RU2717376C1 - X-ray tube focal spot size determining method - Google Patents
X-ray tube focal spot size determining method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717376C1 RU2717376C1 RU2019124945A RU2019124945A RU2717376C1 RU 2717376 C1 RU2717376 C1 RU 2717376C1 RU 2019124945 A RU2019124945 A RU 2019124945A RU 2019124945 A RU2019124945 A RU 2019124945A RU 2717376 C1 RU2717376 C1 RU 2717376C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- test object
- ray
- detector
- ray tube
- image
- Prior art date
Links
Images
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.The prior art method for measuring the size of microfocus spots of X-ray tubes (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, April 16-20, 2012, Durban, South Africa), which proposes the integration of a linear image profile of a test object, and use a standardized image quality indicator as a test object, representing 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, прием детектором рентгеновского излучения, прошедшего через тест-объект, 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 an effective focal spot of microfocus x-ray tubes (patent RU No. 2674567, publ. 12/11/2018) the essence of which is that x-ray radiation is performed on a test object, receiving an x-ray detector that has passed through the test object, and the conversion of 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 they undergo differentiation with the subsequent obtaining of 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 microfocus 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 scatter of values in percent; while the test object is performed in the form of a cross-shaped combination of several metal objects located in the same plane, having a circular projection on this plane, having the same diameter and spaced from each other at 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 the positioning of the test object in the image, it is labeled with a lead letter.
Недостатком прототипа является использование дорогостоящего тест-объекта и сложного математического вычисления для определения размера фокусного пятна по положению изображения тест-объекта. 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 complex mathematical calculations to determine the size of the focal spot by the image position of the test object. As a result, the time for measuring the size of the focal spot of the x-ray tube increases, and the measurement process becomes more expensive.
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 task to be solved by the claimed method is aimed at determining the dimensions of the focal spot of an x-ray tube and obtaining a technical result consisting in reducing the time of 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, приеме 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-raying the test object with x-ray radiation, receiving the x-ray detector passed through the test object, and converting it into a digital x-ray image of the test object, the transmission is performed repeatedly, the first transmission is carried out at a contact location on the detector of the test object, which is a set of groups of alternating opaque and radiopaque low bands with a certain number of strips of the same width per unit length of the test object in each group, while the width of the strips from group to group changes monotonously, and the resolving power of the detector R n is determined from the received contact image, which will correspond to a pair of the thinnest lines distinguishable by image, and subsequent transillumination is performed by gradually removing the test object from the detector and approaching it to the x-ray tube until the moment when the x-ray image is different the maximum number of lines is drawn, then the distances from the X-ray tube to the test object f 1 and the distance 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:
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 in FIG. 1 shows a diagram of the implementation of the method, and in 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-ray radiation 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 пространственного разрешения. Расстояние от РТ1 до ТО3 составляет ƒ1, расстояние от ТО3 до ЦД2 составляет ƒ2. Суммарное расстояние (ƒ1+ƒ2) 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.On the axis of the beam in the space between PT1 and CD2 is a test object (TO) 3 - the world of spatial resolution. The distance from PT1 to TO3 is ƒ 1 , the distance from TO3 to CD2 is ƒ 2 . The total distance (ƒ 1 + ƒ 2 ) between PT1 and CD2 in order to exclude the influence of the final sizes of the focal spot on the result of measuring the resolution is at least 10 5 times greater than 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 определенным 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.
ТО3 для определения размеров фокусного пятна выбирают из условия: суммарная ширина пары 2t наиболее тонких полос ТО3, должна быть меньше размера (ширины) пикселя Т [мм] детектора.TO3 for determining the size of the focal spot is selected from the condition: the total width of the pair 2t of the thinnest stripes TO3 should be less than the size (width) of the pixel T [mm] of the detector.
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 measurement stage, a TO3 digital contact x-ray is performed. For this, TO3 is located close to the CD2 plane. The distance TO3 — the X-ray sensitive plane of CD2 — is chosen to be the minimum possible and usually amounts to several mm. In this case, the magnification coefficient of the x-ray image m lines TO3, which is determined from the expression:
приблизительно равен 1.approximately equal to 1.
