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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zerstörungsfreien Durchstrahlungsprüfen mit Röntgen- oder Gammastrahlen,bei dem eine Bildwandlerröhre mit einem Eingangs- und einem Ausgangsschirm das Röntgen- oder Gammastrahlenbild in einsichtbares Bild umwandelt und dieses unmittelbar von einer Fernsehkamera aufgenommen und übertragen wird.The invention relates to a device for non-destructive radiographic testing with X-rays or gamma rays,in which an image converter tube with an input and an output screen integrates the X-ray or gamma-ray imageconverts visible image and this is recorded and transmitted directly by a television camera.
Die durch Absorption in einem zu durchleuchtenden Prüfkörper geschwächten Strahlen werden vom Eingangsschirm einesBildwandlers - auch als Bildverstärker bekannt - mittels einer Fotokathode in ein Fotoelektronenbild umgewandelt.Durch eine daran angelegte Hochspannung von mehrerem Kilovolt und mittels einer Elektronenoptik werden die Fotoelektronenin Richtung auf den Ausgangsschirm beschleunigt und dort abgebildet. Hier entsteht ein umgekehrtes, sehr hellesund stark verkleinertes sichtbares Bild, das mit Hilfe einerAbbilG«ngsoptik von der Fernsehkamera zur weiteren Bildübertragungund Betrachtung aufgenommen wird.The rays weakened by absorption in a test specimen to be transilluminated are released from the input screen of aImage converter - also known as an image intensifier - is converted into a photoelectron image by means of a photocathode.The photoelectrons are generated by a high voltage of several kilovolts applied to it and by means of electron opticsaccelerated in the direction of the output screen and imaged there. Here an inverted, very bright one arisesand greatly reduced visible image that is created with the help of aImage optics from the television camera for further image transmissionand viewing is recorded.
Derartige Bildverstärker wurden bisher in der medizinischen Diagnostik sowie zum Durchleuchten dünner Werkstücke ausMetall wie Aluminiumgußteile bis zu einigen Zentimetern Vs Dicke oder von Bauteilen aus Eisen mit Wanddicken von wenigenMillimetern verwendet.Such image intensifiers have hitherto been used in medical diagnostics and for transilluminating thin workpieces made of metal, such as cast aluminum parts up to a few centimeters Vs thickness or of components made of iron with wall thicknesses of a few millimeters.
Die Ubertragungsqualität des Bildwandlers läßt sich durcheinen Eingangsschirm aus Cäsiumjodidkristallen verbessern,da Cäsiumjodid zum einen günstige Absorptionswerte für Röntgenquantenenergien.die oberhalb der K-Absorptionskanten von Cäsium und Jod liegen, besitzt und zum anderen die spektraleAnpassung des Cäsiumjodidschirmes an die nachfolgendeFotokathode aus beispielsweise SbCs einfacher ist. DurchThe transmission quality of the image converter can be seen throughimprove an input screen made of cesium iodide crystals,because cesium iodide, on the one hand, has favorable absorption values for X-ray quantum energies.which lie above the K absorption edges of cesium and iodine, and on the other hand the spectralAdaptation of the cesium iodide screen to the followingPhotocathode made of, for example, SbCs is simpler. By
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dickere Eingangsschirme sind auch schon höhere Absorptionen der RÖntgenqUanten und infolge der in der Durchstrahlungsrichtungliegenden Längskristalle des Cäsiumjodids eine noch bessere örtliche Auflösung im Vergleich zu Zinkkadmiumsulfidschirmenerreicht worden (Zeitschrift "Röntgenpraxis" 34, 234 bis 246, 1981) .thicker entrance screens are already higher absorptions of the X-ray quanta and as a result of those in the direction of radiationlying longitudinal crystals of cesium iodide have an even better spatial resolution compared to zinc cadmium sulfide screenshas been achieved (journal "Röntgenpraxis" 34, 234 to 246, 1981).
