Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2013, №01



2013 №01 (05)

2013 №01 (07)

---

«Техническая диагностика и неразрушающий контроль», 2013, №1, с. 39-44

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ РЕНТГЕНОТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ИМПУЛЬСНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ АППАРАТОВ

Н. Г. БЕЛЫЙ¹, В. Н. БУХЕНСКИЙ¹, С. Р. МИХАЙЛОВ², Н. В. СЛОБОДЯН², Д. С. ШИЛО²

¹ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton kiev.ua
²НТУУ «Киевский политехнический институт». 03056, Киев, Пр-т Победы, 37. E-mail: fel@kpi.ua

Реферат
Предложена методика расчета относительной чувствительности контроля рентгенотелевизионных систем на основе рентгеновских экранов и ПЗС-камер при работе с импульсными рентгеновскими аппаратами. Для визуализации изображений, формируемых импульсным рентгеновским излучением, используется режим регулируемой длительности накопления изображений в ПЗС-камере. Предложенная методика основана на расчете зависимостей яркостного и порогового контрастов изображений канавок и проволок от глубины канавки и диаметра проволоки соответственно для канавочных и проволочных эталонов чувствительности с учетом пространственной фильтрации изображений в системе. Относительная чувствительность контроля рентгенотелевизионной системы определяется в точке пересечения зависимостей яркостного и порогового контрастов изображений канавок и проволок от глубины канавки и диаметра проволоки. Для определения энергетического спектра плотности потока квантов излучения импульсной рентгеновской трубки используются линейные аппроксимации временных зависимостей анодного напряжения и анодного тока на протяжении импульса рентгеновского излучения. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований цифровой рентгенотелевизионной системы на основе рентгеновского монокристаллического экрана CsI(Tl) и ПЗС-камеры, работающей в режиме регулируемой длительности накопления изображений на матрице, с импульсным рентгеновским аппаратом на основе рентгеновской трубки ИМА2-150Д. Выполнено сравнение рассчитанных и экспериментальных значений относительной чувствительности контроля рентгенотелевизионной системы. Библиогр. 14 назв., табл. 1, рис. 1.

Ключевые слова: рентгенотелевизионная система, относительная чувствительность контроля, импульсный рентгеновский аппарат, рентгеновский монокристаллический экран, ПЗС-матрица
 
A procedure is proposed for calculation of relative testing sensitivity of X-ray TV systems based on X-ray shields and CCD-cameras at operation with pulsed X-ray units. The mode of adjustable duration of image accumulation in CCD-camera is used for visualization of images formed by pulsed X-ray radiation. Proposed procedure is based on calculation of dependencies of brightness and threshold contrasts of images of grooves and wires on groove depth and wire diameter for grooved and wire sensitivity standards, respectively; allowing for spatial filtration of images in the system. Relative testing sensitivity of X-ray TV system is determined in the points of intersection of dependencies of brightness and threshold contrasts of groove and wire images on groove depth and wire diameter. Linear approximations of time dependencies of anode voltage and anode current during X-ray radiation pulse are used to determine the energy spectrum of quantum flux density of pulsed X-ray tube radiation. The paper gives the results of theoretical and experimental studies of X-ray TV system based on X-ray CsI(T1) single-crystal screen and CCD camera operating in the mode of adjusted duration of image accumulation on the matrix, with pulsed X-ray unit based on IMA2-150D X-ray tube. Comparison of calculated and experimental values of relative sensitivity of testing by X-ray TV system is performed.

Keywords: X-Ray TV system, relative testing sensitivity, pulsed X-ray system, X-Ray single-crystal screen, CCD–matrix
 
Поступила в редакцию 10.11.2012
Опубликовано 06.03.2013
 
1. Относительная чувствительность рентгенотелевизионных систем на основе высокочувствительных ПЗС-камер и рентгеновских монокристалических экранов / Н. Г. Белый, С. В. Денбновецкий, А. В. Лещишин и др. // Техн. диагностика и неразруш. контроль. — 2007. — № 2. — С. 34–40.
2. Высокочувствительные рентгенотелевизионные системы на основе рентгеновских экранов и ПЗС-камер с накоплением изображений / В. А. Троицкий, Н. Г. Белый, В. Н. Бухенский и др. // Там же. — 2009. — № 3. — С. 41–46. 3. Вавилов С. П., Горбунов В. И. Импульсное рентгеновское излучение в дефектоскопии. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 80 с.
4. Комяк Н. И., Пеликс Е. А. Портативные импульсные рентгеновские аппараты серии МИРА // Электронная техника. Серия 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. — 1979. — Вып. 4. — С. 9–11.
5. Diagonal 8 mm (Type 1/2) CCD Image Sensor for CCIR B/W Video Cameras ICX429ALL. //www.sony.net.
6. ГОСТ 7512–82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод. — М.: Изд-во стандартов, 1983. — 30 с.
7. Михайлов С. Р. Моделирование теневого рентгеновского изображения контролируемого объекта в рентгеноскопических системах неразрушающего контроля // Электроника и связь. — 2002. — № 16. — С. 59–70.
8. Слободян Н. В. Особенности моделирования характеристик излучения импульсных рентгеновских аппаратов //Там же. — 2004. — № 21. — С. 80–82.
9. Слободян Н. В. Моделювання та порівняння характеристик випромінювання імпульсних рентгенівських апаратів різних типів // Там же. — 2006. — Тематич. выпуск «Проблемы электроники». — Ч. 2. — С. 33–36.
10. Denbnovetsky S. V., Slobodyan N. V. Simulation of radiation characteristics of pulse X-ray devices for non-destructive testing the semiconductor materials // Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics. — 2006. — 9, № 1. — P. 68–72.
11. Абрамов А. И., Казанский Ю. А., Матусевич Е. С. Основы экспериментальных методов ядерной физики. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 488 с.
12. Сторм Э., Исраэль Х. Сечения взаимодействия гаммаизлучения (для энергий 0,001-100 МэВ и элементов с 1 по 100). Справочник / Пер. с англ. — М.: Атомиздат, 1973. — 256 с.
13. Гурвич А. М. Физические основы радиационного контроля и диагностики. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 168 с. 14. Роуз А. Зрение человека и электронное зрение / Пер. с англ. — М.: Мир, 1977. — 216 с.