Способ измерения толщины объекта

СОЮЗ СОВГТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„3Ц ÄÄ 1707470 А1 (5«)5 G 01 В 15/02, G 01 N 23/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫИ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I ,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4757693/10 (22) 09.11.89 (46) 23.01.92. Бюл, ¹ 3 (71) Центральный научно-исследовательский рентгено-ргдлологический институт (72) А,С.Цимко и В.A.Ìèõàéëîâ (53) 531.717,2 (088.8) (56) Патент «.,«ПА ь 4574387, кл. G 01 N 23/16, 1986.

Рентгеновские .-«етоды количествечнG!h и качественной о«:,е««к«л остеопзроза. Л„с.

13--14.

Липосо«ль«. Применение в рентгенолог««и «n.".,"««олог;",,«, Л.: 1984, с, 43 — 44. (54) СПОСОБ «лЗ лЕРЕН14Р ТОЛЩИНЫ

0bbF YTA (57) Изобретение относитс™. K рентгенотехнике, в частности, к ананасу рентгеновских изображений. L ..ëü ««эобретен>ля — повышение точности ог;ределекия толщины объекта. Сущность иэг братания состоит в том, что

Изобретение относится к рентгенотехнике и может испсльзоваться для анализа рентгеновских иэображений.

Известен способ измерения толщины объекта путем установки его между источником и детекторо л излучения, в соответствии с которым, кроме обьекта, ус1анавливается один из нескольких этггонных ослабителей излучения известной толщины. При прохожден.".и «:.,;У.»«„-:;; -, - г «т;э;.г к.;ь>., >-;-;>.. «тел> ) «vf -« "v "îT .. - > - »>еи, ° ч> ри >. зависимости между сигналом и толщиной, а толщина объек а опреьеляется по сигналу сравнивают оптическую плотность рентгеновского изображения объскта с оптическими плотностями изображения. клина, находят эквивалентную толщину объекта и определяют по ней толщину обьекта решением уравнения для яркостей свечения рентгено>«ско«о экрана, а также дополнительно изглеряют оптическую плотность изобрэжениЯ, сни««асмого одновременно обьектом и клином эталонного ослабителя, отлично«о по материалу от клина. Путем сравнения ее с плотно.тя;ли изобргх<ения клина о;:>>ед.ляют значени» нгпрягкения на рентгено"скс; трубке. Для повышения точности эталонный ослабитель выполняют в виде ступенчатого клина, а напряжение находят усреднением найденных значений по «ислу, ступенек на линеинам участке характеристическо>л кр ивой. Полученное значение напряжения используют при нахождении толщины объекта. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. детектора при прохождении излучения через обьект с учетом найденной зависил«ости (1).

Известен также способ денситоматрического анализа рентгеновского изображения путем сравнения оптических плотностей изображений обьекта и кгина, в соответствии с которым находят толщину объекта в линейных един««цах материа а кл«на (2).

Недостатком данных способов является низкая точность определения истинной толщины объекта при использовании источни1707470 ка излучения с нестабильной (или изменяемой) эффективной энергией.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения толщины объекта путем сравнения оптических плотностей рентгеновских изображений обьекта и клина, в соответствии с которым вначале находят эквивалентную толщину объекта в линейных единицах материала клина, а затем определяют толщину объекта численным решением уравнения для яркостей сведения рентгеновского экрана за объектом и эа клином с учетом выставляемого на аппарате напряжения на трубке(3).

Недостатком этого способа является отсутствие достоверной информации о реальном напряжении на трубке, т.к, послсднее из-за колебаний напряжения сети, а также пульсаций напряжения на выходе высоковольтной выпрямительной схемы отличается от. выставляемого напряжения.

Возникающие в связи с этим ошибки могут достигать 507ь.

Цель изобретения — повышение точности определения толщины объекта. .Поставленная цель достигается тем, что при измерении толщины объекта путем сравнения оптических плотностей рен I геновского изображения обьекта и эталонного клина, нахождения эквивалент;.ой толщины объ.екта в линейных единицах материала кли.1а и определения толщины объекта числснным решением уравнения для яркостей свечения рент-е1 овского экрана за объектом и за клином с учетом напряжения на рентгеновской трубке дополнительно измеряют оптическую плотность рентгеновского изображен..1я за эталонным ослабителем рентгеновского излучения, отличным по материалу от клина, и путем сравнения этой оп1ической плотности с 00тическими плотностями изображения за эталонным клином определяют эквива lOHTную толщину ослабителя в линейных единицах материала клина, по которой определяют значение напряжения на рентгеновской трубке, используемое при определении толщины объекта численным решением уравнения для яркостей свечения экрана.

Кроме того, для повышения точности определения напряжения на трубке и, следовательно4, точности определения толщиHbl объекта эталонный ослабитель

{lg (, luili 1 В l. iA . iГ т Г . Цат,,i Q ь ЛИНЯ Ii1 кiеrinни» q, .ling -c -hs-u .iÐ;;,=1 33,,ейтнчх 10hщин и напряжения проводят для участков клина, соответствующих rio оптической плотности линейному участ ку характери тической кривой, где максимальна точность определения эквивалентной толщины; а используемое при определении толщины объекта значение напряжения на трубке

5 определяют как среднее от полученных значений напряжения.

