無損檢測其他射線檢測方法和技術(shù)學習教案

1、會計學1無損無損(w sn)檢測其他射線檢測方法和技檢測其他射線檢測方法和技術(shù)術(shù)第一頁，共59頁。第1頁/共58頁第二頁，共59頁。第2頁/共58頁第三頁，共59頁。第3頁/共58頁第四頁，共59頁。第4頁/共58頁第五頁，共59頁。x稱為高能射稱為高能射線。由加速線。由加速器產(chǎn)生，加器產(chǎn)生，加速器分為兩速器分為兩種：回旋加種：回旋加速器和直線速器和直線加速器。加速器。1、電子、電子(dinz)回回旋加速器旋加速器回旋加速回旋加速器是利用帶器是利用帶電粒子在電電粒子在電場中被加速、場中被加速、在勻強磁場在勻強磁場中作勻速中作勻速圓周運動的圓周運動的半徑不斷變半徑不斷變大，而周期大，而周期不變的

2、特點，不變的特點，使粒子在磁使粒子在磁場中每轉(zhuǎn)半場中每轉(zhuǎn)半周即能在電周即能在電場中加速一場中加速一次，從而使次，從而使粒子獲得高粒子獲得高速的裝置。速的裝置。電子電子(dinz)回回旋加速器采旋加速器采用變壓器的用變壓器的磁感效應使磁感效應使電子電子(dinz)加速。變壓加速。變壓器的一器的一次繞組與交次繞組與交流電源連接，流電源連接，使鐵芯上的使鐵芯上的二次繞組產(chǎn)二次繞組產(chǎn)生的電壓等生的電壓等于二次繞組于二次繞組的匝數(shù)與磁的匝數(shù)與磁通量的時間通量的時間變化速率的變化速率的乘積，產(chǎn)生乘積，產(chǎn)生的電子的電子(dinz)由由存在于導線存在于導線中的中的自由電子自由電子(dinz)構(gòu)構(gòu)成。電子成。電

3、子(dinz)回回旋加速器本旋加速器本質(zhì)上是一個質(zhì)上是一個變壓器。變壓器。二次繞組二次繞組是一個瓷制是一個瓷制環(huán)形真空管，環(huán)形真空管，位于產(chǎn)生脈位于產(chǎn)生脈沖磁場的電沖磁場的電磁體的磁體的兩級之間，兩級之間，射入管中的射入管中的電子電子(dinz)由于磁場作由于磁場作用將在環(huán)形用將在環(huán)形通道中加速，通道中加速，作用在作用在粒子上的力粒子上的力與磁通量變與磁通量變化速率和磁化速率和磁場大小成正場大小成正比。被加速比。被加速的電子的電子(dinz)在在撞擊撞擊靶之前要環(huán)靶之前要環(huán)繞軌道旋轉(zhuǎn)繞軌道旋轉(zhuǎn)幾十萬圈，幾十萬圈，以獲得足夠以獲得足夠的能量。的能量。電子電子(dinz)回回旋加速器的旋加速器的焦

4、點很小，焦點很小，照相幾何不照相幾何不清晰度小，清晰度小，可獲得高靈可獲得高靈敏度敏度的照片，但的照片，但設備復雜，設備復雜，造價高，體造價高，體積大，射線積大，射線強度低，影強度低，影響了它的應響了它的應用。用。第5頁/共58頁第六頁，共59頁。加速方式。加速方式。直線加速器的主體是由一系列直線加速器的主體是由一系列空腔構(gòu)成的加速管，空腔兩端空腔構(gòu)成的加速管，空腔兩端有孔可以有孔可以使電子通過，電子從一個空腔進使電子通過，電子從一個空腔進入到下一個空腔，電子被加速入到下一個空腔，電子被加速一次。直一次。直線加速器使用射頻（線加速器使用射頻（RF）電磁場）電磁場加速電子，利用磁控管產(chǎn)生自加速電

5、子，利用磁控管產(chǎn)生自激振蕩發(fā)激振蕩發(fā)射微波，通過波導管把微波輸入射微波，通過波導管把微波輸入到加速管內(nèi)。加速管空腔被設到加速管內(nèi)。加速管空腔被設計成諧振計成諧振腔，由電子槍發(fā)射的電子在適當腔，由電子槍發(fā)射的電子在適當?shù)臅r候射入空腔，穿過諧振腔的時候射入空腔，穿過諧振腔的電子正的電子正好在適當?shù)臅r刻到達磁場中某一好在適當?shù)臅r刻到達磁場中某一加速點被加速，從而增加了能加速點被加速，從而增加了能量，被加量，被加速的電子從前一腔出來后進入下速的電子從前一腔出來后進入下一個空腔被繼續(xù)加速，直到獲一個空腔被繼續(xù)加速，直到獲得很高的得很高的能量。電子到達靶時的速度可達能量。電子到達靶時的速度可達光速的光速的

6、99%（亞光速），高速（亞光速），高速電子撞擊靶電子撞擊靶產(chǎn)生高能產(chǎn)生高能x射線。射線。目前用于射線照相檢測的直線目前用于射線照相檢測的直線加速器有：行波加速器和駐波加速器有：行波加速器和駐波加速器。加速器。與電子回旋加速器相比，直線與電子回旋加速器相比，直線加速器焦點稍大，但其體積小，加速器焦點稍大，但其體積小，電子束電子束流大，產(chǎn)生的流大，產(chǎn)生的x射線強度大，更射線強度大，更適合用于工業(yè)射線照相。適合用于工業(yè)射線照相。第6頁/共58頁第七頁，共59頁。第7頁/共58頁第八頁，共59頁。第8頁/共58頁第九頁，共59頁。第9頁/共58頁第十頁，共59頁。第10頁/共58頁第十一頁，共59頁。

7、第11頁/共58頁第十二頁，共59頁。第12頁/共58頁第十三頁，共59頁。第13頁/共58頁第十四頁，共59頁。加速電子的速度和數(shù)量來調(diào)節(jié)輸出的射線能量和強度加速電子的速度和數(shù)量來調(diào)節(jié)輸出的射線能量和強度(qingd)。第14頁/共58頁第十五頁，共59頁。第15頁/共58頁第十六頁，共59頁。第16頁/共58頁第十七頁，共59頁。第17頁/共58頁第十八頁，共59頁。圖像增強器是系統(tǒng)最重要的部件。圖像增強器是系統(tǒng)最重要的部件。第18頁/共58頁第十九頁，共59頁。第19頁/共58頁第二十頁，共59頁。第20頁/共58頁第二十一頁，共59頁。第21頁/共58頁第二十二頁，共59頁。7）顯示視

8、域有局限，圖像的邊緣容易扭曲失真。）顯示視域有局限，圖像的邊緣容易扭曲失真。8）僅在最后階段通過數(shù)字攝像機才變成數(shù)字信號圖像，）僅在最后階段通過數(shù)字攝像機才變成數(shù)字信號圖像，而其成像過程，從射線作用再經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換，造成信而其成像過程，從射線作用再經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換，造成信噪比降低和圖像質(zhì)量劣化，影響最終獲得的數(shù)字圖像噪比降低和圖像質(zhì)量劣化，影響最終獲得的數(shù)字圖像質(zhì)量。質(zhì)量。第22頁/共58頁第二十三頁，共59頁。并以發(fā)射可見光的形式輸出能量，所發(fā)射的可見光強并以發(fā)射可見光的形式輸出能量，所發(fā)射的可見光強度與原來接收的射線劑量成比例。因此可用激光掃描度與原來接收的射線劑量成比例。因此可用激光掃描儀逐點

9、逐行進行掃描，將存儲在成像板上的熒光潛影儀逐點逐行進行掃描，將存儲在成像板上的熒光潛影轉(zhuǎn)換為可光見信號。轉(zhuǎn)換為可光見信號。第23頁/共58頁第二十四頁，共59頁。第24頁/共58頁第二十五頁，共59頁。第25頁/共58頁第二十六頁，共59頁。第26頁/共58頁第二十七頁，共59頁。射線模擬信號IP板激光熒光光電倍增管電信號A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字信號 計算機 數(shù)字圖像合成(hchng)、顯示與評定。RP21圖像空間分辨影響因素：IP板本身的空間分辨力（不清晰度）；圖像讀出時采用(ciyng)的掃描點尺寸；掃描步進精度。第27頁/共58頁第二十八頁，共59頁。第28頁/共58頁第二十九頁，共59頁。第29

10、頁/共58頁第三十頁，共59頁。第30頁/共58頁第三十一頁，共59頁。第31頁/共58頁第三十二頁，共59頁。第32頁/共58頁第三十三頁，共59頁。第33頁/共58頁第三十四頁，共59頁。第34頁/共58頁第三十五頁，共59頁。了，可以有很高的信噪比。了，可以有很高的信噪比。使用小型使用小型CMOS系統(tǒng)，曝光時間為系統(tǒng)，曝光時間為3秒，把數(shù)據(jù)修正秒，把數(shù)據(jù)修正并把圖像傳輸?shù)接嬎銠C工作站上，并顯示出約需并把圖像傳輸?shù)接嬎銠C工作站上，并顯示出約需10秒，秒，可以認為是實時成像？。如果精度為可以認為是實時成像？。如果精度為80m，圖像接收，圖像接收板的掃描速度最高可達。板的掃描速度最高可達。第3

11、5頁/共58頁第三十六頁，共59頁。第36頁/共58頁第三十七頁，共59頁。第37頁/共58頁第三十八頁，共59頁。第38頁/共58頁第三十九頁，共59頁。第39頁/共58頁第四十頁，共59頁。第40頁/共58頁第四十一頁，共59頁。第41頁/共58頁第四十二頁，共59頁。第42頁/共58頁第四十三頁，共59頁。第43頁/共58頁第四十四頁，共59頁。第44頁/共58頁第四十五頁，共59頁。第45頁/共58頁第四十六頁，共59頁。第46頁/共58頁第四十七頁，共59頁。工業(yè)CT層析成像檢測技術(shù)發(fā)展 用一個X射線(shxin)源，一個探測器； 探測器和射線(shxin)源同步作平移運動，并旋轉(zhuǎn)掃

12、描以獲取投影數(shù)據(jù)； 第一代主要缺點是采集數(shù)據(jù)的時間比較長，每次約需要幾分鐘。第47頁/共58頁第四十八頁，共59頁。第48頁/共58頁第四十九頁，共59頁。 整個探測器陣列是不動的。整個探測器陣列是不動的。它的缺點是對某一特定的檢測單元來說，在不同它的缺點是對某一特定的檢測單元來說，在不同的掃描位置上，的掃描位置上，X射線以不同的角度轟擊探測器，這將對重建圖像的射線以不同的角度轟擊探測器，這將對重建圖像的質(zhì)量發(fā)生質(zhì)量發(fā)生(fshng)影響。影響。 同時制造成本也高。同時制造成本也高。第49頁/共58頁第五十頁，共59頁。第50頁/共58頁第五十一頁，共59頁。第51頁/共58頁第五十二頁，共5

13、9頁。第52頁/共58頁第五十三頁，共59頁。發(fā)生散射和吸收。原子序數(shù)小的元素吸收熱中發(fā)生散射和吸收。原子序數(shù)小的元素吸收熱中子的能力更強。有些輕元素，比如氫（子的能力更強。有些輕元素，比如氫（H）、）、硼（硼（B）、鋰（）、鋰（Li）對中子的衰減系數(shù)很大，）對中子的衰減系數(shù)很大，而許多重元素的中子衰減系數(shù)甚至小于而許多重元素的中子衰減系數(shù)甚至小于125kV的的x射線，比如鉛（射線，比如鉛（Pb）、鈾（）、鈾（U）、金）、金（Au）、鐵（）、鐵（Fe）等。）等。第53頁/共58頁第五十四頁，共59頁。龐大的慢化劑。對于熱中子來說，還要進行準直，龐大的慢化劑。對于熱中子來說，還要進行準直，準直的目的是限制到準直的目的是限制到第54頁/共58頁第五十五頁，共59頁。第55頁/共58頁第五十六頁，共59頁。第56頁/