Ein Verrauschen derart umgewandelter Röntgenbilder konnte durch Anpassen der Übertragungselektronik vor allem im Bereichder Fernsehkamera in ausreichendem Maße eliminiert werden. Da bei analoger Bildverarbeitung und analoger BiId-V'speicherung jeder Verarbeitungsschritt eine Minderung der Bildqualität zur Folge hat, wird das Ausgangssignal derFernsehkamera in beispielsweise 512 χ 512 Bildpunkte digitalisiert und somit einer weiteren Bildverarbeitung durcheinen Elektronenrechner zugänglich gemacht; diese digitalen Bildinformationen verschlechtern sich bei einer weiterenBildverarbeitung nicht mehr.Noise in such converted X-ray images could be caused by adapting the transmission electronics, especially in the areathe television camera can be eliminated sufficiently. Since with analog image processing and analog image V 'storage of each processing step leads to a reduction in the image quality, the output signal is theTV camera digitized in, for example, 512 χ 512 pixels and thus through further image processingan electronic computer made accessible; this digital image information deteriorates with anotherImage processing no longer.
Außerdem ist eine fortlaufende Bildsummation in Echtzeit möglich, womit das beim Durchleuchten mit geringer Dosisleistungbeobachtete zu starke Quantenrauschen entsprechend der Zahl der überlagerten Bilder verringert wird.In addition, continuous image summation is possible in real time, which means that when fluoroscopic with a low dose rateobserved excessive quantum noise is reduced according to the number of superimposed images.
Der Nachteil dieses im Prinzip bereits bekannten Durchstrahlungssystemsbesteht darin, daß es sich bisher nur für
Gammastrahlen im Röntgenenergiebereich einsetzen ließ, so daß ein Durchstrahlungsprüfen dickerer Metallteile wegender geringen Ansprechwahrscheinlichkeit des Eingangsschirmesdes Bildwandlers für höherenergetische Gammastrahlen nicht möglich war. Die derzeitigen Durchstrahlungssystemewerden daher für Röntgen- und Gammastrahlen bis zu einer Energie von etwa 150 keV verwendet.The disadvantage of this radiographic system, which is already known in principle, is that it has so far only been used for
Gamma rays in the X-ray energy range could be used, so that radiographic testing of thicker metal parts was not possible because of the low response probability of the input screen of the image converter for higher-energy gamma rays. The current transmission systems are therefore used for X-rays and gamma rays up to an energy of about 150 keV.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Durchstrahlungsprüfung zuschaffen, die gute Bildqualitäten auch bei der Durchstrahlung dickerer Metallteile mit Röntgen- oder Gammastrahlung,deren Energie mindestens so hoch wie die von Iridium 192 ist und die dabei mehrere Fernsehbilder aufsummiert und zurBildwiedergabe verwendet, ermöglicht.The invention is therefore based on the object of providing a device for non-destructive radiographic testingcreate good image quality even when radiating thick metal parts with X-rays or gamma rays,whose energy is at least as high as that of Iridium 192 and which adds up several television images and adds up to theImage reproduction used, enables.
Die Erfindung geht davon aus, daß sich die bislang nur im Zusammenhang mit der Rauschsignalunterdrückung bei Röntgen-r\bildern eingesetzte Bildsummationstechnik auch dazu eignet,trotz der geringen Ansprechwahrscheinlichkeit der bekannten Bildwandler für höherenergetische Gamma- und Röntgenstrahlenein deutliches Fernsehbild zu liefern.The invention assumes that the image summation technique employed to date images only related to the noise suppression in X-rayr \ is also suitable to provide a clear TV picture despite the low response probability of the known image converter for higher-energy gamma and X-rays.
