EA038048B1 - X-ray tube focal spot size determining method - Google Patents
X-ray tube focal spot size determining method Download PDFInfo
- Publication number
- EA038048B1 EA038048B1 EA202000219A EA202000219A EA038048B1 EA 038048 B1 EA038048 B1 EA 038048B1 EA 202000219 A EA202000219 A EA 202000219A EA 202000219 A EA202000219 A EA 202000219A EA 038048 B1 EA038048 B1 EA 038048B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- test object
- ray
- detector
- ray tube
- image
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к рентгеновской технике и может быть использовано для измерения размеров эффективного фокусного пятна рентгеновских трубок.The invention relates to X-ray technology and can be used to measure the size of the effective focal spot of X-ray tubes.
Из уровня техники известен способ измерения размеров микрофокусных пятен рентгеновских трубок (New measurement methods of focal spot size and shape of X-ray tubes in digital radiological applications in comparison to current standards. K. Bavendiek, U. Ewert, A. Riedo, U. Heike, U. Zscherpel. - 18th World Conference on Nondestructive Testing, 16-20 April 2012, Durban, South Africa), в котором предлагается интегрирование линейного профиля изображения тест-объекта, а в качестве тест-объекта использовать стандартизированный индикатор качества изображения, представляющий из себя металлическую пластину с отверстием. Недостатком данного способа является недостаточная точность измерения размеров фокусного пятна.From the prior art, a method for measuring the size of microfocal spots of X-ray tubes is known (New measurement methods of focal spot size and shape of X-ray tubes in digital radiological applications in comparison to current standards. K. Bavendiek, U. Ewert, A. Riedo, U. Heike, U. Zscherpel. - 18 th World Conference on Nondestructive Testing, 16-20 April 2012, Durban, South Africa), which proposes the integration of the linear profile of the image of the test object, and use a standardized indicator of image quality as the test object, which is a metal plate with a hole. The disadvantage of this method is the lack of accuracy in measuring the size of the focal spot.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ измерения размеров эффективного фокусного пятна микрофокусных рентгеновских трубок (патент RU № 2674567, опубл. 11.12.2018), сущность которого заключается в том, что выполняются просвечивание рентгеновским излучением тест-объекта, приём детектором рентгеновского излучения, прошедшего через тестобъект, и преобразование излучения в цифровое рентгеновское изображение тест-объекта, при этом полученные линейные профили рентгеновского цифрового изображения тест-объекта подвергаются дифференцированию с последующим получением графиков дифференцированных линейных профилей по осям X и Y, используемых для дальнейших вычислений; по результатам вычислений за одно исследование определяются несколько промежуточных значений размера микрофокусного пятна рентгеновской трубки по оси X и несколько значений по оси Y, что дает возможность определить среднее значение размера микрофокусного пятна и разброс значений в процентах; при этом тест-объект выполняется в виде крестообразной комбинации нескольких металлических объектов, находящихся в одной плоскости, имеющих проекцию круговой формы на эту плоскость, имеющих одинаковый диаметр и разнесенных друг от друга на конечные расстояния, сравнимые с диаметром объекта; в частности в качестве тест-объекта могут применяться четыре или пять металлических шариков одного диаметра, закрепленных на общем основании, а также четыре или пять сквозных отверстий одного диаметра в тонкой металлической пластине; для обеспечения позиционирования тест-объекта на изображении он снабжен меткой в виде свинцовой буквы.The closest technical solution to the claimed method is a method for measuring the size of the effective focal spot of microfocus X-ray tubes (patent RU No. 2674567, publ. 11.12.2018), the essence of which is that X-ray radiation of the test object is translucent, the X-ray detector is received, passed through the test object, and converting the radiation into a digital X-ray image of the test object, while the obtained linear profiles of the X-ray digital image of the test object are subjected to differentiation, followed by obtaining graphs of differentiated linear profiles along the X and Y axes, used for further calculations; according to the results of calculations for one study, several intermediate values of the size of the microfocal spot of the X-ray tube along the X-axis and several values along the Y-axis are determined, which makes it possible to determine the average value of the size of the microfocus spot and the spread of values in percent; the test object is made in the form of a cross-shaped combination of several metal objects located in the same plane, having a circular projection onto this plane, having the same diameter and spaced apart from each other by finite distances comparable to the diameter of the object; in particular, four or five metal balls of the same diameter, fixed on a common base, as well as four or five through holes of the same diameter in a thin metal plate can be used as a test object; to ensure positioning of the test object on the image, it is marked with a lead letter.
