RU2114419C1 - Method of radiation computational vibrotomography - Google Patents

Method of radiation computational vibrotomography Download PDF

Info

Publication number
RU2114419C1
RU2114419C1 SU5039217/25A SU5039217A RU2114419C1 RU 2114419 C1 RU2114419 C1 RU 2114419C1 SU 5039217/25 A SU5039217/25 A SU 5039217/25A SU 5039217 A SU5039217 A SU 5039217A RU 2114419 C1 RU2114419 C1 RU 2114419C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
reconstructive
detection system
data
phase
Prior art date
Application number
SU5039217/25A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Сумбатович Шахиджанов
Original Assignee
Сергей Сумбатович Шахиджанов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Сумбатович Шахиджанов filed Critical Сергей Сумбатович Шахиджанов
Priority to SU5039217/25A priority Critical patent/RU2114419C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2114419C1 publication Critical patent/RU2114419C1/en

Links

Abstract

FIELD: study of materials and objects by methods of radiation computational tomography. SUBSTANCE: method consists in inspection of at least one layer of examined object by beam of penetrating radiation, in registration of radiation passed through object by detection system, in primary processing of signals of detection system with generation of measurement signals, in processing of measurement signals with generation of set of reconstructive data and in reconstruction of image of layer of examined object. As result of primary processing of signals there is extracted one variable component of mentioned signals as minimum on one frequency of vibrations of examined object and set of reconstructive data is obtained on the basis of extracted variable component. EFFECT: method ensures possibility of study of dynamic periodic processes going on in objects with structures closed for mechanical or optical access. 6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к исследованию материалов и объектов методами радиальной вычислительной томографии. The invention relates to the study of materials and objects by methods of radial computational tomography.

Известен способ радиальной вычислительной томографии, в котором получение проекционных данных сопровождается операцией их двойного дифференцирования по координате проекции, что позволяет более четко выделять контуры внутренней структуры объема [1]. A known method of radial computational tomography, in which obtaining projection data is accompanied by the operation of their double differentiation according to the coordinate of the projection, which allows to more clearly identify the contours of the internal structure of the volume [1].

Наиболее близким техническим решением является способ радиационной вычислительной томографии, заключающийся в просвечивании по меньшей мере одного слоя исследуемого объекта пучком проникающего (рентгеновского) излучения по совокупности расположенных в плоскости этого слоя траекторий (направлений), что реализуется посредством линейно-поворотного сканирующего относительного перемещения исследуемого объекта и просвечивающего пучка, регистрации в каждом из направлений прошедшего через исследуемый объект излучения системой детектирования, первичной обработке сигналов системы детектирования с получением измерительных сигналов, обработке измерительных сигналов по заданному алгоритму с получением набора реконструктивных данных и восстановлении изображения слоя исследуемого объекта на основе полученного набора реконструктивных данных [2]. The closest technical solution is the method of radiation computed tomography, which consists in illuminating at least one layer of the object under study by a beam of penetrating (x-ray) radiation along the set of trajectories (directions) located in the plane of this layer, which is realized by means of a linearly rotational scanning relative movement of the object under study and transmission beam, registration in each of the directions of radiation transmitted through the studied object by the detection system Hovhan, the primary detection system processing signals to obtain measurement signals, processing the measurement signals of a predetermined algorithm to obtain a set of data reconstruction and restoration of the image layer of the test object based on the obtained set of reconstruction data [2].

Известные способы не обеспечивают возможности томографического исследования процессов динамических колебаний объектов, поскольку производимая обработка приводит к получению усредненного статического изображения внутренней структуры объекта с возможными артефактами от колебательного процесса, характер и параметры которого не раскрываются. Known methods do not provide the possibility of tomographic study of the processes of dynamic oscillations of objects, since the processing results in an averaged static image of the internal structure of the object with possible artifacts from the oscillatory process, the nature and parameters of which are not disclosed.

Задача изобретения заключается в обеспечении возможности исследования динамических периодических процессов, протекающих в объектах с закрытой для механического или оптического доступа структурой. The objective of the invention is to provide the possibility of studying dynamic batch processes occurring in objects with a structure that is closed to mechanical or optical access.

