DE102018201247A1

DE102018201247A1 - Objektdurchstrahlungsvorrichtung und Verfahren zum Ermitteln eines Zustandes einer Objektdurchstrahlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018201247A1
Application number: DE102018201247.4A
Authority: DE
Inventors: Marco Erler
Original assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2019-08-01
Also published as: KR20190091200A; US10895652B2; US20190235101A1; KR102220803B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10), mit einer Strahlungsquelle (12), die dazu eingerichtet ist, eine elektromagnetische Strahlung zum Durchstrahlen eines Objekts zu erzeugen und abzustrahlen, mit einer Detektoreinrichtung (16), die derart angeordnet ist, dass die abgestrahlte und zumindest teilweise durch das Objekt hindurchtretende elektromagnetische Strahlung zumindest anteilig auf ihr auftrifft, und die dazu eingerichtet ist, ein Durchstrahlungsbild des Objekts zu erzeugen. Es ist zusätzlich zu der Detektoreinrichtung (16) eine Sensoranordnung (20) vorhanden, die dazu eingerichtet ist, eine der Strahlungsquelle (12) zugeordnete Strahlungskenngröße zu ermitteln. Eine Auswerteeinheit (26) ist dazu eingerichtet, einen Qualitätsparameter des erfassten Durchstrahlungsbildes zu ermitteln oder zu empfangen, die Strahlungskenngröße auszuwerten und anhand des Qualitätsparameters und der Strahlungskenngröße eine Aussage über einen Zustand der Detektoreinrichtung und/oder der Strahlungsquelle zu treffen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Objektdurchstrahlungsvorrichtung und ein Verfahren zum Durchstrahlen eines Objekts. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Lösung zum Feststellen einer Funktionsfähigkeit eines Detektors, der zum Erfassen von Objektdurchstrahlungsbildern verwendet wird, und/oder einer Strahlungsquelle zur Erzeugung der Strahlung.
Für die Untersuchung von Objekten und insbesondere für die Überprüfung von industriell oder handwerklich gefertigten Werkstücken kommen Durchstrahlungsvorrichtungen und -verfahren zum Einsatz. Hierdurch kann zum Beispiel die Maßhaltigkeit eines Werkstücks oder das Vorhandensein innerer Fehler überprüft und/oder festgestellt werden. Insbesondere werden hierfür Lösungen aus dem Bereich der Computer-Tomographie (CT) verwendet, die auf invasiver elektromagnetischer Strahlung insbesondere in Form von Röntgenstrahlung basieren. Röntgenstrahlung kann durch Beschleunigung (Abbremsung) von Teilchen (z. B. Elektronen) in einem Target einer Röntgenstrahlungsquelle erzeugt werden. Der spektrale Bereich der invasiven Strahlung ist dabei nicht durch bestimmte Wellenlängen beschränkt.
Bei CT-Vorrichtungen und -Verfahren wird ein Werkstück mit Röntgenstrahlung aus verschiedenen Einfallsrichtungen bestrahlt, um eine Mehrzahl von Durchstrahlungsbildern bzw. insbesondere Röntgenbildern aufzunehmen. Es handelt sich daher um Projektionsbilder. Diese werden anschließend durch einen Computer zu einer dreidimensionalen (3D) Darstellung des durchstrahlten Werkstücks zusammengesetzt.
Zum Erzeugen der Ergebnisse der Durchstrahlung, d.h. der Durchstrahlungsbilder, kommen Detektoren zum Einsatz, die beispielweise einen Szintillator und/oder Fotodioden umfassen. Insbesondere können die Detektoren als sogenannte Flachbilddetektoren, d.h. Detektoren mit geringer Tiefe, ausgebildet sein. Die Detektoren sind insbesondere dazu eingerichtet, aus der elektromagnetischen Strahlung, welche das Objekt oder Werkstück zumindest teilweise durchdringt und anschließend auf den Detektor fällt, ein zweidimensionales Durchstrahlungsbild zu erzeugen. Hierfür können die Detektoren eine Mehrzahl einzelner Detektorelemente zur Erzeugung jeweils eines Pixels umfassen, die häufig in einer Matrixform mit in Reihen und Spalten angeordneten Detektorelementen ausgebildet sind und jeweils einen für das Element individuellen Strahlungswert, d.h. eines Wertes der im Erfassungszeitintervall auf das Element auftreffenden Strahlungsmenge, erfassen.
Insbesondere kann pixelweise ein gradueller Strahlungswert erfasst werden, der in einem entsprechenden Bild als sogenannter Grauwert des Pixels dargestellt werden kann.
Es hat sich gezeigt, dass die Qualität der von einer Detektorvorrichtung erfassten Bilder aufgrund von Alterungseffekten mit der Zeit abnehmen kann. Insbesondere kann die Detektorvorrichtung mit der Zeit fehlerhafte oder unpräzise Bilderfassungen vornehmen. Eine aussagekräftige Werkstücküberprüfung kann hierdurch erschwert oder sogar unmöglich werden. Da es sich bei der Detektorvorrichtung aber um eine vergleichsweise teure Komponente handelt, ist andererseits ein unnötig früher Austausch zu vermeiden.
Auch die Qualität der Strahlungsquelle invasiver Strahlung kann im Laufe der Zeit abnehmen. Insbesondere kann das Target verschleißen und kann ein Transmissionsgrad eines Fensters, durch das hindurch die invasive Strahlung die Quelle verlässt und auf das Messobjekt eingestrahlt wird, abnehmen. Bei einem Targetverschleiß kann die Strahlungsflussdichte der Strahlung, die innerhalb der Quelle auf das Target eingestrahlt werden, im Laufe der Zeit abnehmen.
Auch bei der Quelle und deren Komponenten handelt es sich um Teile, die unter wirtschaftlichen Aspekten nicht zu früh ausgetauscht werden sollten.
Es besteht somit ein Bedarf dafür, Degradationen der Detektorvorrichtung und der Strahlungsquelle zuverlässig zu erfassen.
Die Erfindung betrifft allgemein den Ansatz, neben einem Erfassen von etwaigen Fehlergrößen der Detektorvorrichtung zusätzliche Größen zu erfassen, um andere Fehlerquellen für eine mangelnde Bildqualität auszuschließen. Zum Beispiel wird in einem Aspekt zusätzlich eine Strahlungsdosis der elektromagnetischen Strahlung bestimmt, um auszuschließen, dass die Bildqualität aufgrund einer fehlerhaften Strahlungsquelle und nicht aufgrund einer fehlerhaften Detektorvorrichtung abnimmt, bzw. um festzustellen, inwieweit die Leistung der Strahlungsquelle abgenommen hat. Somit kann mit einer höheren Zuverlässigkeit ermittelt werden, ob und/oder in welchem Grade die Detektorvorrichtung und/oder die Strahlungsquelle tatsächlich fehlerhaft ist und/oder ausgetauscht werden muss.
Im Detail schlägt die Erfindung eine Objektdurchstrahlungsvorrichtung sowie ein Verfahren gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen vor. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Objektdurchstrahlungsvorrichtung umfasst eine Strahlungsquelle, die dazu eingerichtet ist, eine elektromagnetische Strahlung zum Durchstrahlen eines Objekts zu erzeugen und abzustrahlen. Weiterhin umfasst sie eine Detektoreinrichtung, die derart angeordnet ist, dass die abgestrahlte und zumindest teilweise durch das Objekt hindurchtretende elektromagnetische Strahlung zumindest anteilig auf ihr auftrifft, und die dazu eingerichtet ist, ein Durchstrahlungsbild des Objekts (auch Projektionsbild genannt) zu erzeugen. Eine zusätzlich zu der Detektoreinrichtung vorhandene Sensoranordnung der Objektdurchstrahlungsvorrichtung ist ferner dazu eingerichtet, eine der Strahlungsquelle zugeordnete Strahlungskenngröße, insbesondere eine Strahlungsdosis (z. B. in einem von der Sensoranordnung erfassten Raumwinkelbereich) und/oder eine momentane Strahlungsleistung, insbesondere eine Strahlungsflussdichte, zu ermitteln. Eine Auswerteeinheit ist dazu eingerichtet, einen Qualitätsparameter des erfassten Durchstrahlungsbildes zu ermitteln oder zu empfangen sowie die Strahlungskenngröße auszuwerten. Die Auswerteeinheit ist insbesondere dazu eingerichtet, den Qualitätsparameter des erfassten Durchstrahlungsbildes zu ermitteln oder zu empfangen, und z.B. dann, wenn der Qualitätsparameter ein vorbestimmtes Degradationskriterium erfüllt, zu überprüfen, ob die Strahlungskenngröße in einem vorbestimmten Bereich liegt, der eine gewünschte Funktionsweise der Strahlungsquelle anzeigt. Dies ist ein Beispiel für eine Auswertung der Strahlungskenngröße. Auch kann die Auswerteeinheit dazu ausgebildet sein, bei einem Erfüllen des Degradationskriteriums und bei einem Vorliegen einer Strahlungsdosis in dem vorbestimmten Dosisbereich eine Degradation der Detektoreinrichtung festzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann anhand der Strahlungskenngröße ermittelt werden, welche Qualitätseinbuße die Strahlungsquelle und/oder die Detektoreinrichtung erfahren hat. Allgemein kann die Auswerteeinheit daher dazu eingerichtet sein, anhand des Qualitätsparameters und der Strahlungskenngröße eine Aussage über einen Zustand der Detektoreinrichtung und/oder der Strahlungsquelle zu treffen.
