Цифровая радиография

2012-04-19 12:59:15 6362

В настоящее время в ряду преобразователей радиационного изображения, радиографическая пленка обладает самым высоким пространственным и контрастным разрешением. Однако у пленочной радиографии существует целый ряд существенных недостатков.

  • Низкая квантовая эффективность;
  • Малый динамический диапазон;
  • Длительность процесса обработки пленки;
  • Высокая стоимость радиографической пленки;
  • Трудности содержания большого пленочного архива.

Под цифровой радиографией понимают совокупность методов неразрушающего радиационного контроля, при которых радиационное изображение просвечиваемого объекта, преобразуется на определенном этапе в цифровой сигнал. Цифровой сигнал заносится в память компьютера и перераспределяется в двухмерный массив измерительных данных (цифровое изображение), который может подвергаться различным видам цифровой обработки (контрастирование, масштабирование и т.п.) и, при необходимости воспроизводиться на экране монитора. В виде полутонового изображения непосредственно воспринимаемого оператором.

В радиографии различают аналоговое и цифровое изображение. Примером аналогового изображения является радиографический снимок, изображение на флуоресцирующем экране, сцинтилляционном кристалле, РЭОПе, а также изображение на дисплее. Такие изображения, как правило являются основой для формирования цифрового изображения.

Аналоговое изображение необходимо проквантовать по интенсивности (яркости), для этого устанавливается уровень черного (самая низкая интенсивность сигнала) и уровень белого (самая высокая интенсивность сигнала). Этот диапазон интенсивности (яркости) квантуется на определенное количество уровней (ступеней).

Пространственное разрешение в цифровой радиографии достигает 10-12 линий/мм. В этом отношении цифровое изображение пока уступает аналоговому, однако имеет ряд существенных преимуществ. Главным из них является высокое контрастное разрешение в большом динамическом диапазоне. Этот диапазон обеспечивается благодаря многократному масштабированию оцифрованного изображения.

Наибольшее распространение получили системы на основе оцифровки радиографических изображений на пленке и системы на основе запоминающих люминофоров.

Цифровое изображение полученное в результате оцифровки радиографического снимка, может обрабатываться как с целью повышения качества изображения, так и с целью определения размеров дефектов, определения их ориентации и координат.

Современные системы цифровой радиографии располагают широким набором разнообразных функций, для улучшения параметров радиографического изображения, полученного после оцифровки снимка, в частности:

  • Регулировка яркости и контрастности изображения
  • Увеличение выделенного участка изображения
  • Большое количество цифровых фильтров
  • Псевдоцветное изображение
  • Возможность автоматизированного поиска и определения параметров дефекта и др.

Имеется возможность записать оцифрованное изображение на диск для длительного его хранения в базе данных, что резко уменьшает физический объем архива. Система поиска позволяет быстро найти любое изображение.

Системы цифровой радиографии на основе запоминающих люминофоров.

Метод основан на регистрации рентгеновского изображения с помощью экрана, покрытого специальным люминофором. Экран как и радиографическая пленка устанавливается за контролируемым объектом. Во время экспонирования экран запасает энергию ионизирующего излучения, формируя скрытое изображение которое способно сохраняться длительное время (до 6 часов). После экспонирования экран перемещается в сканер, где происходит считывание скрытого изображения инфракрасным лазером, который стимулирует свечение люминофора. Под действием лазера происходит освобождение накопленной люминофором энергии в виде вспышек. Свечение, как у обычных усиливающих экранов, пропорционально числу квантов поглощенных запоминающим люминофором. Эти вспышки видимого свечения преобразуются фотоэлектронным умножителем в электрические сигналы, а затем, с помощью АЦП – в цифровые данные, которые формируют цифровую матрицу, отражающую яркостные показатели каждого пикселя.

Полученное таким образом цифровое изображение может быть улучшено, отмасштабировано и архивировано.

Преимущества и недостатки цифровой радиографии по сравнению с пленочной радиографией.

Преимущества:

  • Быстрота получения информации
  • Исключается «мокрая» технология обработки пленки;
  • Дозы облучения существенно меньше необходимых для экспонирования обычной пленки;
  • Благодаря более широкому динамическому диапазону, появляется возможность исследовать и контролировать детали более сложной формы с большей толщиной;
  • Пластина для записи является много разовой, допускается экспонирование до 10000 раз;
  • Имеется возможность архивирования информации в компьютере на различных носителях, при этом срок хранения информации составляет 30 лет, имеется возможность делать необходимое количество копий и использовать сетевые технологии для передачи информации;
  • Прямое получение цифровых изображений позволяет отказаться от оборудования для оцифровки рентгеновских пленок.

Недостатки:

  • Качество радиографических изображений запоминающих пластин примерно соответствует качеству изображений полученных на среднезернистой высокочувствительной пленке D7, что ограничивает сферу применения этого метода;
  • Имеет место «ход с жесткостью» - с увеличение энергии излучения время экспозиции увеличивается, а чувствительность к выявлению дефектов ухудшается.;
  • Высокая стоимость оборудования;

Требуются высококвалифицированные специалисты для обслуживания и эксплуатации техники.

Источник статьи - глава из книги "Радиографический контроль сварных соединений" авторы В.И.Горбачев А.П. Семенов