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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung,
die Folgendes umfasst: eine Röntgenquelle,
einen Röntgendetektor und
einen Röntgenfilter,
der zwischen der Röntgenquelle
und dem Röntgendetektor
angeordnet ist und mehrere Filterelemente enthält, deren Absorptionsvermögen gegenüber Röntgenstrahlen
durch Anpassung röntgenabsorbierender
Flüssigkeiten
innerhalb einzelner Filterelemente justiert werden kann.
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Eine Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung dieser
An ist aus der internationalen Patentanmeldung WO 96/13040 bekannt.
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Die Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung erzeugt
das Röntgenbild
eines zu prüfenden
Objekts, beispielsweise eines radiologisch zu untersuchenden Patienten.
Die Röntgenquelle
bestrahlt das Objekt mittels eines Röntgenstrahls, wobei aufgrund
der lokal unterschiedlichen Absorption der Röntgenstrahlen innerhalb des
Objekts auf dem Röntgendetektor ein
Röntgenbild
erzeugt wird. Der Röntgenfilter
sorgt dafür,
dass der Bereich der Helligkeitswerte des Röntgenbildes begrenzt bleibt.
Der Röntgenfilter
wird so justiert, dass einerseits die Anteile des Röntgenstrahls,
die vom Objekt nur gering abgeschwächt werden, vom Röntgenfilter
leicht gedämpft
werden, und andererseits die Anteile des Röntgenstrahls, die vom Objekt
deutlich abgeschwächt
werden, vom Filter ohne eine wesentliche Dämpfung übertragen werden. Da die Helligkeitswerte
des Röntgenbilds
innerhalb eines begrenzten Bereichs liegen, kann das Röntgenbild
auf einfache Weise weiterverarbeitet werden, wobei kleine Details
mit geringem Kontrast dennoch wiedergegeben werden.
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Der Röntgenfilter der bekannten Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung
beinhaltet ein Bündel mit
einer sehr großen
Anzahl von Kapillarröhrchen, die
alle jeweils mit einem Ende Verbindung zu der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit
haben. Die Adhäsion
der röntgenabsorbierenden
Flüssigkeit
an der Innenwand einer solchen Kapillarröhrchens ist davon abhängig, welche
elektrische Spannung an dem entsprechenden Kapillarröhrchen angelegt
ist. Insbesondere hängt
der Kontaktwinkel, der von der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit
relativ zur Innenwand eines solchen Kapillarröhrchens eingeschlossen wird,
von der elektrischen Spannungsdifferenz zwischen der Innenwand und
der röntgenabsorbierenden
Flüssigkeit
ab. Wenn der Kontaktwinkel größer als
90° ist,
dringt kaum röntgenabsorbierende
Flüssigkeit
in ein solches Kapillarröhrchen
ein, und wenn der Kontaktwinkel kleiner als 90° ist, wird ein solches Kapillarröhrchen mit
einer Menge röntgenabsorbierender
Flüssigkeit
gefüllt,
die von der Größe der elektrischen
Potentialdifferenz abhängt.
Die Kapillarwirkung der Kapillarröhrchen in Bezug auf die röntgenabsorbierende
Flüssigkeit
kann somit elektrisch gesteuert werden. Die Menge der röntgenabsorbierenden
Flüssigkeit
in jedem der Kapillarröhrchen
wird auf der Basis der an die Kapillarröhrchen angelegten elektrischen
Spannungen gesteuert.
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Weil es äußerst schwierig ist, eine sehr
große
Anzahl von Kapillaren in einer regelmäßigen Anordnung zu bündeln, ist
die Herstellung des Röntgenfilters
der bekannten Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung
kompliziert und damit teuer.
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Die vorliegende Erfindung hat zur
Aufgabe, eine Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung
zu schaffen, die einen Röntgenfilter
enthält,
der sich leichter herstellen lässt.
