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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Objekten mittels Prüfstrahlung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung desselben.
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Bei der zerstörungsfreien Prüfung von Werkstücken, z. B. der Überprüfung von Schweißnähten von Rohren, werden Röntgenbilder von den entsprechenden Untersuchungsstellen angefertigt. Ausgedehntere Prüfbereiche werden dadurch untersucht, dass die Prüfvorrichtung nacheinander an verschiedene Bereiche des Prüfobjektes angesetzt wird.
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Bei diesen Verfahren und Prüfvorrichtungen werden zunehmend sog. Bildplatten verwendet, die in eine transparente Matrix eingebettet feine Leuchtstoffpartikel enthalten, die Speicherzentren enthalten. Diese Speicherzentren können durch Röntgenstrahlung in einem metastabilen Zustand angeregt werden. Belichtet man eine derartige Bildplatte über den zu untersuchenden Bereich eines Werkstückes mit Röntgenstrahlung, entsteht im Inneren der Aufzeichnungsschicht ein latentes Bild des durchstrahlten Objektbereiches. Die Röntgen-Belichtungszeit ist in der Regel sehr kurz, typischerweise zwischen 60 ms und 80 ms.
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Bei den bisher bekannten Prüfvorrichtungen wird eine Kassette verwendet, in welcher die Aufzeichnungsschicht angeordnet ist. Zum Auslesen des latenten Bildes muss die Aufzeichnungsschicht in einem Scanner ausgelesen werden. Hierzu muss der Bildträger aus der Kassette so entnommen werden, dass er keine nennenswerte Störbelichtung erfährt, und der Bildträger muss dann in einen Scanner eingeführt werden. Anschließend wird die Bildplatte durch starke Beleuchtung der gesamten Aufzeichnungsschicht mit Löschlicht von Restbildern befreit, und sie kann dann wieder in eine Kassette eingelegt werden, um eine neue Aufnahme zu machen.
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Dieser gesamte Zyklus dauert lange, und die Prüfvorrichtung wird vernünftigerweise erst dann zu einer weiteren zu prüfenden Stelle eines Rohres umgesetzt, wenn feststeht, dass die an der gerade bearbeiteten Prüfungsstelle gemachten Röntgenbilder gute Qualität haben. Ein wesentlicher Anteil der Zykluszeit besteht in der Dauer des Auslesevorganges. Aus diesem Grund wird hierbei mit Abtastgeschwindigkeiten des Bildträgers gearbeitet, die ein Auslesen des gesamten Bildes in einigen Minuten gewährleistet. In dieser Zeit wird nur ein Teil der angeregten Speicherzentren durch das Ausleselicht zum Relaxieren in den Grundzustand veranlasst. Die restlichen Speicherzentren werden durch den schon oben angesprochenen Löschvorgang gelöscht.
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Es wurde nun erkannt, dass man das nach dem Auslesen durch einen Scanner verbleibende Restbild noch zur Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses des aus dem latenten Bild gewonnenen elektrischen Bildes verwenden kann. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das latente Bild im Aufzeichnungsträger wiederholt auszulesen und die hierbei gewonnenen Bildsignalsätze additiv zusammenzusetzen.
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Ein solches weiteres Auslesen kann anschließend an das normale Auslesen erfolgen, und zwar in einer Zeit, in der schon feststeht, dass das aufgenommene Röntgenbild den Anforderungen im Wesentlichen entspricht, so dass die Prüfvorrichtung schon umgesetzt werden kann.
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Ein entsprechendes Verfahren ist Gegenstand des Anspruches 1.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es auch, die Zeit, die für den ersten Auslesezyklus bereitgestellt wird, gegenüber derjenigen Zeit herabzusetzen, wie sie in gängigen Scannern verwendet wird. Man kann auch in recht kurzer Zeit schon ein vorläufiges Bild erhalten, welches die Qualität des Röntgenbildes so weit zu beurteilen gestattet, dass entschieden werden kann, ob die Prüfvorrichtung umgesetzt werden kann oder ob an derselben Stelle nochmals ein Bild aufgenommen werden muss.
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Die weiteren Auslesezyklen, mit denen auch diejenigen Speicherzentren zum Erstellen eines rauscharmen elektrischen Bildes der Prüfstelle hinzugezogen werden können, die zunächst im angeregten Zustand verblieben sind, finden zu einer Zeit statt, in der schon das Umsetzen der Prüfvorrichtung erfolgen kann. Hier braucht auf Kürze der für das Auslesen verwendeten Zeit nicht geachtet werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist im Hinblick auf eine Reduzierung der zum Auslesen des Bildträgers notwendigen Zeit vorteilhaft. Dabei soll unter optisch entkoppelten Bildpunkten verstanden werden, dass der eine Bildpunkt nicht durch den auf den anderen Bildpunkt gerichteten Auslesestrahl in relevantem Maße beleuchtet wird und dass ein Lichtdetektor, der das von dem einen Bildpunkt zurücklaufende Fluoreszenzlicht misst, nicht in nennenswertem Maße von Fluoreszenzlicht erreicht wird, welches an einem anderen Bildpunkt erzeugt wird.
