RU2462006C1 - Measuring method of practical peak voltage - Google Patents
Measuring method of practical peak voltage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2462006C1 RU2462006C1 RU2011122996/07A RU2011122996A RU2462006C1 RU 2462006 C1 RU2462006 C1 RU 2462006C1 RU 2011122996/07 A RU2011122996/07 A RU 2011122996/07A RU 2011122996 A RU2011122996 A RU 2011122996A RU 2462006 C1 RU2462006 C1 RU 2462006C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- peak voltage
- radiation
- practical peak
- filter
- practical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый способ измерения практического пикового напряжения предназначен для неинвазивного измерения напряжения генерирования тормозного излучения и может использоваться при контроле параметров рентгеновских излучателей.The proposed method of measuring the practical peak voltage is designed for non-invasive measurement of the voltage generating bremsstrahlung and can be used to control the parameters of x-ray emitters.
Известны способы неинвазивного измерения напряжения генерирования тормозного излучения, основанные на регистрации позиционно-чувствительным детектором излучения, прошедшего сквозь ступенчатый фильтр [патент РФ №2286654, опубл. 27.10.2006. Бюл. №30; патент РФ №2367122, опубл. 10.09.2009. Бюл. №25].Known methods for non-invasive measurement of the voltage generating bremsstrahlung, based on the registration of a position-sensitive detector of radiation transmitted through a step filter [RF patent No. 2286654, publ. 10/27/2006. Bull. No. 30; RF patent No. 2367122, publ. 09/10/2009. Bull. No. 25].
Однако принцип измерения напряжения генерирования тормозного излучения по известной функциональной связи между потенциалом анода, толщиной фильтра и эффективной энергией или слоем половинного ослабления при непостоянном потенциале анода приводит к неоднозначности в результатах измерений. Согласно стандарту [Медицинское электрическое оборудование. Дозиметрические приборы, используемые для неинвазивного измерения напряжения на рентгеновской трубке в диагностической радиологии: ГОСТ Р МЭК 61676-2006. - М.: Стандартинформ, 2007. - 24 с.], измеряемым параметром при оценке напряжения генерирования тормозного излучения должно являться практическое пиковое напряжение, значение которого не зависит от величины пульсаций потенциала анода.However, the principle of measuring the bremsstrahlung generation voltage according to the known functional relationship between the anode potential, the filter thickness and the effective energy or half-attenuation layer at an anode constant potential leads to ambiguity in the measurement results. According to the standard [Medical electrical equipment. Dosimetric instruments used for non-invasive measurement of voltage on an x-ray tube in diagnostic radiology: GOST R IEC 61676-2006. - M .: Standartinform, 2007. - 24 p.], The measured parameter in assessing the generation voltage of bremsstrahlung should be the practical peak voltage, the value of which does not depend on the magnitude of the ripple potential of the anode.
Наиболее близким по технической сущности является способ измерения практического пикового напряжения, описанный в работе [Baorong Y., Kramer H.-M., Selbach H.-J, Lange B. Experimental determination of practical peak voltage, Br. J. Radiol. 73 (2000), 641-649].The closest in technical essence is the method of measuring the practical peak voltage described in [Baorong Y., Kramer H.-M., Selbach H.-J, Lange B. Experimental determination of practical peak voltage, Br. J. Radiol. 73 (2000), 641-649].
