CN107907510B - 自动测量黑度范围的光学密度计及光学密度计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于无损检测射线检测技术领域，特别是涉及一种自动测量黑度范围的光学密度计，包括光源控制系统、光源接收装置、履带传送机和中控系统；所述光源控制系统与光源接收装置相对设置，在光源控制系统与光源接收装置之间放置有多张底片，底片安放在履带传动机的传送带上，所述中控系统分别与光源控制系统、光源接收装置和履带传送机电连接。本发明还提供一种光学密度计算方法。本发明解决了目前传统黑度计效率低、劳动强度大、测量误差大、不规范等问题，引入线性传感阵列的概念，该概念摒弃掉传统的单颗点式传感器，大幅度提升整张底片的自动测量效率。

Description

自动测量黑度范围的光学密度计及光学密度计算方法

技术领域

本发明属于无损检测射线检测技术领域，特别是涉及一种自动测量黑度范围的光学密度计及光学密度计算方法。

背景技术

光学密度计又名黑度计，反映了射线底片的曝光程度，是射线照相的重要辅助设备，底片密度测量在射线底片质量评价中具有非常重要的意义。射线照相底片的黑度均用透射式黑度计测量。

目前广泛使用的是数字显示黑度计，其结构原理将收到的模拟光信号转换为数字电信号，由于其结构为单颗光传感器结构，因此只能测量评定范围内的单点黑度值，如果测量评定范围内的黑度范围，就必须要测量多个点，不但造成测量效率低、劳动强度大，还存在测量误差大、不规范的严重问题。

由于现市面的黑度计均为单点测量，因此很多情况下黑度计很少被使用在实际黑度的测量当中，只有当应付各种取证及检查时才进行校验和使用，正确的做法是应当和观片灯一起使用，经常随时使用，发现底片黑度有问题要随时测量，正是由于传统黑度计使用不方便，才造成这种情况。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是针对目前传统黑度计效率低、劳动强度大、测量误差大、不规范等问题，提出一种自动测量黑度范围的光学密度计，引入线性传感阵列，解决传统黑度计只能单点测量黑度的问题。本发明的另一目的是提供一种光学密度计算方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

本发明提供一种自动测量黑度范围的光学密度计，包括光源控制系统、光源接收装置、履带传送机和中控系统；所述光源控制系统与光源接收装置相对设置，在光源控制系统与光源接收装置之间放置有多张底片，底片安放在履带传动机的传送带上，所述中控系统分别与光源控制系统、光源接收装置和履带传送机电连接。

进一步地，所述光源控制系统包括光源、第一光传感器、光电转换器、电压比较器和ASK-幅度键控，所述第一光传感器采集光源的光强信号，通过光电转换器将光强信号转换为电信号，并通过电压比较器进行比较后，再由ASK-幅度键控对光源的光强进行调节。

进一步地，所述光源接收装置包括第二光传感器。

进一步地，所述第二光传感器采用线性传感阵列排列。

进一步地，每个所述第二光传感器之间通过微型隔板将其隔开。

进一步地，所述微型隔板采用吸光材料制成。

进一步地，所述中控系统采用单片微控制器，用于履带传送机的控制和数据信息的处理计算。

本发明还提供一种光学密度计算方法，包括以下步骤：

步骤1，判断数据是否触发归零，若是，则转步骤2，若否，则重置开关；

步骤2，履带传送机开始运作，第二光传感器测量入射光强，并将测量数据存储到寄存器中；

步骤3，判断数据是否触发归零，若是，则转步骤4，若否，则转步骤2；

步骤4，寄存器中的数据形成数据组，单片微控制器读取数据组并计算，显示光学密度。

进一步地，所述归零采用数控方式，第二光传感器与第一光传感器接收到的光强信息进行比对，当两者数据相同或者偏离值低于阈值时，则认为光源控制系统和光源接收装置之间没有放置底片，从而将数据归零。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、传统黑度计，其光源接收装置仅为单颗的点式传感器，如果测量评定范围内的黑度范围，就必须要测量多个点，其必然造成测量效率低、劳动强度大、测量误差大等问题，该发明引入线性传感阵列的概念，该概念摒弃掉传统的单颗点式传感器，大幅度提升整张底片的自动测量效率。

