Сравнение изображений с плоскопанельного детектора и плёнки AGFA

Навигация

Сравнительный анализ рентгеновских изображений, полученных с помощью плоскопанельного детектора БеРКУТ-1012-120 и радиографической плёнки AGFA D4 (D5)

Введение


Рентгеновская пленка всё еще остаётся наиболее широко используемым в
промышленности детектором рентгеновского излучения в силу следующих факторов: наличия достаточно отработанной нормативной базы (ГОСТы, методики и т.п.) по ее применению во всех отраслях промышленности; существующей инфраструктуры применения (фотолаборатории, оборудование, обученный персонал и т. п.). Однако объемы применения пленки с каждым годом уменьшаются в связи с развитием новых способов регистрации и преобразования рентгеновского излучения, прошедшего через объект контроля.

Одними из современных устройств регистрации рентгеновского излучения являются
плоскопанельные детекторы. Рентгеновские плоскопанельные детекторы представляют собой высококачественные рентгеновские камеры, обладающие высокой пространственной разрешающей способностью и предназначенные для получения изображений в реальном времени в цифровой рентгенографии. Высокая чувствительность, высокое пространственное разрешение и низкий уровень шума позволяют получить изображение высокого качества. Кроме того, плоскопанельные детекторы возможно использовать в различных отраслях промышленности.

В работе была использована рентгеновская плёнка AGFA D4 и AGFA D5 и
плоскопанельный детектор БеРКУТ-1012-120, технические характеристики представлены в таблице 1.

СцинтилляторCsI
Толщина сцинтиллятора, мкм530
Формат матрицы2048х2560
Размер активной зоны, cм24.43х30.72
Размер пикселя, мкм120
Разрядность АЦП, бит16
Частота кадров, к/с1,7
ИнтерфейсGigE
Энергетический диапазон, кэВ20 -350
Разрешающая способность, пар линий/мм4.16
Динамический диапазон, дБ82
Энергопотребление, Вт31.2
Диапазон рабочих температур, °C-30-50 °C
Материал корпусаАлюминий
Блок питания: входное напряжениевыходное напряжение  100-240 В (частота 50/60 Гц) 24 В
Вес, кг2.3
Таблица 1 – Технические характеристики плоскопанельного детектора БеРКУТ-1012-120

Материалы, использованные для проведения сравнительного анализа:

Стальная пластина толщиной 6мм, 16мм, 26мм; Стальной проволочный эталон №2.

Обозначения и сокращения

На снимках обозначения располагаются в таком порядке:

H/U/I/T/F/D4/D, где

H – толщина стального образца, мм;

U – напряжение на рентгеновском источнике, кВ; I – сила тока на рентгеновском источнике, мА;

T – время экспозиции, сек;

F – фокусное расстояние, мм;

D4 (D5) – тип используемой плёнки; D – оптическая плотность плёнки.

Результаты проведения сравнительного анализа при использовании стальной пластины толщиной 6 мм.

Изображение, полученное с помощью рентгеновской плёнки (рис. 1).

Параметры рентгеновского источника: U=110 кВ; I=2,0 мА. Время экспозиции – 156 секунд;

Фокусное расстояние – 300 мм; Оптическая плотность – 2.7; Плёнка – AGFA D4.

Рисунок 1 – Рентгеновское изображение стальной пластины, полученное с помощью рентгеновской плёнки

Изображение, полученное с помощью рентгеновской плёнки (рис.2).

Параметры рентгеновского источника: U=110 кВ; I=2,0 мА. Время экспозиции – 95 секунд;

Фокусное расстояние – 300 мм; Оптическая плотность – 1.6; Плёнка – AGFA D4.

Рисунок 2 – Рентгеновское изображение стальной пластины, полученное с помощью рентгеновской плёнки

Изображение, полученное с помощью плоскопанельного детектора (рис. 3).

Параметры рентгеновского источника: U=110 кВ; I=2,0 мА. Время экспозиции — 9секунд.

Фокусное расстояние — 500мм.

Рисунок 3 – Рентгеновское изображение стальной пластины, полученное с помощью плоскопанельного детектора

Результаты проведения сравнительного анализа при использовании стальной пластины толщиной 16 мм.

Изображение, полученное с помощью рентгеновской плёнки (рис.4).

Параметры рентгеновского источника U=150 кВ; I=1,8 мA. Время экспозиции — 312 секунд;

Фокусное расстояние — 300 мм; Оптическая плотность плёнки — 2.7; Плёнка AGFA D4.

Рисунок 4 – Рентгеновское изображение стальной пластины, полученное с помощью рентгеновской плёнки

Изображение, полученное с помощью плоскопанельного детектора (рис.5).

Параметры рентгеновского источника U=150 кВ; I=2,0 мA. Время экспозиции — 18 секунд;

Фокусное расстояние — 500мм.

Рисунок 5 – Рентгеновское изображение стальной пластины, полученное с помощью плоскопанельного детектора

Изображение, полученное с помощью рентгеновской плёнки (рис.6).