Die Strahlungsquelle kann dazu ausgebildet sein, elektromagnetische Strahlung in Form von Röntgenstrahlung zu emittieren. Hierfür kann die Strahlungsquelle eine Röntgenröhre umfassen und/oder eine Teilchenstrahlquelle, insbesondere zum Aussenden von Elektronen. Die ausgesendeten Elektronen oder andere ausgesendete Teilchen können auf ein Target treffen, das dazu ausgebildet ist, die invasive Strahlung in Form von Bremsstrahlung zu erzeugen. Die schlussendlich von der Strahlungsquelle ausgesendete invasive Strahlung kann durch einen Objektaufnahmebereich (auch als Messvolumen zu bezeichnen) hindurch auf die Detektoreinrichtung eingestrahlt werden. Der Objektaufnahmebereich kann eine geeignete Struktur zum Positionieren, Abstützen und/oder Halten des Objekts umfassen, zum Beispiel einen Drehtisch oder eine Halterung. Bei dem zu durchstrahlenden Objekt kann es sich um ein industrielles oder handwerkliches Erzeugnis und/oder um ein Werkstück handeln, das hinsichtlich seiner Maßhaltigkeit, Qualität und/oder Fehlerfreiheit überprüft werden soll.
Die Detektoreinrichtung kann einen einleitend genannten Flachbilddetektor umfassen oder als ein solcher ausgebildet sein. Insbesondere kann sie einen Szintillator umfassen und/oder eine vorzugsweise matrixförmige Anordnung von Sensorelementen (z. B. Fotodioden). Die Detektoreinrichtung kann allgemein dazu ausgebildet sein, zweidimensionale Durchstrahlungsbilder des Objekts zu erfassen.
Insbesondere kann die Objektdurchstrahlungsvorrichtung nach Art einer industriellen CT-Vorrichtung ausgebildet sein und eine Mehrzahl von insbesondere zweidimensionalen Durchstrahlungsbildern aus unterschiedlichen Bestrahlungsrichtungen erfassen. Diese können dann zu dreidimensionalen Ansichten des durchstrahlten Objekts rekonstruiert werden.
Die Sensoranordnung kann z.B. eine aktuelle (innerhalb eines aktuellen Messzeitraums von der Sensoranordnung aufgenommene) und/oder eine kumulierte (über einen Zeitraum seit Inbetriebnahme der Objektdurchstrahlungsvorrichtung oder Rücksetzung eines Dosiszählers) Strahlungsdosis ermitteln. Die kumulierte Strahlungsdosis kann die über eine bisherige Lebensdauer oder eine definierte Betriebsdauer der Detektoreinrichtung aufaddierte gemessene Strahlungsdosis angeben. Die aktuelle Strahlungsdosis kann hingegen die für eine aktuelle Bilderfassung ausgesendete und/oder für eine aktuelle Bilderfassung auf der Detektoreinrichtung auftreffende Strahlungsdosis betreffen. Im Fall von Röntgenstrahlung kann die Strahlungsdosis in Form einer Energiedosis (zum Beispiel in der Einheit Gray) oder in Form einer Ionendosis gemessen werden.
Die von der Sensoranordnung gemessene Strahlungsdosis kann prinzipiell an einer beliebigen Stelle im Strahlenverlauf der von der Strahlungsquelle erzeugten Strahlung gemessen werden und/oder eine beliebige Strahlungsdosis entlang dieses Verlaufs betreffen. In einer Ausführungsform wird die gemessene Strahlungsdosis in eine auf die Detektoreinrichtung auftreffende Strahlungsdosis umgerechnet. Die auftreffende Strahlungsdosis gibt Auskunft darüber, welche Strahlungsdosis der Detektoreinrichtung zur Bilderfassung tatsächlich zur Verfügung steht. Zusätzlich oder alternativ kann die von der Sensoranordnung gemessene Strahlungsdosis in eine von der Strahlungsquelle unmittelbar ausgesendete Strahlungsdosis umgerechnet werden (im Folgenden Quellendosis). Die Quellendosis kann Auskunft über die Leistungsfähigkeit der Strahlungsquelle geben und/oder darüber, ob diese einen vorbestimmten Sollwert erreicht. Die für die Umrechnung benötigten Zusammenhänge können experimentell ermittelt und/oder errechnet werden.
Näherungsweise kann die von Sensoranordnung gemessene ausgesendete Strahlungsdosis auch als identisch zu der auftreffenden Strahlungsdosis und/oder zu der Quellendosis angenommen werden. Insbesondere kann die auftreffende Strahlungsdosis näherungsweise als identisch zu der Quellendosis angenommen werden. Statt einer jeweiligen Identität kann auch ein vorbestimmtes konstantes Verhältnis der vorstehenden Werte angenommen werden. Ferner können sämtliche der vorstehenden Strahlungsdosiswerte wiederum als aktuelle und/oder als kumulierte Werte betrachtet werden.
Ein vorbestimmter Wertebereich der Strahlungskenngröße (z.B. ein Dosisbereich), der eine gewünschte und insbesondere fehlerfreie Funktionsweise der Strahlungsquelle anzeigt, kann vorab ermittelt werden (zum Beispiel experimentell oder durch Berechnungen).
Wie erwähnt kann alternativ oder zusätzlich zu der Dosis eine andere Strahlungskenngröße, wie z. B. eine Strahlungsflussdichte im räumlichen Erfassungsbereich der Sensoranordnung erfasst werden. Umrechnungen auf die entsprechende Größe an der Strahlungsquelle und/oder am Detektor können analog wie bei der Dosis durchgeführt werden.
Die Auswerteeinheit kann Bestandteil einer Computer- oder Steuereinrichtung der Objektdurchstrahlungsvorrichtung sein oder eine solche bilden. Insbesondere kann die Auswerteeinheit einen Prozessor (bzw. eine CPU) umfassen und/oder mit der Sensoranordnung zur Übermittlung von Daten oder Signalen verbunden sein. Die Auswerteeinheit kann zum Beispiel mithilfe von Bildauswertealgorithmen einen vorbestimmten Qualitätsparameter des Durchstrahlungsbildes ermitteln. Bei dem Qualitätsparameter handelt es sich vorzugsweise um ein Signal-Rausch-Verhältnis der von der Detektoreinrichtung erzeugten Bildsignale. Alternativ oder zusätzlich kann ein spektraler Fehler, ein Kontrastfehler, ein Unschärfemaß, ein Belichtungsfehler oder ein anderweitig geeigneter Parameter ermittelt werden, der einen Rückschluss auf die Qualität und/oder die Fehlerfreiheit (bzw. einen Fehler) der Bilderfassung ermöglicht. In jedem Fall kann bei der Ermittlung des Qualitätsparameters des Durchstrahlungsbildes optional zusätzliche Information wie z. B. Information über Bildwerte zumindest eines Dunkelbildes der Detektoreinrichtung verwendet werden. Bei Aufnahme eines Dunkelbildes wird die Detektoreinrichtung nicht von der Strahlungsquelle bestrahlt.
Unter Rauschen versteht man eine auf Zufallsprozessen beruhende Abweichung von Messwerten (z.B. aufgrund thermischer, elektrischer oder photonischer Störeinflüsse). Das Signal-Rausch-Verhältnis ist insbesondere der Quotient aus einem Mittelwert der Signalintensität und einer Standardabweichung bei dieser Signalintensität. Die Standardabweichung kann aus der zeitlichen Änderung des Signals (z.B. eines Pixels) oder aus der räumlichen Abweichung und/oder Variation des Signals gebildet werden (z.B. aus einer definierten Anzahl von Pixeln, die zum gleichen Mittelwert der Signalintensität gehören).
Ein Degradationskriterium, hinsichtlich dessen der Qualitätsparameter bewertet werden kann, kann das Erreichen eines vorbestimmten Schwellenwertes umfassen (bzw. ein Unter- oder Überschreiten hiervon). Es kann jedoch alternativ oder zusätzlich wiederholt festgestellt werden, welche Qualität das Durchstrahlungsbild und insbesondere welchen Wert der Qualitätsparameter hat. Nimmt die Qualität der Detektoreinrichtung (z. B. wegen abnehmender Wirksamkeit einer Szintillationsschicht) und/oder die Qualität der Strahlungsquelle (durch abnehmende Strahlungsleistung) ab, kann entsprechend eine abnehmende Qualität festgestellt werden. Die Qualität entspricht einem Zustand der Objektdurchstrahlungsvorrichtung. Optional lässt sich basierend auf der Qualität voraussagen, wann (z.B. nach wie vielen weiteren Durchstrahlungsvorgängen und/oder nach welcher weiteren Betriebszeit, optional unter Berücksichtigung der Strahlungsleistung, die auf den Detektor einfällt) eine Wartung, ein Austausch oder eine Reparatur erforderlich werden wird. Da die Sensoranordnung außerdem die Strahlungskenngröße ermittelt, kann die Auswerteeinheit auch ermitteln, mit welchem Anteil die Strahlungsquelle und die Detektoreinrichtung zu dem Qualitätsverlust beitragen. Es kann daher auch vorausgesagt werden, ob und wann eine Wartung, ein Austausch oder eine Reparatur jeweils der Strahlungsquelle und der Detektoreinrichtung erforderlich werden wird. Auf Details hierzu wird noch näher eingegangen.
Bei Feststellen einer Degradation, eines Qualitätsverlustes und/oder bei Erreichen eines vordefinierten Zustandes der Strahlungsquelle und/oder der Detektoreinrichtung kann ferner ein Alarmsignal und/oder eine Warnmeldung ausgegeben werden (z.B. mittels der Auswerteeinheit). Die Warnmeldung und/oder das Alarmsignal können einem Benutzer über eine Anzeigevorrichtung der Objektdurchstrahlungsvorrichtung angezeigt werden und/oder an andere Einheiten oder Komponenten dieser Vorrichtung übermittelt werden.