2、本发明采用履带传送机传送底片，其中履带传送机为常见机械装置，在市场上容易获得，将其应用在本发明中，解决了手动送片效率低的问题。

3、每个第二光传感器之间通过吸光材料制成的微型隔板将其隔开，从而形成一个个的光学格栅，使第二光传感器虽然呈紧密阵列排布，但依旧可以看作相互独立，当有光线斜入时，会照射到格栅上而被吸收，犹如第二光传感器之间树立一道墙，阻隔了来自斜射入的光线的干扰，从而避免了被相邻第二光传感器接收到所造成的干扰，通过光学格栅的设计，从而大大提高了光干扰、电干扰能力和光强稳定性。

上述一种自动测量黑度范围的光学密度计的有益效果与一种光学密度计算方法的有益效果类似，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种自动测量黑度范围的光学密度计的结构示意图；

图2是本发明光源控制系统的结构示意图；

图3是本发明一种光学密度计算方法的流程示意图。

图中序号所代表的含义为：1.光源控制系统，2.光源接收装置，3.履带传送机，4.中控系统，5.数字显示屏，6.开关。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种自动测量黑度范围的光学密度计，引入线性传感阵列，解决传统黑度计只能单点测量黑度的问题；本发明的另一核心是提供一种光学密度计算方法。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有实施例，都属于本发明保护的范围。

底片黑化程度即为通常所称的X射线底片黑度，又称为光学密度，该概念常常用来反映X射线底片的曝光程度，是X射线底片质量的重要评价工具。黑度D定义为照射光源的光强L₀与穿过底片的投射光强L之比的常用对数值，即D=lg（L₀/L）。

请参照图1，图1是本发明提供的一种自动测量黑度范围的光学密度计的结构示意图，该光学密度计包括光源控制系统1、光源接收装置2、履带传送机3和中控系统4；所述光源控制系统1与光源接收装置2相对设置，在光源控制系统1与光源接收装置2之间放置有多张底片，底片安放在履带传动机的传送带上，所述中控系统4分别与光源控制系统1、光源接收装置2和履带传送机3电连接。

如图2所示，本发明采用的光源为交流调制光源。所述光源控制系统1包括光源、第一光传感器、光电转换器、电压比较器和ASK-幅度键控，所述第一光传感器采集光源的光强信号，通过光电转换器将光强信号转换为电信号，并通过与之相连接的集成运算放大器组成的电压比较器进行比较后，再由ASK-幅度键控对光源的光强进行调节，从而保障光源光强的稳定性，减小光源光强不稳定造成的测量误差。

由于传统的光敏电阻灵敏度低，无法做到精准测量，容易在测量黑度时造成较大的误差，对底片质量造成误判，故该发明的光源接收装置2的第二光传感器采用TSL2561光强传感器，其具有高性能、低功耗、可维护、可编程等优点，打破了传统黑度计体积大笨重的固有形象。同时，芯片内部所集成的A/D转换器改为积分式，所采用信号输出方式为数字信号，因此省略了传统模拟信号需要数模转换的过程，使得运算过程更加快速，同时在抗干扰能力方面具有很大的进步。

作为优选地，所述第二光传感器采用线性传感阵列排列，相对于传统单颗的点式传感器，大幅度提升整张底片的自动测量效率。

光源接收装置2处理从光的照射到形成电信号的过程，光线先射入第二光传感器，由第二光传感器接收光强照射之后最终形成电信号。由于第二光传感器为阵列排列且排布密集，光线在射入的过程中，斜射的一部分光线会被相邻的第二光传感器接收到或者形成多次反射被多个第二光传感器接收到，造成直射的光波和斜射入的光波相互干扰引起震动的矢量叠加，这样极易造成相邻第二光传感器之间的干扰，造成光强信息的不准确。因此传统黑度计采用单颗传感器设计，这样避免了传感器之间的干扰，但是同时造成了黑度计效率低、劳动强度大等更加严重的问题。为了解决上述问题，该发明引入光学格栅的概念。每个第二光传感器之间通过吸光材料制成的微型隔板将其隔开，从而形成一个个的光学格栅，使第二光传感器虽然呈紧密阵列排布，但依旧可以看作相互独立，当有光线斜入时，会照射到格栅上而被吸收，犹如第二光传感器之间树立一道墙，阻隔了来自斜射入的光线的干扰，从而避免了被相邻第二光传感器接收到所造成的干扰。