Die verbesserte Ansprechwahrscheinlichkeit für die höherenergetischeStrahlung und eine bessere Bildwiedergabe ergibt sich durch die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabedadurch, daß der Bildwandler eine dickere Leuchtschicht von i.B. wenigstens 100 yum dicken Cäsiumjodidkristallen besitzt«The improved response probability for the higher-energyRadiation and better image reproduction result from the solution to the problem according to the inventionin that the image converter has a thicker luminous layer of i.B. has at least 100 yum thick cesium iodide crystals "
Die Wiedergabe des Durchstrahlungsbildes höherenergetischer (j Gamma- und Röntgenstrahlen läßt sich durch eine Metallfolievor der Eingangsleuchtschicht der Bildwandlerröhre erheblich verbessern. Diese Metallfolie wandelt die Strahlungbereits zum Teil in Elektronen um, deren Ansprechwahrscheinlichkeit in der Eingangsleuchtschicht höher als die Ansprechwahrscheinlichkeitder direkten Strahlung ist. Eine derartige Metallfolie eignet sich auch zur Bildumwandlungvon höherenergetischen Röntgen- und Gammastrahlenbildern, bei denen auf die Summation der Fernsehbilder verzichtetwird.The reproduction of the radiograph of higher energy (j gamma and X-rays can be done through a metal foilSignificantly improve in front of the input luminous layer of the image converter tube. This metal foil converts the radiationalready partially converted into electrons whose response probability in the input luminous layer is higher than the response probabilityof direct radiation. Such a metal foil is also suitable for image conversionof higher-energy X-ray and gamma-ray images, in which the summation of the television images is dispensed withwill.
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Die Metallfolie vor dem Eingangsleuchtschirin besitzt vorzugsweiseeine Dicke zwischen 10 und 1500 um und kann aus mehreren hintereinander liegenden Schichten verschiedenerElemente bestehen, so daß gleichzeitig eine gewisse Energie-1The metal foil in front of the entrance lampshade preferably hasa thickness between 10 and 1500 µm and can consist of several layers lying one behind the otherElements exist, so that at the same time a certain energy-1
diskriminierung der einfallenden Strahlung möglich wird.discrimination of the incident radiation becomes possible.
Dabei sind Dicke und Auswahl der Metalle an die Energie der einfallenden Strahlung und damit an die Reichweite dererzeugten Elektronen anzupassen. Es sollte zudem ein Opti-Thickness and choice of metals depend on the energy of the incident radiation and thus on the range of theto adapt generated electrons. There should also be an
mum zwischen einer möglichst hohen Strahlungsabsorption und dadurch bedingten Erzeugung möglichst vieler Elektroneneinerseits und der günstigsten Reichweite der in den Eingangsleuchtschirm gelangenden Elektronen eingestelltwerden. Für die Folie kommen insbesondere hochatomige Metalle wie Gold, Blei, Silber mit nachfolgender niedrigatomigerMetallfolie beispielsweise aus Aluminium in Betracht.mum between the highest possible radiation absorption and the resulting generation of as many electrons as possibleon the one hand and the most favorable range of the electrons reaching the entrance screenwill. In particular, high-atomic metals such as gold, lead, and silver are used for the foil, followed by low-atomic metalsMetal foil, for example made of aluminum, can be considered.
Zum Vermeiden von Strahlungsverlusten werden die Metallfolien auf den Eingangsschirm aufgedampft oder adhäsiv odermechanisch gehalten.To avoid radiation losses, the metal foils are vapor-deposited or adhesive or on the input screenheld mechanically.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Gesamtsystems:The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing.The drawing shows a schematic representation of the overall system according to the invention:
Ein Strahler 1 für Iridium 192- oder Kobalt 60-Strahlungdurchleuchtet mit seinem Strahlenbündel 2 ein Prüfobjekt3, dessen geschwächte Durchleuchtungsstrahlen 4 auf den Eingangsschirm 5 eines Bildwandlers 6 treffen. Der Eingangsschirm5 besteht aus einer 10 bis 1500 ,um dicken Metallfolie7 aus Gold und Aluminium, die auf eine 200 um dicke Schicht 8 aus Cäsiumjodidkristallen aufgedampft ist, dieihrerseits auf einer Fotokathode 9 aus Trialkali aufgebracht ist.A radiator 1 for iridium 192 or cobalt 60 radiationshines through a test object with its beam 23, the weakened fluoroscopic rays 4 of which hit the input screen 5 of an image converter 6. The entrance screen5 consists of a 10 to 1500 µm thick metal foil7 of gold and aluminum, which is vapor-deposited on a 200 µm thick layer 8 of cesium iodide crystals, theis in turn applied to a photocathode 9 made of trialkali.