По полученному рентгеновскому изображению ТО3, которое представляет собой последовательность пар темных и светлых полос переменной ширины, определяют разрешающую способность детектора Rn. В соответствии с выражением:Using the obtained X-ray image TO3, which is a sequence of pairs of dark and light bands of variable width, the resolution of the detector R n is determined. According to the expression:
Rn обратно пропорциональна суммарной ширине пары 2t наиболее тонких, из различимых на изображении, полос.R n is inversely proportional to the total width of the pair 2t of the thinnest, of the bands distinguishable 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.In a second step, TO3 digital x-rays are performed with image enlargement. For this, TO3 is gradually removed from CD2 and brought closer to
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 т суммарная разрешающая способность рентгенографической системы RΣ начнет снижаться.On enlarged X-ray images TO3, the total width of the pair of the thinnest of the distinguishable bands is again determined. As the coefficient of increase m increases on the X-ray image TO3, increasingly thin lines will be distinguished. This indicates an increase in the total resolution R Σ of the radiographic system. However, with some optimal magnification factor m o , the limit of increasing the total resolution R Σmax will be reached. With a further increase in the coefficient of increase 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 выражениемAccording to the obtained measurement results: R n - at the first stage and m o - at the second stage in accordance with the expression
рассчитывается размер фокусного пятна рентгеновской трубки d.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 measurement time of the focal spot is significantly reduced, and the measurement process is also cheaper.
Claims (2)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019124945A RU2717376C1 (en) | 2019-08-05 | 2019-08-05 | X-ray tube focal spot size determining method |
EA202000219A EA038048B1 (en) | 2019-08-05 | 2020-08-25 | X-ray tube focal spot size determining method |
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 (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2717376C1 true RU2717376C1 (en) | 2020-03-23 |
Family
ID=69943196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019124945A RU2717376C1 (en) | 2019-08-05 | 2019-08-05 | X-ray tube focal spot size determining method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA038048B1 (en) |
RU (1) | RU2717376C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114264227A (en) * | 2021-11-26 | 2022-04-01 | 武汉联影生命科学仪器有限公司 | Device and method for measuring size and position of focus and measuring module |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU313185A1 (en) * | И. И. Лапицкий, Е. А. Косарев, Г. Г. Карабек В. Е. Фед шев | DEVICE FOR DETERMINING THE DIMENSIONS OF FOCAL SPOTS OF SOURCES OF BRAKE RADIATION | ||
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 (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU313185A1 (en) * | И. И. Лапицкий, Е. А. Косарев, Г. Г. Карабек В. Е. Фед шев | DEVICE FOR DETERMINING THE DIMENSIONS OF FOCAL SPOTS OF SOURCES OF BRAKE RADIATION | ||
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 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114264227A (en) * | 2021-11-26 | 2022-04-01 | 武汉联影生命科学仪器有限公司 | Device and method for measuring size and position of focus and measuring module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA202000219A1 (en) | 2021-02-26 |
EA038048B1 (en) | 2021-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108449982B (en) | X-ray imaging with detectors capable of resolving photon energy | |
JP6567094B2 (en) | Radiation image processing method and radiation imaging system | |
Bavendiek et al. | New measurement methods of focal spot size and shape of X-ray tubes in digital radiological applications in comparison to current standards | |
JP2015112475A (en) | X-ray computer tomography device and reference correction program | |
WO2011036961A1 (en) | X-ray ct device | |
US20100158318A1 (en) | Focal spot size measurement with a movable edge located in a beam-shaping device | |
JP6711410B2 (en) | Imaging magnification calibration method for radiation tomography apparatus | |
Russo et al. | Method for measuring the focal spot size of an x‐ray tube using a coded aperture mask and a digital detector | |
RU2717376C1 (en) | X-ray tube focal spot size determining method | |
JP2014009976A (en) | Three-dimensional shape measurement x-ray ct device and three-dimensional shape measurement method by x-ray ct device | |
Grimes et al. | The influence of focal spot blooming on high‐contrast spatial resolution in CT imaging | |
Van de Casteele et al. | The effect of beam hardening on resolution in X-ray microtomography | |
Salamon et al. | Comparison of different methods for determining the size of a focal spot of microfocus X-ray tubes | |
JP4584550B2 (en) | X-ray measuring device | |
Tous et al. | Evaluation of a YAG: Ce scintillation crystal based CCD X-ray imaging detector with the Medipix2 detector | |
JP2010204060A (en) | X-ray inspection device, and inspection method of the same | |
Rong et al. | Measurement of focal spot size with slit camera using computed radiography and flat‐panel based digital detectors | |
RU2674567C1 (en) | Method of measuring dimensions of effective focus spot of microfocus x-ray tubes | |
CN106093080A (en) | A kind of metal alloy compositions scattering ratio measuring method based on digital radial imaging technology explorer response curve | |
US20090086911A1 (en) | Inspection tool for radiographic systems | |
JP6803768B2 (en) | Material analyzer, material analysis method and X-ray CT equipment | |
Radebe et al. | Evaluation procedures for spatial resolution and contrast standards for neutron tomography | |
Roth et al. | The effect of experimental variables on industrial x-ray micro-computed sensitivity | |
WO2016190218A1 (en) | Measuring method and radiation photography apparatus | |
RU2717563C1 (en) | Method of determining x-ray imaging system point spread function |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201012 Effective date: 20201012 |