X射线实时系统培训提纲-成像

X射线实时成像系统培训
大家好，我是-----今天由我为大家介绍X射线实时成像系统, 为了使大家对实时成像系统有一个全面了解，首先我们回顾一下x射线探伤技术发展历程，然后介绍我公司经营X 射线实时成像系统。

1895年科学家伦琴发现了X射线, 而后不久开始了X射线在工业上的应用。

这是一幅射线成像原理图，射线源、被射物体、接收板。

射线源可以是X射线γ射线。

X射线只有在x射线机被加上高压才能发出射线，而γ射线是由放射性元素发出的，不需要高压，x射线机按不同的形式可以分为恒压、脉冲射线机；恆频和变频式等。

这是被射物体，请大家注意：被摄物体与接收板距离越近成像越清晰，就好像我们站在一个灯泡下面，离灯泡近，成像大但模糊，离灯泡远成像小但清晰。

这是接收板，其实要讲x射线成像发展历程主要是讲接收系统的发展历程。

从早期的胶片，到现在的CMOS成像板，经历了不同的发展阶段。

下面我们就为大家简单梳理一下这个过程。

最早的成像板是胶片，就像这张图所显示的，射线透过物体打过来胶片曝光，曝光量愈大底片则愈黑。

如果物体内部存在瑕疵，瑕疵部分透过的X射线强度会较高，因此曝光量较大，我们就可以对其进行辨认。

底片曝光后我们拿去冲洗，经显影、定影、烘干等工序最后拿到x光片。

很显然这种方法费时费力，成本高、劳动条件差，污染环境、而且还要有很大的场所储存胶片。

在上世纪50年代随着图像增强器的出现, 胶片成像系统逐渐失去了市场，射线实时成像系统开始了在工业领域的应用。

图像增强器的基本作用是：将不可见光转换为可见光。

图像增强器由外壳、射线窗口、输入屏、聚焦电极和输出屏组成。

它的工作过程是这样的，图像增强器吸收入射线，将其能量转换为荧光发射，光电层将荧光能量转换为电子发射。

图像增强器上面的聚焦电极加有25-30kv的高压，用来加速电子，并将其聚集到输出屏。

输出屏将电子能量转换为荧光发射。

经过图像增强器得到的可见光图像亮度比普通的荧光屏图像亮度增加30—10000倍。

图像增强器的工作过程是：射线---荧光---电子--- 荧光. 也就是说它将x/γ射线等不可见光转化为可见光，转化为可见光图像后由摄像管拾取，将模拟信号转化为数字信号，送入图像处理器，处理后送入显示器显示。

大家现在看到的就是ccd图像增强器成像工作原理图，图像经图像增强器转化为可见光后，由ccd摄像头读取，将模拟信号转换为数字信号，转换后送人图像处理器，进行处理后送人显示器显示。

图像增强器实时成像系统与胶片成像相比无疑是个进步，然而缺点也是明显的。

其体积庞大，图像边缘扭曲，只有中心位置的图像才有用，它的对比度和空间分辨率也无法令人满意，再有拍摄结果的存档与分发仍有诸多不便。

随着技术的发展，计算机实时成像系统（CR）开始出现。

它的某些方面类似于胶片成像系统，但比它更快捷，且成本更低。

它的工作过程如下：
X射线机对装在暗盒内的成像板曝光，射线穿过工件到达成像板，成像板上的荧光物质具有保留潜在图像信息的能力，即形成潜影。

我们可以用激光器逐点逐行扫描，将存储在成像板上的射线影像转换为可见光信号，经图像处理后转换成数字信号存入电脑中。

CR系统的成像板是软板，可随意弯曲分割，因此可以紧贴工件的表面，对于拍摄几何形状复杂的工件比较有利，还可重复使用几千次，寿命决定于机械磨损程度。

与图像增强器实时成像系统相比CR系统成像系统的成像精度可以10 线对，灰度可到4096；用CR技术产生的数字图像可以方便的存储、传输、观察；其成像速度比胶片快，然而仍不能做到实时，需将成像板从现场拿走，放入读取器中才能得到图像。

由于我们已不再经营这种设备，所以无法让大家看到实物，只能从照片中看到。

请看这张照片，其中显示的这些细线是像质计，用以表示拍摄结果是否符合要求。

追求完美是是人类的天性，CR系统的弱点促使人们去寻找更完善的射线成像系统，不断发展的半导体技术给人们创造了这样的机会。

随后出现的数字平板直接成像技术（DR）
逐渐取代了CR技术。

数字平板直接成像技术（DR）有非晶硅、非晶硒和CMOS三种不同的实现方法，我们先来介绍非晶硅、非晶硒成像板。

非晶硅和非晶硒成像原理有所不同，非晶硅成像可以被称为间接成像：非晶硅数字平板是在玻璃衬底的非晶硅阵列板上涂有碘化铯闪烁体，其下方是薄膜晶体管电路（TFT）；非晶硒数字成像板的表面不用碘化铯闪烁体而直接用硒涂层。