Параметры рентгеновского источника U=150 кВ; I=1,8 мA. Время экспозиции — 150 секунд;

Фокусное расстояние — 300 мм;

Оптическая плотность плёнки — 1.2; Плёнка — AGFA D4.

Рисунок 6 – Рентгеновское изображение стальной пластины, полученное с помощью рентгеновской плёнки

Изображение, полученное с помощью плоскопанельного детектора (рис.7).

Параметры рентгеновского источника U=130 кВ; I=2,3 мA. Время экспозиции 6 секунд.

Фокусное расстояние 500мм.

Рисунок 7 – Рентгеновское изображение стальной пластины, полученное с помощью плоскопанельного детектора

Результаты проведения сравнительного анализа при использовании стальной пластины толщиной 26 мм.

Изображение, полученное с помощью рентгеновской плёнки (рис.8).

Параметры рентгеновского источника U=200 кВ; I=1,5 мA. Время экспозиции — 270 секунд.

Фокусное расстояние — 300 мм. Оптическая плотность плёнки — 2.9. Плёнка — AGFA D4.

Рисунок 8 – Рентгеновское изображение стальной пластины, полученное с помощью рентгеновской плёнки

Изображение, полученное с помощью рентгеновской плёнки (рис.9).

Параметры рентгеновского источника U=150 кВ; I=1,8 мA. Время экспозиции — 1300 секунд (≈ 22 минуты).

Фокусное расстояние — 300 мм. Оптическая плотность плёнки — 2.9. Плёнка — AGFA D4.

Рисунок 9 – Рентгеновское изображение стальной пластины, полученное с помощью рентгеновской плёнки

Изображение, полученное с помощью плёнки (рис.10).

Параметры рентгеновского источника U=200 кВ; I=1,5 мA. Время экспозиции — 1300 секунд (≈ 22 минуты).

Фокусное расстояние — 300 мм. Оптическая плотность плёнки — 2.9. Плёнка — AGFA D5.

Рисунок 10 – Рентгеновское изображение стальной пластины, полученное с помощью рентгеновской плёнки

Изображение, полученное с помощью плоскопанельного детектора (рис.11).

Параметры рентгеновского источника U=150 кВ; I=1,9 мA. Время экспозиции — 30 секунд;

Фокусное расстояние — 500мм.

Рис.11. Рентгеновское изображение стальной пластины, полученное с помощью плоскопанельного детектора

При сравнении изображений стальной пластины толщиной 26 мм видно, что изображение, полученное с помощью рентгеновской плёнки, более высокого качества, чем изображение, полученное с помощью плоскопанельного детектора. Это связано с тем, что время засвечивания плёнки было дольше в 9 раз в первом случае и в 43 раза в остальных. Очевидно, что, увеличивая параметры рентгеновского источника (ток, напряжение), получилось бы более контрастное изображение.

Заключение

Вашему вниманию были представлены рентгеновские изображения, полученные с помощью рентгеновской плёнки и плоскопанельного детектора. Параметры рентгеновского источника (ток и напряжение) были одинаковыми.

Разность заключалась в фокусном расстоянии между рентгеновским источником и детектирующим устройством. При использовании рентгеновской плёнки фокусное расстояние в 1,7 раза меньше, чем при использовании плоскопанельного детектора.

Как известно, увеличение фокусного расстояния позволяет уменьшить нерезкость изображения, однако, при этом снижается интенсивность излучения и увеличивается время экспозиции.

В случае, если фокусное расстояние было бы одинаковым (500 мм), то исходя из того, что величина экспозиции пропорциональна квадрату фокусного расстояния, следует, что при увеличении фокусного расстояния в 1,7 раза величина экспозиции рентгеновской плёнки увеличится в 3 раза.

Работа с плоскопанельным детектором представляется более удобной и универсальной. Высокая чувствительность и малый уровень шума плоскопанельных детекторов позволяет получать изображение высокого качества при коротких экспозициях.

Все изображения, полученные с помощью плоскопанельного детектора, соответствуют B классу качества контроля в соответствии с ГОСТ ISO 17636-2-2017:

  • Для стали толщиной 6 мм чувствительность должна быть не хуже 0,2 мм. На изображении виден проволочный эталон толщиной 0,1 мм.
  • Для стали толщиной 16 мм чувствительность должна быть не хуже 0,3 мм. На изображении виден проволочный эталон толщиной 0,125 мм.
  • Для стали толщиной 26 мм чувствительность должна быть не хуже 0,4 мм. На изображении виден проволочный эталон толщиной 0,25 мм.

Очевидно, что класс B качества контроля достигается за несколько секунд.


Сравнительный анализ рентгеновских изображений, полученных с помощью плоскопанельного детектора БеРКУТ-1012-120 и радиографической плёнки AGFA.
Скачать отчёт (PDF,1.79Мб) →

Подпишитесь на новости компании