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Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer
erfindungsgemäßen Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung
erfüllt,
die dadurch gekennzeichnet ist, dass
- – der Röntgenfilter
einen Stapel deformierbarer Folien enthält,
- – die
einzelnen Filterelemente durch Zwischenräume zwischen den einzelnen
deformierbaren Folien gebildet werden,
- – benachbarte
Folien lokal miteinander verbunden sind, und der Stapel deformierbarer
Folien zwischen starren Platten angeordnet ist,
- – die
starren Platten mechanisch mit dem Stapel deformierbarer Folien
gekoppelt sind,
- – der
Folienstapel quer zur Oberfläche
der Folien gestreckt wird, und
- – zwischen
dem Folienstapel und mindestens einer der starren Platten ein Pufferelement
vorhanden ist, das sich parallel zur Oberfläche der Folien zusammenziehen
kann.
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Da sich der Folienstapel quer zur
Oberfläche der
Folien ausdehnt, beispielsweise indem der der Folienstapel quer
zur Oberfläche
der Folien gestreckt wird, entstehen bei benachbarten Folien Zwischenräume an den
Stellen, an denen die Folien miteinander verbunden sind. Durch weiteres
Strecken des Folienstapels vergrößern sich
diese Zwischenräume, bis
sie eine vorgegebene maximale Größe erreicht haben.
Wenn der Folienstapel sehr stark gestreckt wird, werden die Zwischenräume wieder
kleiner. Vorzugsweise haben die Zwischenräume die Form von Kapillarröhrchen,
die als Filterelemente fungieren. Das Absorptionsvermögen gegenüber Röntgenstrahlen
der als Filterelemente dienenden Kapillarröhrchen wird über die
Menge einer röntgenabsorbierenden
Flüssigkeit
justiert, die sich in den genannten Kapillarröhrchen befindet. Der Folienstapel
lässt sich leicht
strecken, da er zwischen den starren Platten angeordnet ist, so
dass die zum Strecken des Folienstapels erforderliche Kraft an den
starren Platten ansetzen kann. Die mechanische Kopplung stellt sicher, dass
die auf die starren Platten ausgeübte Kraft eine Kraft bewirkt,
die auf den Folienstapel quer zur Oberfläche der Folien wirkt, so dass
die Folien in den Bereichen, in denen sie nicht miteinander verbunden sind,
auseinander gezogen werden. Die starren Platten müssen nicht
vollständig
unflexibel sein, sollten jedoch deutlich weniger deformierbar als
die Folien sein. Dadurch wird erreicht, dass die quer zur Oberfläche der
Folien ansetzende Kraft hauptsächlich
den Folienstapel streckt, ohne dass dabei die starren Platten deformiert
werden, oder dass deren Deformierung zumindest im Wesentlichen gering
ist. Die mechanische Kopplung erfolgt durch die Pufferelemente.
Beispielsweise sind der Folienstapel und mindestens eine der starren
Platten mit beiden Seiten des Pufferelements verbunden. Als Reaktion
auf die Kraft, die über
die starren Platten quer zur Folienoberfläche auf das Pufferelement einwirkt,
wird das Pufferelement im Wesentlichen parallel zur Folienoberfläche zusammengezogen.
Auf diese Weise können
praktisch überall
im Folienstapel die benachbarten Folien in den Zwischenräumen dort
gleichmäßig weit
auseinander gezogen werden, wo sie miteinander verbunden sind. So
können
im gesamten Folienstapel zwischen den Folien Kapillarröhrchen mit
im Wesentlichen gleichem Querschnitt gebildet werden. Dadurch wird
erreicht, dass die räumliche
Auflösung des
Röntgenfilters über die
gesamte Oberfläche
im Wesentlichen gleichförmig
ist. Artefakte und/oder Störungen
im Röntgenbild
aufgrund des Röntgenfilters
werden so vermieden. Vorzugsweise werden zwei Pufferelemente verwendet;
in diesem Fall sind die einzelnen Pufferelemente zwischen dem Folienstapel
und jeder der starren Platten angeordnet, um so ein besonders hohes
Maß an
Gleichförmigkeit
in der räumlichen
Auflösung
zu erzielen. Die erfindungsgemäße Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung
ermöglicht
dann das Erzeugen von Röntgenbildern
von hoher diagnostischer Qualität,
d. h. kleine kontrastarme Details können dennoch zufriedenstellend
im Röntgenbild
dargestellt werden.