Die hierin offenbarte Objektdurchstrahlungsvorrichtung kann insgesamt das zuverlässige Ermitteln eines Zustandes der Detektoreinrichtung und/oder der Strahlungsquelle ermöglichen. Insbesondere ist vorgesehen, als Strahlungskenngröße eine Strahlungsdosis der Strahlungsquelle zu ermitteln. Nur dann, wenn diese in einem vorbestimmten Dosisbereich liegt, die auf eine gewünschte und insbesondere fehlerfreie Funktionsweise der Strahlungsquelle schließen lässt, wird geschlussfolgert, dass etwaige Qualitätsmängel in dem erfassten Durchstrahlungsbild auf Qualitätsmängel in der Detektoreinrichtung zurückzuführen sind. Für andere Strahlungskenngrößen gilt entsprechendes. Mit anderen Worten wird sichergestellt, dass Mängel in dem erfassten Durchstrahlungsbild nicht allein durch Mängel der Strahlungsquelle verursacht werden, sondern dass hierfür tatsächlich die Detektoreinrichtung ursächlich oder mit ursächlich ist. Somit kann ein unnötiger und vor allem zu früher Austausch der vergleichsweise teuren Detektoreinrichtung verhindert werden. Ebenso kann mit größerer Sicherheit festgestellt werden, welche Einheit tatsächlich für eine abnehmende Bildqualität verantwortlich ist.
Prinzipiell kann auch vorgesehen sein, bei dem Ermitteln einer Strahlungskenngröße außerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs eine Degradation und/oder eine mindere Qualität der Strahlungsquelle festzustellen. Auch dies kann von der Auswerteeinheit festgestellt und zum Beispiel in Form eines Warn- oder Alarmsignals angezeigt werden. Zusätzlich kann eine Bedingung vorgesehen sein, wonach eine entsprechende mindere Qualität der Strahlungsquelle nur dann festgestellt wird, wenn sowohl die ermittelte Strahlungskenngröße außerhalb des vorbestimmten Wertebereichs liegt, als auch der ermittelte Qualitätsparameter ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt, das eine mindere Qualität der Bilderzeugung durch die Detektoreinrichtung bedeutet. Anders ausgedrückt kann die mindere Qualität der Strahlungsquelle redundant mittels der Strahlungskenngröße und des Qualitätsparameters überprüft und festgestellt werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, die Informationen in Form der Strahlungskenngröße und/oder des Qualitätsparameters wiederholt über eine längere Betriebsdauer und/oder eine größere Anzahl von Bilderfassungen aufzuzeichnen. Hierüber können sich abzeichnende Entwicklungen hinsichtlich einer abnehmenden Qualität der Detektoreinrichtung und/oder der Strahlungsquelle ermittelt werden. Beispielsweise deutet eine fortschreitende Abnahme des Qualitätsparameters bei im Wesentlichen konstanter Strahlungskenngröße auf eine zunehmende Alterung der Detektoreinrichtung hin. Im Rahmen des vorliegend offenbarten Verfahrens und der Vorrichtung kann ein Benutzer über eine solche Entwicklung informiert werden, z.B. durch geeignete Warnmeldungen.
Im Folgenden werden Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung erläutert. Insbesondere bei Weiterbildungen, die die Struktur der Objektdurchstrahlungsvorrichtung betreffen, ist es jedoch nicht zwingend, eine Auswerteeinheit der vorstehenden Art und/oder eine von dieser durchgeführte Überprüfung vorzusehen.
Eine Weiterbildung des Verfahrens und der Vorrichtung sieht vor, dass die Sensoranordnung wenigstens eine Ionisationskammer umfasst, um eine Strahlungsflussdichte und/oder eine Strahlungsdosis als die Strahlungskenngröße zu ermitteln. Durch Verwenden einer Ionisationskammer kann ein zuverlässiges Überwachen der Strahlungskenngröße über eine lange Betriebsdauer sichergestellt werden (zum Beispiel über mehrere Wochen oder Monate). Die Ionisationskammer kann auf dem Prinzip eines Platten-Kondensators mit Luft als Dielektrikum basieren, wodurch unerwünschte Schädigungen der Sensoranordnung durch invasive Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlung minimiert werden können. Weiterhin zeichnet sich die Ionisationskammer durch vergleichsweise geringe Herstellkosten aus und bietet umfassende Freiheitsgrade hinsichtlich ihrer Positionierung und/oder Erstreckung innerhalb der Objektdurchstrahlungsvorrichtung.
Auch wenn nicht bevorzugt, kann statt der Verwendung einer Sensoranordnung zur Ermittlung der Strahlungskenngröße permanent oder temporär zumindest ein bekanntes Objekt in den Strahlengang zwischen Strahlungsquelle und Detektoreinrichtung eingebracht werden/sein. Insbesondere kann die Auswirkung auf die durch das jeweilige Objekt hindurchtretende Strahlung bekannt sein (z. B. vorab ermittelt worden sein). Die durch Wechselwirkung mit dem Objekt veränderte Strahlung kann von der Detektoreinrichtung erfasst werden und es kann durch Vergleich mit den bekannten Auswirkungen festgestellt werden, ob und inwieweit die Detektoreinrichtung qualitative Mängel aufweist bzw. in welchem Zustand sie ist. Gegenüber einer Messung der Strahlungskenngröße ist dieses Verfahren jedoch ungenauer. Wenn das Objekt nur temporär in den Strahlengang eingebracht wird, ist das Verfahren auch aufwändiger.
Die Ionisationskammer kann ferner ein Rückgabesignal bereitstellen, das der Strahlungsflussdichte entspricht und z.B. in eine gemessene Strahlungsdosis umrechenbar ist, etwa durch zeitliche Integration. Wenn die Ionisationskammer einen Kondensator aufweist, dann kann der Kondensator z.B. auf eine konstante elektrische Spannung geregelt werden und der dazu erforderliche elektrische Strom kann als Rückgabesignal verwendet werden. In einer konkreten Ausführungsform kann der elektrische Strom als Spannungsabfall über eine elektrische Last gemessen werden. Alternativ kann die Entladung des Kondensators, d.h. die zeitliche Ableitung der elektrischen Spannung, über ein Zeitintervall vorgegebener Länge integriert als Rückgabesignal ermittelt werden.
Das Rückgabesignal kann per Software ausgewertet werden, wobei zum Beispiel ein Zähler zum Erhalten eines Dosiswertes aufaddiert werden kann. Das Aufaddieren kann in bzw. nach vorbestimmten Zeitintervallen erfolgen. Die Software kann den aufaddierten Zähl- bzw. Dosiswert zusätzlich mit Zeitinformationen und/oder Information zu einem konkreten Bilderfassungsvorgang ergänzen. Beispielweise kann der Wert als ein mit einem Zeitstempel versehener Datenwert abgespeichert werden und/oder als Datenwert, der einem konkreten Bilderfassungsvorgang zugeordnet ist.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Ermitteln eines Dosiswertes kann die Auswerteeinheit dazu eingerichtet sein, weitere Betriebsparameter der Objektdurchstrahlungsvorrichtung zu erfassen und vorzugsweise unter Zuordnung eines jeweiligen Zeitstempels und/oder eines konkreten Bilderfassungsvorgang abzuspeichern (zum Beispiel als ein einzelner Datensatz innerhalb einer Datenbank). Dies kann auch als entsprechender Verfahrensschritt im Rahmen des vorliegend offenbarten Verfahrens vorgesehen sein. Die Betriebsparameter können aktuelle Parameter der Strahlungsquelle wie Elektronenstrahldichte, den Qualitätsparameter des erfassten Durchstrahlungsbildes oder anderweitige Detektorparameter umfassen. Somit kann Information gesammelt werden, um zum Beispiel nachzuvollziehen, ab welchem Zeitpunkt und unter welchen Bedingungen Qualitätsverluste seitens der Detektoreinrichtung auftreten oder aufgetreten sind.
Allgemein kann die Sensoranordnung auch eine Mehrzahl einzelner Sensoreinheiten umfassen, um eine gewisse Ortsauflösung der erfassten Strahlungsdosis zu erzielen. Jede Sensoreinheit kann dabei einen eigenen und vorzugsweise ortsbezogenen Wert der Strahlungskenngröße ermitteln. Insbesondere können in mehreren vorbestimmten Bereichen oder an mehreren vorbestimmten Positionen separate Messungen vorgenommen werden, sodass eine örtliche Zuordnung der jeweils gemessenen Strahlungskenngröße möglich und/oder eine örtliche Verteilung der insgesamt ausgesendeten Strahlung (z. B. der Strahlungsflussdichte) ermittelbar ist. Z. B. durch Verwenden von Ionisationskammern können derartige einzelne Sensoreinheiten, die jeweils wenigstens eine eigene Ionisationskammer umfassen können, aufwandsarm und kostengünstig bereitgestellt werden.
Die ermittelte Strahlungskenngröße kann ferner bei einem Regeln der von der Strahlungsquelle ausgesendeten Strahlung berücksichtigt werden. Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung kann durch die Regelung zumindest in gewissen Grenzen z.B. die Strahlungsleistung der Strahlungsquelle trotz abnehmender Qualität der Strahlungsquelle konstant gehalten werden.
Insbesondere wird der ermittelte Wert der Strahlungskenngröße mit einem erwarteten Sollwert verglichen und die dabei festgestellte Soll-Ist-Abweichung wird für die Regelung der Strahlungsquelle verwendet. Beispielsweise kann hierüber eine Spannungsquelle reguliert werden, mittels derer die Strahlungsquelle einen Teilchenstrahl (insbesondere einen Elektronenstrahl) erzeugt, der zum Erzeugen von in die Umgebung emittierter Brems- bzw. Röntgenstrahlung auf ein Target gerichtet wird. Anders ausgedrückt kann die Strahlungskenngröße verwendet werden, um eine Regelung der schlussendlich ausgesandten elektromagnetischen Strahlung oder, anders ausgedrückt, eine Spotregelung eben dieser Strahlung durchzuführen. Außerdem kann wie beschrieben der Zustand der Detektoreinrichtung ermittelt werden. In einer Variante von Verfahren und Vorrichtung wird dann, wenn die Soll-Ist-Abweichung bezüglich der Strahlungskenngröße ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt (zum Beispiel das Überschreiten eines Schwellenwerts), darauf geschlossen, dass die Strahlungsquelle einen Zustand minderer Qualität erreicht hat und z. B. ein vorbestimmter Wert der Strahlungskenngröße nicht mehr erreicht wird.