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Bei dem in 3 angegebenen Verfahren erhält man mehrere Sätze von Bildsignalen, die nacheinander gewonnen wurden und ein Spiegelbild der Dynamik des Auslesens des latenten Bildes sind. Diese Bildsignalsätze können getrennt dargestellt werden und getrennt verarbeitet werden.
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Das Verfahren gemäß Anspruch 4 zeichnet sich dadurch aus, dass es mit geringem Speicherbedarf auskommt.
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Bei dem im Anspruch 5 angegebenen Verfahren erkennt man sehr rasch die groben Eigenschaften eines latenten Bildes. Auf diese Weise ist schon früh erkennbar, ob das Bild insgesamt brauchbar ist oder wiederholt werden muss. Hierdurch werden bei fehlerhaften Aufnahmen erhebliche Zeitersparnisse erzielt.
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Bei einem Verfahren gemäß Anspruch 6 wird die Qualität des für den Benutzer erzeugten Zwischenbildes laufend gemäß dem Fortschreiten des Auslesens sichtbar. Man kann dann ggf. ein weiteres Auslesen des Bildes unterdrücken, wenn das erhaltene Bild schon ausreichende Qualität hat. Auch hierdurch wird eine Zeitersparnis erreicht.
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Liest man ein latentes Bild in aufeinanderfolgenden Auslesezyklen wiederholt aus, so nimmt die Zahl der noch angeregten Speicherzentren ab. Insgesamt wird die Signalhöhe abnehmen und das Rauschen zunehmen. Es kann somit vorteilhaft sein, bei späteren Auslesezyklen elektronische Verbesserungen des Signal/Rausch-Verhältnisses vorzunehmen, die bei den ersten Auslesezyklen nicht notwendig sind, so dass man sie im Hinblick auf möglichst geringe Auslesezeit dort ohne Schaden unterdrücken kann. Auch ist es möglich, bei diesen späteren Auslesezyklen einen Untergrund ganz abzuziehen, der das Signal/Rausch-Verhältnis beeinträchtigen würde. Die letzten Auslesezyklen dienen somit nur dazu, besonders stark belichtete Bildpartien nochmals auszulesen und die Amplituden der am stärksten belichteten Partikel genauer zu bestimmen. Auch kann man die in verschiedenen Auslesezyklen gewonnenen Bildsignalsätze unter Verwendung unterschiedlicher Gewichtungsfaktoren zu einem Gesamtbild zusammensetzen, die z. B. der jeweils verwendeten Intensität des Ausleselichtstrahles kompensierend Rechnung tragen.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 hat den Vorteil, dass das Auslesen des latenten Bildes automatisch beendet wird, wenn weitere Auslesezyklen keinen nennenswerten Beitrag zum Gesamtbild mehr versprechen.
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Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 ist im Hinblick auf ein rasches Auslesen von Vorteil.
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Gemäß Anspruch 10 kann man den vorgegebenen Wert, der über die Berücksichtigung oder Nichtberücksichtigung von Bildpunkten entscheidet, in Abhängigkeit davon vorgeben, das wievielte Mal das Bild ausgelesen wird. Auch dies ermöglicht letztlich eine Optimierung der Gesamt-Auslesezeit.
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Wenn man ein latentes Bild mehrfach ausliest, ist es notwendig, dass der Auslesekopf mehrere Male über den Bildträger bewegt wird. Dies wird in der Praxis so erfolgen, dass man den Aufnahmekopf in der Endstellung etwas vor den Rand des Bildträgers stellt, so dass etwaiges Spiel in der Antriebsmechanik ausgeräumt ist, wenn der Auslesekopf den Bildrand erreicht.
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Wo trotzdem noch kleine Positionsunterschiede in den Bildpunkten, die bei verschiedenen Auslesezyklen erhalten werden, aufgefunden werden, kann man die bei den verschiedenen Auslesezyklen erhaltenen Teilbilder gemäß Anspruch 11 aufeinander ausfluchten. Dieses Ausfluchten erfolgt anhand charakteristischer Bildpunkte oder aufgrund eines Least-Square Fits.
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Bei dem im Anspruch 12 angegebenen Verfahren wird der Bildträger abwechselnd von vorn nach hinten und von hinten nach vorn ausgelesen. Auch dies dient der Herabsetzung der Gesamt-Auslesezeit.
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Bei dem im Anspruch 14 angegebenen Verfahren hat man während eines Auslesezyklus den fertigen Teil des durch diesen Auslesezyklus nochmals verbesserten Gesamtbildes zusammen mit einem Bildteil gemäß dem letzten Auslesezyklus ständig vor Augen.