Недостатком прототипа является использование дорогостоящего тест-объекта и сложного математического вычисления для определения размера фокусного пятна по положению изображения тестобъекта. В результате увеличивается время измерения размера фокусного пятна рентгеновской трубки, а также происходит удорожание процесса измерения.The disadvantage of the prototype is the use of an expensive test object and a complex mathematical calculation to determine the size of the focal spot from the position of the test object image. As a result, the time for measuring the size of the focal spot of the X-ray tube increases, and the cost of the measurement process also increases.
Задачей, на решение которой направлен заявляемый способ, является определение размеров фокусного пятна рентгеновской трубки и получение технического результата, заключающегося в сокращении времени измерения фокусного пятна, а также удешевлении процесса измерения.The problem to be solved by the claimed method is to determine the size of the focal spot of the X-ray tube and obtain a technical result, which consists in reducing the time for measuring the focal spot, as well as reducing the cost of the measurement process.
Для получения указанного технического результата в способе измерения размера фокусного пятна рентгеновской трубки, заключающемся в просвечивании рентгеновским излучением тест-объекта, приёме детектором рентгеновского излучения, прошедшего через тест-объект, и преобразовании его в цифровое рентгеновское изображение тест-объекта, просвечивание проводят неоднократно, первое просвечивание проводят при контактном расположении на детекторе тест-объекта, представляющего собой набор групп чередующихся рентгенонепрозрачных и рентгенопрозрачных полос с определенным числом полос одинаковой ширины на единицу длины тест-объекта в каждой группе, при этом ширина полос от группы к группе монотонно изменяется, и по полученному контактному изображению определяют разрешающую способность детектора Rn, которая будет соответствовать паре наиболее тонких линий различаемых на изображении, а последующие просвечивания выполняют при постепенном удалении тест-объекта от детектора и приближении его к рентгеновской трубке до того момента, когда на рентгеновском изображении будет различаться максимальное число линий, далее измеряют расстояния от рентгеновской трубки до тест-объекта f1 и от тест-объекта до детектора f2, вычисляют оптимальный коэффициент увеличения изображения mo, как отношение суммы расстояний от рентгеновской трубки до тест-объекта и от тест-объекта до детектора к расстоянию от рентгеновской трубки до тест-объекта и далее определяют размер фокусного пятна d по выражению:To obtain the specified technical result in the method for measuring the size of the focal spot of an X-ray tube, which consists in X-ray scanning of the test object, receiving the X-ray radiation passed through the test object by the detector, and converting it into a digital X-ray image of the test object, scanning is carried out repeatedly, the first transillumination is carried out with a contact location on the detector of a test object, which is a set of groups of alternating X-ray opaque and X-ray transparent bands with a certain number of bands of the same width per unit length of the test object in each group, while the width of the bands monotonously changes from group to group, and according to the obtained the contact image is determined by the resolution of the detector R n , which will correspond to a pair of the thinnest lines distinguishable in the image, and subsequent transmissions are performed with a gradual removal of the test object from the detector and its approach to the X-ray th tube until the maximum number of lines differs on the X-ray image, then the distances from the X-ray tube to the test object f 1 and from the test object to the detector f 2 are measured, the optimal image magnification factor m o is calculated as the ratio of the sum of the distances from the X-ray tube to the test object and from the test object to the detector to the distance from the X-ray tube to the test object and then determine the size of the focal spot d by the expression:
d ^п(то - 1)’ d ^ n (t on - 1) '
Сущность заявляемого способа поясняется с помощью графических материалов, где на фиг. 1 изображена схема реализации способа, а на фиг. 2 - тест объект мира пространственного разрешения.The essence of the proposed method is illustrated using graphic materials, where Fig. 1 shows a diagram of the implementation of the method, and FIG. 2 - test object of the world of spatial resolution.