Das Verwenden der Strahlungskenngröße als Größe zur Strahlungsquellenregelung kann üblicherweise zur Strahlungsquellenregelung verwendete Größen ergänzen oder teilweise ersetzen. Bei den üblichen Größen kann es sich um einen messtechnisch erfassten Elektronenstrom handeln, der von zu einem Target strömenden Elektronen gebildet wird. Zusätzlich oder alternativ kann es sich um einen messtechnisch erfassten Targetstrom handeln, der von den Elektronen gebildet wird, die ein etwaiges Target erreichen. Bei einer bekannten Spannung und einem bekannten Targetmaterial kann die gemessene Strahlungskenngröße auch in den Targetstrom umgerechnet werden. Insbesondere kann ein proportionaler Zusammenhang zwischen dem Targetstrom und der erfassten Strahlungskenngröße bestehen.
Die Erfassung der Strahlungskenngröße zur Strahlungsquellenregelung kann ferner den Vorteil einer erhöhten Fehlertoleranz besitzen und insbesondere unempfindlich gegenüber fehlerhaftem Targetstromsignal aufgrund von Potentialänderungen durch Kontakt mit leitfähigen Objekten innerhalb der Objektdurchstrahlungsvorrichtung und elektrischen Aufladungen innerhalb der Strahlungsquelle sein. Ferner können elektrische oder thermische Isolierungen innerhalb der Strahlungsquelle, die bekanntermaßen für das Erfassen der üblichen Regelgrößen verwendet werden, entfallen oder nur in einem reduzierten Ausmaß verwendet werden. Weiterhin kann aus der erfassten Strahlungskenngröße auch direkter und zuverlässiger auf Störungen wie einen einsetzenden Targetverschleiß (zum Beispiel in Form eines Abbrandes) geschlossen werden.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens und der Vorrichtung kann zum Ermitteln der Strahlungskenngröße ein Anteil an elektromagnetischer Strahlung erfasst werden (z.B. mittels vorstehend genannter Sensoranordnung), der nicht zur Erfassung des Durchstrahlungsbildes verwendet wird. Es kann sich zum Beispiel um einen ausgekoppelten Strahlungsanteil handeln (zum Beispiel aus einem Durchstrahlungskegel ausgekoppelt) und/oder um einen nicht mit der Detektoreinrichtung wechselwirkenden Strahlungsanteil. In einer Variante handelt es sich um einen Bereich eines aufgeweiteten Strahlkegels und insbesondere dessen äußeren Randbereich, der nicht mit der Detektoreinrichtung zur Bilderfassung wechselwirkt. Allgemein formuliert kann der von der Sensoranordnung erfasste Strahlungsanteil räumlich abseits von und/oder wechselwirkungsfrei bezogen auf die Detektoreinrichtung verlaufen.
In einer Variante des Verfahrens und der Vorrichtung ist die Sensoranordnung derart angeordnet, dass sie einen Strahlungsanteil der von der Strahlungsquelle erzeugten Strahlung erfasst, der außerhalb eines die Detektoreinrichtung enthaltenden Raumwinkels liegt bzw. verläuft. Der Raumwinkel, der die Detektoreinrichtung enthält, erstreckt sich ausgehend von der Strahlungsquelle und zum Beispiel ausgehend von einem Ausgangsfenster oder einem Strahlungsaussendebereich der Strahlungsquelle hiervon zu der Detektoreinrichtung. Der Raumwinkel kann einen Durchstrahlungskegel (oder auch Nutzstrahlkegel genannt) der ausgesendeten Strahlung enthalten oder definieren, wobei dieser Durchstrahlungskegel zum Erzeugen des Durchstrahlungsbildes verwendet wird. Anders ausgedrückt kann die Sensoranordnung somit dazu ausgebildet sein, einen Strahlungsanteil außerhalb des Nutzstrahlkegels zu erfassen.
Allgemein kann es sich in Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung statt eines Strahlkegels um einen verformten, nicht rotationssymmetrischen Strahlkegel oder um einen anders geformten Durchstrahlungsbereich handeln, innerhalb dessen sich die invasive Strahlung von der Strahlungsquelle ausgehend zu dem Detektor ausbreitet.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Vorrichtung eine Trennanordnung umfasst, um aus der Strahlung, die von der Strahlungsquelle erzeugt wird, den von der Sensoranordnung erfassten Strahlungsanteil abzutrennen (oder, anders ausgedrückt, auszukoppeln). Die Trennanordnung kann, wie nachstehend erläutert, eine Blende oder einen Kollimator aufweisen. Insbesondere kann eine solche Trennung bzw. Aufteilung der ausgesendeten Strahlung erfolgen, so dass das vorstehend erläuterte Erfassen der Strahlungsdosis außerhalb eines die Detektoreinrichtung enthaltenden Raumwinkels ermöglicht wird. In einer Variante von Verfahren und Vorrichtung wird die ausgesendete Strahlung in einen Durchstrahlungskegel zur Objektdurchstrahlung und in einen hiervon separaten Strahlungsanteil zur Dosiserfassung aufgeteilt.
Mittels der Trennanordnung kann folglich ein zuverlässiges Aufteilen der Strahlung in einen Anteil zur Ermittlung der Strahlungskenngröße und einen Anteil zur Bilderfassung erfolgen. Aufgrund dieser definierten Aufteilung können die Strahlungskenngröße und das Durchstrahlungsbild zuverlässig und präzise erfasst werden.
Die Trennanordnung kann wie erwähnt insbesondere einen Kollimator und/oder eine Blende umfassen oder durch eine solche gebildet werden. Die Trennanordnung kann im Fall einer Blende mit Ausnahme von Öffnungen für ein Hindurchtreten der Strahlung undurchlässig für die elektromagnetische Strahlung sein und somit auf die Blende auftreffende Strahlung lediglich durch die Öffnungen hindurchtreten lassen. Vorzugsweise weist die Trennanordnung wenigstens eine erste und eine zweite Öffnung zum Aufteilen der Strahlung in einzelne Strahlungsanteile auf. Die Öffnungen können die vorstehend erläuterten Anteile zur Ermittlung der Strahlungskenngröße und zur Bilderfassung voneinander trennen bzw. definieren. Das Verwenden einer Blende mit Öffnungen kann ein zuverlässiges Definieren der gewünschten Strahlungsanteile bei einem vergleichsweise einfachen Aufbau ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens erstrecken sich die Sensoranordnung und die Detektoreinrichtung zumindest abschnittsweise in einer gemeinsamen Ebene oder in zueinander parallelen oder im Wesentlichen zueinander parallelen Ebenen. Bei der die Sensoranordnung enthaltenen Ebene kann es sich um eine Strahlungsauftreffebene der Sensoranordnung, z.B. einer Ionisationskammer handeln. Bei der die Detektoreinrichtung enthaltenen Ebene kann es sich um eine Erfassungsebene der Detektoreinrichtung z. B. in Form der Detektorfläche eines etwaigen Flachbilddetektors handeln.
In einer Variante ist die Sensoranordnung parallel zu der Detektoreinrichtung aber aus Sicht der Strahlungsquelle weiter entfernt als die Detektoreinrichtung angeordnet. In diesem Fall ist auch ein Anordnen entlang einer gemeinsamen Raumachse denkbar und/oder eine vorzugsweise kontaktfreie aber sich zumindest teilweise überdeckende Anordnung von Detektoreinrichtung und Sensoranordnung (zum Beispiel sich überdeckend aus Sicht der Strahlungsquelle).
In einer weiteren Ausführungsform ist die Sensoranordnung in derselben Ebene wie die Detektoreinrichtung oder aus Sicht der Strahlungsquelle parallel zu der Detektoreinrichtung aber weniger weit entfernt als die Detektoreinrichtung angeordnet. In diesem Fall ist vorzugsweise keine überdeckende Anordnung von Detektoreinrichtung und Sensoranordnung vorgesehen, sodass die Sensoranordnung eine Bilderfassung durch die Detektoreinrichtung nicht behindert. Anders ausgedrückt ist die Sensoranordnung vorzugsweise derart positioniert, dass sie keinen zur Objektdurchstrahlung und/oder Bilderfassung vorgesehenen Strahlungsanteil von dem Erreichen der Detektoreinrichtung abhält oder blockiert. Dies kann durch die hierin erläuterten Anordnungsmöglichkeiten der Sensoranordnung außerhalb eines die Detektoreinrichtung enthaltenden Raumwinkels erreicht werden.
Zusätzlich oder alternativ kann sich die Sensoranordnung zumindest abschnittsweise entlang der Detektoreinrichtung erstrecken und/oder diese rahmenartig umschließen. In beiden Fällen kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung und die Detektoreinrichtung sich in einer gemeinsamen Ebene erstrecken. Ebenso kann ein Erstrecken in parallelen und vorzugsweise nur geringfügig beanstandeten Ebenen vorgesehen sein, wobei die Sensoranordnung zum Beispiel in einer aus Sicht der Strahlungsquelle vor oder hinter der Detektoreinrichtung positionierten Ebene angeordnet sein kann.
