrically charging the surface of a plate coated with a layer of semiconductor material, <B> to </B> expose this charged surface to radiations emitted by a source of penetrating rays, in particular X-rays, while an object <B> to </B> to examine is placed between said source and said charged surface and < B> à </B> sprinkle the surface of the plate thus exposed with a material which remains applied to the places still loaded.
The following description is given with reference to the accompanying drawing, in which: FIG. <B> 1 </B> illustrates one way to load the plate covered with the semi-conductive layer.
Fig. 2 schematically shows an apparatus for carrying out the method according to the invention.
Figs. <B> 3 </B> and 4 illustrate two ways of developing the radiographic image on] a Plate, La lig. <B> 5 </B> is a cross section of a sample used to determine the sensitivity <B> to </B> the contrast effect of the <B> assigned process. </B>
Fig. <B> 6 </B> is a drawing reproducing the electroradiography of this sample. Fig. <B> 1 </B> represents a -plate <B> 11 - </B> being charged, electrostatic by corona discharge <B> from </B> from <B> a </B> metal wire. The latter is supported by an insulating frame <B> 13 </B> fixed on a support table <B> 15. </B> A source <B> 16 </B> of current <B> to </ B > high. voltage is used <B> to </B> excite the conductor 12.
In the apparatus of, fig. 2, the loaded plate <B> 11 </B> is held in place -in a plate holder 21, which must be of a material not capable of absorbing X-rays. A plate 22, made of lead, constitutes a screen of protection. The x-ray source 24 emits radiation in the direction of the object <B> 25 to </B> to examine which is made up of a superposition of metal plates.
Fig. <B> 3 </B> illustrates the development phase -of the plate <B> 11 </B> which is placed in a bowl <B> 30. </B> Wedges <B> 31-31, </B> placed in the bottom of the bowl, hold the <B> 11 </B> plate in place. Alternately, forward and backward, and across the plate, <B> 11, </B> a suitable developer <B> 33, </B> is circulated by _ tilting the bowl <B> 30 </ B> in one direction then in the other. The <B> 33 </B> developer particles adhere to the surfaces of the <B> He </B> plate where the electric charge has not disappeared.
<B> A </B> in fig. 4, another way of operating the development has been shown by placing the plate <B> 11 </B> with its loaded face turned upside down. above a chamber formed by a <B> 35 </B> container in which an atmosphere saturated with developer particles is maintained. A <B> 37 </B> agitator causes the developer particles to circulate <B> and </B>. The <B> 37 </B> agitator can be driven <B> by </B> by hand or by a motor.
Here again; the <B> developer </B> particles adhere to the areas of the. plate which remained charged, thus showing the image produced during the exposure.
Fig. 5. represents a sample used in assays to determine the sensitivity to <B> to </B> the effect of contrast. The sample consists of three metal plates (aluminum in this case) 40, 41 and 42. Circular holes of different diameters were made in the intermediate plate 41: 43, 44, 45, 46, 47 and 48 The electroradiography obtained using this sample is reproduced <B> to </B> in fig. <B> 6. </B> Areas of less thickness are indicated by white areas.
Among the semiconductor materials which give satisfaction, there should be mentioned selenium, sulfur, Fanthracene, its mixtures of sulfur and anthracene, the mixtures of selenium and sulfur , and other materials sensitive to penetrating radiation.
The semi-conductive surface can be loaded by methods other than that illustrated <B> to </B> la, fig. <B> 1, </B> for example by friction.
Penetrating rays likely to be used in the process. according to the invention COI.11- take X-rays, gamma rays, Grenz rays and all electromagnetic radiations capable of exiting suitable semiconductor bodies by increasing their conductivity. One can foresee particular implementations of the <B> assigned </B> process according to the invention in which the ra diations are reflected.
It is also possible to plan to radiograph the object <B> from </B> from <B> (the </B> two or three mutually perpendicular directions in order to obtain stereoscopic images <B> or </B> all other views.
In the case where an extremely sensitive semiconductor material is used, it may be necessary to carry out the exposure in the dark, since such material can easily discharge when exposed to <B>. </B> the light.
For example, -a plate coated with a layer of selenium must be exposed to radiation penetrating in the dark, while a plate coated with a layer of anthracene can be exposed <B> to </B> the light. Since the amount of energy absorbed is a function of the thickness, composition, etc., of the objects through which the radiation passes, it is evident that a figurative representation of the surface will be formed on the semiconductor surface. charge, which will conform <B> to </B> a positive image of the radiographed object.
The image formed by sprinkling can be examined immediately. However, a permanent copy of the image can be obtained within seconds and it is often <B> </B> desirable to obtain one. such copy. This copy can be obtained in several ways. For example, it is possible to apply against the plate bearing the image of powder, a sheet coated with an adhesive and thus effect the transfer of the powder particles.