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Рентгеновская трубка (РТ) 1 с фокусным пятном d и цифровой детектор (ЦД) 2, который принимает рентгеновское излучение и преобразует его в цифровое рентгеновское изображение, располагаются друг напротив друга. Ось пучка рентгеновского излучения, генерируемого РТ1, направляется в центр ЦД2, перпендикулярно его плоскости (фиг. 1).An X-ray tube (RT) 1 with a focal spot d and a digital detector (CD) 2, which receives X-rays and converts it into a digital X-ray image, are located opposite each other. The axis of the X-ray beam generated by PT1 is directed to the center of CD2, perpendicular to its plane (Fig. 1).
На оси пучка в пространстве между РТ1 и ЦД2 располагается тест-объект (ТО) 3 - мира простран- 1 038048 ственного разрешения. Расстояние от РТ1 до ТО3 составляет /1, расстояние от ТО3 до ЦД2 составляет /2.On the beam axis in the space between PT1 and CD2 there is a test object (TO) 3 - the world of spatial resolution. The distance from PT1 to TO3 is / 1, the distance from TO3 to CD2 is / 2 .
Суммарное расстояние (/1+/2) между РТ1 и ЦД2 с целью исключения влияния конечных размеров фокусного пятна на результат измерения разрешающей способности по меньшей мере в 105 раз превышает ожидаемый размер фокусного пятна рентгеновской трубки d.The total distance (/ 1 + / 2) between PT1 and CD2 in order to exclude the influence of the final size of the focal spot on the result of measuring the resolution is at least 10 5 times the expected size of the focal spot of the X-ray tube d.
Тест-объект 3 представляет собой набор групп чередующихся рентгенонепрозрачных и рентгенопрозрачных полос с определённым числом полос одинаковой ширины на единицу длины ТО3 в каждой группе, при этом ширина полос от группы к группе монотонно изменяется (фиг. 2). Этот параметр ТО3 обозначается как частота [мм-1]. Для тест-объекта миры пространственного разрешения, представленного на фиг. 2, частота соответствует 0,7 мм-1-5,0 мм-1 (Блинов Н.Н. Основы рентгенодиагностической техники/Под ред. Н.Н. Блинова: Учебное пособие. - М.: Медицина, 2002. 392 с). Использования стандартного тест-объекта значительно удешевляет процесс измерения.Test object 3 is a set of groups of alternating X-ray opaque and X-ray transparent bands with a certain number of bands of the same width per unit of TO3 length in each group, while the width of the bands changes monotonically from group to group (Fig. 2). This parameter TO3 is designated as frequency [mm -1 ]. For the test object, the spatial resolution targets shown in FIG. 2, the frequency corresponds to 0.7 mm -1 -5.0 mm -1 (Blinov N.N. Fundamentals of X-ray diagnostic technology / Edited by N.N. Blinov: Textbook. - M .: Medicine, 2002.392 p.) ... The use of a standard test object significantly reduces the cost of the measurement process.
ТО3 для определения размеров фокусного пятна выбирают из условия: суммарная ширина пары 2t наиболее тонких полос ТО3 должна быть меньше размера (ширины) пикселя T [мм] детектора:To determine the size of the focal spot, TO3 is selected from the condition: the total width of the pair 2t of the thinnest strips TO3 must be less than the size (width) of the pixel T [mm] of the detector:
2t<T.2t <T.
(1)(one)
На первом этапе измерений выполняют контактный цифровой рентгеновский снимок ТО3. Для этого ТО3 располагается вплотную к плоскости ЦД2. Расстояние ТО3 - рентгеночувствительная плоскость ЦД2 выбирается минимально возможным и обычно составляет несколько мм. В этом случае коэффициент увеличения рентгеновского изображения m линий ТО3, который определяется из выражения:At the first stage of measurements, a contact digital X-ray image TO3 is taken. For this, TO3 is located close to the plane CD2. Distance TO3 - X-ray sensitive plane CD2 is chosen as the minimum possible and is usually several mm. In this case, the magnification factor of the X-ray image m lines TO3, which is determined from the expression:
/2+/1 (2) приблизительно равен 1./ 2 + / 1 (2) is approximately equal to 1.