Согласно изобретению, поставленная задача решена способом радиационной вычислительной вибротомографии, заключающемся в просвечивании по меньшей мере одного слоя исследуемого объекта пучком проникающего излучения по совокупности расположенных в плоскости указанного слоя направлений, регистрации в каждом из направлений прошедшего через исследуемый объект излучения системой детектирования, первичной обработке сигналов системы детектирования с получением измерительных сигналов, обработке измерительных сигналов с получением набора реконструктивных данных и восстановлении изображения слоя исследуемого объекта на основе полученного набора реконструктивных данных, в котором (способе) при первичной обработке сигналов системы детектирования производят выделение по меньшей мере одной переменной составляющей указанных сигналов по меньшей мере на одной частоте колебаний исследуемого объекта и набор реконструктивных данных получают на основе выделенной переменной составляющей. According to the invention, the problem is solved by the method of radiation computational vibrotomography, which consists in illuminating at least one layer of the object under study by a beam of penetrating radiation in the aggregate of directions located in the plane of the specified layer, registering in each direction of the radiation transmitted through the object under investigation a detection system, primary signal processing of the system detection to receive measuring signals, processing of measuring signals to obtain a set reconstructive data and reconstructing the image of the layer of the investigated object on the basis of the obtained set of reconstructive data, in which (the method) during the primary processing of the signals of the detection system, at least one variable component of these signals is extracted at least at one oscillation frequency of the studied object and a set of reconstructive data is obtained based on the selected variable component.

В частности, производят выделение синфазной с колебаниями исследуемого объекта и сдвинутой по фазе на 90o реактивной переменных составляющих сигналов системы детектирования и получают наборы реконструктивных данных для синфазной и реактивной составляющих.In particular, the in-phase with the oscillations of the test object and the 90 ° phase-shifted reactive variable components of the detection system are extracted and sets of reconstructive data for the in-phase and reactive components are obtained.

На основе наборов реконструктивных данных для синфазной и переменной составляющих формируют по меньшей мере один дополнительный набор реконструктивных данных из группы, включающей набор реконструктивных данных модуля амплитуды колебаний, набор реконструктивных данных фазы колебания и набор реконструктивных данных квадрата фазы колебаний. Based on the reconstructive data sets for the in-phase and variable components, at least one additional reconstructive data set is formed from the group including the reconstructive data set of the oscillation amplitude module, the reconstructive data set of the oscillation phase and the reconstructive data set of the square of the oscillation phase.

В частности, выделение переменных составляющих сигналов системы детектирования производят на основной частоте колебаний исследуемого объекта и по меньшей мере на одной ее гармонике. In particular, the selection of the variable components of the signals of the detection system is performed at the fundamental frequency of the oscillations of the object under study and at least at its one harmonic.

В одном из вариантов объект приводят в принудительные колебания с заданной частотой. In one embodiment, the object is driven into forced vibrations with a given frequency.

В этом случае в процессе исследования можно изменять частоту колебаний исследуемого объекта, причем при каждой частоте принудительных колебаний производят просвечивание исследуемого объекта и регистрацию прошедшего излучения по всей совокупности направлений, выделяют переменные составляющие сигналов системы детектирования на каждой из частот принудительных колебаний и производят формирование соответствующих наборов реконструктивных данных. In this case, during the study, it is possible to change the oscillation frequency of the investigated object, and at each frequency of forced vibrations, the studied object is translucent and the transmitted radiation is recorded in the entire set of directions, the signal components of the detection system are isolated at each of the forced oscillation frequencies, and the corresponding sets of reconstructive data.

В другом варианте, когда колебания объекта имеют неизвестный частотный спектр, предварительно анализируют спектр колебаний объекта и выделение одной или более переменных составляющих сигналов системы детектирования производят на одной или более представительных частотах указанного спектра. In another embodiment, when the object’s vibrations have an unknown frequency spectrum, the object’s oscillation spectrum is preliminarily analyzed and one or more variable components of the detection system are extracted at one or more representative frequencies of the specified spectrum.

