Главная страница » Сравнение изображений с плоскопанельного детектора и плёнки AGFA

Сравнение изображений с плоскопанельного детектора и плёнки AGFA

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.

Сцинтиллятор	CsI
Толщина сцинтиллятора, мкм	530
Формат матрицы	2048х2560
Размер активной зоны, cм	24.43х30.72
Размер пикселя, мкм	120
Разрядность АЦП, бит	16
Частота кадров, к/с	1,7
Интерфейс	GigE
Энергетический диапазон, кэВ	20 -350
Разрешающая способность, пар линий/мм	4.16
Динамический диапазон, дБ	82
Энергопотребление, Вт	31.2
Диапазон рабочих температур, °C	-30-50 °C
Материал корпуса	Алюминий
Блок питания: входное напряжениевыходное напряжение	100-240 В (частота 50/60 Гц) 24 В
Вес, кг	2.3

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) →