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Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 ist im Hinblick auf geringe Gesamt-Auslesezeit des Bildträgers von Vorteil.
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Bei einem Verfahren gemäß Anspruch 16 werden die bei den verschiedenen Auslesezyklen erhaltenen Bildsignalsätze intensitätsgerecht zusammengesetzt.
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Das Verfahren gemäß Anspruch 17 erlaubt es, unter Verwendung des zum Auslesen des Bildträgers dienenden Auslesekopfes auch das im Bildträger etwa noch verbleibende Restbild zu löschen.
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Wie eingangs schon erwähnt, ist ein kritischer Punkt bei der Verwendung von Bildplatten in der Werkstoffprüfung die Beschädigung der Bildplatten durch manuelles Handling.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, derartige Beschädigungen zu vermeiden.
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Hierzu schafft die Erfindung eine Prüfvorrichtung mit den im Anspruch 18 angegebenen Merkmalen.
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Bei einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung befinden sich ein lichtempfindlicher Aufzeichnungsträger und ein Scanner (Ausleseeinheit und Mechanik zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Bildträger und Ausleseeinheit) in einem gemeinsamen lichtdichten Gehäuse. Das Auslesen des Bildträgers erfordert somit nicht ein Öffnen der Kassette und ein Entnehmen und Wiedereinsetzen des Bildträgers. Damit ist der Bildträger weitgehend vor Beschädigung und Verunreinigung geschützt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Prüfvorrichtung sind wieder Gegenstand von Unteransprüchen.
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Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 19 arbeitet besonders rasch, da auf einer ganzen Zeile oder Spalte liegende Bildpunkte oder eine Teilgruppe derselben gleichzeitig ausgelesen werden.
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Auch durch das Vorsehen einer Mehrzahl paralleler Ausleseköpfe, wie es im Anspruch 20 angegeben ist, wird die zum mehrfachen Auslesen eines Bildträgers notwendige Zeit reduziert.
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Dabei hat die im Anspruch 21 angegebene Vorrichtung eine besonders einfache Mechanik, und man kann für die Ermittlung der Positionssignale für die verschiedenen Ausleseköpfe auch einen einzigen Positionssignalgeber verwenden.
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Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 22 erlaubt es, die Stärke des Auslese-Lichtstrahles bzw. der Auslese-Lichtstrahlen von einem Auslesezyklus zum anderen zu ändern.
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Verwendet man eine gesonderte Löschlichtquelle, wie im Anspruch 23 vorgeschlagen, so kann diese bei geringen Kosten eine hohe Leuchtstärke entwickeln. Dies erlaubt es, die Löschphase des Bildträgers kurzzuhalten.
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Bei einem Gerät nach Anspruch 24 kann man eine räumlich begrenzte Löschlichtquelle verwenden und diese einfach unter Verwendung der auch zum Bewegen des Auslösekopfes vorgesehenen Mechanik über den Bildträger bewegen.
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Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 25 hat eine Aufzeichnungsschicht, welche als empfindliches und gute Auflösung aufweisendes Aufzeichnungsmaterial im Handel erhältlich ist, das für eine große Anzahl von Benutzungszyklen verwendbar ist.
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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
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1 einen Schnitt durch eine Detektionskassette zur Verwendung bei der Röntgen-Prüfung von ebenen Objekten mit einem Auslesekopf längs der Schnittlinie I-I von 2;
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2 einen Schnitt durch die Detektionskassette nach 1 längs der dortigen Schnittlinie II-II;
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3 einen der 1 entsprechenden Schnitt durch eine Detektionskassette mit drei Ausleseköpfen;
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4 einen den 1 und 3 entsprechenden Schnitt durch eine Detektionskassette zur Verwendung bei der Prüfung von gekrümmten Objekten; und
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5 ein Blockschaltbild einer Bildformeinheit, die zusammen mit einer Detektionskassette nach einer der 1 bis 4 verwendet werden kann.
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In 1 ist mit 10 insgesamt eine Vorrichtung zum Prüfen von Objekten bezeichnet.
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Diese umfasst eine rohrförmige Röntgenquelle 12, mit welcher ein zylindersektorförmiger radialer Strahlungsfächer 14 aus Röntgenstrahlung als Prüfstrahlung erzeugt werden kann.
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Die Röntgenquelle 12 ist vor einer ersten (in 1 unten liegenden) Seite 16 eines zu prüfenden plattenförmigen Objekts 18 angeordnet und kann auf einer Aufnahmebahn längs des langen Objekts 18 verfahren werden, was durch einen Doppelpfeil angedeutet ist.