Приведенная совокупность общих и частных существенных признаков заявленного изобретения позволяет в ходе известной аппаратурно и методологически процедуры томографического контроля выявить зоны взаимодействия колеблющихся частей внутренней структуры исследуемого объекта с зондирующим пучком, приводящего к модуляции интенсивности прошедшего через объект пучка на частоте соответствующего колебания. Процедура выделения составляющих модуляции позволяет сформировать картину динамического поведения исследуемого объема на выделенной частоте. The above set of general and private essential features of the claimed invention allows us to identify the interaction zones of the oscillating parts of the internal structure of the studied object with the probe beam during the known tomographic control procedure, which leads to modulation of the intensity of the beam transmitted through the object at the frequency of the corresponding oscillation. The procedure for isolating the modulation components allows us to form a picture of the dynamic behavior of the investigated volume at the selected frequency.

Сущность изобретения поясняет чертеж, на котором приведена схема рентгеновибротомографа, иллюстрирующая принципы осуществления способа радиационной вычислительной вибротомографии. The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of an X-ray tomograph, illustrating the principles of the method of radiation computing vibrotomography.

Рентгеновибротомограф содержит рентгеновский излучатель 1, с которым сопряжен коллиматор 2, формирующий узкоколлимированный зондирующий пучок 3 рентгеновского излучения. Исследуемый объект 4 установлен на виброплатформе 5, связанной с вибратором 6 и сканирующей системой 7, в состав которой входят шаговые приводы 8 и 9 линейного перемещения и поворота платформы 5 с объектом 4, а также таймер 10, задающий время единичного отсчета при линейном перемещении и интервал срабатывания привода 9 поворота. Приводы 8 и 9 снабжены координатными выходами, на которых формируются сигналы текущего положения (линейного и углового) объекта 4. Вибратор 6 снабжен синхронизирующим выходом, на котором формируется сигнал частоты и фазы работы вибратора 6. The X-ray tomograph contains an X-ray emitter 1, which is associated with a collimator 2, forming a narrowly collimated probe beam 3 of x-ray radiation. The object 4 under study is mounted on a vibration platform 5 connected with a vibrator 6 and a scanning system 7, which includes step drives 8 and 9 of linear movement and rotation of the platform 5 with object 4, as well as a timer 10 that sets the time of a single count during linear movement and the interval actuation of the drive 9 rotation. Drives 8 and 9 are equipped with coordinate outputs on which the signals of the current position (linear and angular) of the object 4 are generated. The vibrator 6 is equipped with a synchronizing output on which the frequency and phase signal of the vibrator 6 is generated.

За исследуемым объектом 4 установлен детектор 11 излучения, к которому подключен усилитель-формирователь 12. Выход усилителя-формирователя 12 выведен на первый синхронный детектор 13, второй, смещенный по фазе на 90o относительно первого, синхронный детектор 14 и систему 15 обработки для восстановления томографического изображения. Синхронные детекторы 13 и 14 имеют входы управления, к которым подключен синхронизирующий выход вибратора 6.Behind the test object 4, a radiation detector 11 is installed, to which an amplifier-driver 12 is connected. The output of the amplifier-driver 12 is output to the first synchronous detector 13, the second, phase-shifted 90 o relative to the first, synchronous detector 14 and processing system 15 for restoring the tomographic Images. Synchronous detectors 13 and 14 have control inputs to which a synchronizing output of the vibrator 6 is connected.