Изобретение осуществляется следующим образом.

При получении рентгеновского изобра10 женил одновременно с объектом осуществ- ляют съемку ступенчатого клина и эталонного ослабителя, отличающегося по материалу от клина. Затем производят измерение оптических плотностей изображе15 ний эталонного ослабителя, клина и объекта. По равенству оптической плотности изображения эталонного ослабителя соответствующей оптической плотности изображения клина определяют толщину клина, соответствующую ослаблению излу20 чения эталонным ослабителем, т.к. эквивалентную олщину ослабителя в линейных единицах материала клина, Напряжение на труб в U находят путем численного решения урав1гения для яркостей све1ения рент25. геновскогр экрана за ослабителем и за клином;

В (U, fc, (Е) хэ) - В (U, p» (Е) х»), (1) где E — энергия х.- -- толщи а эталонного ослабителя;

30 :, (Е) -- коэффициент ослабления излучения эталонным ослабителем; х» -- эквивалентная толщина ослабителя в линейных единицах материала клина, р» (Е) — коэффициент ослабления излучения клином.

При этом яркость свечения рентге о. вскогл экрана определяют по формуле: где У> (Е, U) — начальная спектральная плотность рентгеновского излучения;

pl (F), х — коэффициенты ослабления и

45 толщины фильтрующих средна пути рентгеновского излучения;

/с, (Е}, pa (E) — коэффициенты ослабления и электронного преобразования рентге-. новского излучения люминофором экрана;

9 нагрузка экрана.

Далее по равенству оптических плотностей изображения объекта и соответствующего участка изображения клина определяют эквивалентную толщину обьек-=, . h oöiiчх ед й.1цах i la риала клина х»

И ПО йвй С УЧС 3ii rioå1ДСННОГО ЗНЗЯС ИЯ йа пряжения на трубке определяют толщину объекта х численным решением уравнения

1707470 для яркостей свечения рентгеновского экрана:

В(х, U)- В(х,, U). (3)

Для повышения точности определения напряжения на трубке эталонный ослабитель выполняют в виде ступенчатого клина, а его эквивалентную толщину определяют для ступенек, соответствующих по оптической плотности линейному участку характерист;1чсской кривой. Полученные для этих ступенек значения напряжения на трубке усредняют по числу ступенек, а результат используют в качестве параметра при определении толщины обьекта решением уравнения (3).

Пример. Проводилась съемка в качестве объекта плексиглазового образца толг щиной 3 см вместе с алюминиевым клином (8 ступенек с шаго л 1,5 м л) и эталонным ослабителе л, представляющим собой параллелепипед из оргстекла с 6 ячейками, одна из которых заполнена содой, а 5— растворами рентгеноконтрастного средства (верографин-76) различных концентра ций (общая толщина оргстекла вдоль пучка

1,6 си, толщина слоя заливаемой воды 6 мм, толщина слоя заливаемого верографина-76

0,3-1.5 мм с шагом 0,3 мм). После последующего иэмсрения оптических плотностей полу-геHHG!. изображения определялись эквивалентная толщ .на плексиглаэового образца в см алюминия и эквивалентные толщины ступенек эталонного ослабителя в см алюминия пут м сравнения с иэображением алюм ниесGF0 клина. По последним определя .ись значения напряжения на трубке путем численного решения уравнения (1) для яркостеи свечения экрана эа клином и ослгбителем на ЭВМ. Полученные значения усреднялись, а результат вместе с найденной эквивалентной толщиной объек\ та использовался в качестве параметра при нахождении истинной толщины плексиглаэового образца путем численного решения уравнения(З).

Для получения сравнительных данных

5 параллельно проводилось нахождение истинной толщины обьекта численным решением того же уравнения по той же его эквивалентной толщине, но при значениях напряжения, выставляемых на аппарате

10 при съемке, Результаты приведены в таблице.

Предлагаемый способ измерения толщины объекта при оптимальном под 1оре материалов клина и эталонного ослаьителя

15 позволяет в несколько раз повысить точность определения толщины объекта.

Формула изобретения

1. Способ измерения толщины сбъск1", 2О путем сравнения оптических плотностей изображения объекта и эталонного кли а с учетом напряжения на рентгеновской трубке, отличающийся тем, что, с цел.ю повышения точности, дополнительно иэмс25 ряют оптическую плотность эа эталонным ослабителем, выполненным из материала, отличного от материала клина, и путем срас нения этой оптической плотности плотностью за эталонным Kfil ном опт,.дслат

30 значение напряжения на рентгеновской трубке, которое затем используют npv, определении толщины обьекта.

2. Способ по п,1; отличающийся тем, что при выполнении эталонного осла35 бителя в сиде ступен гатого клина, измерения проводят для участков клина, находящихся на линейном участке харак1еристической кривой, а напряжение на трубке определяют как среднее от полученных

40 значений.

1707470

Соста вите л ь А. Цим ко

Техред M.Moðãå÷òàë Корректор О.Ципле

Редактор Т.Куркова

ПроизводствеHHQ-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 261 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретенивм и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5