One can also have recourse to <B> </B> the use of solvents, etc. However, the most advantageous way is <B> </B> to apply against the plate carrying the image a sheet on which the image is transferred and <B> to </B> submit this set <B> to </B> A corona-type discharge which distributes electro-static charges on the transfer material. The powder image is transferred by an electrostatic action <B> to </B> the sheet. To do this, the apparatus shown <B> in </B> in fig. <B> 1. </B> The image thus transferred can be made permanent by fusion or chemical fixation.
It is obvious that one can reproduce the electrostatic image by moving a positive scanning device over the surface which bears the pattern of the charge, after which one can reproduce the image on a screen according to the signals. emanating from the exploration device.
An important property of all radiographs concerns their definition Qu power <B> of </B> resolution, which can be best defined according to the number of lines per centimeter of a specimen <B> to </B> great contrast that the <B> </B> X-ray image can present clearly. Experimental images of a <B> </B> mesh sieve have been obtained <B> at </B> this subject of <B> 0.59 </B> min, in which each of the <B> 0.330 </B> min diameter wires, spaced <B> 0.589 </B> mm, was clearly revealed.
Similar images of a <B> </B> <B> 0.125 </B> mm mesh sieve clearly showed threads of <B> 0.0863 </B> mm in diameter, spaced 0.124 mm; while excellent images of a 0.074 mm mesh <B> </B> sieve established that the definition of the present electroradiographic process was at least <B> 80 </B> lines per centimeter , this value is not given to them as a limit value, but simply <B> to </B> for illustrative purposes. This observed definition can be compared favorably with the definition of <B> 80 </B> lines per centimeter obtained under optimum conditions with an industrial <B> </B> fine grain fluoroscopic screen,
under the conditions of observation of the laboratory. These electroradiographs were obtained using an exposure time of 20 seconds and an industrial X-ray producing apparatus, powered <B> at </B> the maximum voltage of <B> 150 </B> kilovolts. and under <B> 1.0 </B> milliamperes.
Another basic factor in evaluating x-ray technique in radiography is the sensitivity of contrast, expressed as a percent, otherwise the variation in the total thickness of the material can just be detected. in the interpretation of radiographs. Industrial radiographs commonly have a contrast sensitivity of 2% and contrast sensitivity can be achieved
of <B> 1 </B>% in most cases. In fluoroscopy, however, the typical contrast sensitivity is on the order of <B> 15 </B> Ilq. Even under optimum conditions, industrial 11-noroscopic images rarely, if ever, have
exhibited contrast sensitivities greater than <B> 6 </B> or <B> 7%. </B> A preliminary assessment of the wide range of contrast sensitivity of # lectrQradiography was obtained using the process for producing electrorachographs of thick aluminum plates containing an internal layer of alumium nominal thickness and pierced with several holes. For example, we obtained images with a thick stack of <B> 19 </B> mm and in which the intermediate section, thick of <B> 6.35 </B> mm, was drilled with a series holes of different diameters.
The latter are clearly revealed <B> at </B> the electroradiography shown <B> in </B> in figg. <B> 6. </B> It was also possible to detect similar holes drilled in a #daluminiLLni sheet <B> 1.6 </B> mm thick interposed between two aluminum sheets <B> 12 thick, 6 </B> mm and not drilled. The latter test corresponds <B> to </B> a contrast sensitivity of approximately <B> 6 </B>% and is only representative of the degree of contrast that the present process achieves, given that 'optimum conditions have not yet been examined at <B> to </B>.
These images were obtained by an exhibition. from <B> 60 </B> seconds <B> to </B> X radiation from an industrial device powered at <B> 150 </B> kilovolts maximum and <B> 10 </B> milliamperes.
It has been found that electroradio-graphic methods exhibit a wide range of latitudes, while retaining good local sensitivity to contrast. Latitude can be defined as the ability <B> to </B> obtain an image which can be used under a wide variety of exposure conditions, or with very variable material thicknesses, with a single exposure. Satisfactory electroradiographs have been obtained using peak voltages between <B> 160 </B> and 200 kilovolts.
Electroradiography studies show that <B> the. </B> contrast increases with the rate of exposure at least up to a defined optimum duration. This effect is accompanied by a decrease in the density of the background. Electroradiography is interesting in that it can provide direct po sitive images, while ordinary radiography on <B> </B> X-ray films gives only negative images.
When using a semi-conductive material sensitive <B> to </B> light, it is possible to combine luminous, or non-penetrating, radiations with any penetrating radiations, to achieve the exposure. Exposure to non-penetrating radiation and to penetrating radiation may occur simultaneously or separately.
Among the advantages of the process are the fact that the plates used can be used <B> for </B> several times; it suffices only to remove any powder particles adhering <B> to </B> the plate before continuing the process operations. This cleaning can be carried out easily. by passing natively forward and backward through the plate, <B> to </B> several times, -a granular material which carries with it the particles likely to have remained on the surface of the plate .