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  • 數字X射線拍攝4MeV的電子直線加速器的X射線計算機放射成像(CR)系統檢測固體火箭推進劑

    摘要

    CR系統的性能與高密度成像板(HDIP)是相對于一個4兆電子伏的電子直線加速器的X射線源的射線照相膠片的同一類別。 4 MeV的電子直線加速器HDIP特性曲線的產生。的噪聲和信噪比估計與接收不同劑量的HDIP。雖然不斷增加噪聲與所接收的劑量,但SNR提高,因為較高的信號電平隨劑量。產生可接受的射線照相圖像質量所需的最低劑量已被用于評價該系統的緯度為基礎的復合固體推進劑藥柱。射線照相同時HDIP的MX-125薄膜外直徑為740毫米和540毫米的火箭發動機。相對于對比度的X光片進行了評估,結果為:與膜通過以下方式獲得的圖像。 CR系統有利于高緯度的糧食和接口,在一個單一的風險,而火箭發動機的攝片,在電影的情況下,不是采取多重曝光。對比度增強功能的數字圖像形式CR被發現是非常有幫助的研究界面的差距,現有的接口外殼以及絕緣體 - 絕緣體 - 推進劑。也已觀察到,低能量的X射線輻射的不一樣,也沒有減少曝光時間的情況下,高能量的X射線。

    關鍵詞:直線加速器(直線加速器),無損檢測,推進劑,計算機放射成像(CR),射線膠片,高能量的X射線,火箭發動機

    1。引言2。實驗

    高能量的X射線從4兆電子伏能量直線加速器
    2.1設備

    (直線加速器)是用于照相[1-2]火箭發動機
    外徑超過300毫米,使用常規的HD-CR 35 NDT CR掃描儀型號杜爾,工業射線照相膠片獲得的X光圖像。

    德國使用了圖1中所示的實驗在過去的幾年里,數字射線照相技術[3-5]成為此工作。隨著掃描參數過程中使用的流行的和有用的,因為相同的圖像品質,在激光掃描儀的成像板的掃描。
    減少曝光時間,數字圖像處理功能,便于圖像的存儲和檢索。計算機激光光斑面積:25微米X線攝影(CR)[6-7]是一個這樣的數字放射成像RPM:3000技術,它使用一個靈活的存儲體捕獲通過激光掃描儀獲取的影像學信息的radiographicimage這是subsequentlyscanned的直接在電腦中形成數字化X光片。雖然CR被廣泛用于數字射線照相術,在醫藥領域的[8],使用X-射線至120千伏,但它的使用具有高能量的X射線,電子直線加速器的X線攝影最近已經獲得了興趣。然而,有關于使用CR技術的固體火箭發動機/推進劑利用高能量的X射線直線加速器放射無可用數據。 4 MeV的電子直線加速器的X射線攝片的固體火箭發動機使用CR技術的可行性鑒于此,已實現的射線圖像質量方面的研究,并可能使用常規技術

    圖1:照片的HDCR 35 NDT激光掃描系統


    數字X射線攝影。
    高分辨率顯示屏(300萬像素),用來顯示射線拍攝的圖像通過CR系統。

    如果在放射線照相圖像的質量,工業射線照相膠片的比較MX-125( - 柯達)和HDIP(藍色成像板)杜爾,德國使作為檢測介質[9-10]。

    射線膠片或成像板在X線曝光,保持對鉛增感屏之間的密切接觸,用0.25毫米厚的前屏幕和
    0.50毫米的背屏。甲厚度為3毫米的銅板用作過濾器,并保持接觸,向源極側的磁帶盒。

    4兆電子伏的直線加速器(直線加速器)與最大劑量為150r/min輸出(扁平)在1米被用于實驗。源的焦點尺寸小于2毫米。探測器要獲得均勻的曝光,4米大的FFD在所有場合使用。接受的劑量測量與校準4兆電子伏的電子直線加速器的X射線輻射的電離室的幫助下。

    2.2實驗方法

    最初的特性曲線都的柯達INDUSTREX MX-125膜和HDIP產生。對于這一點,隨著銅過濾器盒被保持在從X-射線源的距離為4米。不同的輻射劑量,給定的檢測器系統。在薄膜的情況下,光學膜的密度進行測定,CR系統的像素值,測量相應的曝光。