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Auf der von der Röntgenquelle 12 abliegenden zweiten Seite 20 des Objekts 18 ist eine Detektionskassette 22 so angeordnet, dass sie von Röntgenstrahlung getroffen wird, welche das Objekt 18 durchdrungen hat.
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Die Detektionskassette 22 umfasst ein Gehäuse 24, welches in einem Eintrittsfenster 26 einer ebenen vorderen Hauptwand 28 für Röntgenstrahlung durchlässig und für sichtbares Licht undurchlässig ist, und auch außerhalb des Einrittsfensters lichtdichteschlossen ist. Das Eintrittsfenster 26 ist in 2 gestrichelt angedeutet. Eine zur vorderen Hauptwand 28 parallele hintere Hauptwand des Gehäuses ist bei 29 gezeigt.
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Das Gehäuse 24 kann zudem gas-, flüssigkeits- und druckdicht ausgebildet sein, so dass die Detektionskassette 22 beispielsweise auch unter Wasser oder in agressivem oder Schwebstoffe enthaltendem gasförmigem Milieu verwendet werden kann.
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An der Innenseite der Hauptwand 28 des Gehäuses 24 ist hinter dessen Eintrittsfenster 26 eine Bildplatte 30 gehalten, welche eine Trägerfolie 32 umfasst, die auf ihrer von der Hauptwand 28 des Gehäuses 24 abliegenden Seite eine Phosphorschicht 34 trägt. Die Phosphorschicht 34 umfasst eine Matrix 36, in welcher einzelne fein gemahlene Leuchtstoffpartikel 38 homogen verteilt sind (vgl. 1).
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Die Leuchtstoffpartikel 38 sind durch Mahlen eines Speicherleuchtstoffmaterials erhalten, welches Farbzentren oder Speicherzentren aufweist. Hierbei handelt es sich um Fehlstellen, welche metastabile angeregte Elektronenzustände haben können. Trifft ein Röntgenquant auf ein solches Speicherzentrum, so kann ein Elektron des Speicherzentrums in einen langlebigen, metastabilen Anregungszustand angehoben werden, in dem es dann für längere Zeit (zwischen mehreren Minuten und mehreren Stunden) verbleibt.
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Der Röntgenstrahlungsfächer 14 erzeugt in der Bildplatte 30 ein latentes Durchstrahlungsbild des dieser gegenüberliegenden Abschnitts des Objekts 18, und zwar in deren Phosphorschicht 34. Die durch das Objekt 18 hindurchgetretene Röntgenstrahlung durchsetzt dabei zunächst die Trägerfolie 32 und trifft dann auf die Phosphorschicht 34, in welcher sie Speicherzentren anregt. Diese Anregung spiegelt lokal die Absorption von Röntgenlicht durch das Objekt 18 wider. Lunker und andere Fehler und auch gewollte Strukturen finden sich so als Änderungen in der Dichte angeregter Speicherzentren wieder.
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Während der Durchstrahlung des Objektes 18 steht der Auslesekopf 40 hinter einem für Röntgenstrahlung undurchlässigen Bereich der Hauptwand 28 des Gehäuses 24 neben deren Eintrittsfenster 26, so dass der Auslesekopf 40 nicht von Röntgenstrahlung getroffen wird.
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Um nun dieses latente Durchstrahlungsbild des Objektes 18 auslesen zu können, ist im Gehäuse 24 der Detektionskassette 22 ein leistenförmiger Auslesekopf 40 angeordnet. Dieser ist an seinen beiden Stirnseiten in Führungsleisten 42 und 44 geführt, die innen an einander gegenüberliegenden Schmalwänden 46 und 48 des Gehäuses 24 vorgesehen sind.
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Der Auslesekopf 40 ist mit einem Zahnriemen 46 gekoppelt, der über zwei Umlenkrollen 48 und 50 abläuft, von denen die in 2 links zu erkennende Umlenkrolle 48 mittels eines Schrittmotors 52 angetrieben werden kann. Auf diese Weise kann der Auslesekopf 40 auf einer Auslesebahn längs der Bildplatte 34 verfahren werden. Die Geschwindigkeit, mit welcher der Auslesekopf 40 auf seiner Auslesebahn verfahren wird, kann über die Ansteuerung des Schrittmotors 52 eingestellt werden.
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Im Gebrauch ist die Detektionskassette 22 so gegenüber der Röntgenquelle 12 ausgerichtet wie dargestellt: Deren transversale Mittelachse und die Mittelachse des Röntgenbündels 14 fluchten so, dass die Bildplatte 30 durch das Röntgenbündel 14 voll ausgeleuchtet wird. Bei anderen Anwendungen kann dies sinngemäß für die Längsachse der Detektionskassette 22 gelten.
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Man kann auch eine Röntgenquelle 30 verwenden, die nur einen schmalen Austrittsspalt für Röntgenlicht hat, und die Röntgenquelle 12 zur Durchleuchtung des gesamten Objektes über dieses hinwegfahren.