Этот способ заключается в том, что в поле рентгеновского пучка последовательно размещаются массивный фильтр из полиметилметакрилата, фильтр из пластины алюминия и воздушная ионизационная камера таким образом, что ионизационная камера находится в тени фильтра из пластины алюминия. В течение времени экспозиции измеряется количество электричества, производимое ионизационной камерой за фильтром из полиметилметакрилата, первый раз - при наличии фильтра из пластины алюминия и второй раз - при его отсутствии. Отношение найденных значений электрических зарядов определяет радиационный контраст фильтра из пластины алюминия Ck для анодного напряжения произвольной формы. Затем по известной зависимости радиационного контраста Ck от заданного постоянного анодного напряжения Ua, полученной при калибровке, находится значение практического пикового напряжения.This method consists in the fact that a massive filter of polymethyl methacrylate, a filter of an aluminum plate and an air ionization chamber are arranged in series in the x-ray field so that the ionization chamber is in the shadow of the filter of an aluminum plate. During the exposure time, the amount of electricity produced by the ionization chamber behind the filter made of polymethyl methacrylate is measured, the first time in the presence of a filter from an aluminum plate and the second time in its absence. The ratio of the found values of electric charges determines the radiation contrast of the filter from an aluminum plate C k for an anode voltage of arbitrary shape. Then, based on the known dependence of the radiation contrast C k on a given constant anode voltage U a obtained during calibration, the value of the practical peak voltage is found.
Данный способ определения практического пикового напряжения по контрасту воздушной кермы требует выполнения как минимум двух экспозиций и может быть реализован только в лабораторных условиях, поскольку является трудоемким и не удовлетворяет требованиям физической воспроизводимости метода измерений в условиях лечебно-профилактических учреждений, так как согласно рентгенооптической схеме [Baorong Y., Kramer H.-M., Selbach H.-J, Lange B. Experimental determination of practical peak voltage, Br. J. Radiol. 73 (2000), 641-649] расстояние между фокусом рентгеновской трубки и ионизационной камерой достигает трех метров.This method of determining the practical peak voltage by contrast of the air kerma requires at least two exposures and can only be realized in laboratory conditions, since it is time-consuming and does not satisfy the requirements of the physical reproducibility of the measurement method in medical institutions, since according to the X-ray optical scheme [Baorong Y., Kramer H.-M., Selbach H.-J, Lange B. Experimental determination of practical peak voltage, Br. J. Radiol. 73 (2000), 641-649] the distance between the focus of the x-ray tube and the ionization chamber reaches three meters.
Техническим результатом настоящего изобретения является уменьшение погрешности прямого метода определения практического пикового напряжения, обусловленное измерением практического пикового напряжения за одну экспозицию, упрощение методики измерений и рентгенооптической схемы метода измерений за счет применения микродетекторов линейного дискретного полупроводникового детектора одновременно как в качестве фильтров, так и в качестве устройств, измеряющих их радиационный контраст.The technical result of the present invention is to reduce the error of the direct method for determining the practical peak voltage due to the measurement of the practical peak voltage in a single exposure, simplifying the measurement method and the X-ray optical circuit of the measurement method by using microdetectors of a linear discrete semiconductor detector simultaneously both as filters and as devices measuring their radiation contrast.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, достигается тем, что в известном способе измерения практического пикового напряжения, заключающемся в измерении радиационного контраста фильтра, сопоставленного значениям практического пикового напряжения посредством калибровочной кривой, измерения радиационного контраста фильтров микродетекторов осуществляют по сигналам с самих микродетекторов, формирующих линейный дискретный полупроводниковый детектор, размещенный в поле рентгеновского излучения таким образом, что каждый предыдущий микродетектор является фильтром для последующего, а по полученным данным строят абсорбционную кривую, по наклону которой определяют скорость затухания излучения, по значению которой судят о величине практического пикового напряжения.The problem to which the claimed invention is directed is achieved by the fact that in the known method for measuring the practical peak voltage, which consists in measuring the radiation contrast of the filter, compared with the values of the practical peak voltage by means of a calibration curve, the radiation contrast of the filters of microdetectors is measured by signals from the microdetectors themselves, which form linear discrete semiconductor detector located in the x-ray field so that each previous mikrodetektor A filter for later, and the data obtained are building absorption curve at which the slope determined by the speed of light attenuation, the value of which is judged on the practical value of the peak voltage.
На фиг.1 изображены абсорбционные кривые, полученные с помощью линейного дискретного GaAs - детектора на рентгенодиагностическом комплексе, оборудованном среднечастотным питающим устройством и рентгеновской трубкой с вольфрамовым анодом при суммарной фильтрации 3,5 мм Al, в диапазоне анодных напряжений 50-110 кВ.Figure 1 shows the absorption curves obtained using a linear discrete GaAs detector on an X-ray complex equipped with a mid-frequency supply device and an x-ray tube with a tungsten anode with a total filtration of 3.5 mm Al in the anode voltage range of 50-110 kV.