Система обработки 15 содержит три входных ЗУ 16, 17, 18, на которые поступают сигналы с выходом соответственно усилителя-формирователя 12, первого 13 и второго 14 синхронных детекторов. Входные ЗУ 16, 17, 18 имеют таймерные входы, подключенные к выходу задания времени единичного отсчета таймера 10 сканирующей системы 7, и координатные входы, подключенные к соответствующим выходам приводов 8 и 9. Входные ЗУ 16, 17, 18 подключены к параллельным блокам 19, 20, 21 обработки, в которых реализуется один и тот же алгоритм формирования наборов реконструктивных данных. Выходы блоков 19, 20, 21 обработки подключены к входам первых трех выходных ЗУ 22, 23, 24. Кроме того, выходы блоков 20 и 21 подключены к входам блока 25 формирования набора реконструктивных данных амплитуды и блока 26 формирования набора реконструктивных данных фазы колебания, на выходе которого включен блок 27 формирования набора реконструктивных данных квадрата фазы колебания. Выходы блоков 25, 26, 27 подключены к вторым трем выходным ЗУ 28, 29, 30. Выходы ЗУ 22-24, 28-30 через блок 31 сопряжения (интерфейс) связаны с видеоконтрольным устройством 32. The processing system 15 contains three input memories 16, 17, 18, which receive signals with the output, respectively, of the amplifier-former 12, the first 13 and second 14 synchronous detectors. The input memories 16, 17, 18 have timer inputs connected to the output of the unit time reference of the timer 10 of the scanning system 7, and coordinate inputs connected to the corresponding outputs of the drives 8 and 9. The input memories 16, 17, 18 are connected to parallel blocks 19, 20, 21 processing in which the same algorithm for generating reconstructive data sets is implemented. The outputs of the processing units 19, 20, 21 are connected to the inputs of the first three output memories 22, 23, 24. In addition, the outputs of the units 20 and 21 are connected to the inputs of the amplitude reconstructive data set generation unit 25 and the oscillation phase reconstructive data set formation unit 26, on the output of which is included in a block 27 for generating a set of reconstructive data of the square of the oscillation phase. The outputs of blocks 25, 26, 27 are connected to the second three output memories 28, 29, 30. The outputs of the memories 22-24, 28-30 through the interface unit 31 (interface) are connected to the video monitoring device 32.

Следует отметить, что в приведенном на чертеже варианте детектор 11 работает в счетном режиме, в силу чего необходимости использования аналого-цифровых преобразователей на входах ЗУ 16-18 нет. При работе детектора 11 в аналоговом режиме за ним включается обычный усилитель (или цепочка предусилитель - логарифмический усилитель), а на входах ЗУ 16-18 включаются аналого-цифровые преобразователи. It should be noted that in the embodiment shown in the drawing, the detector 11 operates in a counting mode, due to which there is no need to use analog-to-digital converters at the inputs of the memory 16-18. When the detector 11 is in analog mode, a conventional amplifier (or a preamplifier-logarithmic amplifier chain) is switched on behind it, and analog-to-digital converters are switched on at the inputs of the memory 16-18.

Способ радиационной вычислительной вибротомографии осуществляют следующим образом. The method of radiation computing vibrotomography is as follows.

С помощью регулируемого коллиматора 2 формируют узкоколлимированный зондирующий пучок 3 рентгеновского излучения. Включают вибратор 6, с помощью которого платформа 5 с исследуемым объектом 4 приводится в колебания с определенной частотой ω1 и некоторой амплитудой. Сканирование исследуемого объекта 4 зондирующим пучком 3 осуществляется в шаговом режиме циклами типа линейное перемещение платформы 5 приводом 8 - поворот платформы 5 на заданный угол приводом 9 - линейное перемещение в обратном направлении привода 8 и т.д., т.е. режим сканирования соответствует системам топографии 1-го поколения. Время остановки платформы 5 в каждом положении, т.е. время одиночного отсчета, задается таймером 10.Using an adjustable collimator 2 form a narrowly collimated probe beam 3 of x-ray radiation. Turn on the vibrator 6, with which the platform 5 with the investigated object 4 is driven into oscillations with a certain frequency ω 1 and a certain amplitude. Scanning the test object 4 by the probe beam 3 is carried out in a stepped mode by cycles such as linear movement of the platform 5 with the drive 8 - rotation of the platform 5 by a given angle by the drive 9 - linear movement in the opposite direction of the drive 8, etc., i.e. scan mode corresponds to 1st generation topography systems. The stop time of the platform 5 in each position, i.e. single count time, set by timer 10.

