SU884402A1 - Способ радиационной вычислительной томографии - Google Patents

Abstract

СПОСОБ РАДИАЦИОННОЙ ВЫЧИСШ1ТЕЛЫЮЙ ТОМОГРАФИИ неоднородных по плотности объектов, включающий облучение исследуемого объекта полихроматическим пучком рентгеновского или гамма-излучени  по заданной совокупности траекторий, регистрацию прошедшего по каждой траектории через объект излучени , по крайней мере , в двух выделенных .энергетических диапазонах, преобразование зарегистрированного излучени  в злектрические сигналы, обработку полученных сигналов в ЭВМ, получение томограммы сло  исследуемого объекта в каждом энергетическом диапазоне и построение составной томограммы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности исследовани  объектов дополнительно формируют сигналы, характеризующие координаты зон перепада плотности исследуемого объекта, по сфо рмированным сигналам производ т с прив зку зон полученных томограмм, (Л после чего осуществл ют формирование, составной томограммы из выбранных . частей полученных томограмм.

Description

Изобретение относитс  к области вычислительной радиационной томографии и может примен тьс  дл  неразрушающего контрол  внутреннего строени  изделий, имеющих значительные перепады , плотности в исследуемом сечении .

Известен способ радиационной вычислительной томографии, заключающийс  в том, что производ т облучение исследуемого объекта пучком проникающего излучени , регистрируют прошедшее через объект излучение по совокупности траекторий, расположение которых в исследуемом объекте определ етс  количеством используемых детекторов и режимом, относитель00 00 4 4

ного перемещени  источника и детекторов , усиливают зарегистрированные сигналы, преобразуют их к В1щу, удобному дл  цифровой обработки,обрабатывают в ЭВМ и формируют томографическое изображение на дисплее.

Известный способ не позвол ет получить высококачественное томографическое изображение сечений объектов , имеющих значительные перепады по плотности в исследуемых сечени х.