На фиг.2 изображена кривая, отражающая характер изменения скорости затухания рентгеновского излучения от приложенного постоянного анодного напряжения.Figure 2 shows a curve reflecting the nature of the change in the attenuation rate of x-ray radiation from the applied constant anode voltage.
Способ измерения практического пикового напряжения осуществляют следующим образом: в поле излучения рентгеновской трубки размещается линейный дискретный полупроводниковый детектор таким образом, что каждый предыдущий микродетектор линейки играет роль фильтра для последующего и регистрирует сигнал, пропорциональный радиационному контрасту предыдущих микродетекторов. В результате воздействия рентгеновского пучка в линейном дискретном детекторе возникает распределение экспоненциально затухающих сигналов, формирующих абсорбционную кривую. Форма абсорбционной кривой зависит от спектрального состава излучения, воздействующего на линейный дискретный детектор. Для начального участка абсорбционной кривой строят касательную и определяют угловой коэффициент касательной, задающий скорость затухания излучения, сопоставленную величине практического пикового напряжения посредством калибровки, выполненной при постоянном потенциале на аноде рентгеновской трубки.The method of measuring the practical peak voltage is as follows: a linear discrete semiconductor detector is placed in the radiation field of the x-ray tube so that each previous microdetector of the line plays the role of a filter for the subsequent one and registers a signal proportional to the radiation contrast of previous microdetectors. As a result of exposure to an x-ray beam in a linear discrete detector, a distribution of exponentially decaying signals forms the absorption curve. The shape of the absorption curve depends on the spectral composition of the radiation acting on the linear discrete detector. For the initial portion of the absorption curve, a tangent is constructed and the tangent angular coefficient is determined, which sets the rate of attenuation of the radiation compared to the value of the practical peak voltage by means of calibration performed at a constant potential at the anode of the x-ray tube.
Экспериментальная установка для формирования абсорбционных кривых включала источник тормозного рентгеновского излучения, средства контроля радиационного выхода излучателя, линейный дискретный полупроводниковый детектор, интерфейсный блок и персональный компьютер с сервисным программным обеспечением.The experimental setup for the formation of absorption curves included an X-ray bremsstrahlung source, means for monitoring the radiation output of the emitter, a linear discrete semiconductor detector, an interface unit, and a personal computer with service software.
В роли источника излучения использовался рентгенодиагностический комплекс, оборудованный среднечастотным питающим устройством и рентгеновской трубкой с вольфрамовым анодом. Качество пучка на выходе излучателя задавалось собственным фильтром, эквивалентным 3,5 мм Al.An X-ray diagnostic complex equipped with a mid-frequency feeding device and an X-ray tube with a tungsten anode was used as a radiation source. The beam quality at the emitter output was set by its own filter, equivalent to 3.5 mm Al.
Приемником излучения служил линейный дискретный GaAs детектор, включающий сто двадцать восемь микродетекторов, функционирующих в режиме накопления сигнала на емкости интегрирования.The radiation receiver was a linear discrete GaAs detector, including one hundred and twenty-eight microdetectors operating in the mode of signal accumulation at the integration capacitance.
Линейный дискретный GaAs детектор размещался на устройстве позиционирования вдоль рентгеновского пучка таким образом, что каждый предыдущий микродетектор в линейке служил фильтром для последующего. Устройство позиционирования обеспечивало перемещение детектора по двум координатам в плоскости пучка и вращение относительно вертикальной оси. Для коллимации пучка применялись ирис-диафрагма и свинцовая пластина с отверстием в форме прямоугольной щели, установленная непосредственно на входное окно линейного дискретного GaAs детектора. Ориентирование линейного дискретного GaAs детектора относительно пучка производилось по сигналам микродетекторов путем изменения угла поворота относительно вертикальной оси с помощью микрометрических винтов.A linear discrete GaAs detector was placed on the positioning device along the x-ray beam so that each previous microdetector in the line served as a filter for the subsequent one. The positioning device provided the detector with two coordinates in the beam plane and rotation about the vertical axis. To collimate the beam, we used an iris diaphragm and a lead plate with a hole in the form of a rectangular slit mounted directly on the input window of a linear discrete GaAs detector. The orientation of the linear discrete GaAs detector relative to the beam was made according to the signals of microdetectors by changing the angle of rotation relative to the vertical axis using micrometric screws.