Сигналы с выхода усилителя -формирователя 12, представляющие собой усиленные и сформированные импульсы счета детектора 11, поступают на входное ЗУ 16 системы 15 обработки, первый и второй синхронные детекторы 13, 14. В ЗУ 16 за время каждого единичного отсчета в ячейках, соответствующих координатным сигналам с соответствующих выходов приводов 8 и 9, формируется сигнал, характеризующий постоянную составляющую интенсивности

Figure 00000002
, где i и j - обозначения координатных положений объекта 4. На выходе первого синхронного детектора 13 формируется сигнал, величина счета которого во втором входном ЗУ 17 системы обработки 15 за время каждого единичного отсчета соответствует синфазной с колебаниями объекта составляющей
Figure 00000003
амплитуды модуляции на частоте ω1 интенсивности прошедшего через объект 4 зондирующего пучка 3. На выходе второго, сдвинутого по фазе на 90o относительно первого, синхронного детектора 14 формируется сигнал, величина счета которого в третьем входном ЗУ 18 системы 15 обработки за время каждого отсчета соответствует сдвинутой по фазе на 90o (реактивной) составляющей
Figure 00000004
амплитуды модуляции на частоте ω1 интенсивности прошедшего через объект 4 пучка 3.The signals from the output of the amplifier-former 12, which are amplified and generated count pulses of the detector 11, are fed to the input memory 16 of the processing system 15, the first and second synchronous detectors 13, 14. In the memory 16 for each unit in the cells corresponding to the coordinate signals from the corresponding outputs of the drives 8 and 9, a signal is generated that characterizes the constant component of the intensity
Figure 00000002
, where i and j are the designations of the coordinates of the object 4. At the output of the first synchronous detector 13, a signal is generated whose count in the second input memory 17 of the processing system 15 during each unit reference corresponds to the in-phase component with the oscillations of the object
Figure 00000003
the modulation amplitude at a frequency ω 1 of the intensity of the probe beam 3 transmitted through the object 4. At the output of the second, 90 o phase-shifted relative to the first, synchronous detector 14, a signal is generated, the count of which in the third input memory 18 of the processing system 15 during each reading corresponds to 90 o phase (reactive) component
Figure 00000004
modulation amplitudes at a frequency ω 1 of the intensity of beam 3 passing through object 4.

Таким образом, во входных ЗУ 16, 17 18 формируются наборы данных

Figure 00000005
, которые подвергаются обработке на основе идентичных алгоритмов восстановления в блоках 19, 20, 21, в которых формируются наборы реконструктивных данных {α(x,y)},{αA(x,y)},{αR(x,y)} , где α,αAR - поставленная, синфазная и реактивная составляющие коэффициента поглощения; x, y - координаты матрицы восстановления. Эти наборы реконструктивных данных записываются в первые три выходных ЗУ 22, 23, 24.Thus, in the input memory 16, 17 18 data sets are formed
Figure 00000005
, which are processed on the basis of identical recovery algorithms in blocks 19, 20, 21, in which reconstructive data sets {α (x, y)}, {α A (x, y)}, {α R (x, y) are formed }, where α, α A , α R are the delivered, in-phase and reactive components of the absorption coefficient; x, y are the coordinates of the reconstruction matrix. These reconstructive data sets are recorded in the first three output memories 22, 23, 24.

Кроме того, на основе наборов реконструктивных данных {αA(x,y)} и {αR(x,y)} , формируемых блоками 20 и 21, в блоке 25 формируется дополнительный набор реконструктивных данных

Figure 00000006

соответствующий модулю амплитуды модуляции интенсивности прошедшего через объект 4 зондирующего пучка 3, а в блоке 26 - дополнительный набор реконструктивных данных
{φ(x,y)} = {arctgαA(x,y)/αR(x,y)},
соответствующий фазе модуляционных колебаний интенсивности пучка 3 после объекта 4. На основе набора реконструктивных данных {φ(x,y)} блоком 26 формируется вспомогательный набор реконструктивных данных
2(x,y} = {arctg2αA(x,y)/αR(x,y)}.
Наборы реконструктивных данных
Figure 00000007
записываются во вторые три выходные ЗУ 28, 29, 30.In addition, based on the reconstructive data sets {α A (x, y)} and {α R (x, y)} generated by blocks 20 and 21, an additional set of reconstructive data is generated in block 25
Figure 00000006

the corresponding modulus of the amplitude of the modulation of the intensity of the probe beam 3 transmitted through the object 4, and in block 26, an additional set of reconstructive data
{φ (x, y)} = {arctanα A (x, y) / α R (x, y)},
corresponding to the phase of modulation oscillations of the beam intensity 3 after object 4. Based on the set of reconstructive data {φ (x, y)}, block 26 forms an auxiliary set of reconstructive data
2 (x, y} = {arctan 2 α A (x, y) / α R (x, y)}.
Reconstructive Datasets
Figure 00000007
are recorded in the second three output memories 28, 29, 30.