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Wie insbesondere in 2 zu erkennen ist, weist der Auslesekopf 40 eine Vielzahl von in seiner Längsrichtung fluchtend unter geringem Abstand angeordneten Detektoreinheiten 54 auf. Jede Detektoreinheit 54 ihrerseits umfasst jeweils eine mittig angeordnete Leuchtdiode 56 mit geringem Strahl-Öffnungswinkel, vorzugsweise eine Laserdiode, und zwei diese beidseitig flankierende Fotodioden 58.
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Die Leuchtdioden 56 emittieren im Roten. Durch das von einer Leuchtdiode 56 emittierte Licht wird jeweils ein Punkt der Phosphorschicht 34 beleuchtet, der unmittelbar vor der betreffenden Leuchtdiode 56 liegt. Elektronen von Zentren der Leuchtstoffpartikel 38 der Phosphorschicht 34, welche in einem angeregten metastabilen Zustand vorliegen, werden von der Leuchtdiodenstrahlung auf ein höheres Energieniveau angehoben und relaxieren von dort unter Emission von blauer Fluoreszenzstrahlung, die wiederum von den Fotodioden 58 erfasst wird. Bei nur kurzzeitiger Bestrahlung relaxiert nur ein Teil der getroffenen angeregten Speicherzentren.
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Die Leuchtdioden 56 und die Fotodioden 58 sind in ein Materialvolumen eingebettet, welches von den Leuchtdioden 56 emittierte Auslesestrahlung absorbiert. Hierdurch wird die Richtcharakteristik des Auslese-Lichtrahles schärfer, den eine Leuchtdiode erzeugt, und von den Fotodioden wird gestreutes Anregungslicht ferngehalten.
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Somit wird von jeder Fotodiode 58 einer Detektoreinheit 54 nur das Fluoreszenzlicht erfasst, welches durch die Leuchtdiode 56 dieser Detektoreinheit 54 ausgelöst wurde.
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Durch diese Anordnung der Leuchtdioden 56 und der Fotodioden 58 weist der Auslesekopf 40 einen linienförmigen Detektionsbereich auf, so dass die Bildplatte spaltenweise ausgelesen werden kann.
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Die von dem Auslesekopf 40 erhaltenen Bilddaten werden an eine Bildformeinheit 60 übertragen. Diese steht ihrerseits mit einer Verarbeitungs- und Steuereinheit 62 in Verbindung, welche auch mit dem Schrittmotor 52 zusammenarbeitet, der zum Vorschub des Auslesekopfes 40 dient, und kann erstellte Bilder auf einem Monitor 64 ausgeben.
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Die Bildformeinheit 62 hat den in 5 näher gezeigten Aufbau.
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Ein Eingangsspeicher 66 erhält jeweils die Ausgangssignale der Fotodioden 58 für diejenige Bildspalte, die vom Auslesekopf 40 gerade erfasst wird. Dabei sind zuvor schon im Auslesekopf 40 die Ausgangssignale zweier Fotodioden 58, die zu einer Leuchtdiode 56 gehören, additiv zusammengefasst worden.
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Der Eingangsspeicher 66 ist mit einem Prozessor 68 verbunden. Letzterer erhält über ein Interface 70, z. B. eine Netzwerkkarte, von der Verarbeitungssteuereinheit 62 die Steuerimpulse, welche auf den Schrittmotor 52 gegeben werden. Auf diese Weise weiß der Prozessor 68, welche Spalte des Bildträgers 30 gerade ausgelesen wird, indem er die erhaltenen Steuerimpulse in einem Spaltenzähler 72 aufaddiert. Der Spaltenzähler 72 wird nullgesetzt, wenn der Aufnahmekopf 40 seine in Figur links gelegene Ruhestellung erreicht hat. Dies kann z. B. durch eine nicht dargestellte Gabellichtschranke erfolgen.
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Jeweils bei Erhalt eines Steuerimpulses liest der Prozessor 68 den Eingangsspeicher 66 aus und speichert die erhaltene Bildspalte gemäß der Spaltennummer in einen einer Mehrzahl von Teilbildspeichern 74-1, 74-2, 74-3, 74-i usw.
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Von den Teilbildspeichern 74-i ist der Teilbildspeicher 74-1 dann aktiviert, wenn der Auslesekopf 40 das erste Mal über den Bildträger 30 bewegt wird.
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Der Teilbildspeicher 74-2 wird aktiviert, wenn der zweite Bildträger-Auslesezyklus durchlaufen wird usw.
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Die erhaltenen Bildsignale für eine Spalte werden ebenfalls gemäß der Spaltennummer zu denen der entsprechenden Spalte eines Summenbildes, welches in einem Summenspeicher 76 steht, hinzuaddiert, und die so fortgeschriebene Spalte des Summenbildes wird wieder in dem Summenbildspeicher 76 abgelegt. Der Summenbildspeicher 76 ist über eine Grafikkarte 78 mit dem Monitor 64 verbunden.