Das Anordnen entlang der Detektoreinrichtung oder das rahmenartige Umschließen hiervon ermöglicht ein nahes Positionieren der Sensoranordnung an der Detektoreinrichtung und somit das Erfassen einer Strahlung, die im Wesentlichen der zur Bilderfassung verwendeten Strahlung entspricht. Hierdurch kann die Aussagekraft der von der Sensoranordnung ermittelten Strahlungsdosis erhöht werden.
Die Sensoranordnung kann in diesem Zusammenhang (d.h. bei einem Erstrecken entlang der Detektoreinrichtung oder einem rahmenartigen Umschließen) ferner derart dimensioniert sein, dass sie Zentrierfehler zwischen einer Auftrefffläche der Strahlung und der Detektoreinrichtung ausgleichen kann (insbesondere Zentrierfehler in der Ebene der Detektoreinrichtung). Beispielsweise kann die Strahlung in Form eines Durchstrahlungskegels insbesondere um ein vorbestimmtes Maß aufgeweitet werden, sodass sie zur Erfassung der Strahlungskenngröße durch die Sensoranordnung nicht nur auf die Fläche der Detektoreinrichtung auftrifft. Durch das Aufweiten wird ein zu dem eigentlichen Durchstrahlungskegel zusätzlicher äußerer Strahlungsanteil (z. B.in einer Mantelfläche des Durchstrahlungskegels) zur Messung der Strahlungskenngröße bereitgestellt. Insbesondere kann das Aufweiten derart erfolgen, dass die Detektoreinrichtung und eine sich dort entlang oder diese umschließende Sensoranordnung gleichzeitig bestrahlbar ist. Ein Zentrierfehler könnte prinzipiell dazu führen, dass der Durchstrahlungskegel relativ und insbesondere parallel zu der Detektoreinrichtung und auch der Sensoranordnung verschoben wird und zumindest Letztere nicht mehr in der erwarteten Weise abdeckt. Trotz gleicher Strahlungsdosis auf dem Detektor kann sich aufgrund dieser veränderten Abdeckung die von der Sensoranordnung gemessene Strahlungskenngröße verringern.
Gemäß erfindungsgemäßen Weiterbildungen ist daher eine Breite und/oder ein Randbereich der Sensoranordnung derart dimensioniert, dass die Sensoranordnung bei einer optimalen Zentrierung von ausgesendeter Strahlung und Detektoreinrichtung Bereiche umfasst, die nicht vollständig von der Auftrefffläche der Strahlung abgedeckt sind. Diese Bereiche können Reserven bereitstellen, um etwaige Zentrierfehler auszugleichen. Beispielsweise können diese Bereiche erst bei einer Relativverschiebung von Durchstrahlungskegel und Detektoreinrichtung gegenüber der optimalen Zentrierung bestrahlt werden und somit eine Erfassung der Strahlungskenngröße trotz Zentrierfehler ermöglichen. Die Relativverschiebung kann dabei insbesondere in der Ebene der Detektoreinrichtung stattfinden.
In einer Variante umfasst die Sensoranordnung an wenigstens zwei Seiten der Detektoreinrichtung entsprechende (Reserve-) Bereiche und insbesondere einen entsprechend breit dimensionierten rahmenartigen Randbereich. In diesem Fall kann die erfasste Strahlungskenngröße trotz Zentrierfehler im Wesentlichen konstant bleiben. Beispielsweise kann es daher unerheblich sein, dass ein erster Bereich der Sensoranordnung, der bei einer optimalen Zentrierung bestrahlt werden würde, infolge des Zentrierfehlers nicht mehr bestrahlt wird, wenn stattdessen ein vorstehend erläuterter Reservebereich bestrahlt wird (z.B. an einer gegenüberliegen Seite und insbesondere einem gegenüberliegenden Randbereich einer etwaigen Rahmenstruktur). Da die insgesamt bestrahlte Sensorfläche trotz Zentrierfehler somit im Wesentlichen konstant bleibt, kann auch die gemessene Strahlungskenngröße konstant bleiben.
Alternativ oder zusätzlich kann sich zumindest ein Teil der Sensoranordnung seitlich eines Durchstrahlungsbereichs der Objektdurchstrahlungsvorrichtung befinden, in dem Objekte zur Durchstrahlung platzierbar sind und innerhalb dessen sich die invasive Strahlung von der Strahlungsquelle ausgehend zu dem Detektor ausbreitet. Insbesondere wenn die Trennanordnung zum Abtrennen der von der Strahlungsquelle erzeugten Strahlung vorhanden ist, kann der Teil der Sensoranordnung oder die Sensoranordnung deutlich näher an der Strahlungsquelle angeordnet sein als die Detektoreinrichtung. Es kann daher eine kompakte Objektdurchstrahlungsvorrichtung realisiert werden. Der für die Objektdurchstrahlungsvorrichtung benötigte Raum kann im Bereich der Detektoreinrichtung verringert werden.
Zusammenfassend kann mittels der vorstehenden Ausführungsformen verhindert werden, dass sich ein Zentrierfehler zwischen der ausgesendeten Strahlung und der Detektoreinrichtung zwangsläufig in einem Messfehler der Strahlungskenngröße niederschlägt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustandes einer Detektoreinrichtung, umfassend die Schritte:

- Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung mittels einer Strahlungsquelle der Objektdurchstrahlungsvorrichtung, so dass die Strahlung auf ein zu durchstrahlendes Objekt gerichtet ist und durch das Objekt hindurchtretende Strahlung zumindest anteilig auf eine Detektoreinrichtung der Objektdurchstrahlungsvorrichtung fällt,
- Erfassen eines Durchstrahlungsbildes des Objekts mittels der Detektoreinrichtung,
- Ermitteln einer der Strahlungsquelle zugeordneten Strahlungskenngröße,
- Ermitteln eines Qualitätsparameters des erfassten Durchstrahlungsbildes,
- Auswerten der Strahlungskenngröße unter Berücksichtigung des Qualitätsparameters und
- Ermitteln eines Zustandes der Detektoreinrichtung und/oder der Strahlungsquelle aus einem Ergebnis der Auswertung.

Sofern nicht anders angegeben oder ersichtlich ist die vorstehende Auflistung nicht als zwingende zeitliche Reihenfolge zu verstehen. Das Verfahren kann ferner jeglichen weiteren Schritt und jegliches weitere Merkmal umfassen, um sämtliche der vorstehend oder nachstehend erläuterten Wechselwirkungen, Betriebszustände oder Effekte bereitzustellen.
Insbesondere kann das Verfahren einen Schritt des Regelns der von der Strahlungsquelle ausgesendeten Strahlung auf Basis der ermittelten Strahlungskenngröße umfassen. Ebenso kann ein Schritt des Abtrennens eines Strahlungsanteils zum Erfassen der Strahlungskenngröße vorgesehen sein.
Im Folgenden werden Ausführungsformen erfindungsgemäßer Objektdurchstrahlungsvorrichtungen, die jeweils ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführen, anhand der beigefügten schematischen Figuren erläutert. Vergleichbare Merkmale können dabei ausführungsformübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Es stellen schematisch dar:

1 eine Objektdurchstrahlungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2a,b eine Objektdurchstrahlungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3a,b Ansichten zum Erläutern einer Zentrierfehler-Kompensation mittels einer Objektdurchstrahlungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und
4 eine Objektdurchstrahlungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.

In 1 ist eine Objektdurchstrahlungsvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt. Die Objektdurchstrahlungsvorrichtung 10 umfasst eine Röntgenröhre als Strahlungsquelle 12. Diese ist dazu eingerichtet, aus einem Strahlungserzeugungsbereich 14 elektromagnetische Strahlung in Form von Röntgenstrahlung auszusenden und auf eine Detektoreinrichtung 16 zu richten. In der gezeigten Darstellung ist eine Rückseite der Detektoreinrichtung 16 erkennbar. An ihrer der Strahlungsquelle 12 zugewandten Vorderseite weist die Detektoreinrichtung 16 eine Detektorfläche zum Erfassen der auftreffenden Strahlung auf. Die Detektoreinrichtung 16 ist als ein Flachbilddetektor für Röntgenstrahlung ausgebildet und umfasst Komponenten wie z.B. eine Szintillatorschicht auf einer Matrix von Fotodioden.
Wie in 1 angedeutet, weitet sich die von der Strahlungsquelle 12 ausgesendete Strahlung innerhalb eines Durchstrahlungsbereichs 18 auf, wobei in 1 Begrenzungsstrahlen 181, 182 und 184 des Durchstrahlungsbereichs 18 dargestellt sind. Der Durchstrahlungsbereich 18 definiert einen Raumwinkel, in dem sich die Strahlung ausgehend von der Strahlungsquelle 12 ausbreitet. Der Durchstrahlungsbereich 18 erstreckt sich zwischen dem Strahlungserzeugungsbereich 14 und der Detektoreinrichtung 16, wobei die Detektoreinrichtung mindestens die Detektorfläche enthält. In 1 und auch weiteren Figuren kann die Anordnung der Begrenzungsstrahlen des Durchstrahlungsbereichs 18 so interpretiert werden, dass dadurch ein pyramidenförmiger Durchstrahlungsbereich 18 dargestellt sein soll. Von der Strahlungsquelle ausgehende, durch den Durchstrahlungsbereich 18 hindurchtretende Strahlung trifft auf die insbesondere rechteckförmige Detektorfläche der Detektoreinrichtung 16 auf.
