SU1179176A1 - Рентгенотелевизионный томографический интроскоп - Google Patents

Abstract

РЕНТГЕНОТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ТОМОГРАФИЧЕСКИЙ ИНТРОСКОП, содержащий источник рентгеновского излучени , преобразователь теневого радиационного изображени  объекта в электрический сигнал с видеоусилителем, светоклапанную электронно-лучевую трубку типа Титус, передающую телевизионную камеру, подключенное к ней видеоконтрольное устройство и синхрогенератор , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества изображений исследуемого объекта, источник излучени  установлен на вращающейс  в одной плоскости относительно центра объекта штанге, снабженной датчиwSS 75:Д7... ком угла поворота относительно оптической оси интроскопа, а интроскоп снабжен установленной между светоклапанной электронно-лучевой трубкой и передающей телевизионной камерой оптической системой пространственной фильтрации изображений с корректирующим пространственным фильтром, составленным из двух амплитудных фильтров , первый из которых имеет амплитудное пропускание, увеличивакщеес  от центра к краю по линейному закону в направлении обзора объекта и не измен ющеес  в перпендикул рном направлении , а второй - амплитудное пропускание , увеличивакщеес  по радиусу от центра к краю обратно пропорционально корню квадратному из произведени  частотно-контрастных характеристик преобразовател , светоклапанной трубки , передающей камеры и видеоконтрольного устройства, при этом выход датчика угла поворота штанги подключен к управл ющему, входу видеоусилител , выполненного с коэффициентом усиле ни , измен кмцимс  обратно пропорционально квадрату косинуса угла повороKj та штанги, выход видеоусилител  св Ф зан с модул тором светоклапанной трубки, а преобразователь выполнен с возможностью перемещени  перпендикул рно оптической оси интроскопа.

Description

Изобретение относитс  к радиацио ному контролю, конткретнее к рентгенотелевизионным интроскопам и может быть использовано при томографи ческих исследовани х непрозрачных объектов. Целью изобретени   вл етс  повышение качества изображений исследуе мого объекта. На чертеже представлена структурна  схема интроскопа. Интроскоп содержит источник 1 рентгеновского излучени , расположен ный на штанге 2, способный вращатьс  в горизонтальной плоскости относительно центра исследуемого объекта 3, установленного на станине 4, выполненной с возможностью перемещени  объекта вдоль оптической оси интроскопа , преобразователь 5 теневого радиационного изображени  объекта в электрический сигнал, выполненный в виде; телевизионной камеры на рентгеновидиконе или в виде рентгеновско го электронно-оптического преобразовател , оптически св занного с телевизионной камерой на световом видиконе , и установленный на станине 6, обеспечивающей перемещение преобразо вател  в горизонтальной плоскости перпендикул рно оптической оси интроскопа , видеоусилитель 7, имеющий коэффициент усилени , измен ющийс  обратно пропорционально квадрату косинуса угла поворота штанги относительно оптической оси интроскопа, светоклапанную электронно-лучевую трубку 8 типа Титус, снабженную фокусирующей и отклон ющей системой , блоком 10 разверток и высоковольт ньи блоком 11 питани , систему 12 пространственной фильтрации изображений , состо щую из сферического Фурье-преобразующего объектива 13, корректирующего пространственного фильтра 14, образованного из механически соединенных между собой двух амплитудных фильтров, выполненных, например, из соединенных эмульсионны ми сло ми фотопластинок, амплитудное пропускание первой из которых увеличиваетс  от центра к краю по линейно му закону в. направлении обзора объек та в горизонтальной плоскости и оста етс  неизменным в перпендикул рном направлении, а амплитудное пропускание второй увеличиваетс  по радиусу от центра к краю по закону, обратно пропозициональному корню квадратному из произведени  частотно-контрастных характеристик преобразовател  радиационного изображени , светоклапанной электронно-лучевой трубки, передающей телевизионной камеры и видеоконтрольного устройства, восстанавливающего объектива 15 и оптической системы считывани  изображени  с мишени светоклапанной электронно-лучевой трубки , состо щей из источника 16 монохроматического света, расширител  17 светового пучка, полупрозрачного зеркала 18, наклоненного к оптической оси системы пространственной фильтрации под углом , и двух скрещенных относительно друг друга пол ризаторов 19 и 20, размещенных соответственно между расширителем пучка и полупрозрачным зеркалом и между полупрозрачным зеркалом и Фурье-преобразующим объективом, телевизионную передающую камеру 21, выполненную на видиконе или приборе с зар довой св зью и установленную на столике 22, обеспечивающем ее перемещение вдоль оптической оси системы пространственной фильтрации, и видеоконтрольное устройство 23. Интроскоп содержит также блок 24 управлени  режимом записи изображений, синхрогенератор 25 и датчик 26 угла поворота штанги относительно оптической оси интроскопа. Пространственный фильтр 14 располагаетс  в задней фокальной плоскости Фурье-преобразующего объектива 13 и передней фокальной плоскости восстанавливающего объектива 15, плоскость мишени светоклапанной электрон но-лучевой трубки 8 совмещена с передней фокальной плоскостью Фурьепреобразующего объектива 13, а светочувствительный слой видикона телевизионной камеры 21 совмещен с задней фокальной плоскостью восстанавливающего объектива 15. Блок 24 управлени  режимом записи радиационных изображений на мишени электронно-лучевой трубки 8 своим входом электрически св зан с выходом синхрогенератора 25, а выходом - с преобразователем 5 радиационного изображени  и блоком 10 разверток. Датчик 26 угла поворота штанги 2 электрически соединен с видеоусилителем 7 и шаговым двигателем перемещени  станины 6.