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Auf diese Weise kann der Aufbau des ausgelesenen Teiles des Teilbildes am Monitor 64 verfolgt werden.
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Unter einem Teilbild soll hier ein Bild verstanden werden, das alle Pixel der Bildplatte umfasst, wobei aber die Intensitäten der Pixel noch kleiner sind als sie es wären, wenn man die Punkte so lange mit Ausleselicht bestrahlt hätte, dass alle aktivierten Speicherzentren relaxieren.
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Nachstehend wird nun beispielhaft die Funktionsweise der Prüfvorrichtung 10 nach den 1 und 2 mit einem einzigen Auslesekopf 40 erläutert.
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Hierbei wird nachstehend auf Zeilen und Spalten von Bildpunkten Bezug genommen. Dabei verlaufen die Zeilen parallel zu den längeren Kanten des Bildträgers, also in 2 horizontal, die Spalten parallel zu den kürzeren Kanten der Bildplatte 30, also in 2 vertikal.
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Nachdem in der Bildplatte 30 mit einem Röntgenblitz ein latentes Durchstrahlungsbild des Objektes 18 erzeugt worden ist, wird dieses folgendermaßen ausgelesen: Die Bildplatte 30 wird durch rasches Verfahren des Auslesekopfes 40 über den Bildträger 30 ein erstes Mal ausgelesen, und unter Verwendung der Steuerimpulse für den Schrittmotor 52 und der Zeilen-Nummer der Fotodioden 58 wird in der Bildformeinheit 60 ein erstes elektrisches Teilbild erhalten.
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Die Verarbeitungs-Steuereinheit 62 weiß, dass der Auslesekopf 40 nach einer vorgegebenen Anzahl von Steuerimpulsen das in 1 rechts gelegene Ende des Bildträgers 30 erreicht hat. Ebenso weiß der Prozessor 68 bei Erreichen einer vorgegebenen Spaltennummer, die der letzten Spalte des Bildträgers 30 entspricht, dass der Auslesekopf 40 das Ende seiner Bahn erreicht hat.
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Das nach dem ersten Auslesezyklus erhaltene Teilbild ist von der Durchzeichnung her und auch vom Signal/Rauschverhältnis her deutlich schlechter als ein Bild, welches man bei sehr langsamem Abrastern des Bildträgers erhalten würde. Trotzdem genügen diese ersten Informationen aber häufig schon, um festzustellen, ob die Aufnahme insgesamt ”gelungen” ist oder nicht. Falls ja, kann man die gesamte Prüfvorrichtung schon von der momentanen Prüfstelle abnehmen und auf eine neue Prüfstelle versetzen, wobei dann das weitere Auslesen des Bildträgers innerhalb derjenigen Zeit erfolgen kann, die man braucht, um die gesamte Vorrichtung an der neuen Prüfstelle anzubringen.
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Bei diesem ersten Auslesezyklus, welcher im Hinblick auf ein rasches Erhalten eines beurteilbaren Bildes rasch erfolgte, sind in der Bildplatte noch viele (je nach Geschwindigkeit 50 bis 80%) der Speicherzentren im angeregten Zustand verblieben. Die Bildplatte wird daher anschließend weitere Male ausgelesen, um die Bildqualität zu verbessern. Hierzu werden Teilbilder, die bei verschiedenen Ausleszyklen erhalten werden, aufsummiert.
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Nach dem ersten Auslesezyklus schaltet die Verarbeitungs-Steuereinheit 62 daher dann die Drehrichtung des Schrittmotors 52 um, und letzterer bewegt den Auslesekopf 40 dann jeweils bei Erhalt eines Steuerimpulses um eine Spalte nach links. Dieses inkrementweise Bewegen des Auslesekopfes 40 nach links bildet den zweiten Auslesezyklus. In diesem ist dann der Teilbildspeicher 74-2 aktiviert, und der Prozessor 68 speichert die vom Eingangsspeicher 66 erhaltenen Bildspalten gemäß der Spaltennummer im Teilbildspeicher 74-2 ab.
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Gleichzeitig addiert der Prozessor 68 wieder jeweils die erhaltenen Bildspalten zu den entsprechenden Spalten des im Summenbildspeicher 76 gehaltenen Summenbildes. Entsprechend wird die Anzeige auf dem Monitor 64 laufend aktualisiert.
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Der zweite Auslesezyklus findet sein Ende, wenn der Auslesekopf 40 wieder seine links gelegene Endstellung erreicht, wie sie in 1 gezeigt ist.