当X射线照射在非晶硅平板时，X射线首先撞击其上的闪烁层，该闪烁层以与撞击的射线能量成正比的关系发出光电子，这些光电子被下面的硅光二极管阵列采集到，并将它们转化为电荷，X射线转化为光线需要闪烁层这一中间媒体。

非晶硒平板成像是直接成像，X射线撞击硒层，硒层直接将X射线转化为电荷。

X射线撞击硒或硅板产生的电荷储存在TFT电路的电容器中，所存电荷的数量与其后产生的影像黑度成正比。

扫描控制器读取电路将光电信号转换为数字信号，数据经处理后在显示器上显示。

这就是非晶硅、非晶硒接收板成像的过程。

非晶硅、非晶硒数字平板实时成像技术的成像速度比前面我们介绍的成像方法要快很多，空间分辨率也接近胶片，但对比度却远超胶片。

由于硅板闪烁层产生的光线在到达光电探测器前会产生轻微的散射，因此硅板的成像精度低于硒板，当成像精度大于200μm时，我们要采用非晶硒板；当成像精度小于200μm时，我们要采用非晶硅板。

另外还有一点，非晶硅板温度敏感性较高，当温度变化超过5摄氏度时，要重新标定。

刚才我给大家介绍了非晶硅、非晶硒板的成像原理，下面我要给大家介绍的是目前世界最先进的X射线实时成像技术也是我公司重点向大家推荐的射线实时成像技术---CMOS射线成像技术。

CMOS射线成像技术是在1995年由3个美国工程师发明的，所谓CMOS是互补金属氧化物硅半导体。

CMOS射线成像技术的核心是“活性像元探头技术”，现在我们看到的是CMOS数字平板结构示意图，每一个小单元就是一个像元探头。

活性像元探头技术是把所有的电子控制和放大电路放置于每一个探头上，取代一般成像器在边缘布线的结构，在成像板的边缘还布有A/D转换电路。

CMOS接收板从外面看就是一个平板，大约有75MM厚，内部有一个扫描移动系统，采用精确的螺纹螺杆传动。

这是一张CMOS数字平板成像技术成像示意图。

X射线通过这个窄槽触发光纤一端的闪烁材料，光纤的另一端与CMOS探测器连接，该CMOS探测器由厚的铅版或钨板屏蔽以防止辐射。

经过一系列转换，光信号被转换成视频信号在显示器上显示出来。

与非晶硅、非晶硒相比，CMOS成像技术优势明显。

首先，CMOS探测器寿命长。

CMOS 探测器采用活性像元探头技术，把所有的电子控制电路和放大电路置于每个图像探头上，从而取代了沿探测器边缘布线。

而且在图像板面上采用微薄胶片晶体管电路，CMOS探测器抗震性更强。

2. CMOS探测器受温度影响非常小，它在0.55℃---43.3℃范围内都不需重新标定；3.CMOS探测器填充系数高。

填充系数是探测器活性区域表面的百分比，是表征探测光电子的能力的指标，填充系数越高，探测器灵敏度越高。

4.轴外检测。

轴外检测是一种使探测器避免X射线直接照射的方法，它的好处是减少散射，减少辐射对探测器的直接冲击（辐射噪音），延长探测器的寿命。

由于主要的辐射被屏蔽，CMOS探测器具有很高的信噪比，而且图像的浮散也很小。

对于一般的探测器，当其单个像素被过度照射时，将产生图像的浮散，而CMOS在很高的能量辐射下也能很好的工作，原因是CMOS探测器的每一个像素都是单独放大的，不受相邻像素的影响，因而能够消除或减少这种现象的发生。

5. 空间分辨率高。

空间分辨率指在成像系统上能够被辨认的最小结构尺寸，主要受探测器像素尺寸的限制。

小型CMOS探测器的像素尺寸为39μm--48μm，扫描式CMOS探测器的像素尺寸为80μm，比非晶硅或非晶硒接收板的空间分辨率高30%。

现在大家看到的就是CMOS成像板，它的规格从76mmX76mm到610mmX914mm。

大家现在看到的是我公司独家代理的GW—2(P)
型管道、容器焊缝实时扫描实时成像系统，它不仅可以检测管道、容器的焊缝，还可以检测飞机、钢结构建筑物等焊缝。

诸位可以看到，它的导轨是固定在管道上，整个系统很轻，一个人就可以安装或拆卸，高精度扫描24INCH管道只需1—2分钟。

需要提醒诸位的是轨道即可弯曲也可伸直，因此可以用它来检测物体不一定只有管道或飞机等。

在检测管道时，射线源放置在管道的中心，还可以把导轨安装在管道内部进行检测。

这是GW—4TM X射线实时检测系统，它的功能与GW—2(P)基本相同，只是前者只用于铁磁性材料，它有一个铁磁性驱动系统，不需要导轨。

以上我给大家简要地介绍了X射线实时成像系统的发展历程和部分产品，目的是使大家对实时成像系统有一个概括的了解，方便大家根据需要进行选择，使大家能够更好地在实际工作当中使用好CMOS射线实时成像系统。

谢谢大家的光临！再见。