Набор реконструктивных данных {α(x,y)} характеризует распределение коэффициента поглощения рентгеновского излучения по сечению исследуемого объекта 4. A set of reconstructive data {α (x, y)} characterizes the distribution of the absorption coefficient of x-ray radiation over the cross section of the studied object 4.

Набор реконструктивных данных {αA(x,y)} характеризует распределение синфазной переменной составляющей коэффициента поглощения по сечению исследуемого объекта 4. Эта величина максимальна вблизи перемещающихся границ, возрастая при резонансе.A set of reconstructive data {α A (x, y)} characterizes the distribution of the in-phase variable component of the absorption coefficient over the cross section of the studied object 4. This value is maximum near moving boundaries, increasing at resonance.

Набор реконструктивных данных {αR(x,y)} характеризует распределение реактивной переменной составляющей коэффициента поглощения по сечению исследуемого объекта 4. Эта величина максимальна вблизи перемещающихся границ, обращаясь в ноль при резонансе.A set of reconstructive data {α R (x, y)} characterizes the distribution of the reactive variable component of the absorption coefficient over the cross section of the studied object 4. This value is maximum near moving boundaries, turning to zero at resonance.

Набор реконструктивных данных

Figure 00000008
характеризует распределение амплитуды переменной составляющей коэффициента поглощения по сечению исследуемого объекта 4.Reconstructive dataset
Figure 00000008
characterizes the distribution of the amplitude of the variable component of the absorption coefficient over the cross section of the investigated object 4.

Набор реконструктивных данных {φ(x,y)} характеризует распределение фазы переменной составляющей коэффициента поглощения по сечению исследуемого объекта 4. A set of reconstructive data {φ (x, y)} characterizes the phase distribution of the variable component of the absorption coefficient over the cross section of the studied object 4.

Набор реконструктивных данных {φ2(x,y)} используется для более четкого выделения областей резонанса, поскольку эта величина обращается в ноль там, где имеют место резонансные колебания, и равняется ~(π/2)2 в точках, где частота возбуждающего усилия находится за пределами резонансного пика. При этом функция φ2(x,y) не имеет особенностей вблизи границ областей с различным коэффициентом поглощения с точностью до ошибки вычисления.The reconstructive data set {φ 2 (x, y)} is used to more clearly identify the resonance regions, since this value vanishes where resonance vibrations occur and equals ~ (π / 2) 2 at the points where the frequency of the exciting force is outside the resonance peak. Moreover, the function φ 2 (x, y) has no singularities near the boundaries of regions with different absorption coefficients up to a calculation error.

Указанные наборы реконструктивных данных из выходных ЗУ 22-24, 28-30 через блок 31 сопряжения выводятся на видеоконтрольное устройство 32 по отдельности или комбинированно. The indicated reconstructive data sets from the output memories 22-24, 28-30 through the interface unit 31 are output to the video monitoring device 32 individually or in combination.

Для более детального описания колебательного процесса в исследуемом объекте 4 можно дополнительно использовать переменные составляющие модуляции интенсивности зондирующего пучка 3 за объектом 4 на гармониках основной частоты ω1. При этом можно использовать дополнительные каналы обработки, построенные идентично вышеописанным. Получаемая в таких каналах информация полезна для выявления тех областей объекта, где имеют место нелинейные процессы либо вследствие больших амплитуд колебаний, либо вследствие нелинейностей структуры типа трещин.For a more detailed description of the oscillatory process in the studied object 4, one can additionally use the variable components of the intensity modulation of the probe beam 3 behind the object 4 at harmonics of the fundamental frequency ω 1 . In this case, additional processing channels constructed identically to the above can be used. The information obtained in such channels is useful for identifying areas of the object where nonlinear processes take place either due to large oscillation amplitudes or due to nonlinearities of a structure such as cracks.