Экспериментальное исследование заключалось в последовательной регистрации рентгеновских изображений в прямом пучке при напряжениях на трубке от 50 до 110 кВ с шагом 10 кВ. В процессе измерений сигнал, пропорциональный числу квантов излучения, поглощенных в каждом микродетекторе, регистрировался и передавался в компьютер в виде строки изображения. По окончании времени набора кадра в памяти компьютера формировалась двумерная матрица чисел.The experimental study consisted of sequential registration of X-ray images in a direct beam at tube voltages from 50 to 110 kV in increments of 10 kV. During measurements, a signal proportional to the number of radiation quanta absorbed in each microdetector was recorded and transmitted to the computer as an image line. At the end of the frame-collection time, a two-dimensional matrix of numbers was formed in the computer's memory.
Далее по полученным данным строились абсорбционные кривые, представляющие собой зависимость приведенного к максимуму среднего значения зарегистрированного сигнала от порядкового номера микродетектора.Further, according to the obtained data, absorption curves were constructed, which are the dependence of the average signal value reduced to the maximum on the serial number of the microdetector.
На абсорбционных кривых выделялась линейная область, соответствующая малым изменениям эффективного коэффициента ослабления. Скорость затухания рентгеновского пучка определяется как величина тангенса угла наклона абсорбционной кривой к оси абсцисс на линейном участке.A linear region was identified on the absorption curves corresponding to small changes in the effective attenuation coefficient. The x-ray beam attenuation rate is defined as the tangent of the angle of inclination of the absorption curve to the abscissa axis in a linear section.
Согласно фигуре 2 скорость затухания тормозного излучения в веществе линейного дискретного полупроводникового детектора может служить критерием для оценки напряжения генерирования, а при соответствующей калибровке может быть сопоставлена значениям практического пикового напряжения.According to figure 2, the attenuation rate of bremsstrahlung in the substance of a linear discrete semiconductor detector can serve as a criterion for assessing the generation voltage, and with appropriate calibration can be compared with the values of the practical peak voltage.
Измерение радиационного контраста микродетекторов по сигналам с самих микродетекторов, формирующих линейный дискретный полупроводниковый детектор, и расчет скорости затухания излучения, сопоставленной значениям практического пикового напряжения посредством калибровки, выгодно отличают предлагаемый способ измерения практического пикового напряжения от указанного прототипа, так как измерение осуществляется за одну экспозицию, что уменьшает погрешность прямого метода определения практического пикового напряжения, упрощает методику измерений и рентгенооптическую схему метода измерений.Measurement of the radiation contrast of microdetectors by signals from the microdetectors themselves, forming a linear discrete semiconductor detector, and the calculation of the attenuation rate of radiation, compared with the values of the practical peak voltage through calibration, distinguish the proposed method for measuring the practical peak voltage from the specified prototype, since the measurement is carried out in one exposure, which reduces the error of the direct method for determining the practical peak voltage, simplifies the method ku measurements and X-ray optical scheme of the measurement method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011122996/07A RU2462006C1 (en) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Measuring method of practical peak voltage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011122996/07A RU2462006C1 (en) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Measuring method of practical peak voltage |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2462006C1 true RU2462006C1 (en) | 2012-09-20 |
Family
ID=47077633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011122996/07A RU2462006C1 (en) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Measuring method of practical peak voltage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2462006C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2672253C1 (en) * | 2018-03-07 | 2018-11-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" | Device for measuring anode voltage and determining total x-ray filtration |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4097736A (en) * | 1977-02-14 | 1978-06-27 | Radnovation, Incorporated | Radiation energy calibrating device and method |