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Bei den Folien handelt es sich um
vorzugsweise um dünne
Folien aus synthetischem Material. Bei Verwendung flexibler Folien
können
die geschichteten Folien leicht in Richtung quer zur Folienoberfläche deformiert
werden, so dass sich zwischen benachbarten Folien lokale Zwischenräume bilden, die
die Filterelemente darstellen. Vorzugsweise werden dünne Folien
verwendet, weil diese kaum Röntgenstrahlen
absorbieren und dadurch das Röntgenbild
nicht beeinträchtigen.
Flexible, dünne
geschichtete Folien lassen sich einfach handhaben; sie sind deutlich
weniger beschädigungsanfällig als
vorgefertigte dünne
Platten. Die Folien sind vorzugsweise dünn; verwendet werden beispielsweise
Folien mit einer Stärke
von ca. 5 μm.
Außerdem übertragen
die Folien vorzugsweise die Röntgenstrahlen
so gut wie möglich,
so dass die Hintergrundabsorption der Röntgenstrahlen durch den Röntgenfilter
gering bleibt. Darüber
hinaus ist es von Vorteil, Folien mit einer höheren mechanischen Festigkeit
zu verwenden, die Röntgenstrahlen
in geeigneter Weise widerstehen können. Es hat sich herausgestellt,
dass Polypropylensulfon (PPS) ein geeignetes Material für Folien
ist; Polyethyleneterephtalat, Polyethylen und Polyester eignen sich
ebenfalls als Folienmaterialien.
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Die geschichteten Folien werden vorzugsweise
dadurch gestreckt, dass sie quer zur Folienebene eingespannt werden.
Infolgedessen werden benachbarte Folien lokal in Bereichen auseinander
gebracht, in denen sie nicht miteinander verbunden sind. Die gestreckten
geschichteten Folien können
in diesem gestreckten Zustand belassen werden, indem mechanisch
eine Zugspannung aufrechterhalten wird. Die geschichteten Folien
können
auch dadurch gestreckt bleiben, dass nach dem Anlegen der Zugspannung
die Elastizität
der Folien drastisch reduziert wird, indem sie beispielsweise vorübergehend
erhitzt oder Röntgen-
oder Ultraviolettstrahlung ausgesetzt werden.
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Diese und weitere Aspekte der Erfindung werden
im Folgenden ausführlich
beschrieben, wobei auf die Ausführungsformen
in den abhängigen Ansprüchen Bezug
genommen wird.
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Muster aus versetzten Nähten bilden
eine alternierende Struktur aus Nähten und Kapillarröhrchen.
Die benachbarten Folien sind entlang der Nähte lokal miteinander verbunden.
Eine solche alternierende Struktur ist sehr stabil, wobei dennoch
viel Raum für
die Kapillarröhrchen
genutzt wird.
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Folien lassen sich leicht lokal miteinander verbinden,
indem sie örtlich
miteinander verklebt werden. Die Folien sind vorzugsweise mit schmalen Klebenähten versehen:
sie dienen als die Nähte,
entlang denen die Folien miteinander verbunden werden, wobei die
Folien mit den Klebenähten
anschließend
geschichtet und eventuell gepresst werden. Die Klebenähte können sich
leicht in Form einer strukturierten Klebeschicht aufgebracht werden.
Das Klebematerial in der Klebeschicht haftet in geeigneter Weise
an den Folien. Die Klebeschicht hat ein zweidimensionales räumliches
Muster, das die Klebenähte bildet.
Bei Verwendung einer solchen Klebschicht ist es nicht erforderlich,
jede einzelne Folie aus einer großen Anzahl von Folien mit einer
Vielzahl von schmalen Klebenähten
zu versehen. Auf diese Weise lässt
sich der Stapel lokal miteinander verbundener Folien schnell und
präzise
für die
anschließende
Bildung der Kapillarröhrchen
fertigen.