    評價總清晰度電影以及IP測試設置中沒有任何對象存在,每EN 462-5雙面絲IQI已被使用。像質計直接放在銅過濾器中存在前面的磁帶盒與油脂和曝光的幫助下,以便獲得可接受的影像質量。解決對記錄的幫助下,高密度電影觀眾看了電影,而CR圖像的高分辨率顯示器上查看圖像并沒有所需的變焦。

    直徑為540毫米的復合推進劑的固體火箭發動機已被射線照相,同時使用MX-125膜和電機的保持在水平的X射線源前面的時尚HDIP。約3.5米的FFD一直保持為放射暴露。另一種固體火箭發動機復合推進劑的740毫米直徑的管狀幾何射線照相MX-125薄膜和HDIP。

    與臺階孔類有機玻璃像質計(圖片質量指示符)固定在電機表面的源極側的幫助下,在對比度方面的放射線圖像質量評估。的放射線圖像的解釋進行評估后的圖像所產生的各種圖像處理工具可與內置的軟件。
    3。結果與討論

    3.1特性曲線4兆電子伏的直線加速器能量的MX-125薄膜和HDIP

    這是一個積劑量和光學膜的密度之間的MX-125膜的特性曲線如圖2所示。的HDIP的特性曲線示于圖3,它是在檢測器平面上接受的劑量和相應的評價400x100像素的區域的平均像素值之間的陰謀。高清HDIP曲線的線性響應指示的能力,提供統一的對比敏感度在整個范圍內接收到的劑量。

    3.2在CR影像噪聲估計

    估計與HDIP獲得的放射線圖像,在不同的接收劑量的總噪聲存在于繪制對所接收的劑量,如在圖4中示出。與上面的檢測器平面上的接收到的劑量增加而增加的噪聲。然而,信號噪聲比(SNR)隨所接收的劑量,如在圖5中示出的顯示有改善的信噪比(SNR)的增加劑量,最終得到穩定的SNR超出一定劑量。持續改善的信噪比(SNR)比增加劑量,即,成像在更高的劑量(或在較高的像素值)表示,圖像質量提高了與接收的劑量增加。

    圖2:MX 125膠片的特性曲線為4兆電子伏的直線加速器的X射線源與銅過濾器和前面和背面導致增感屏

    圖3:繪制像素強度相對于劑量(拉德)接收到的檢測器系統

    圖4:總噪聲存在于拍攝的圖像在不同的接收劑量

    3.3要求的最小劑量

    按照可接受的標準膠片照相,的最小光學薄膜密度應達到2.0 X線片。同樣,華潤設置IP3類所需最小SNR為78。鑒于這一情況,需要的最小劑量,以產生可接受的影像質量進行評估。圖2和圖5分別被用來評估所需的最低劑量為MX-125膜和HDIP的CR圖像。該方法示于圖6和圖7分別為薄膜和CR圖像。的最小可接受的圖像質量MX125薄膜和HDIP的的所需的最小劑量被發現是3.12拉德4.5拉德。這

    圖5:用接收到的劑量變化SNR

    圖6:在MX-125薄膜所需的最小劑量為可接受的圖像質量評價


    圖7:CR HDIP可接受的圖像質量評價所需的最低劑量

    表明的HDIP需要比MX-125膜的情況下,4兆電子伏的電子直線加速器的X射線,以達到最低的可接受的影像質量,而更多的輻射。最低劑量
    4.5拉德的情況下的HDIP圖像所需對應的像素值約4000。

    3.4可接受的劑量范圍

    劑量的范圍內,可以由檢測器接收到的拍攝圖像信息的膜密度為2.0~4.0的范圍為4000~65535 HDIP MX125和像素值,列于表1。

    表1:可以捕獲的劑量范圍,創建一個可接受的圖像質量

    Source (Dose, mGy) MX-125 Film Maximum Minimum (Dose, mGy) HDIP Maximum Minimum
    4-MeV LINAC 7.8 3.12 64 4.5

     

    考慮of116 theHVL毫米compositesolid推進劑為4兆電子伏的電子直線加速器的X射線源的范圍內可以在單次接觸射線照相的推進劑的厚度,可以容易地進行評估。表2示出的推進劑的厚度范圍可以在單次接觸暴露。

    表2:推進劑的厚度范圍可以在單次接觸暴露

    Source Thickness range (mm) of propellant that can be radiographed in single exposure MX-125 HDIP
    4-MeV LINAC 153 444