Известен способ радиационной вычислительной томографии, включающий облучение последуемого объекта полихроматическим пучком рентгеновского или гамма-излучени  по заданной совокупности траекторий, регистрацию прошедшего по каждой траектории через объект излучени , по крайней мере, в двух выделенных энергетических диапазонах, преобразование зарегистрированного излучени  в электрические сигналы, обработку полученных сигналов в ЭВМ и восстановление изображени  сло  исследуемого объекта по суммарным, сигналам от каждого ЭнергегИЧеското диапазона регистраС помощью этого способа можно улучшить качество томограммы с точки зрени  вы влени  участков с небольшим перепадом по плотности. Однако известтюе техническое решение не позвол ет получить высококачественную томограмму объектов, имеющих значительные (до пор дка) перепады плотности. Наиболее близким техническим решением  вл етс  способ радиационной вычислительной томографии, включающий облучение исследуемого объекта полихроматическим пучком рентгеновс кого или гамма-излучени  по заданной совокупности траекторий, регис рацию прошедшего по каждой траектор через объект излучени , по крайней мере, в двух выделенных энергетических диапазонах, преобразование з регистрированного излучени  в элект рические сигналы, обработку получен ных сигналов в ЭВМ, получение томограммы в каждом энергетическом диапазоне и построение составной томограммы , Недостатком известного технического решени   вл етс  то, что при исследовании объектов со значительн перепадом по плотности оптимальным с точки зрени  информативности  вл  етс  раздельный просмотр томограмм дл  каждого энергетического диапазо на регистрации с целью исследовани  той области, котора  хорошо вы вл е с  в данном энергетическом диапазон При формировании же составной томо граммы ее информативность с точки зрени  вы влени  деталей структуры каждой области объекта уменьшаетс  тогда как в случае раздельного анализа двух томограмм увеличиваетс  врем  исследовани . Цель изобретени  - повышение эф фективности исследовани  объектов. Согласно изобретению поставленн цель достигаетс  тем, что в спосо радиационной вычислительной томографии неоднородньк по плотности объектов , включающем облучение исследуемого объекта полихроматическим пучком рентгеновского или гамма-излучени  по заданной совокупности траекторий , регистрацию прошедшего по каждой траектории через объект излучение: , по крайней мере, в двух выделенных энергетических диапазонах,преобразование зарегистрированного излучени  в электрические сигналы, обработку полученных сигналов в ЭВМ,получение томограммы в каждом энергетическом диапазоне и построение составной томограммы, дополнительно формируют сигналы, характеризующие координаты зон перепада плотности исследуемого объекта, по сформированным сигналам производ т прив зку зон полученных томограмм, после чего осуществл ют формирование составной томограммы из выбранных частей полученных томограмм. На фиг.1 показана блок-схема одного канала регистрации вычислительного томографа; на фиг.2 - блок-схема устройства выделени  координат зон перепада плотности; на фиг. 3 - схема  чейки пам ти ЭВМ, осуществл ющей адресацию дл  прив зки зон томограмм . Способ реализуют следующим образом . Исследуемый объект 1 облучают пучком полихроматического рентгеновского или гамма-излучени  от источника 2 по некоторой совокупности траекторий , определ емой количеством детекторов 3 излучени  и режимом относительного перемещени  сборки источник-детекторы и исследуемого объекта 1. Регистраци  прошедшего через исследуемьй объект по каждой из траекторий излучени  осуществл етс  в спектрометрическом режиме. В общем случае исследовани  объектов,имеющих . значительный перепад по плотности, используют регистрацию в трех энергетических диапазонах - двух основных и одном дополнительном. Энергии основных диапазонов выбираютс  их услови  наилучшего выделени  деталей внутренней структуры объекта в исследуемом слое в зонах различной плотности. Энерги  дополнительного диапазона регистрации выбираетс  из услови  точного вьщелени  зоны перепада пло1ностей в исследуемом слое. В частности во многих случа х в качестве дополнительного диапазрна можно использовать низкоэнергетический осно ной диапазон регистрации. Каждый канал регистрации содержи усилитель 4 и дискриминатор 5.Диск риминаторы 5 основных каналов регис рации подключены к счетчикам 6,кото рые, в свою, очередь, подключены к устройству 7 ввода информации в ЭВМ 8, котора  подсоединена к дисплею 9. Дискриминатор 5 вспомогатель ного канала подключен к устройству 10 выделени  координат зон перепад плотности, которое пдоключено к устройству 7 ввода информации в ЭВМ 8. В случае использовани  в качестве дополнительного диапазона одного из основных диапазонов регистрации, устройство 10 вводитс  в соответствующий канал. Устройство 10 выделени  координат зон перепада плотности в исследуемом слое объекта содержит интегра тор 11, дискриминатор 12 уровн , к которому подключен источник опорного сигнала 13. Вход дискриминатора уров н  12 подключен к формирователю индекса границы зоны 14. Выходной сигнал устройства 10, возникающий при наличии сигнала по заданному перепаду поступает в индексную часть 15  чейки пам ти ЭВМ, в которой запомне но значение плотности, соответствующее границе зоны перепада (часть  чейки 16). В случае наличи  в  чейке пам ти индекса границы зон (часть  чейки 15) и адреса (часть  чейки 17), адрес используетс  как коордичата зоны перепада плотности и дл . прив зки зон томограмм друг к другу, а значение плотности (часть  чейки 16) как значение плотности на границе зон томограмм. Таким образом, в ЭВМ 8 поступают сигналы прохождени  излучени  через исследуемый объект в двух энергетических диапазонах и координаты зон перепада плотности в исследуемом слое. ЭВМ 8 производит параллельное построение двух отдельных томограмм дл  каждого из энергетических диапазонов с использованием рутинной прог раммы, после чего на основе полученных координат зон перепада ЭВМ произ водит прив зку томограмм друг к дру6 гу и формирует на дисплее изображе- ние, которое  вл етс  суперпозицией полученных в каждом энергетическом диапазоне томограмм, осуществл емой из частей томограмм, соответствующих наилучшему вьщелению деталей внутренней структуры объекта в каждом из энергетических диапазонов. Например, при контроле осесимметричного издели  с плотностью зон 1 и 10 г/см используютс  два энергетических диапазона - 50-60 кзВ и 1,2-1,3 МэВ. В случае исследовани  только в диапазоне 50-60 кэВ, зона с плотностью 1 г/см вы вл етс  на томограмме с точностью 2-3%, в то , врем  как зона с плотностью 10 г/см вы вл етс  с точностью меньше 10 15% . При исследовании только в диапазоне 1,2-1,3 МэВ имеет место обратна  картина. В рассмотренном примере данный способ позвол ет при координатной прив зке зон по сигналам низкоэнергетического диапазона получить томограмму с точностью восстановлени  по всем зонам около 2-3%. Таким образом, описанный способ обладает следующими достоинствами: -изображение каждой зоны по существу формируетс  в энергетическом диапазоне, наиболее благопри тном дл  вы влени  деталей строени  этой зоны по -плотности, причем вклад от изображени  в другом энергетическом диапазоне дл  той же зоны может быть легко ослаблен или вообще устранен; -дл  построени  изображени  требуетс  проста  операци  определени  координат зон перепада плотности и прив зки томограмм друг к другу,тогда .как сами томограммы стро тс  стандартным образом в отличие от способа-прототипа, в котором необходимо вводить дополнительную обработку каждого зарегистрированного сигнала; -повышаетс  точность построени  томограммы объектов, имеющих зоны со значительно различающейс  плотностью . Изобретение может найти применение при промышленном контроле осесимметричных изделий с зонами,существенно различающимис  по плотности, например, в  дерной энергетике.

источник

2fz

Claims (1)

1. СПОСОБ РАДИАЦИОННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТОМОГРАФИИ неоднородных по плотности объектов, включающий облучение исследуемого объекта полихроматическим пучком рентгеновского или гамма-излучения по заданной совокупности траекторий, регистрацию