По полученному рентгеновскому изображению ТОЗ, которое представляет собой последовательность пар темных и светлых полос переменной ширины, определяют разрешающую способность детектора Rn. В соответствии с выражением:The obtained X-ray image of the TOZ, which is a sequence of pairs of dark and light stripes of variable width, determine the resolution of the detector Rn. According to the expression:
Rn [пар лин/ мм] = 1/2Г [мм-1] (3)R n [pairs of lin / mm] = 1 / 2Г [mm -1 ] (3)
Rn обратно пропорциональна суммарной ширине пары 2t наиболее тонких из различимых на изображении полос.Rn is inversely proportional to the total width of the pair 2t of the thinnest stripes visible in the image.
На втором этапе выполняют цифровые рентгеновские снимки ТО3 с увеличением изображения. Для этого ТО3 постепенно удаляют от ЦД2 и приближают к рентгеновской трубке 1.At the second stage, digital X-ray images TO3 are taken with image enlargement. To do this, TO3 is gradually removed from CD2 and brought closer to the X-ray tube 1.
На увеличенных рентгеновских изображениях ТО3 снова определяют суммарную ширину пары наиболее тонких из различимых полос. С ростом коэффициента увеличения m на рентгеновском изображении ТО3 будут различаться все более тонкие линии. Это свидетельствует об увеличении суммарной разрешающей способности RΣ рентгенографической системы. Однако при некотором оптимальном коэффициенте увеличения mo будет достигнут предел увеличения суммарной разрешающей способности RΣmax. С дальнейшим ростом коэффициента увеличения m суммарная разрешающая способность рентгенографической системы RΣ начнет снижаться.On the enlarged X-ray images of TO3, the total width of the pair of the thinnest distinguishable bands is again determined. With an increase in the magnification factor m, ever thinner lines will be distinguished on the TO3 X-ray image. This indicates an increase in the total resolution R Σ of the X-ray system. However, at some optimal magnification factor mo, the limit for the increase in the total resolution R Σmax will be reached. With a further increase in the magnification factor m, the total resolution of the X-ray system R Σ will begin to decrease.
По полученным результатам измерений: Rn - на первом этапе и mo - на втором этапе в соответствии с выражением:According to the obtained measurement results: R n - at the first stage and m o - at the second stage in accordance with the expression:
(4) рассчитывается размер фокусного пятна рентгеновской трубки d.(4) the size of the focal spot of the X-ray tube d is calculated.
В результате осуществления данного способа, значительно сокращается время измерения фокусного пятна, а также удешевляется процесс измерения.As a result of the implementation of this method, the time for measuring the focal spot is significantly reduced, as well as the cost of the measurement process.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019124945A RU2717376C1 (en) | 2019-08-05 | 2019-08-05 | X-ray tube focal spot size determining method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA202000219A1 EA202000219A1 (en) | 2021-02-26 |
EA038048B1 true EA038048B1 (en) | 2021-06-29 |
Family
ID=69943196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA202000219A EA038048B1 (en) | 2019-08-05 | 2020-08-25 | X-ray tube focal spot size determining method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA038048B1 (en) |
RU (1) | RU2717376C1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114264227B (en) * | 2021-11-26 | 2023-07-25 | 武汉联影生命科学仪器有限公司 | Device and method for measuring focal spot size and position |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7249886B1 (en) * | 2006-05-30 | 2007-07-31 | General Electric Company | Method and apparatus for measuring effective focal spot parameters of an X-ray source |
US20070258564A1 (en) * | 2006-04-19 | 2007-11-08 | Christelle Gaudin | Method for stabilizing the size of a focal spot of an x-ray tube, and x-ray tube comprising such a method |
DE102009033303A1 (en) * | 2009-07-15 | 2011-01-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for measuring circumference of focal spot of X-ray anode in e.g. industrial and medical imaging application, has absorption structure absorbing X-ray radiation that is transmitted through opening of diaphragm and radiated from spot |