    表中Thevalues​​ 2indicates 4兆電子伏的直線加速器的X射線源和MX-125膜directlythat一個直徑153毫米的固體推進劑藥柱可以接觸到CR的情況下,而在所有地區捕獲的信息與HDIP一個444毫米的固體顆粒直徑可以承受的單一風險,而不會失去任何地區的信息。這表明厚度非常大的變化,即非常高緯度捕捉信息的能力。 CR影像的這種特性有助于捕捉糧食照相以及接口胸片,單次暴露的信息,而不需要采取不同的射線照相膠片的情況下拍攝。

    3.6評價總清晰度電影和CR圖像

    雙工IQI一直放在銅過濾器,并采取兩次曝光MX-125電影和HDIP的。給定的膜的劑量為5.65拉德對應拍攝密度大于3.0。劑量給予HDIP
    56.25拉德對應像素值超過50000 SNR 200。未經縮放的CR放射圖像,6D對懸而未決,而縮放到必要程度8D是解決。同樣,MX-125電影第一個懸而未決對8D。因此,存在于圖像的清晰度是一樣的MX-125兩種的電影和HDIP這表明CR圖像的質量是按面值與MX-125薄膜清晰度方面,從而在基本空間分辨率(BSR) 。與沒有放大的情況下CR圖像不清晰度不同的值的表示,該系統是非常以及能夠具有相同的BSR,而捕獲的圖像的觀察監視器的分辨率限制的功能,以顯示高空間分辨率的圖像。

    3.7 X線攝影的復合推進劑固體火箭發動機

    兩個直徑為540毫米和740毫米的固體火箭發動機使用MX-125兩種電影和HDIP的拍片。 FFD保持在約3.5米。

    3.7.1評價電影和CR圖像的對比度

    風險承擔相應的電機的參數被最后確定,以確保在最厚的區域的膜密度超過2.5達到膠片照相和CR圖像的像素強度超過40000實現。有機玻璃步驟洞型透度計用于評估對象的源極側上的合適的厚度是固定的

    圖8:電影X光片740毫米直徑的火箭發動機

    圖9:CR數字化X光片740毫米直徑的電機

    固體復合推進劑顯示放射
    糧食和接口的單次曝光的信息

    在放射線圖像的對比度信息。在相同的厚度步驟在電影和HDIP的,被認為是對兩臺電機,這表明,CR系統通過以下方式獲得的射線照相圖像質量是按面值與射線照相膠片的放射攝影造影。圖8和圖9示出的相同電機,直徑為740毫米的膠片和CR的圖像。

    3.7.2緯度

    已經看出,CR系統可以捕獲廣泛的劑量不同,膜的X光片厚度大的試樣的變化。大厚度的變化,即,是由于該技術的高緯度的功能,可吸收寬的劑量范圍和更高的比特深度。緯度越高火箭發動機,在本質上是圓柱形的X線圖像視圖中是非常重要的。由于電機的圓柱形幾何形狀,厚度的變化是廣泛的,例如,一個直徑為400毫米的固體顆粒的厚度變化從0毫米至400毫米。放射學固體推進劑,推進劑藥柱和接口是必要的檢查。此信息通常捕獲通過糧食和切攝片。然而,由于緯度可供工業用薄膜,它通常是無法捕捉糧食和接口區域在單曝光。但是,由于大的緯度CR圖像是未能捕捉到這兩個區域,在一個單一的X線曝光。圖11示出了CR的圖像,其中有一個540毫米直徑的電機的晶粒界面的信息。圖12和圖13所示線輪廓分別表示接口絕緣體外殼和絕緣體推進劑直徑540毫米和740毫米直徑的電機。

    4。結論

    通過CR系統與高清影像板4兆電子伏的直線加速器的X射線源的數字X光片與第3類工業用薄膜清晰度以及對比度表現方面相媲美。然而,CR圖像的銳度是比較僅在必要的情況下,放大的圖像拍攝。發生這種情況,因為無法觀看屏幕顯示高分辨率信息。 CR系統的高動態范圍能X線攝片,緯度較高,這有助于捕捉的糧食和接口信息的單一風險。與低能量的X射線,沒有減少劑量,觀察4 MeV的電子直線加速器的X射線捕捉射線圖像的最小可接受的質量。然而,CR系統提供了一個低成本的解決方案,為常規數字X射線攝影4 MeV的電子直線加速器的X射線攝片厚度合適的推進劑藥柱和火箭發動機。

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