In 1 nicht gesondert dargestellt ist, dass sich der Durchstrahlungsbereich 18 durch einen Objektaufnahmebereich hindurch erstreckt. In dem Objektaufnahmebereich kann ein zu durchstrahlendes Objekt positioniert werden (z.B. ein industriell hergestelltes Werkstück). Wird die Röntgenstrahlung von der Strahlungsquelle 12 auf ein solches Objekt gerichtet, kann in an sich bekannter Weise ein zweidimensionales Durchstrahlungsbild dieses Objekts mittels der Detektoreinrichtung 16 erstellt und ausgewertet werden. Die Objektdurchstrahlungsvorrichtung 10 der vorliegenden aber auch der nachfolgenden Ausführungsformen ist dabei nach Art eines Computer-Tomographen betreibbar, um ein dreidimensionales Bild des Objekts zu rekonstruieren.
An der dem Betrachter in 1 zugewandten Rückseite der Detektoreinrichtung 16 ist eine Sensoranordnung 20 angeordnet. Diese umfasst vier einzelne Sensoreinheiten 22, die in einer zur Detektoreinrichtung 16 parallel verlaufenden Ebene positioniert sind und sich aus Sicht der Strahlungsquelle 12 mit der Detektoreinrichtung 16 zumindest teilweise überdecken. Die Sensoreinheiten 22 sind jeweils dazu eingerichtet, eine Strahlungskenngröße (z. B. eine Strahlungsdosis) der von der Strahlungsquelle 12 ausgesendeten und durch die Detektoreinrichtung 16 zumindest teilweise hindurchtretenden Röntgenstrahlung zu ermitteln. Z. B. sind die Sensoreinheiten 22 jeweils als Ionisationskammern ausgebildet.
Durch Verwenden einer Mehrzahl einzelner Sensoreinheiten 22, die ferner verschiedenen Positionen und Bereichen der Detektoreinrichtung 16 zugeordnet sind, kann nicht nur in diesem Ausführungsbeispiel die Strahlungskenngröße aufgelöst in räumliche Bereiche (bzw. Bereiche einer Erfassungsebene der Sensoranordnung) bzw. ortsaufgelöst in Bezug auf die Detektoreinrichtung 16 ermittelt werden. Insbesondere ermöglicht die gezeigte mehrteilige Struktur der Sensoranordnung 20 eine Ortsauflösung bei der Erfassung einer Strahlungsdosis.
Die Sensoranordnung 20 umfasst ferner eine optionale und lediglich schematisch angedeutete Messeinheit 24, um die mittels der Sensoreinheiten 22 erfassten Messsignale auszuwerten und/oder aufzubereiten und einer Auswerteeinheit 26 der Objektdurchstrahlungsvorrichtung 10 zur Verfügung zu stellen. In 1 sind in diesem Zusammenhang Signalpfade zwischen den Sensoreinheiten 22 und der Messeinheit 24 sowie zwischen der Messeinheit 24 und der Auswerteeinheit 26 schematisch angedeutet. Das von den Sensoreinheiten 22 und/oder der Messeinheit 24 jeweils übermittelte Signal kann kontinuierlich sein, ist vorzugsweise aber zeitdiskret.
Beispielsweise kann die Messeinheit 24 ein von den Sensoreinheiten 22 erzeugtes Spannungssignal in vorbestimmten Zeitintervallen (z.B. gemäß einem Messtakt) erfassen und z. B. einen Dosiszählwert entsprechend aufaddieren. Daraus kann ein Dosiswert über einen vorbestimmten Gesamtzeitraum ermittelt werden, z.B. ein Dosiswert für einen einzelnen Objektdurchstrahlungsvorgang (bzw. eine einzelne Bilderfassung) und/oder für eine Gesamtbetriebsdauer der Detektoreinrichtung 16. Im Fall eines Ermittelns eines aktuellen Dosiswerts für eine einzelne Bilderfassung sind die vorstehend erwähnten Zeitintervalle zum Aufaddieren eines Dosiszählwerts entsprechend kurz. Der ermittelte Dosiswert kann mit einem Zeitstempel versehen und mit einem Qualitätsparameter eines gleichzeitig ermittelten Durchstrahlungsbildes in nachstehender Weise verglichen werden.
Die Auswerteeinheit 26 ist über einen ebenfalls in 1 schematisch angedeuteten Signalpfad ferner mit der Detektoreinrichtung 16 verbunden. Von der Detektoreinrichtung 16 ermittelte Bildsignale und/oder vollständig erfasste Durchstrahlungsbilder werden zusätzlich zu der gemessenen Strahlungsdosis folglich ebenfalls an die Auswerteeinheit 26 übermittelt. Die Auswerteeinheit 26 kann einen Prozessor sowie eine geeignete Software umfassen, um die jeweils erhaltenen Informationen in der nachstehend erläuterten Weise weiterzuverarbeiten und/oder aufzubereiten.
Insbesondere ermittelt die Auswerteeinheit 26 aus dem erfassten Durchstrahlungsbild ein Signal-Rausch-Verhältnis, das einen Qualitätsparameter des Durchstrahlungsbildes bildet. Durch Bilden eines Quotienten von dem Signalanteil und dem Rauschanteil wird anschließend ein skalares Signal-Rausch-Verhältnis oder eine Signal-Rausch-Karte bezüglich der Pixelmatrix bestimmt.
Das von der Auswerteeinheit ermittelte Signal-Rausch-Verhältnis wird als ein Qualitätsparameter des erfassten Durchstrahlungsbildes gespeichert und hinsichtlich eines Qualitätskriteriums überprüft. In dem gezeigten Fall definiert das Qualitätskriterium einen Schwellenwert für das Signal-Rausch-Verhältnis, der nicht unterschritten werden soll. Ist dies der Fall, ist der Rauschanteil im erfassten Bild zu hoch und die Detektoreinrichtung 16 wird als potentiell fehlerhaft und/oder in einem Zustand minderer Qualität eingestuft.
Zusammenfassend liegen der Auswerteeinheit 26 nach einer Bilderfassung somit Informationen über einen Qualitätsparameter des erfassten Durchstrahlungsbildes und eine Strahlungskenngröße der ausgesendeten und auf die Sensoranordnung 20 auftreffenden Strahlung vor. Dabei wird in der gezeigten Ausführungsform der aktuelle Wert der Strahlungskenngröße je Bilderfassung betrachtet und der weiteren Auswertung zugrunde gelegt.
Die Auswerteeinheit 26 ist ferner dazu eingerichtet, basierend auf diesen Informationen einen Zustand der Detektoreinrichtung 16 festzustellen. Insbesondere ist sie dazu eingerichtet, den Qualitätsparameter hinsichtlich eines Erfüllens des vorstehend erläuterten Qualitätskriteriums zu überprüfen. Ein Erfüllen des Qualitätskriteriums bedeutet eine mögliche mindere Qualität der Bilderzeugung durch die Detektoreinrichtung 16. Wird ermittelt, dass dieses Qualitätskriterium erfüllt und die Detektoreinrichtung 16 potentiell in einem Zustand minderer Qualität ist, wird zusätzlich die ermittelte Strahlungskenngröße betrachtet. Insbesondere wird geprüft, ob der Wert oder Werte der Strahlungskenngröße in einem vorbestimmten Wertebereich liegt/liegen, der eine gewünschte Funktionsweise der Strahlungsquelle indiziert. Ist dies der Fall, kann darauf geschlossen werden, dass die mindere Qualität des erfassten Durchstrahlungsbildes (bzw. der niedrigere Wert des Qualitätsparameters) maßgeblich auf einen entsprechend minderen Zustand der Detektoreinrichtung 16 zurückzuführen ist. Die Detektoreinrichtung 16 sollte deshalb gewartet oder ausgetauscht werden, was einem Benutzer durch eine entsprechende Warnmeldung mitgeteilt werden kann.
Liegt der Wert oder liegen die Werte der Strahlungskenngröße hingegen nicht in dem vorbestimmten Wertebereich (liegt z.B. die Strahlungsdosis unterhalb einer vorbestimmten Mindestgrenze des Dosisbereiches), kann hingegen darauf geschlossen werden, dass die Strahlungsquelle 12 in einem Zustand minderer Qualität ist und z.B. eine zu geringe Strahlungsdosis bzw. Strahlung mit zu geringer Strahlungsflussdichte ausgesendet hat. In diesem Fall müsste die Strahlungsquelle 12 gewartet oder ausgetauscht werden, nicht aber zwingend die Detektoreinrichtung 16. Auch dies kann von der Auswerteeinheit 26 ermittelt und einem Benutzer durch eine entsprechende Warnmeldung mitgeteilt werden.
Selbstverständlich kann die Auswerteeinheit 26 auch feststellen, dass bei minderer Qualität zumindest eines Durchstrahlungsbildes sowohl die Strahlungsquelle als auch die Detektoreinrichtung in einem Zustand minderer Qualität sind, z. B. wenn zwar die Strahlungsleistung der Quelle zu gering ist, dies aber nicht allein zu der schlechten Bildqualität führen kann. Insbesondere kann dies dadurch herausgefunden werden, dass ein Zusammenhang zwischen der Bildqualität und der Strahlungsleistung der Quelle vorab bei guter Qualität der Detektoreinrichtung ermittelt wird und diese Information später beim Betrieb der Vorrichtung verwendet wird.
In Zusammenschau ermöglicht die Ausführungsform aus 1 somit ein zuverlässiges Feststellen der Fehlerursache für Qualitätsmängel in einem erfassten Objektdurchstrahlungsbild. Insbesondere wird ermöglicht, zuverlässig zu ermitteln, ob die Detektoreinrichtung 16 in einem Zustand minderer Qualität ist und die Ursache für etwaige Qualitätsmängel darstellt. Alternativ oder zusätzlich kann festgestellt werden, ob die Strahlungsquelle 12 die Ursache durch Aussenden einer zu geringen Strahlung ist.