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Die Folien können auch ohne Verwendung eines
Klebemittels lokal miteinander verbunden werden, indem man sie unter
Druck lokal erhitzt. Durch eine solche thermische Kompression werden
benachbarte Folien mehr oder weniger miteinander verschmolzen. Bei
Verwendung von Polymer, beispielsweise Kunststofffolien, werden
die Folien vorzugsweise über
die Glasübergangstemperatur
des Polymers hinaus erhitzt, um eine geeignete Verbindung in den
Bereichen zu erzielen, in denen die Folien lokal aufeinander gepresst
werden. Zwischen den benachbarten Folien wird vorzugsweise eine
Trennschicht verwendet, die der Verbindung benachbarter Folien lokal
entgegenwirkt. Die Trennschicht ist so strukturiert, dass in ihr Öffnungen
verbleiben. Durch die freien Öffnungen
kann nach beiden Seiten der jeweiligen Trennschicht hin ein Kontakt
zwischen den benachbarten Folien entstehen. Wenn auf den Folienstapel mit
den Trennschichten zwischen den einzelnen Folien Druck ausgeübt wird,
werden die benachbarten Folien in den Bereichen miteinander verbunden,
in denen sie durch die Öffnungen
in den Trennschichten hindurch in Kontakt geraten. Wenn der Folienstapel auseinander
gezogen wird, bilden sich in den Bereichen, in denen die Trennschichten
die benachbarten Folien lokal voneinander trennen, Zwischenräume. Die Öffnungen
sind beispielsweise schmale Streifen, die die Nähte bilden, entlang denen die
benachbarten Folien mittels thermischer Kompression miteinander verschmolzen
werden, so dass sie entlang der genannten Nähte miteinander verbunden sind.
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Das Querschnittsmuster der Kapillarröhrchen wird
durch den Streckungsgrad des Folienstapels quer zur Folienoberfläche, den
Abstand in der Richtung parallel zur Folienoberfläche zwischen
den Nähten,
die Nähte,
entlang denen die Folien miteinander verbunden sind, sowie die Breite
der genannten Nähte
bestimmt. Wenn die Nähte
in einem regelmäßigen Muster
zwischen angrenzenden Folien ungefähr dreimal schmaler sind als
ihr Abstand und der Folienstapel nur wenig gestreckt wird, erhält man ein mehr
oder weniger augenförmiges
Muster; wenn der Stapel weiter gestreckt wird, erscheint ein hexagonales
Honigwabenmuster, und wenn der Stapel noch weiter gestreckt wird,
erhält
man ein Muster aus Rechtecken mit leicht abgerundeten Ecken. Bei
Verwendung eines Honigwabenmusters ist deutlich erkennbar, dass
der gestreckte Folienstapel eine hohe mechanische Festigkeit hat.
Wenn die Nähte
in einem regelmäßigen Muster
zwischen benachbarten Folien etwa zweimal schmaler als ihr Abstand
sind, erhält
man ein rautenförmiges
Muster (mit leicht abgerundeten Ecken) oder ein augenförmiges Muster, je
nachdem, ob der Folienstapel mehr oder weniger gestreckt wird. Wenn
die Nähte
viel schmaler als ihr Abstand sind und der Folienstapel nur wenig
gestreckt wird, bilden die Kapillarquerschnitte ein augenförmiges Muster.
Die Ausrichtung der Kapillarröhrchen
in den gestreckten Folien hängt
davon ab, wie die Nähte
in den gestreckten Folien relativ zueinander ausgerichtet sind.
Wenn man beispielsweise gerade oder bogenförmige, wechselweise parallele Nähte verwendet,
bilden sich entsprechend gerade oder bogenförmige Kapillarröhrchen,
und wenn man die Nähte
konvergieren lässt,
bilden sich konische Kapillarröhrchen.
Darüber
hinaus kann man Nähte verwenden,
die paarweise parallel zueinander verlaufen, wobei einzelne Nahtpaare
relativ zueinander einen kleinen Winkel einschließen. In
diesem Fall erhält
man Filterelemente in der Form von Kapillarröhrchen, die relativ zueinander
einen kleinen Winkel einschließen.