DE102012103974A1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Werth Messtechnik Gmbh | Apparatus for generating X-rays emitting focal spot, has diaphragm portion comprising mechanical orifice passage that limits electron beam and/or X-rays, so that size of first effective focal spot is adjusted |
RU2674567C1 (en) * | 2017-09-04 | 2018-12-11 | ООО "Диагностика-М" | Method of measuring dimensions of effective focus spot of microfocus x-ray tubes |
-
2019
- 2019-08-05 RU RU2019124945A patent/RU2717376C1/en active
-
2020
- 2020-08-25 EA EA202000219A patent/EA038048B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070258564A1 (en) * | 2006-04-19 | 2007-11-08 | Christelle Gaudin | Method for stabilizing the size of a focal spot of an x-ray tube, and x-ray tube comprising such a method |
US7249886B1 (en) * | 2006-05-30 | 2007-07-31 | General Electric Company | Method and apparatus for measuring effective focal spot parameters of an X-ray source |
DE102009033303A1 (en) * | 2009-07-15 | 2011-01-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for measuring circumference of focal spot of X-ray anode in e.g. industrial and medical imaging application, has absorption structure absorbing X-ray radiation that is transmitted through opening of diaphragm and radiated from spot |
DE102012103974A1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Werth Messtechnik Gmbh | Apparatus for generating X-rays emitting focal spot, has diaphragm portion comprising mechanical orifice passage that limits electron beam and/or X-rays, so that size of first effective focal spot is adjusted |
RU2674567C1 (en) * | 2017-09-04 | 2018-12-11 | ООО "Диагностика-М" | Method of measuring dimensions of effective focus spot of microfocus x-ray tubes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA202000219A1 (en) | 2021-02-26 |
RU2717376C1 (en) | 2020-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kiekens et al. | Parameter dependent thresholding for dimensional X-ray computed tomography | |
Lifton et al. | The application of voxel size correction in X-ray computed tomography for dimensional metrology | |
TWI404911B (en) | Method for thickness calibraiton and measuring thickness of material | |
JPH02501411A (en) | Automatic laminography system for testing electronics | |
JPS6411296B2 (en) | ||
US5056020A (en) | Method and system for the correction of image defects of a scanner due to the movements of the latter | |
EP2679989A2 (en) | X-ray CT system for measuring three dimensional shapes and measuring method of three dimensional shapes by X-ray CT system | |
JPWO2018083930A1 (en) | Imaging magnification calibration method of radiation tomography apparatus | |
CN110060293A (en) | A kind of defect detection performance boundary appraisal procedure of CT detection system | |
Illemann et al. | An efficient procedure for traceable dimensional measurements and the characterization of industrial CT systems | |
EA038048B1 (en) | X-ray tube focal spot size determining method | |
KR20160051644A (en) | Measurement of small features using xrf | |
JP2020071068A (en) | Method for evaluating minute defect inside steel pipe | |
CN110017797A (en) | A kind of dimension measurement result Evaluation of Uncertainty method based on image contour surface split plot design | |
CN113125473B (en) | Pipeline X-ray digital imaging detection equipment calibration method | |
CN116952992A (en) | Method for inspecting metal seal ring | |
JP2021050937A (en) | Calibration method of x-ray ct scanner for measurement, measurement method, and x-ray ct scanner for measurement | |
Franco et al. | Error sources analysis of computed tomography for dimensional metrology: an experimental approach | |
RU2674567C1 (en) | Method of measuring dimensions of effective focus spot of microfocus x-ray tubes | |
Blažek et al. | Voxel size and calibration for CT measurements with a small field of view | |
Sire et al. | X-ray cone beam CT system calibration | |
CN114624266A (en) | Multi-axis repetition precision testing method for X-ray device | |
Moroni et al. | Impact of the threshold on the performance verification of computerized tomography scanners | |
Avakyan | Methods for focal spot characteristics applied measurement of microfocus x-ray sources | |
WO2016190218A1 (en) | Measuring method and radiation photography apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM KZ TM |