哈勃!
长期以来,我一直在努力写出关于数字射线照相的美好而永恒的东西,这已经做了5年了。 关于我-铁发展12年。 他最初是一名设计师,然后是电路,PCB开发,文档开发,CNC工作,硬件/软件集成,项目管理,市场营销。 总的来说-与世界同步。
我们在俄罗斯从事工业和医学用数字平板X射线探测器的开发和生产。 如果有人忘记了X射线是什么,我们可以看看
“家庭荧光检查的经验”,“ 自制X射线计算机断层扫描”,但不要忘记家庭实验
中电离辐射的危害 。
这对谁来说是必要的?
首先对于医生来说,这是最大的市场。 X射线胶片已经过时,在大城市里到处都有。
在第二-权力结构和保安人员。 检查扫描仪使用狭窄的尺子检测器,但是当需要获得较高的图像质量时,例如,在人体意想不到的地方运输违禁物品或在设备中搜索书签/小虫时,他们使用平板检测器。
第三,给厂商。 这是焊接,铸件,金属焊接和电子元件安装的质量控制。 尽管焊接和铸件仍然非常适合模拟设备,但由于数字X射线使用标准直到2017年才在俄罗斯联邦发布,因此电路板装配线的认真操作人员至少会对BGA芯片进行X射线控制。
历史记录
该胶卷成为第一台X射线记录仪,以各种尺寸和灵敏度的暗盒形式生产,其工作原理是光敏物质对X射线的反应以及随后的显影/放大。 在曝光过程中,这是困难的,长期的,错误的-开发后您将学到它。
自然地,自然懒惰推动了一种更便捷的搜索方式,它变成了计算机射线照相(CR)。 在输入处,我们有一个磷存储板,它存储一个隐藏的X射线图像。 为了查看结果,将板放置在数字转换器中,在该转换器中,IR激光扫描整个表面,而光电传感器捕获发光。 因此,获得了数字图像,然后通过曝光覆盖了前一个图像。 激光束的直径(25-100微米)决定了系统的分辨率。 比模拟更容易,但并非即时。 有足够的盘子来进行数千次展览。
此外,进步催生了各种即时转换系统,例如X射线图像增强器(URI)。 URI允许实时工作,尽管存在失真。 工作原理-在入口处有一个磷光体(闪烁体),产生可见光,该可见光在光电阴极上产生电子,该电子被磷光体加速并重新对准,然后有一个透镜和一个CCD传感器。 不容易吧? 这种系统的优点之一是能够聚焦电子束和缩放图像,有利于X射线光学转换器(REOP)的几何变形及其尺寸。 这种货物的重量可能不足50公斤。 URI看起来像这样(您可以看到CCD摄像机和REOP巨人):

下一阶段是基于CCD阵列的探测器。 这是现代性,闪烁体,光学器件和传感器本身都一样。 优点-高分辨率,从2kx2k起。 缺点-CCD传感器的尺寸约为2x2厘米,请记住相机。 它在显微断层摄影术中用作廉价的平板探测器类似物。
我们的日子
几乎所有现代检测器都是基于CMOS或TFT矩阵构建的,我们是在CMOS上完成的。 矩阵的大小从10x10厘米到40x40厘米,已经足够了。 CMOS传感器小于TFT,但像素为25-70微米。 尺寸为40x40厘米的TFT像素为130-200微米。 当需要高灵敏度(乳腺X线摄影,显微X线摄影)时,通常使用CMOS,在其他情况下为TFT。 所有传感器均由亚洲生产。
检测器电路如图所示。 使用闪烁体层将X射线辐射转换为光学射线。 由于CMOS传感器并不真正喜欢电离辐射,因此我们使用光纤板(FOP)将其与磷光体分开。 GP也不简单,但是添加了铈添加剂,因此它不会在X射线下随时间变暗。
通常,闪烁体材料是碘化铯(CsI)或硫氧化g(GadOx)。 它们的结构不同,CsI是像光一样穿过光纤的针状晶体,GadOx是散射效果强的连续层。 这是碘化铯晶体的外观:

将X射线转换为光并穿过磷光体的厚度是一个相当复杂的过程,所有方面都起作用:厚度,沉积类型(最好在GP上立即生长晶体),辐射能。 我不会对此进行详细介绍,因为他想进一步了解灵敏度-我们阅读了
“ X射线检测器特性-闪烁体的比较” 。 粗略地讲-在两种选择的中间,使用的GadOx的能量高达60 kV,高于100 CsI。 供参考:乳腺摄影范围为20至40 kV,传统医学范围为50至150 kV,工业范围为150至450 kV。
是的,我完全忘记了将所有这些东西收集到一个单元中是不可能的,我们需要一个无尘室和设备来将传感器以最高精度结合在一起,我们设法将像素保持在1像素以内。
GigE Vision / Genicam通常用作数据传输协议,因为千兆位以太网充当物理层。 由于矩阵尺寸较大且具有动态操作模式,这还远远不够,您必须使用
Full CameraLink或光纤。
结果,检测器如下所示:

您可以拍摄焊接,陶瓷,金属粉末印刷,带有BGA芯片的板,实验动物以及对小物体进行断层扫描。 如果有人感兴趣并且对应用有新的想法-写信,我们将很高兴。