Auf diese Weise erreicht man, dass praktisch alle Röntgenstrahlen
eines Röntgenstrahlenbündels die
entsprechenden Kapillarröhrchen
im selben Winkel passieren. So lässt
sich ein Röntgenfilter bilden,
dessen räumliche
Auflösung
zwischen dem Zentrum des Röntgenfilters
und dem Rand des Röntgenfilters
kaum variiert.
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Für
die Verwendung als Röntgenstrahlen
absorbierende Flüssigkeit
eignen sich flüssige
Metalle, wie vor allem Quecksilber und Gallium. Cäsium und Rubidium
sind in dieser Hinsicht ebenfalls geeignete Materialien. Bei Verwendung
von Gallium oder Cäsium
sollten diese Materialien auf etwa 30°C erhitzt werden, um sie zu
verflüssigen.
Wenn Rubidium verwendet wird, muss es zur Verflüssigung auf etwa 40°C erhitzt
werden. Darüber
hinaus sind noch zahlreiche weitere Metalle als Röntgenstrahlen
absorbierende Flüssigkeit
geeignet. In dieser Hinsicht eignen sich vor allem Legierungen,
die eine Kombination der Elemente Kalium, Natrium, Germanium, Lithium,
Barium, Quecksilber, Mangan, Wismut, Indium, Schwefel, Gold, Kupfer
oder Selen enthalten, weil Legierungen aus die sen Elementen dafür verwendet
werden können,
eine Zusammensetzung mit einem Schmelzpunkt unter 100°C zu bilden.
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Es gibt verschiedene Verfahren, um
die Menge der röntgenabsorbierenden
Flüssigkeit,
die in den Filterelementen vorhanden ist, zu justieren. Die Menge
der röntgenabsorbierenden
Flüssigkeit
in den einzelnen Filterelementen lässt sich vor allem auf der Basis
der an den Filterelementen angelegten elektrischen Spannung justieren,
was bedeutet, dass zwischen den Wänden der Filterelemente und
der röntgenabsorbierenden
Flüssigkeit
ein elektrisches Potenzial existiert. Derartige Verfahren sind beispielsweise
aus den internationalen Patentanmeldungen WO 96/13040 (PHN 15.044)
und WO 97/03450 (PHN 15.378) bekannt.
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Die metallenen Bahnen werden vorzugsweise
durch eine streifenförmige
Metallschicht gebildet, die sich auf den Teilen der Folien befindet,
die nicht miteinander verbunden sind. Beispielsweise werden die
Metallbahnen durch eine strukturierte Metallschicht gebildet, die
gleichzeitig als Trennschicht dient. Die Metallbahnen fungieren
als Elektroden, über
die die elektrische Spannung an die einzelnen Filterelemente, das
heißt
die Kapillarröhrchen,
angelegt wird. Die elektrisch isolierende Schicht stellt sicher,
dass keine elektrischen Durchbrüche
zwischen der röntgenabsorbierenden
Flüssigkeit
und den Elektroden auftreten. Beispielsweise ist die elektrisch
isolierende Schicht eine dielektrische Schicht. Um sicherzustellen,
dass das Absorptionsvermögen
der dielektrischen Schicht gegenüber
Röntgenstrahlen
so gering ist, dass die elektrisch leitende Schicht im Röntgenbild
nicht sichtbar wird, hat die elektrisch isolierende Schicht vorzugsweise
eine Dicke von wenigen bis zu 10 μm.
Auf der anderen Seite darf die dielektrische Schicht nicht so dick
sein, dass die Reaktionszeit der Filterelemente mehr als einige
Zehntel Mikrosekunden beträgt.
Die Einstellung des Röntgenfilters
kann so leicht innerhalb einer Sekunde geändert werden. Auf diese Weise
kann die Einstellung des Röntgenfilters
präzise
an unterschiedliche Röntgenbilder
in rascher Abfolge angepasst werden; wenn beispielsweise dreißig, sechzig
oder mehr Röntgenbilder
pro Sekunde erzeugt werden, kann der Röntgenfilter genau für die einzelnen
Bilder justiert werden.