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Die den Eingangsschirm 5 in Richtung auf einen Ausgangsschirm10 verlasssenden Elektronen werden durch eine Elektronenoptik 11 stark gebündelt. Eine Lichtoptik 12 bildetdas Bild des Ausgangsschirmes 10 auf die Aufnahmeröhre einer Fernsehkamera 13 ab, deren Signal in einem Elektroniksystem14 digitalisiert, integriert, normiert und in der nachfolgenden Bildverarbeitung 15 gespeichert und einem Monitor16 zugeführt wird. Das von der Fernsehkamera 13 aufgenommene Bild kann auch direkt auf dem Monitor 16 wiedergegebenwerden.The input screen 5 in the direction of an output screen10 leaving electrons are strongly bundled by electron optics 11. A light optics 12 formsthe image of the output screen 10 on the pickup tube of a television camera 13, the signal in an electronic system14 digitized, integrated, standardized and stored in the subsequent image processing 15 and a monitor16 is fed. The image recorded by the television camera 13 can also be reproduced directly on the monitor 16will.
Die Fernsehbilder von l/2b s Dauer können bis zu 65000 malin etwa 45 Minuten in Echtzeit integriert werden. So ist es beispielsweise möglich, sogenannte DIN-Stege, die auf einem25 mm dicken Eisenblock aufgelegt sind, nach einer Durchstrahlung mit einem Iridium-192-Strahler mit einer Ortsauflösungvon weniger als einem halben Millimeter darzustellen. Damit erreicht man Kontrastauflösungen, die der BildgüteklasseII gemäß DIN 54 109 entsprechen. Diese Ergebnisse erreicht man mit Ir-192- und Co-60-Aktivitäten von etwa 50bis 100 Ci. Höhere Kontrastauflösungen entsprechend der Bildgüteklasse I kann man mit diesem System bei Verwendungvon höherenergetischen Röntgenstrahlen hoher Intensität erv reichen.The television pictures of l / 2b s duration can be viewed up to 65000 timescan be integrated in real time in around 45 minutes. For example, it is possible to have so-called DIN bars that are on a25 mm thick iron block are placed, after irradiation with an Iridium-192 radiator with a spatial resolutionof less than half a millimeter. This achieves contrast resolutions that match the image quality classII according to DIN 54 109. These results are achieved with Ir-192 and Co-60 activities of around 50up to 100 Ci. Higher contrast resolutions corresponding to image quality class I can be achieved with this system when usingof higher-energy, high-intensity x-rays.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19838307020DE8307020U1 (en) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE RADIATION TESTING WITH X-RAY OR GAMMA OR Gamma RAYS |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8307020U1true DE8307020U1 (en) | 1984-08-16 |
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|---|---|---|---|
| DE19838307020ExpiredDE8307020U1 (en) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE RADIATION TESTING WITH X-RAY OR GAMMA OR Gamma RAYS |
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8307020U1 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3447050A1 (en)* | 1984-12-22 | 1986-07-03 | Sauerwein, Kurt, Dr., 5657 Haan | Device for nondestructive radiographic testing with X-rays or gamma rays |
| EP0326840A1 (en)* | 1988-02-03 | 1989-08-09 | Isotopen-Technik Dr. Sauerwein Gmbh | Method and apparatus for producing a radiation image |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3447050A1 (en)* | 1984-12-22 | 1986-07-03 | Sauerwein, Kurt, Dr., 5657 Haan | Device for nondestructive radiographic testing with X-rays or gamma rays |
| EP0326840A1 (en)* | 1988-02-03 | 1989-08-09 | Isotopen-Technik Dr. Sauerwein Gmbh | Method and apparatus for producing a radiation image |
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