Die Auswerteeinheit 26 kann optional auch dazu ausgebildet sein, die erfassten Informationen und insbesondere deren zeitlichen Verlauf über mehrere Bilderfassungen und/oder längere Betriebsdauern der Objektdurchstrahlungsvorrichtung 10 aufzuzeichnen. Diese Informationen können ausgewertet werden, um eine etwaige abnehmende Qualität der Detektoreinrichtung 16 und/oder der Strahlungsquelle 12 zu ermitteln. Dies liegt beispielsweise dann vor, wenn bei über einen längeren Zeitraum mit gleichbleibendem Wert der Strahlungskenngröße der Qualitätsparameter des Durchstrahlungsbildes oder der -bilder fortschreitend abnimmt. Eine derartige Entwicklung kann darauf hindeuten, dass bei der Detektoreinrichtung 16 eine Alterung fortschreitet und gegebenenfalls in naher Zukunft eine Wartung oder ein Austausch erforderlich werden wird. Hierüber kann die Auswerteeinheit 26 einen Benutzer der Objektdurchstrahlungsvorrichtung 10 durch entsprechende Warnmeldungen bzw. eine Prognose informieren.
In 2a und 2b ist eine Objektdurchstrahlungsvorrichtung 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform gezeigt. In 2a erkennt man wiederum eine Strahlungsquelle 12, die einen Durchstrahlungsbereich 18 ausstrahlt, wobei davon vier Begrenzungsstrahlen 181, 182, 183 und 184 dargestellt sind. Die Darstellung von 2a weicht insofern von derjenigen aus 1 ab, als dass nunmehr die Vorderseite einer Detektoreinrichtung 16 betrachtet wird. Man erkennt, dass die ausgesendete Strahlung, welche wiederum in Form von Röntgenstrahlung vorliegt, die Detektoreinrichtung 16 bestrahlt. Genauer gesagt deckt der Durchstrahlungsbereich 18 die gesamte Vorderfläche der Detektoreinrichtung 16 ab, die zum Erfassen eines Durchstrahlungsbildes verwendbar ist. Nicht explizit gezeigt ist wieder ein zu durchstrahlendes Objekt im Objektaufnahmebereich. Analog zur 1 befindet sich dieser Aufnahmebereich jedoch wiederum zwischen der Strahlungsquelle 12 und der Detektoreinrichtung 16, sodass die ausgesendeten Röntgenstrahlen durch ihn hindurch verlaufen.
In 2a erkennt man ferner, dass der Durchstrahlungsbereich 18 beim Auftreffen im Bereich der Detektoreinrichtung 16 über die Vorderfläche der Detektoreinrichtung 16 hinaus aufgeweitet ist. Aus Gründen der vereinfachten Darstellung von Abständen zwischen Rändern der Detektorfläche und Rändern des Durchstrahlungsbereichs sind benachbarte Schnittpunkte der vier Begrenzungsstrahlen 181, 182, 183 und 184 mit der Ebene der Detektoreinrichtung 16 durch gerade Linien miteinander verbunden. Dies entspricht einer Pyramidenform des Durchstrahlungsbereichs 18. Die Aufweitung kann über eine geeignete Kollimatoreinrichtung z.B. nahe dem Strahlungserzeugungsbereich 14 der Strahlungsquelle 12 erfolgen. Durch entsprechende Abstandsmaße x₁ und x₂ ist das Ausmaß des Aufweitens angedeutet. Bei einem optimalen Zentrieren von Durchstrahlungsbereich 18 und Detektoreinrichtung 16 (d.h. bei einer konzentrischen Anordnung hiervon) ist vorgesehen, dass dieses Abstandsmaß entlang der gesamten Detektoreinrichtung 16 konstant ist. Die Detektoreinrichtung 16 ist in diesem Fall zentral innerhalb des Durchstrahlungsbereichs 18 positioniert.
Eine entsprechende Aufweitung des Durchstrahlungsbereichs 18 seitlich über die Vorderseite der Detektoreinrichtung 16 hinaus lässt sich aus Toleranzgründen in der Regel ohnehin nicht vermeiden, wird bei der vorliegenden Ausführungsform jedoch absichtlich eingestellt, um die Strahlungskenngröße mittels einer rahmenartigen, aus Sicht der Strahlungsquelle 12 um die Detektoreinrichtung 16 herum verlaufende Sensoranordnung 20 zu erfassen.
Dies verdeutlicht sich aus der Darstellung von 2b, die eine Detailansicht der gemäß 2a bestrahlten Komponenten enthält. Genauer gesagt ist die Detektoreinrichtung 16 gezeigt, die aus Sicht der Strahlungsquelle von einer rahmenartigen Sensoranordnung 20 umschlossen oder, anders ausgedrückt, eingefasst bzw. umrahmt wird. Die Breite der Rahmenbereiche bzw. der Randbereiche 21 außerhalb der Detektorfläche, die der Sensoranordnung 20 zuzuordnen sind, ist wiederum passend zu dem Aufweiten des Durchstrahlungsbereichs 18 gemäß 2a gewählt (siehe entsprechende Abmessungen x₁ und x₂ ). Die Sensoranordnung 20 ist folglich außerhalb eines Raumwinkels positioniert (vgl. 1), der lediglich die Detektoreinrichtung 16 enthält, kann aber zur Ermittlung der Strahlungskenngröße Strahlung in einem äußeren Teil des Durchstrahlungsbereichs 18 zuverlässig erfassen.
Die Sensoranordnung 20 ist erneut mit einer Messeinheit 24 verbunden. Sowohl die Detektoreinrichtung 16 als auch die Messeinheit 24 sind ferner mit einer Auswerteeinheit 26 verbunden. Die Auswerteeinheit 26 kann wiederum analog zu dem Vorgehen aus 1 einen Qualitätsparameter des erfassten Durchstrahlungsbildes ermitteln, eine mindere Qualität des Durchstrahlungsbildes feststellen und die ermittelte Strahlungskenngröße auswerten. Hieraus kann wiederum ein Zustand minderer Qualität der Detektoreinrichtung 16 und/oder der Strahlungsquelle festgestellt werden, z.B. in identischer Weise zu dem anhand von 1 erläuterten Vorgehen.
Anhand der 3a, 3b wird im Folgenden eine Ausführungsform zur Kompensation etwaiger Zentrierfehler in der Ebene der Detektoreinrichtung 16 erläutert. Diese Ausführungsform basiert auf der rahmenartigen Sensoranordnung 20 gemäß 2b und ist mit Ausnahme nachstehender Abweichungen identisch zu der vorigen Ausführungsform ausgebildet.
Im Falle einer ungenauen Zentrierung des in den 3a, 3b strichliert angedeuteten Auftreffbereiches des Durchstrahlungsbereichs 18 auf der Einfallsebene der Detektoreinrichtung 16 können die Abstandsmaße x₁ und x₂ voneinander abweichen. Insbesondere können sich unterschiedlich breite Randbereiche der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung um die Detektoreinrichtung 16 herum ergeben. Der Auftreffbereich des Durchstrahlungsbereichs 18 ist dann in Bezug zu der Detektoreinrichtung 16 nicht zentriert (in 3a nach links, in 3b nach rechts verschoben). Allerdings bleibt die Summe der entsprechenden Abstandsmaße x₁ und x₂ im Wesentlichen konstant, da etwaige Zentrierungsmängel vor allem in einer Verschiebung des relevanten Auftreffbereiches parallel zu der Ebene der Detektoreinrichtung 16 resultieren. Dies verdeutlicht sich aus einer Zusammenschau der 3a und 3b.
Wird nun die rahmenartige Sensoranordnung 20 ausreichend breit ausgebildet, vorzugsweise mit einer Breite, die die entsprechenden Abstandsmaße x₁ und x₂ bei einer optimalen Zentrierung um einen Faktor 2 oder 3 überschreitet, ist ein zuverlässiges Erfassen der Strahlungsdosis auch bei einer ungenauen Zentrierung und bei voneinander abweichenden Abstandsmaßen x₁ und x₂ möglich. Eine entsprechend dimensionierte Sensoranordnung 20 ist in den 3a und 3b jeweils gezeigt. In diesem Fall stehen Randbereiche 21 als Reserven zur Verfügung, die erst in Folge eines Zentrierfehlers zumindest teilweise bestrahlt werden. Die insgesamt bestrahlte Fläche der Sensoranordnung 20 ist somit konstant. Der Vollständigkeit halber wird angemerkt, dass vorzugsweise auch für die Summe der nur in 3a referenzierten oberen und unteren Abstandsmaße x₃ und _X4 und die Breite der Sensoranordnung 20 in dieser Richtung entsprechendes gilt.
Im Detail fällt in 3a in einen linken Randbereich 21 gegenüber dem Fall einer optimalen Zentrierung mehr Strahlung ein, wohingegen in einen gegenüberliegenden rechten Randbereich 21 weniger Strahlung einfällt. Für 3b gilt entsprechend gegenteiliges. Die insgesamt bestrahlte Fläche der Sensoranordnung 20 bleibt jedoch im Wesentlichen konstant.
Dies hat zur Folge, dass die von der Sensoranordnung 20 erfasste Gesamtstrahlungsmenge ebenfalls im Wesentlichen konstant bleibt und daher weitestgehend unabhängig von einer gegebenenfalls fehlerhaften Zentrierung ist. Durch ausreichend breites Ausbilden der Ränder der rahmenartigen Sensoranordnung 20 kann somit die Strahlungskenngröße zuverlässig ermittelt werden. Es ist eine hohe Toleranz gegenüber etwaigen Zentrierungsfehlern gegeben.