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Diese und andere Aspekte der Erfindung werden
im Folgenden ausführlich
anhand von Beispielen sowie unter Bezugnahme auf die folgenden Ausführungsformen
und die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung,
in der die Erfindung verwendet wird;
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2 eine
schematische Seiten- und Vorderansicht eines Beispiels für geschichtete
Folien, die zur Herstellung eines Röntgenfilters verwendet werden;
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3 eine
schematische Seiten- und Vorderansicht eines Röntgenfilters, der durch Streckung der
Folien aus 2 gebildet
wird;
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4 eine
schematische Seiten- und Vorderansicht eines weiteren Beispiels
für geschichtete Folien,
die zur Herstellung eines Röntgenfilters
verwendet werden;
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5 eine
schematische Seiten- und Vorderansicht eines Röntgenfilters, der durch Streckung der
Folien aus 4 gebildet
wird; und
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6 ist
eine schematische Draufsicht auf ein Detail von einem der Filterelemente
des Röntgenfilters
der erfindungsgemäßen Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung 1.
Die Röntgenquelle 2 emittiert
einen Röntgenstrahl 3 zur
Bestrahlung eines Objekts 4. Aufgrund von Unterschieden
bei der Absorption der Röntgenstrahlen
im Objekt 4, beispielsweise eines radiologisch zu untersuchenden
Patienten, wird auf einer röntgenempfindlichen
Oberfläche 25 des
Röntgendetektors 5,
die gegenüber
der Röntgenquelle angeordnet
ist, ein Röntgenbild
erzeugt. Eine Hochspannungsversorgung 51 versorgt die Röntgenquelle 2 mit
einer elektrischen Hochspannung. Der Röntgendetektor 5 der
vorliegenden Erfindung ist eine Bildverstärker-Aufnahmekette, bestehend
aus einem Röntgenbildverstärker 16,
um das Röntgenbild
in ein Lichtbild auf einem Austrittsfenster 17 umzuwandeln, und
einer Videokamera 18, um das Lichtbild aufzunehmen. Der
Eintrittsschirm 19 fungiert als röntgenempfindliche Oberfläche des
Röntgenbildverstärkers, der
einfallende Röntgenstrahlen
in einen Elektronenstrahl umwandelt, der wiederum mit Hilfe eines elektronenoptischen
Systems 20 auf dem Austrittsfenster abgebildet wird. Die
einfallenden Elektronen erzeugen das Lichtbild auf einer Leuchtschicht 21 auf dem
Austrittsfenster 17. Die Videokamera 18 ist mittels
einer optischen Kopplung 22, beispielsweise eines Linsensystems
oder einer Lichtwellenleiterkopplung, mit dem Röntgenbildverstärker 16 verbunden. Die
Videokamera 18 leitet ein elektronisches Bildsignal vom
Lichtbild ab, das einem Monitor 23 zugeführt wird,
um die Bildinformationen im Röntgen bild
sichtbar zu machen. Das elektronische Bildsignal kann auch einer
Bildverarbeitungseinheit 24 zur weiteren Verarbeitung zugeführt werden.
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Zwischen der Röntgenquelle 2 und
dem Objekt 4 ist ein Röntgenfilter 6 zur
lokalen Dämpfung des
Röntgenstrahls
angeordnet. Das Röntgenstrahlen-Absorptionsvermögen einzelner
Filterelemente 7 des Röntgenfilters 6 wird
mit Hilfe einer Justiereinheit 50 justiert. Die Justiereinheit 50 ist
mit der Hochspannungsversorgung 51 gekoppelt, so dass der
Röntgenfilter 6 auf
der Basis der Intensität
des von der Röntgenquelle
emittierten Röntgenstrahls 3 justiert werden
kann. Darüber
hinaus ist die Justiereinheit 50 mit der Videokamera verbunden.