В ходе исследований платформу 5 можно приводить в колебания с различными частотами и получать вибротомограммы на этих различных частотах. Такая процедура может быть полезна при исследовании резонансных колебательных процессов. In the course of research, platform 5 can be driven into oscillations with different frequencies and receive vibrotomograms at these different frequencies. Such a procedure may be useful in the study of resonant vibrational processes.

В случае собственных колебаний объекта 4 с неизвестными частотами для осуществления способа необходимо произвести операцию спектрального анализа колебаний объекта 4 и выбрать для построения вибротомограммы одну или несколько представительных частот этого спектра. In the case of natural vibrations of object 4 with unknown frequencies, to implement the method, it is necessary to perform the operation of spectral analysis of the vibrations of object 4 and select one or several representative frequencies of this spectrum to construct the vibrotomogram.

Экспериментально показано, что вибрация металлоконструкций с амплитудами порядка 1 мкм приводят к модуляции интенсивности рентгеновского пучка до 1%, что доступно измерению методами вычислительной томографии. При размерности матрицы восстановления изображения 320х320 и толщине просвечиваемого объекта до 30 см пространственное разрешение в плоскости исследуемого слоя составляет 0,1-0,3 мм при пороге обнаружения вибраций 0,45 - 3 мкм. It has been experimentally shown that vibration of metal structures with amplitudes of the order of 1 μm leads to modulation of the x-ray beam intensity to 1%, which is available for measurement by computed tomography methods. With the dimension of the image recovery matrix 320x320 and the thickness of the translucent object up to 30 cm, the spatial resolution in the plane of the studied layer is 0.1-0.3 mm with a vibration detection threshold of 0.45 - 3 μm.

Claims (7)

1. Способ радиационной вычислительной вибротомографии, заключающийся в просвечивании по меньшей мере одного слоя исследуемого объекта пучком проникающего излучения по совокупности расположенных в плоскости указанного слоя направлений, регистрации в каждом из направлений прошедшего через исследуемый объект излучения системой детектирования, первичной обработке сигналов системы детектирования с получением измерительных сигналов, обработке измерительных сигналов с получением набора реконструктивных данных и восстановлении изображения слоя исследуемого объекта на основе полученного набора реконструктивных данных, отличающийся тем, что при первичной обработке сигналов системы детектирования производят выделение по меньшей мере одной переменной составляющей указанных сигналов по меньшей мере на одной частоте колебаний исследуемого объекта и набор реконструктивных данных получают на основе выделенной переменной составляющей. 1. The method of radiation computational vibrotomography, which consists in illuminating at least one layer of the object under study by a beam of penetrating radiation in the aggregate of directions located in the plane of the specified layer, recording in each direction of the radiation transmitted through the object under study a detection system, primary processing of the signals of the detection system to obtain measurement signals, processing of measuring signals to obtain a set of reconstructive data and image recovery the layer of the object under study on the basis of the obtained set of reconstructive data, characterized in that during the primary processing of the signals of the detection system, at least one variable component of these signals is extracted at least at one oscillation frequency of the object under study and the set of reconstructive data is obtained on the basis of the extracted variable component . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что производят выделение синфазной с колебаниями исследуемого объекта и сдвинутой по фазе на 90o реактивной переменных составляющих сигналов системы детектирования и получают наборы реконструктивных данных для синфазной и реактивной составляющих.2. The method according to p. 1, characterized in that they produce in-phase with the oscillations of the test object and phase-shifted by 90 o reactive variable components of the signals of the detection system and receive sets of reconstructive data for the in-phase and reactive components. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что на основе наборов реконструктивных данных для синфазной и реактивной составляющих формируют по меньшей мере один дополнительный набор реконструктивных данных из группы, включающей набор реконструктивных данных модуля амплитуды колебаний, набор реконструктивных данных фазы колебаний и набор реконструктивных данных квадрата фазы колебаний. 3. The method according to p. 2, characterized in that based on the reconstructive data sets for the in-phase and reactive components, at least one additional reconstructive data set is formed from the group including the reconstructive data set of the oscillation amplitude module, the reconstructive data set of the oscillation phase and the reconstructive set data of the squared phase of the oscillations. 4. Способ по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что производят выделение переменных составляющих сигналов системы детектирования на основной частоте колебаний исследуемого объекта и по меньшей мере на одной ее гармонике. 4. The method according to PP. 1 - 3, characterized in that the allocation of the variable components of the signals of the detection system at the fundamental frequency of the oscillations of the investigated object and at least one of its harmonics. 5. Способ по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что исследуемый объект приводят в принудительные колебания с заданной частотой. 5. The method according to PP. 1 to 4, characterized in that the test object is driven into forced oscillations with a given frequency. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в процессе исследования изменяют частоту принудительных колебаний исследуемого объекта, при каждой частоте производят просвечивание исследуемого объекта и регистрацию прошедшего излучения по всей совокупности направлений, выделяют переменные составляющие сигналов системы детектирования на каждой из частот принудительных колебаний и производят формирование соответствующих наборов реконструктивных данных. 6. The method according to p. 5, characterized in that during the study, the frequency of the forced vibrations of the object under study is changed, at each frequency, the object under study is translucent and the transmitted radiation is recorded in the whole set of directions, the variable components of the detection system signals are isolated at each of the forced oscillation frequencies and generating the corresponding sets of reconstructive data. 7. Способ по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что производят анализ спектра колебаний исследуемого объекта и выделение по меньшей мере одной переменной составляющей сигналов системы детектирования производят по меньшей мере на одной представительной частоте из указанного спектра. 7. The method according to PP. 1 to 4, characterized in that they analyze the spectrum of oscillations of the investigated object and the selection of at least one variable component of the signals of the detection system is carried out at least at one representative frequency from the specified spectrum.
SU5039217/25A 1992-04-22 1992-04-22 Method of radiation computational vibrotomography RU2114419C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5039217/25A RU2114419C1 (en) 1992-04-22 1992-04-22 Method of radiation computational vibrotomography