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Dies erkennt die Verarbeitungs-Steuereinheit 62 wieder aus der Anzahl der auf den Schrittmotor 52 gegebenen Steuerimpulse und/oder aus dem Ausgangssignal einer bei Erreichen der Endstellung betätigten Gabellichtschranke. Auch der Prozessor 68 weiß, dass nach Wiedererreichen der Spalten-Nummer null ein neuer Auslesezyklus beginnt und aktiviert nun für den nächsten Auslesezyklus den Teilbildspeicher 74-3.
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Der dritte Auslesezyklus und ggf. weitere Auslesezyklen mit ungeraden Nummern verlaufen wie der Auslesezyklus Nr. 1, und ein Auslesezyklus 4 und weitere Auslesezyklen mit geraden Nummern verlaufen wie der Auslesezyklus 2.
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Auf diese Weise werden nun insgesamt die Teilbildspeicher 74-i mit Teilbild-Signalsätzen gefüllt, und im Summenbildspeicher 76 steht als Summenbild, das sich aus der Aufsummierung der Intensitäten für die einzelnen Bildpixel ergibt und auf dem Monitor 64 dargestellt ist.
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Der gesamte Ausleseprozess kann dann auf verschiedene Weise beendet werden: zum einen durch visuelle Betrachtung des Monitors 64 nach Erreichen einer als ausreichend erachteten Bildqualität oder automatisch, wenn der Prozessor 68 feststellt, dass sich durch den letzten Auslesezyklus das Summenbild nicht mehr wesentlich verändert hat, oder wenn der Prozessor 68 festgestellt hat, dass auch die hellsten Bildpunkte im letzten Auslesezyklus unterhalb einer vorgegebenen Schwelle gelegen haben. Andere Kriterien, nach denen das Beenden des Ausleseprozesses vorgegeben werden kann, sind nach dem jeweiligen Anwendungsfall einfach zu programmieren und können z. B. in einem Steuerdatenspeicher 80 abgelegt sein.
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Die Verarbeitungs-Steuereinheit 62 ist vorzugsweise so programmiert, dass im ersten Auslesezyklus der Auslesekopf 40 mit größerer Geschwindigkeit über den Bildträger 30 bewegt wird, so dass er seine in 1 rechte Endstellung schon nach kurzer Zeit, z. B. 10 sec., erreicht hat. Bei einem solch raschen Abtasten des Bildträgers 30 verbleiben viele Speicherzentren in angeregtem Zustand.
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Die Verarbeitungs-Steuereinheit 62 wird dann die weiteren Auslesezyklen mit geringerer Geschwindigkeit (kleinere Frequenz der Steuerimpulse für den Schrittmotor 52) durchführen, so dass beim zweiten Auslesezyklus und weiteren Auslesezyklen mehr aktivierte Speicherzentren zum Relaxieren gebracht werden.
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Die Verarbeitungs-Steuereinheit 62 kann dann bei nochmals weiteren Steuerzyklen auch vorgeben, dass die Helligkeit der Leuchtdioden 56 erhöht wird.
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Auch veranlasst die Verarbeitungs-Steuereinheit 62 dann, wenn der Ausleseprozess beendet wurde, dass der Auslesekopf 40 nochmals zweimal über den Bildträger 30 bewegt wird, wobei seine Leuchtdioden 56 auf maximale Helligkeit gesteuert werden. Bei dieser Bewegung werden dann etwa weiterhin noch nicht relaxierte Speicherzentren gelöscht. Die Bildplatte 30 ist dann für eine neue Aufnahme bereit.
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Nach Beendigung des Ausleseprozesses kann dann der Prozessor 68 über das Interface 70 den Inhalt des Summenbildspeichers 76, und falls gewünscht auch einige oder alle Teilbildspeicher 70-i an die Verarbeitungs-Steuereinheit 72 weitergeben, wo sie zur Dokumentation gespeichert werden und ggf. weiter ausgewertet werden.
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In 3 ist als zweites Ausführungsbeispiel eine Prüfvorrichtung 10 gezeigt, wobei die zugehörige Röntgenquelle nicht dargestellt ist. Komponenten, welche denjenigen der Detektionskassette 22 nach den 1 und 2 entsprechen, tragen dieselben Bezugszeichen.
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Im Unterschied zur Detektionskassette nach den 1 und 2 umfasst die Detektionskassette 22 nach 3 als Ausleseeinheit 40 drei Ausleseköpfe 40-1, 40-2 und 40-3, welche gleichermaßen starr untereinander und mit dem Zahnriemen 46 gekoppelt und in dessen Bewegungsrichtung gesehen aufeinanderfolgend angeordnet sind.
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Jeder Auslesekopf 40-1, 40-2 kommuniziert mit der Bildformeinheit 60. Die Ausleseköpfe 40-2 und 40-3 haben gleichen Aufbau wie der Auslesekopf 40-1, der dem Auslesekopf 40 von 2 im Aufbau entspricht. Jeder Auslesekopf gibt damit einen eigenen linienförmigen Auslesebereich vor.
