CR成像技术在弹道实验中的应用

2009-12-08 18:07:50来源: 电子元器件应用

0 引言

    在X射线检测中,CCD数字化实时成像系统因其不需要进行胶片冲洗,成像速度快,得到的图像较传统胶片图像质量好而获得了广泛的应。而在弹道实验中,由于经常有高速运动的破片,以及高速高压气流和爆炸强冲击力等。往往会对CCD数字成像系统造成损坏,且防护装置体积庞大,因此,很多弹道实验无法使用CCD数字成像系统。

    而传统的胶片成像使用化学处理X射线胶片,从图像的采集到技术人员的检测,至少需要20分钟。如果胶片曝光量不够或透照角度错误,还必须重新进行所有的程序。此外,还必须配备存放地点和经过培训的员工,并保证安全操作、存储和处理胶片冲洗药液。

    CR(computed radiography)技术是介于胶片成像与CCD数字成像之间的中间技术。这种技术类似于胶片成像。它由成像板替代胶片将图像存储起来,然后采用激光扫描仪将成像板中的图像读出来.并将其转换成数字图像。

    传统X射线胶片成像系统能摄照的部位都可以用CR成像,CR系统中代替胶片的成像板可重复使用,动态特性线性度比胶片好,图像处理过程不需要暗房,不需要任何化学溶液,可省掉繁琐的胶片冲洗过程,大大加快了成像速度,减轻了操作者的劳动强度;而且其图像信息是以数字形式读出,非常方便进行图像处理。

    与CCD数字化实时成像相比,CR的最大优势在于仅以成像板代替X射线胶片。由于读取设备与成像板分离,故在弹道实验中的防护容易实施。

    为了提高弹道实验图像诊断的效率和图像质量,南京理工大学瞬态物理国家重点实验室于2008年组建了用于弹道实验的X射线CR成像系统。

1 CR成像原理

    CR成像技术将透过物体的X射线影像信息记录在由荧光物质制成的、有存储功能的荧光板上,这种存储荧光板又称成像板(image plate,简称IP)。IP板曝光后会在其荧光层中形成潜影,将带有潜影的IP板放入激光扫描仪中通过激光束扫描读取,即可将潜在的像还原成可见光的像,再进行计算机采集处理,从而得到数字图像。因此,CR成像的工作过程主要由X射线曝光和读取IP板潜影两部分组成。

1.1 曝光

    当X射线辐射到成像板时,成像板内的增感屏将吸收的X射线转换成可见光的影像,同时荧光晶体中的电子被激发到导带,然后,电子将自发地回到半稳态能级,形成潜在影像。图1所示是其成像板的曝光原理示意图。

1.2 读取

    将成像板放入激光扫描仪的扫描单元,再用激光束扫描成像板,这样在激光激发下,激光能量释放被俘获的电子,使其返回其初始能级,并产生可见光发射;光发射的强度与原来接收的射线剂量成比例;光电接收器接收可见光并将其转换为数字信号送入计算机进行处理,从而得到数字化的射线照相图像。图2所示是CR成像板的图像读出原理示意图。其图像可由激光扫描仪的光子放大器采集并转换成数字信号,以将其储存在计算机中。但应注意:成像板上的成像数据必需在半小时内扫描。

1.3 擦除

    成像板使用前,应擦除成像板上的所有信息。使用强光可擦除荧光层残留的影像,图3所示是其擦除原理图。大多数情况强光照射15秒,就可以完全有效地擦除成像板的信息。但有时擦除时间要增加到最大60秒。

2 CR成像系统的组成

    CR成像系统的主要装置包括影像采集部分(IP板)、影像扫描部分(激光扫描仪)、影像后处理和记录部分(成像软件),图4所示是其系统组成示意图。

2.1 成像板

    成像板的构造一般分为:底层(起支撑作用)、荧光层(形成潜影)、保护涂层、端口附加密封剂四个部分,其结构如图5所示。

    通常传统胶片的灰价值大于700,半导体接收器的灰价值在1000~10000之间。德尔NDT成像板一般可储存65000灰价值范围的图像,并可消除曝光不足和曝光过度的影响。

2.2 激光扫描仪

    图6所示的德尔CR 35 NDT激光扫描仪是与IP板配套的现代扫描工具,其创新的光子收集系统技术可将图像噪音和干扰降到最低,以近乎100%的效率将激活的X射线信息扫入系统,其分辨率可以达到20LP/mm。

    在图6中,德尔NDT的激光束会在光子收集系统中高速旋转,而精密光学棱镜的使用则保证了激光焦点的直径可以达到12.5μm。依靠专利的抛物面反射镜系统及其特殊的高效涂层,所激发出的冷光束可被收集并定向到光电倍增管的接收器,这样可以提高其信噪比,同时干涉也会急剧减少。因此,其图像的质量可以分辨出最小的细节。

2.3 成像软件

    通过D-Tect成像软件,CR 35 NDT扫描仪可以读取、处理及保存这些数字化信息,并将信息存档及交流。同时,成像软件还具有先进的数字图像评片功能和数据管理功能,以及强大的数据共享能力。

3 CR成像系统在弹道实验中的应用

    将CR成像系统安装在弹道实验装置时,其IP板的安装使用方法与X射线胶片的安装使用方法基本相同,而且其防护措施也相同。图7为部分弹道实验图片。

关键字:CR成像  曝光  激光扫描仪

编辑:金海 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2009/1208/article_1911.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
CR成像
曝光
激光扫描仪

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved