Функциональная схема рентгенотелевизионного интроскопа и принцип ее действия

На схеме показаны три основные функциональные системы рентгеновских аппаратов сканирующего типа: система управления, рентгеновская система и система получения изображения.

Мозгом системы управления является микропроцессорный программированный блок управления. Он получает управляющие сигналы от соответствующих управляющих кнопок пульта управления оператора, от световых датчиков зоны включения и выключения рентгеновского излучения, регистратора скорости движения конвейера, а также подаёт команды на конвейерную ленту, рентгеновский генератор, монитор и модуль детекторной линейки.

Основными элементами рентгеновской системы интроскопа являются рентгеновский генератор; ленточный транспортер (конвейерная система); веерный рентгеновский луч; коллиматор, формирующий веерный луч.

Ленточный транспортер перемещает досматриваемый объект в горизонтальной плоскости с постоянной скоростью относительно веерного луча. Скорость перемещения (порядка 0.2 м/с) поддерживается постоянной с помощью электронной следящей системы. Веерный рентгеновский луч формируется коллиматором, который исключает распространение излучения вне пределов плоского сектора.

Рентгеновский генератор работает только в течение времени пере-мещения досматриваемого объекта в инспекционном туннеле. Такой режим позволяет значительно сократить общее время существования рентгеновского излучения, т. е. повышает радиационную безопасность.

Система получения изображения состоит детекторной линейки, блока обработки информации, блока памяти, монитора. Детекторная линия расположена в вертикальной плоскости и состоит из нескольких сотен миниатюрных сцинтилляционных датчиков. Датчики могут размещаться либо вертикально, либо Г-образно. Во втором варианте габариты интроскопа получаются несколько меньше.

Каждый датчик состоит из пластинки сцинтиллятора, фотодиода и усилителя тока диода (фототока), выполненного, например, по схеме преобразователя ток-напряжение на операционном усилителе.

Рассмотрим процесс формирования двумерного изображения просвечиваемого рентгеновским лучом объекта

Прошедшее через контролируемый объект рентгеновское излучение превращается в видимый свет, благодаря сцинцилляторам.

Сцинцилляция - это свойство определённых веществ (люминофоров) излучать свет под действием ионизирующих излучений, к которым, как известно, и относится рентгеновское излучение. Возникновение сцинцилляций связано с тем, что при взаимодействии электронов, образованных ионизирующим излучением, с веществом сцинциллятора его возбуждённые, ионизированные атомы возвращаются в нормальное состояние с испусканием микрочастиц видимого света. Световые вспышки сцинциллятора воспринимаются фотодиодами, которые преобразуются ими в электрические сигналы и усиливаются. Детекторные сигналы, путём опроса каждого детектора всей линейки детекторов, считываются, т.е. поступают в блок обработки информации, последовательно измеряются и интегрируются (объединяются в соответствии с определённым протоколом) с помощью специальных устройств - аналоговых или цифровых мультиплексоров.

Сигналы датчиков детекторной линии последовательно записываются в блок памяти. За один цикл записи формируется вертикальный разрез объекта. К моменту начала следующего цикла объект перемещается в горизонтальной плоскости и в память записывается следующий разрез. За время перемещения объекта через плоскость веерного рентгеновского луча в памяти накапливается число вертикальных разрезов, пропорциональное горизонтальному размеру объекта и обратно пропорциональное скорости движения ленты транспортера. Обработанные сигналы из памяти выводятся на экран монитора. Изображение может воспроизводиться на экране монитора неограниченно долго.

 При отсутствии рентгеновского излучения процессор детекторной линейки измеряет фоновые величины (шумы и помехи) всех каналов детекторной линейки, переводит их в цифровую форму и фиксирует в блоке памяти. При включении рентгеновского излучения эти фоновые сигналы вычитаются из общего сигнала теневого изображения, создавая качественное, чёткое (без аппаратурных шумов) изображение контролируемого объекта на чёрно-белом или цветном мониторе. Система получения изображения позволяет оператору проводить анализ теневого изображения, используя возможности электронных схем обработки записанной в памяти "картинки", обеспечивающих изменение её контрастности, выделяя более плотные предметы или создавая негативное изображение объекта.

Особо следует обратить внимание на выполнение в рентгенотелевизионных установках сканирующего типа радиационной защиты. Она делается особо тщательно и предусматривает защиту собственно рентгеновского генератора специальным свинцовым кожухом; конструкция контрольного туннеля также выполняется из металлических листов толщиной 1,5 - 2,5мм; детекторная линейка снабжается специальным свинцовым экраном; загрузочно-разгрузочные арки туннеля закрываются резиновыми освинцованными полосками (лентами), также экранирующими рассеянное рентгеновское излучение. Это, кроме обеспечения безопасности продуктов, фотоматериалов и лекарственных препаратов, позволяет добиться минимально возможных, полностью безопасных для человека доз рентгеновского излучения на поверхности аппарата.

Пример внешнего вида интроскопа приведен на рис. 2, где:

1 - ленточный транспортер;

 2 - свинцовые шторки, закрывающие вход инспекционного туннеля;

 3 - корпус инспекционного туннеля;

4 - клавиатура управления работой интроскопа;

5 - черно-белый монитор.