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Während der Aufnahme des Durchstrahlungsbildes sind die Ausleseköpfe 401, 40-2, 40-3 wieder hinter einem für Strahlung undurchlässigen entsprechend breiten Bereich der Hauptwand 28 des Gehäuses 24 neben deren Eintrittsfenster 26 angeordnet, so dass sie nicht von Röntgenstrahlung getroffen werden können.
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Bei hier nicht gezeigten weiteren Abwandlungen können auch nur zwei Ausleseköpfe oder auch mehr als drei Ausleseköpfe vorgesehen sein.
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In 4 ist als drittes Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zum Prüfen von rohrförmigen Objekten mit 10 gekennzeichnet. Dort tragen Komponenten, welche denjenigen der Prüfvorrichtung 10 nach 1 entsprechen, ebenfalls dieselben Bezugszeichen.
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Das Gehäuse 24 der Detektionskassette 22 ist nun nicht quader- oder plattenförmig; vielmehr sind die radial innenliegende Hauptwand 28 des Gehäuses 24 mit dem Eintrittsfenster 26 und eine koaxiale äußere Hauptwand 29 teilzylindrisch, und das Gehäuse 24 begrenzt einen ringsegmentförmigen Innenraum.
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Die Führungsleisten 42 und 44 folgen der Krümmung der Gehäusehauptwand 28, so dass der Auslesekopf 40 auf einer entsprechend gekrümmten Auslesebahn unter Einhaltung eines konstanten Abstands längs der Bildplatte 30 verfahren werden kann. Das der Gehäusehauptwand 28 zugewandte vordere Trum des Zahnriemens 46 ist durch nicht gezeigte Führungsmittel in einer entsprechend gekrümmten Bahn geführt, die an den Längskanten des Zahnriemens 46 von seitlich außen angreifen.
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Der Krümmungsradius der Detektionskassette 22 und der übrigen entsprechend gekrümmten Komponenten hängt von dem zu prüfenden Objekt 18 ab und ist so abgestimmt, dass das Eintrittsfenster 26 der Gehäusehauptwand 28 in konstantem Abstand vor der gekrümmten Objektoberfläche liegt.
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Die Detektionskassette 22 kann als Ausleseeinheit einen einzigen Auslesekopf umfassen. Ein solcher ist in 4 mit durchgezogenen Linien gezeigt und mit 40-1 bezeichnet. Die Detektionskassette 22 kann als Ausleseeinheit auch; wie die Detektionskassette 22 nach 3, einen oder mehrere weitere Ausleseköpfe umfassen, wobei in 4 zwei weitere Ausleseköpfe 40-2 und 40-3 mit gestrichelten Linien dargestellt sind.
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Die Detektionskassette 22 und die Röntgenquelle 12 sind vorzugsweise in fester Relativlage auf einem gemeinsamen Rahmen 90 angeordnet, der nur schematisch angedeutet ist und mit nicht gezeigten Mitteln zum lösbaren Festlegen auf dem rohrförmigen Objekt 18 ausgestattet ist.
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Der Rahmen 90 und damit die Röntgenquelle 12 kann über der Außenfläche des rohrförmigen Objekte 18 in Umfangsrichtung versetzt werden, was in 4 durch einen gekrümmten Doppelpfeil angedeutet ist, und/oder axial versetzt werden. Auf dies Weise können die gesamte Oberfläche des Objektes oder ausgewählte Teile derselben sukzessive geprüft werden.
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Die Erstellung von Teilbildern und Summenbildern erfolgt bei Detektionskassetten mit mehreren Ausleseköpfen ähnlich wie oben unter Bezugnahme auf 5 für Detektionskassetten mit einem Auslesekopf beschrieben, mit der Maßgabe, dass Teilbildspeicher in der Zahl der Ausleseköpfe entsprechender Zahl vorgesehen werden und beim Fortschreiben des Summenbildspeichers die Bildspalten der Ausleseköpfe mit einem dem Kopfabstand entsprechenden Versatz der Spaltennummer zum Summenbild hinzuaddiert werden.
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In Abwandlung der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele kann man das Löschen eines Restbildes statt durch einen Auslesekopf auch durch eine getrennte Löschlichtquelle vornehmen, wie sie gestrichelt in 1 bei 92 eingetragen ist. Derartige Löschlichtquellen können preisgünstigere langlebige und breitbandigere Lichtquellen sein und flächig sein. Sie werden vorzugsweise mechanisch mit einem Ausleskopf verbunden, so dass sie durch dessen Antriebsmechanik über die Bildplatte 30 verfahrbar sind.
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Man kann auch flächige Löschlichtquellen verwenden, welche an der hinteren Hauptwand 29 angebracht sind und die gesamte Bildplatte 30 überdecken.