| US4203033A (en) * | 1979-03-16 | 1980-05-13 | Jacobson Arnold F | Radiation energy calibrating system and method |
| SU948370A1 (en) * | 1980-12-04 | 1982-08-07 | Научно-Исследовательский Институт Интроскопии | Apparatus for automatization of chest organ roentgenography |
| RU2286654C1 (en) * | 2005-03-16 | 2006-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Method for measuring anode voltage across x-ray tube |
| WO2010119019A1 (en) * | 2009-04-17 | 2010-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Detector arrangement and x-ray tomography device for performing phase-contrast measurements and method for performing a phase-contrast measurement |
-
2011
- 2011-06-07 RU RU2011122996/07A patent/RU2462006C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4097736A (en) * | 1977-02-14 | 1978-06-27 | Radnovation, Incorporated | Radiation energy calibrating device and method |
| US4203033A (en) * | 1979-03-16 | 1980-05-13 | Jacobson Arnold F | Radiation energy calibrating system and method |
| SU948370A1 (en) * | 1980-12-04 | 1982-08-07 | Научно-Исследовательский Институт Интроскопии | Apparatus for automatization of chest organ roentgenography |
| RU2286654C1 (en) * | 2005-03-16 | 2006-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Method for measuring anode voltage across x-ray tube |
| WO2010119019A1 (en) * | 2009-04-17 | 2010-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Detector arrangement and x-ray tomography device for performing phase-contrast measurements and method for performing a phase-contrast measurement |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2672253C1 (en) * | 2018-03-07 | 2018-11-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" | Device for measuring anode voltage and determining total x-ray filtration |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3381223B2 (en) | Electronically enhanced X-ray detector | |
| US7038220B2 (en) | Dose distribution reading method and reader for glass dosimeter | |
| US20100091947A1 (en) | Differential Interference Phase Contrast X-ray Imaging System | |
| WO2006005059A2 (en) | High resolution proton beam monitor | |
| Metzkes et al. | A scintillator-based online detector for the angularly resolved measurement of laser-accelerated proton spectra | |
| JP2004535559A (en) | Method and apparatus for measuring the position, shape, size and light distribution of the effective focal point of an X-ray tube | |
| CN106970411B (en) | Electron beam divergence angle distribution measuring device and measuring method | |
| CN104641255B (en) | X-ray radiation detector, computed tomography imaging system and be this method | |
| CN111487668A (en) | Coaxial measuring system of many radiation sources of superstrong laser drive | |
| US11402523B2 (en) | Scintillating detectors for quality assurance of a therapy photon beam | |
| CN111077561B (en) | Residual gas charged particle beam monitoring device and method thereof | |
| CN209784551U (en) | High-space-time resolution soft X-ray radiation flow quantitative measurement system | |
| RU2462006C1 (en) | Measuring method of practical peak voltage | |
| JP2014008361A (en) | Radiation generating apparatus and radiographic system | |
| KR20020087074A (en) | A method and a device for radiography and a radiation detector | |
| JPH06100657B2 (en) | X-ray equipment | |
| CN114509802A (en) | Proton sensitivity calibration device and method for optical imaging energy spectrum measurement system | |
| US20140126697A1 (en) | Radiation generating apparatus, radiation photographing system, and sighting projector unit included therein | |
| US4476390A (en) | Radiation detector having radiation source position detecting means | |
| CN115793031A (en) | Beam limiting adjusting device for X-ray machine energy spectrum measurement | |
| CN212275989U (en) | Coaxial measuring system of many radiation sources of superstrong laser drive | |
| CN212932973U (en) | Proton absolute energy spectrum measuring device | |
| Würl et al. | Proton radiography for a small-animal irradiation platform based on a miniaturized Timepix detector | |
| JP2001281340A (en) | Radiation detector | |
| KR101267615B1 (en) | A diffraction grating-based X-ray device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130608 |