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5039217/25A RU2114419C1 (en) 1992-04-22 1992-04-22 Method of radiation computational vibrotomography

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2114419C1 true RU2114419C1 (en) 1998-06-27

Family

ID=21602738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5039217/25A RU2114419C1 (en) 1992-04-22 1992-04-22 Method of radiation computational vibrotomography

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2114419C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568321C2 (en) * 2009-08-20 2015-11-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Reconstruction of region-of-interest image

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
2. Пате нт GB N 1283915, кл. H5R, 1972. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568321C2 (en) * 2009-08-20 2015-11-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Reconstruction of region-of-interest image

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ciliberto et al. Chaotic mode competition in parametrically forced surface waves
KR100218080B1 (en) Phase contrast x-ray ct apparatus
RU2012872C1 (en) Method for obtaining image of object internal structure
Busse Three-dimensional imaging using a frequency-domain synthetic aperture focusing technique
Kessler et al. Acoustic microscopy—1979
EP0466047B1 (en) Tomograph using phase information on signal beam having transmitted a to-be-inspected object
Grill et al. Scanning ultrasonic microscopy with phase contrast
US6965108B2 (en) Method and apparatus for three dimensional imaging using infrared radiation
RU2114419C1 (en) Method of radiation computational vibrotomography
Reibold et al. Laser interferometric measurement and computerized evaluation of ultrasonic displacements
US5408305A (en) Method and apparatus for analyzing nodal interference patterns vibrationally induced in semi-monocoque structure
US4995259A (en) Acoustic microscope surface inspection system and method
US4366380A (en) Method and apparatus for structural analysis
SU1746219A1 (en) Method of tomographic reconstruction of acoustic nonuniformities
JP2890309B2 (en) Form and function imaging device
RU2069854C1 (en) X-ray calculation tomograph
Almqvist et al. High resolution light diffraction tomography: nearfield measurements of 10 MHz continuous wave ultrasound
RU2146814C1 (en) Radiation-sensitive computational vibration imaging unit
Rustad et al. Investigation of the near field of a loudspeaker using tomographic reconstruction from TV-holography measurements
JP3495069B2 (en) Photothermal displacement signal detection method and device
RU2180745C2 (en) Method of radiation computation tomography
RU2069853C1 (en) Method of radiation examination of internal structure of objects
Kent et al. Scanning tomographic acoustic microscopy: Development and applications
JPH1151881A (en) X-ray imaging device and x-ray imaging method
JPH08248043A (en) Scanning proximity field optical microscope

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040423