Der Röntgenfilter kann
somit auf der Basis des elektronischen Bildsignals, d. h. auf der
Basis der Bildinformationen des Röntgenbilds, justiert werden.
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2 zeigt
eine schematische Seiten- und Vorderansicht eines Beispiels für geschichtete
Folien 10, die zur Bildung eines Röntgenfilters verwendet werden. 2 zeigt den Stapel flacher,
annähernd paralleler
Folien 10, die sich senkrecht zu der Ebene erstrecken,
welche in der Zeichnung in Vorderansicht dargestellt ist. Zwischen
benachbarten Folien befindet sich jeweils eine entsprechend strukturierte
Klebeschicht 14. Die Klebeschicht besteht beispielsweise
aus Klebestreifen, die senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufen und
immer zwischen benachbarten Folien angeordnet sind. Der Folienstapel
ist zwischen zwei mehr oder weniger starren Platten 11 angeordnet.
Die Verformbarkeit der starren Platten ist erheblich geringer als
die der Folien und der Klebeschichten. Zwischen den starren Platten
und dem Folienstapel 10 sind jeweils Pufferelemente 12 angeordnet.
Die starren Platten sind mit den jeweiligen Pufferelementen 12 verbunden,
wobei jedes der Pufferelemente mit dem Folienstapel verbunden ist.
Beispielsweise ist jedes der Pufferelemente mit der jeweils äußersten
(unteren und oberen) Folie im Stapel, beispielsweise mittels einer
Klebeschicht 14, verbunden. Die benachbarten Folien werden
lokal miteinander verbunden, indem der Folienstapel mit den dazwischenliegenden
Klebeschichten quer zur Folienebene zusammengepresst wird; dabei
kommen die benachbarten Folien insbesondere nahe der Klebestreifen 33 in
Kontakt miteinander, während
sie zwischen den Klebestreifen getrennt voneinander bleiben. Die
Klebestreifen bilden auf diese Weise Nähte 30, wobei benachbarte
Folien lokal miteinander verbunden sind.
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3 zeigt
eine schematische Seiten- und Vorderansicht eines Röntgenfilters,
der durch Strecken des Folienstapels aus 2 gebildet wird. Der Folienstapel 10 wurde
in Pfeilrichtung 40 gestreckt. Das Strecken erfolgt beispielsweise
dadurch, dass man eine oder beide der starren Platten 11 in
Pfeilrichtung zieht. Durch das Strecken des Folienstapels bilden
sich zwischen benachbarten Folien lokal Freiräume, d. h. an den Stellen,
an denen sie nicht miteinander verbunden sind. Aufgrund der Klebestreifen haben
die Freiräume
zwischen den benachbarten Folien die Form von Kapillarröhrchen 7,
die sich ungefähr
senkrecht zur Zeichenebene und parallel zu den Nähten 30 erstrecken.
Der Grad, in dem der Folienstapel gestreckt wird, bestimmt die Abmessungen der
Kapillarröhrchen 7 in
Verbindung mit den Abmessungen der Nähte und deren Abständen. Da
die Streckung in Richtung quer zu den Folien erfolgt, werden die
Pufferelemente in Richtung parallel zu den Folien etwas zusammengezogen.
Dadurch wird erreicht, dass die Folien im Stapel hauptsächlich quer
zu den Folien gestreckt werden. Die Pufferelemente sind vorzugsweise
Pufferschichten aus Akrylband.
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4 zeigt
eine schematische Seiten- und Vorderansicht eines weiteren Bespiels
für einen
Folienstapel, der zur Bildung eines Röntgenfilters verwendet wird.
Die einzelnen Folien 10 im Stapel wechseln sich mit strukturierten
Trennschichten 15 ab. Die Trennschichten 15 bestehen
vorzugsweise aus Aluminiumstreifen, die eine Stärke von ca. 5 bis 500 nm aufweisen;
bevorzugt werden Aluminiumstreifen mit einer Stärke von ca. 20 nm verwendet.