In 4 ist eine vierte Ausführungsform einer Objektdurchstrahlungsvorrichtung 10 gezeigt. In diesem Fall wird die von einer Röntgenstrahlungsquelle 12 ausgesendete Strahlung in verschiedene Anteile zur Ermittlung der Strahlungskenngröße und zur Bilderfassung aufgeteilt. Im Detail erkennt man in 4 die Strahlungsquelle 12, die dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung in Form von Röntgenstrahlung auszusenden. Bezüglich einer Trennanordnung 30 gegenüberliegend zu einem Strahlungserzeugungsbereich 14 der Strahlungsquelle 12 sind sowohl eine Detektoreinrichtung 16 zur Bilderfassung als auch eine Sensoranordnung 20 zur Ermittlung der Strahlungskenngröße angeordnet. Die Detektoreinrichtung 16 kann wiederum analog zu den vorigen Beispielen als Flachbilddetektor ausgebildet sein. Die Sensoranordnung 20 umfasst z. B. eine Ionisationskammer, wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen ebenfalls der Fall. Weiterhin ist die Sensoranordnung 20 mit einer Messeinheit 24 verbunden, die wiederum mit einer Auswerteeinheit 26 zur Signalübertragung gekoppelt ist. In dieser Ausführungsform ist die Sensoranordnung seitlich des Durchstrahlungsbereichs 18 der Objektdurchstrahlungsvorrichtung angeordnet.
Nahe dem Strahlungserzeugungsbereich 14 der Strahlungsquelle 12 ist eine Trennanordnung 30 z. B. in Form einer Blendenplatte positioniert. Diese umfasst eine erste vergleichsweise kleinere Öffnung 32 und eine zweite vergleichsweise größere Öffnung 34. Die Blendenplatte (z. B. aus Blei) ist außer im Bereich ihrer Öffnungen 32, 34 im Wesentlichen undurchlässig für die auftreffende Röntgenstrahlung. Anders ausgedrückt wird ein ungehindertes Hindurchtreten von Röntgenstrahlung lediglich im Bereich der Öffnungen 32, 34 ermöglicht, sodass die von der Strahlungsquelle 12 erzeugte Strahlung in entsprechende durch die Öffnungen 32, 34 hindurchtretende Anteile aufgeteilt wird.
Im Detail wird ein erster Strahlungsanteil S aus der insgesamt zur Verfügung stehenden Strahlung mittels der ersten Öffnung 32 abgetrennt bzw. ausgekoppelt. Der resultierende Strahlungsanteil S ist auf die Sensoranordnung 20 gerichtet und kann analog zu den vorstehenden Ausführungsformen zum Ermitteln der Strahlungskenngröße ausgewertet werden. Allgemein sollte die Sensoranordnung 20 so nah wie möglich an der Strahlungsquelle 12 positioniert werden, um einen kompakten Aufbau sicherzustellen. Weiterhin kann z.B. durch vorab ermittelte Zusammenhänge die von der Sensoranordnung 20 ermittelte Strahlungskenngröße in eine Strahlungskenngröße der auf der Detektoreinrichtung 16 auftreffenden Strahlung (z. B. in eine Strahlungsdosis) umgerechnet werden. Der durch die zweite Öffnung 34 hindurchtretende Strahlungsanteil definiert hingegen einen Durchstrahlungsbereich 18, der auf die Detektoreinrichtung 16 gerichtet ist und zur Bilderfassung verwendet wird.
Das Definieren unterschiedlicher Strahlungsanteile ermöglicht, dass die Bilderfassung von einer gleichzeitigen Ermittlung der Strahlungskenngröße nicht beeinträchtigt wird. Weiterhin können die Strahlungsanteile hinsichtlich einer Positionierung und/oder der Eigenschaften der Sensoranordnung 20 und der Detektoreinrichtung 16 optimiert werden, sodass sämtliche Erfassungsvorgänge möglichst präzise ablaufen. Das Auswerten der ermittelten Strahlungskenngröße und des erfassten Durchstrahlungsbildes erfolgt wiederum durch die Auswerteeinheit 26 und z.B. in identischer Weise zu den vorstehenden Ausführungsformen.
Ein Vorteil der Anordnung aus 1 ist eine kompakte Bauweise sowie dass die einzelnen Sensoreinheiten 22 eine ortsauflösende Erfassung der Röntgenstrahldosis unter Berücksichtigung der zusätzlichen Schwächung durch ein Prüfobjekt ermöglichen. Die Ausführungsform gemäß 2a und 2b ermöglicht ein Ermitteln der Strahlungskenngröße unabhängig von einem Zustand der Detektoreinrichtung 16. Genauer gesagt muss die von der Sensoranordnung 20 erfasste Strahlung nicht erst die Detektoreinrichtung 16 passieren, wie dies bei der Lösung gemäß 1 der Fall ist. Somit erfolgt das Ermitteln der Strahlungskenngröße unabhängig von einer Objektpositionierung vor der Detektoreinrichtung 16.
Auch bei der Ausführungsform gemäß 4 wird ein Strahlungsanteil zum Ermitteln der Strahlungskenngröße erfasst, der nicht mit der Detektoreinrichtung 16 wechselwirkt und somit nicht von dieser verfälscht werden kann. Weiterhin ist es in diesem Fall möglich, die Bilderfassung und Ermittlung der Strahlungskenngröße zuverlässig räumlich voneinander zu trennen und Beeinträchtigungen oder Wechselwirkungen zwischen diesen Vorgängen zu vermeiden. Schließlich stellt die Ausführungsform der 3a, 3b eine hohe Fehlertoleranz bezüglich etwaiger Zentrierungsfehler bereit.
Sämtlichen Ausführungsformen ist schließlich gemein, dass die entsprechenden Sensoranordnungen 20 samt Mess- und/oder Auswerteeinheiten 24, 26 auch aufwandsarm nachgerüstet werden können. Ferner können die ermittelten Werte der Strahlungskenngröße auch zum Regeln der Strahlungsquelle 12 verwendet werden, wie im allgemeinen Beschreibungsteil dieser Offenbarung ausführlich erläutert.

Claims

Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10), mit: - einer Strahlungsquelle (12), die dazu eingerichtet ist, eine elektromagnetische Strahlung zum Durchstrahlen eines Objekts zu erzeugen und abzustrahlen; - einer Detektoreinrichtung (16), die derart angeordnet ist, dass die abgestrahlte und zumindest teilweise durch das Objekt hindurchtretende elektromagnetische Strahlung zumindest anteilig auf ihr auftrifft, und die dazu eingerichtet ist, ein Durchstrahlungsbild des Objekts zu erzeugen; - einer zusätzlich zu der Detektoreinrichtung (16) vorhandenen Sensoranordnung (20), die dazu eingerichtet ist, eine der Strahlungsquelle (12) zugeordnete Strahlungskenngröße zu ermitteln, und - einer Auswerteeinheit (26), die dazu eingerichtet ist, einen Qualitätsparameter des erfassten Durchstrahlungsbildes zu ermitteln oder zu empfangen, die Strahlungskenngröße auszuwerten und anhand des Qualitätsparameters und der Strahlungskenngröße eine Aussage über einen Zustand der Detektoreinrichtung und/oder der Strahlungsquelle zu treffen.
Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Sensoranordnung (20) wenigstens eine Ionisationskammer umfasst, um eine Strahlungsflussdichte und/oder eine Strahlungsdosis als die Strahlungskenngröße zu ermitteln.
Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ermittelte Strahlungskenngröße bei einem Regeln der von der Strahlungsquelle (12) ausgesendeten Strahlung berücksichtigt wird.
Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sensoranordnung (20) derart angeordnet ist, dass sie einen Strahlungsanteil (S) der von der Strahlungsquelle erzeugten Strahlung erfasst, der außerhalb eines die Detektoreinrichtung (16) enthaltenden Raumwinkels liegt.
Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10) nach Anspruch 4, ferner umfassend eine Trennanordnung (30), die dazu eingerichtet ist, aus der Strahlung, die von der Strahlungsquelle (12) erzeugt wird, den von der Sensoranordnung (20) erfassten Strahlungsanteil (S) abzutrennen.
Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei die Trennanordnung (30) eine Blende umfasst, zumindest mit einer ersten Öffnung (32) und einer zweiten Öffnung (34) zum Aufteilen von Strahlung, die auf die Blende auftrifft, in einzelne Strahlungsanteile, zu denen der von der Sensoranordnung (20) erfasste Strahlungsanteil (S) gehört.
Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die Sensoranordnung (20) und die Detektoreinrichtung (16) zumindest abschnittsweise in einer gemeinsamen Ebene oder in zueinander parallelen Ebenen erstrecken.
Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sensoranordnung (20) sich zumindest abschnittsweise entlang der Detektoreinrichtung (16) erstreckt.
Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sensoranordnung (20) die Detektoreinrichtung (16) rahmenartig umschließt.
Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei sich zumindest ein Teil der Sensoranordnung (20) seitlich eines Durchstrahlungsbereichs der Objektdurchstrahlungsvorrichtung befindet, in dem Objekte zur Durchstrahlung platzierbar sind und innerhalb dessen sich die invasive Strahlung von der Strahlungsquelle ausgehend zu dem Detektor ausbreitet.
Verfahren zum Ermitteln eines Zustandes einer Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10), umfassend die Schritte: - Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung mittels einer Strahlungsquelle (12) der Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10), so dass die Strahlung auf ein zu durchstrahlendes Objekt gerichtet ist und durch das Objekt hindurchtretende Strahlung zumindest anteilig auf eine Detektoreinrichtung (16) der Objektdurchstrahlungsvorrichtung (10) fällt; - Erfassen eines Durchstrahlungsbildes des Objekts mittels der Detektoreinrichtung (16); - Ermitteln einer der Strahlungsquelle (12) zugeordneten Strahlungskenngröße, - Ermitteln eines Qualitätsparameters des erfassten Durchstrahlungsbildes, - Auswerten der Strahlungskenngröße unter Berücksichtigung des Qualitätsparameters und - Ermitteln eines Zustandes der Detektoreinrichtung (16) und/oder der Strahlungsquelle (12) aus einem Ergebnis der Auswertung.