射線成像係統

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X射線數字照相技術(DR)

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X射線數字照相技術(DR)

發布日期:2019-03-27 作者: 點擊:

工業數字X射線檢測(Digital Radiography)通常可以分為以下四種:

1)以圖像增強器為基礎的X射線實時成像檢測(Real-time Radiography Testing Image,縮寫RRTI);

2)采用成像板(ImagrPlate IP板)為射線探測裝置的模擬數字X射線計算機照相檢測(Computed Radiography,簡稱CR);

3)采用專用數碼掃描儀將普通X射線照相底片經數字化掃描後轉化為數字圖像存儲並進行後期處理(FDR);

4)采用電子成像技術的直接數字化X射線照相檢測(DirectDigit Radiography,簡稱DR)。

根據現代工業數字X射線檢測技術的發展動態,比較前沿、活躍和工程化技術成熟的數字X射線檢測技術當屬DR成像檢測和CR成像檢測。

DR數字成像.jpg

DR X射線數字照相簡介

DR成像X射線數字照相檢測技術包括直接轉換方式(器件經X射線曝光,X射線光量子直接轉換為電信號輸出)和間接轉換方式(器件先將X射線光量子轉變為可見光,再轉換為電信號輸出),從X射線曝光到圖像顯示的全過程自動進行,經X射線曝光後,即可在顯示器上觀察到圖像。DR所用的器件主要是線陣列DR探測器和平板檢測器(Flat Pannel Detector,簡稱FPD)。典型的間接轉換型DR探測器是線陣列探測器,由碘化銫CsI閃爍體、熒光體如硫氧化釓GdSO與具有光電二極管作用吸收可見光並轉換為電信號的低噪聲非晶矽層(amorphous Silicom,a-Si)、大量微小的帶有薄膜晶體管(TFT)陣列、大規模集成電路等組成多層結構構成,同步完成射線接收、光電轉換、數字化等全過程,讀出電路將每個像素的數字化信號傳送到計算機的圖像處理係統集成為X射線影像,最後在顯示屏上輸出數字圖像顯示。FPD目前已可達到127μm×127μm像素和431mm×431mm的接收麵積,每一個像素的幾何尺寸僅有幾十微米,具有極高的空間分辨率和很寬的動態範圍,可用做普通X射線數字照相。探測器可承受20KV~450KV能量的X射線直接照射,工作性能穩定,動態範圍可達到12Bit(212=4096灰度級),可以一次性實現透照厚度變化大的工件的掃描成像檢測,間接轉換型DR平板探測器大多為非晶矽結構,多用於工業X射線檢測領域。

直接轉換型DR探測器主要為平板式結構(少數也有線陣列掃描式),沒有熒光轉換層,接收X射線曝光的光電信號轉換層主要是由非晶硒層(amorphous Selemium,a-Se)與薄膜半導體陣列(Thin Film Transistor array,TFT)構成多層平板結構。非晶硒是一種光電導材料,探測器結構上施加有一個偏轉電壓,經X射線曝光後由於電導率改變而直接將X射線模擬信號轉換成圖像電信號(入射的X線光量子在非晶硒層激發出電子與空穴偶對,電子和空穴在偏置電壓下反向運動而產生電流),通過TFT檢測陣列俘獲形成電信號,再經A/D轉換變成數字信號,通過計算機處理而獲得數字化圖像並在顯示器上顯示出來,達到數字成像檢測的目的,直接轉換型DR平板探測器大多為非晶硒結構或CCD(電荷耦合器件),硒板成像係統的幅頻低於矽板成像係統,但是在承受X射線撞擊時產生的電子散射小,圖像精度較高,加之信號轉換環節少,圖像失真小,多用於醫療X射線照相診斷。

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