Wenn man die Folien unter Druckeinwirkung auf einen Wert erhitzt, der
die Glasübergangstemperatur überschreitet,
werden die benachbarten Folien teilweise an Stellen geschmolzen,
an denen kein Aluminium zwischen den benachbarten Folien vorhanden
ist. Mit Hilfe einer solchen Thermokompressionsbehandlung werden die
benachbarten Folien lokal miteinander verbunden. An Stellen, an
denen sich zwischen benachbarten Folien ein Streifen aus Aluminium
befindet, werden die Folien durch die Thermokompressionsbehandlung
nicht miteinander verbunden. Es hat sich herausgestellt, dass Folien
mit einer Glasübergangstemperatur
zwischen 70 und 500°C
sehr gut für
die Anwendung des Thermokompressionsverfahrens geeignet sind.
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5 zeigt
eine schematische Draufsicht auf einen Röntgenfilter, der durch Strecken
des Folienstapels aus 4 gebildet
wurde. Der Folienstapel 10 wurde in Pfeilrichtung 40 gestreckt.
Das Strecken erfolgt beispielsweise dadurch, dass man eine oder
beide starre(n) Platte(n) 11 in Pfeilrichtung zieht. Durch
das Strecken des Folienstapels bilden sich zwischen benachbarten
Folien lokal Freiräume,
d. h. an den Stellen, an denen sie nicht miteinander verbunden sind.
Bei Verwendung paralleler Trennstreifen bilden sich annähernd parallele
Nähte,
entlang denen die benachbarten Folien, beispielsweise durch Thermokompression,
miteinander verbunden werden. Aufgrund derartiger in etwa paralle len
Nähte haben
die Freiräume
zwischen den Folien die Form von Kapillarröhrchen, die sich ungefähr senkrecht
zur Zeichenebene und parallel zu den Nähten erstrecken. Der Grad,
in dem der Folienstapel gestreckt wird, bestimmt die Abmessungen
der Kapillarröhrchen
in Verbindung mit den Abmessungen der Nähte und deren Abständen. Da
die Streckung in Richtung quer zu den Folien erfolgt, werden die
Pufferelemente in Richtung parallel zu den Folien etwas zusammengezogen.
Dadurch wird erreicht, dass die Folien im Stapel hauptsächlich quer
zu den Folien gestreckt werden.
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6 zeigt
eine schematische Draufsicht auf ein Detail eines der Filterelemente
des Röntgenfilters
der erfindungsgemäßen Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung. 6 zeigt vor allem im Querschnitt
die Längsachse
von einem der Kapillarröhrchen,
die, wie unter Bezugnahme auf die 2, 3, 4 und 5 erläutert, durch
das Strecken eines Stapels lokal miteinander verbundener Folien
gebildet wurde. Die Wände
der Kapillarröhrchen
werden durch die Folien 10 gebildet. Auf der nach innen
gewandten Seite der Wand 10 befindet sich eine leitende
Schicht 15. Bei der leitenden Schicht handelt es sich beispielsweise
um dieselbe Schicht wie die im Beispiel der 4 und 5 verwendete
strukturierte Aluminiumtrennschicht 14. Falls keine Trennschicht
verwendet wird, wie beispielsweise in den 2 und 3 veranschaulicht,
ist die Trennschicht separat vorhanden. Die leitenden Schichten
der einzelnen Kapillarröhrchen
sind elektrisch voneinander isoliert, um sicherzustellen, dass die
Menge der röntgenabsorbierenden
Flüssigkeit
in den einzelnen Kapillarröhrchen
unabhängig
voneinander elektrisch kontrolliert werden kann. Auf der leitenden
Schicht befindet sich eine elektrisch isolierende Schicht. Die dielelektrische Schicht
stellt sicher, dass keine elektrischen Durchbrüche zwischen der röntgenabsorbierenden
Flüssigkeit
in den Kapillarröhrchen
en und der leitenden Schicht auftreten. Darüber hinaus ist die leitende Schicht
mit einer hydrophoben Schicht 31 überzogen. Zwischen der hydrophoben
Schicht und der röntgenabsorbierenden
Flüssigkeit
besteht nur geringe Affinität.