所述中控系统4采用单片微控制器，用于履带传送机3的控制和数据信息的处理计算。由于光源接收装置2是由多个第二光传感器构成的传感阵列，所以必须要在中控系统4中加入数据信息处理的功能，来接收和处理传感阵列接收到的光强信号。由于传感阵列高频的采集光强信息，因此放弃SMBus总线协议，改为采用I²C（Inter-Integrated Circuits）总线协议，通过简单双向二进制同步串行总线输出光强信号，使得传感阵列中各个传感器的数据更快速且各数据量之间不被干扰的传输和存储。传感阵列采集的数字信号，形成数据存储到寄存器中，当接收到归零信号时，寄存器中的多组数据会形成一个数据组，被单片微控制器读取，同时读取第一光传感器的光强信息，通过定义在控制器中的指令对两种光强信息进行比对计算，得到光学密度。

本发明还提供一种光学密度计算方法，请参照图3，图3是本发明一种光学密度计算方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：

步骤S301，判断数据是否触发归零，若是，则转步骤S302，若否，则重置开关6；

作为优选地，本发明数据归零采用数控自动归零，其他领域的机械装置归零，一般采用撞针归零等机械结构进行反馈，但不适用于该发明，因为采用撞针等机械结构，容易在底片传送过程中刮花底片，对底片造成损坏，因此该发明采用数控方式进行自动归零。第二光传感器与第一光传感器接收到的光强信息进行比对，当两者数据相同或者偏离值低于阈值时，则认为光源控制系统1和光源接收装置2之间没有放置底片，从而将数据归零。

步骤S302，履带传送机3开始运作，第二光传感器测量入射光强，并将测量数据存储到寄存器中；

步骤S303，判断数据是否触发归零，若是，则转步骤S304，若否，则转步骤S302；

步骤S304，寄存器中的数据形成数据组，单片微控制器读取数据组并计算，在数字显示屏5上显示光学密度。

单片微控制器通过指令对数据进行筛选与计算，下面给出一个具体的汇编指令实现上述功能：

DATA SEGMENT

ARRAY DB

MAX DB 0

MIN DB 0

DATA ENDS

CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE,DS:DATA

START: MOV AX,DATA

MOV DS,AX

MOV SI,OFFSET ARRAY

MOV CX,0AH ;

MOV BH,[SI]

MOV BL,BH ;

A1: LODSB ;

CMP AL,BH ;

JLE A2 ;

MOV BH,AL ;

JMP A3

A2: CMP AL,BL ;

JGE A2 ;

MOV BL,AL ;

A3: LOOP A1

MOV MAX,BH

MOV MIN,BL

MOV AH,4CH

INT 21H

CODE ENDS

END START

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来讲是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (6)

1.一种自动测量黑度范围的光学密度计，其特征在于，包括光源控制系统、光源接收装置、履带传送机和中控系统；所述光源控制系统与光源接收装置相对设置，在光源控制系统与光源接收装置之间放置有多张底片，底片安放在履带传送机的传送带上，所述中控系统分别与光源控制系统、光源接收装置和履带传送机电连接；所述光源接收装置包括第二光传感器，所述第二光传感器采用线性传感阵列排列，每个所述第二光传感器之间通过微型隔板将其隔开。

2.根据权利要求1所述的自动测量黑度范围的光学密度计，其特征在于，所述光源控制系统包括光源、第一光传感器、光电转换器、电压比较器和ASK-幅度键控，所述第一光传感器采集光源的光强信号，通过光电转换器将光强信号转换为电信号，并通过电压比较器进行比较后，再由ASK-幅度键控对光源的光强进行调节。

3.根据权利要求1所述的自动测量黑度范围的光学密度计，其特征在于，所述微型隔板采用吸光材料制成。

4.根据权利要求1所述的自动测量黑度范围的光学密度计，其特征在于，所述中控系统采用单片微控制器，用于履带传送机的控制和数据信息的处理计算。

5.一种利用权利要求4所述的自动测量黑度范围的光学密度计实现的光学密度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，判断数据是否触发归零，若是，则转步骤2，若否，则重置开关；

步骤2，履带传送机开始运作，第二光传感器测量入射光强，并将测量数据存储到寄存器中；

步骤3，判断数据是否触发归零，若是，则转步骤4，若否，则转步骤2；

步骤4，寄存器中的数据形成数据组，单片微控制器读取数据组并计算，显示光学密度。

6.根据权利要求5所述的光学密度计算方法，其特征在于，所述归零采用数控方式，第二光传感器与第一光传感器接收到的光强信息进行比对，当两者数据相同或者偏离值低于阈值时，则认为光源控制系统和光源接收装置之间没有放置底片，从而将数据归零。