311

Интррскоп работает следующим образом .

Пучок рентгеновских лучей, излучаемых источником 1, проходит через исследуемый объект 3 и формирует на рентгеночувствительном слое преобразовател  5 радиационного изображени  теневое рентгеновское изображение внутренней структуры объекта 3 (одну из его томографическихпроекций). Преобразователь 5 преобразует сформированное теневое изображение в электрический сигнал, который через видеоусилитель 7 подаетс  на модул тор светоклапанной электронно-лучевой трубки 8 и с помощью блока 10 разверток и фокусирующей и отклон ющей системы 9 записываетс  на мишени трубки, изготовленной из электрооптического кристалла, обладающего линейным электрооптическим эффектом. Трубка 8 обладает пам тью, что позвол ет записать на ее мишени последовательно несколько изображений разноракурсньгх проекций объекта 3, и лишь затем произвести параллельное считьгоание записанных изображений с помощью, пучка света, сформированного монохроматическим источником 16 и расширителем 17 пучка.

Дл  записи разноракурсных проекций измен ют угол зондировани  (просвечивани ) о( объекта 3 путем поворота штанги 2, перемеща  вс кий раз преобразователь 5 в направлении, перпендикулйрном оптической оси интроскопа таким образом, чтобы пр ма , соедин юща  центр источника 1 и центр объекта 3, проходила одновременно и через центр рентгеночувствительной поверхности преобразовател  5. Соосность расположени  источника 1 и преобразовател  5 обеспечиваетс  синхронным смещением станины 6 с помощью шагового двигател , управл емого напр жением , вырабатьгоаемым датчиком 26 угла поворота штанги 2 в напр жение . В результате можно последовательно записать на мишени трубки 8 серию разноракурсных проекций исследуемого объекта 3 (дес ть и более). Дл  обеспечени  правильного и качественного восстановлени  томографических проекций, записываемых на мишени трубки 8, коэффициент усилени  видеоусилител  7 при записи каждой проекции измен етс  обратно пропорционально квадрату косинуса угла по764

ворота штанги относительно оптической оси интроскопа с помощью напр жени , снимаемого с датчика 26.

Считьгаание записанных на мишени трубки В серии наложенных друг на друга томографических проекций объекта 3 производитс  плоской монохроматической волной, формируемой расширителем 17 пучка от источника 16. Скрещенные пол ризаторы 19 и 20 пре образуют модул щ о по пол ризации отраженных от мишени считьшающей волны света в амплитудную модул цию, при этом распределение комплексных амплитуд в волне, падающей на Фурье-преобразующий объектив 13, пропорционально распределению суммарного коэффициента поглощени  рентгеновских лучей в объекте во всех томографических проекци х.

Фурье-преобразующий объектив 13 осуществл ет двумерное преобразовани Фурье над этим распределением комплексных амплитуд и формирует в своей задней фокальной плоскости его пространственно-частотный спектр, Пространственный фильтр 14 модулирует этот спектр по амплитуде таким образом , чтобы осуществить, р-филитрацию т.е. восстановление продольного се- чени объекта, совпадающего с плоскостью , содержащей начало используемой в устройстве системы координат; скорректировать контрастно-частотные искажени , вносимые преобразователем 5 радиационного изображени , светоклапанной электронно-лучевой трубкой 8, телевизионной камерой 21 и видеоконтрольным устройством 23.

Восстанавливающий объектив 15 осуществл ет обратное Фурье-преобразование над модифицированным спектром и формирует восстановленное действительное изображение продольного сечени  исследуемого объекта 3, проход щего через точку, с которой св зано начапо координатных осей.

Телевизионна  камера 21 преобразует полученное изображение продольного сечени  в телевизионный сигнал, и видеоконтрольное устройство 23 воспроизводит изображение зтого сечени  на своем экране.

Фокусировка изображени  восстановленного продольного сечени  объекта 3 на экране ВКУ осуществл етс  перемещением телевизионной передающей камеры 21 вдоль оптической оси системы 1z пространственной фильтрации с помощью столика 22. Датчик 26 формирует сигналы, которые требуемым образом измен ют коэффициенты усилени  видеоусилител  7 и перемещают преобразователь 5 синхронно с поворотом штанги 2 с помощью станины 6, снабженного шаговым электродвигателем . Блок 24 управлени  режима записи совместно с синхрогёнератором 25 обеспечивает последовательную запись требуемого числа томографических проекций исследуемого объекта 3 на мишени трубки 8.

Телевизионна  камера 21 и видеоконтрольное устройство 23 работают в автономном режиме независимо от режима записи преобразовател  5 и : светоклапанной трубки 8.

Дл  получени  изображени  другог продольного сечени  исследуемого объекта необходимо сместить объект на соответствующую величину вдоль оптической оси интроскопа с помощью станины 4, просветить его с разных ракурсов, записать разноракурсные проекции на мишени светоклапанной трубки и затем восстановить по ним интересующие нас продольные сечени 

Перемеща  исследуемый объект 3 с помощью станины 4 вдоль оптической оси интроскопа и записывани  вс кий

раз на мишени трубки 8 серию разноракурсных проекций объекта, можно получить серию восстановленных продольных сечений объекта, отсто щих друг от друга по глубине на требуемом рассто нии..Это обеспечивает получение необходимой информации о внутреннем строении исследуемого объекта и, в частности, позвол ет определить точные координаты обнаруженного дефекта как по глубине, так и в

плоскости продольного сечени . V

Данное устройство обеспечивает увеличение разрешени  в изображении

продольного сечени  объекта в 3-4 раза и поВьпиение контраста в йелких детал х изображени  в 5-1Q раз. Кроме того, оно обеспечивает существенное увеличение разрешающей способности по глубине объекта, которое можно регулировать в требуемых пределах путем соответствующего выбора величины шага 4 ф по углу обзора и числа одновременно обрабатываемых томографических проекций.

Claims (1)

1. РЕНТГЕНОТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ТОМОГРАФИЧЕСКИЙ ИНТРОСКОП, содержащий источник рентгеновского излучения, преобразователь теневого радиационного изображения объекта в электрический сигнал с видеоусилителем, светоклапанную электронно-лучевую трубку типа Титус, передающую телевизионную камеру, подключенное к ней видеоконтрольное устройство и синхрогенератор, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изображений исследуемого объекта, источник излучения установлен на вращающейся в одной плоскости относительно центра объекта штанге, снабженной датчи ком угла поворота относительно оптической оси интроскопа, а интроскоп снабжен установленной между светоклапанной электронно-лучевой трубкой и передающей телевизионной камерой оптической системой пространственной фильтрации изображений с корректирующим пространственным фильтром, составленным из двух амплитудных фильтров, первый из которых имеет амплитудное пропускание, увеличивающееся от центра к краю по линейному закону в направлении обзора объекта и не из меняющееся в перпендикулярном направ лении, а второй - амплитудное пропускание, увеличивающееся по радиусу от центра к краю обратно пропорционально корню квадратному из произведения частотно-контрастных характеристик преобразователя, светоклапанной трубки, передающей камеры и видеоконтрольного устройства, при этом выход датчика угла поворота штанги подключен к управляющему, входу видеоусилителя, выполненного с коэффициентом усиления, изменяющимся обратно пропорционально квадрату косинуса угла поворота штанги, выход видеоусилителя связан с модулятором светоклапанной трубки, а преобразователь выполнен с возможностью перемещения перпендику- Г лярно оптической оси интроскопа. I

   LL79J76