本文關鍵詞：便攜式高分辨率X射線CCD相機的研究

  更多相關文章： X射線感光屏 微光像增強器 光錐耦合 分辨率 低劑量

【摘要】：X射線成像技術以其廣泛的應用前景被用于醫(yī)療診斷、工業(yè)無損檢測以及安檢等領域中且越來越受到市場的青睞。本論文主要研制了一款高分辨率、低成本、低劑量的X射線CCD相機,適用于牙科診斷、電路板檢測及其他小部件的成像檢測領域。論文主要的研究內(nèi)容是:依據(jù)現(xiàn)有X射線成像器件的發(fā)展現(xiàn)狀,精心選用高分辨率的硫氧化釓感光屏、一代微光像增強器、光纖光錐以及CCD相機作為組件,在現(xiàn)有實驗條件下采用光纖耦合的方法將帶有X射線感光屏的像增強器與CCD相機進行耦合。選取成本低轉(zhuǎn)換效率高的硫氧化釓作為轉(zhuǎn)換材料,制備較薄涂層厚度的感光屏,以滿足低劑量及高分辨率的設計要求,為獲取高的分辨率而犧牲的粉層發(fā)光亮度是通過微光像增強器將獲取的光學影像信息進行增強來實現(xiàn)的,增強后的光學影像完全可以滿足CCD相機的成像要求。本文提出了一種比較好的耦合方法,試圖采用光錐代替像增強器的輸出面板,將像增強器的輸出熒光屏直接制作在光錐上,然后將帶有光錐的像增強器與CCD相機進行耦合,這種方法不僅可以降低成本又可以提高系統(tǒng)的分辨率,隨后通過實驗先將像增強器與光錐的大端面進行耦合,來模擬上述設想,再將帶有像增強器的光錐小端面與CCD進行耦合,最終制備出的原理樣機達到了13 LP/mm的分辨率,實現(xiàn)了較高分辨率的要求。通過調(diào)整X光管的管電壓及電流來控制X射線的光通量,分析了不同劑量下物體的像質(zhì)變化,考慮到被檢測物體厚度及其內(nèi)部材質(zhì)的不同,其對X射線吸收系數(shù)也不同,為了獲得高對比度、清晰的圖像質(zhì)量,選取合適的X射線劑量也是本論文研究的重要內(nèi)容之一。采用銅靶X光管作為射線源對一些實物進行了成像探測,比如小黃魚、樹葉、芯片卡、排針與排線以及盒裝訂書針等,從采集卡獲取的圖像中可以明顯的分辨出小黃魚的魚骨結(jié)構(gòu)、樹葉的脈絡、芯片的結(jié)構(gòu)、排針與排線的材質(zhì)分布以及盒中訂書針的位置分布與結(jié)構(gòu)等,基本實現(xiàn)了系統(tǒng)對多種小部件成像檢測的要求;另外考慮到本論文研制的X射線CCD相機對深紫外有一定的量子效率,采用深紫外LED光源對指紋進行探測,能夠觀察到指紋的清晰脈絡�？傊�,本文采用X射線感光屏與一代微光像增強器輸入端直接耦合,然后通過光纖光錐耦合的方法將光錐的兩端分別與像增強器及CCD進行耦合,實現(xiàn)了在較小X射線劑量下較高分辨率的成像,保證感光屏高分辨率的情況下通過像增強器對影像的增強克服了在高分辨率與量子效率之間的矛盾。是一種折中處理圖像質(zhì)量的技術手段,一定程度上為采用這種技術手段來實現(xiàn)產(chǎn)品的批量生產(chǎn)提供了一個很好的方向。
【關鍵詞】：X射線感光屏 微光像增強器 光錐耦合 分辨率 低劑量
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH744
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 X射線成像檢測技術的發(fā)展10-11
• 1.2 數(shù)字化的X射線實時成像器件11-18
• 1.2.1 平板DR12-13
• 1.2.2 X射線CCD及CMOS相機13-18
• 1.3 X射線CCD相機的發(fā)展現(xiàn)狀及本論文的研究意義18-20
• 1.4 本文的主要研究工作20-21
• 1.5 本章小結(jié)21-22
• 參考文獻22-24
• 第2章 X射線CCD相機的制備24-42
• 2.1 X射線感光屏24-29
• 2.1.1 X射線轉(zhuǎn)換材料的選取25-27
• 2.1.2 X射線感光屏的制備27-29
• 2.2 像增強器的選取29-31
• 2.3 中繼耦合器件的選取31-32
• 2.4 CCD相機的選取32-34
• 2.5 器件之間的耦合34-39
• 2.6 本章小結(jié)39-40
• 參考文獻40-42
• 第3章 X射線CCD相機的測試42-70
• 3.1 可見光源下系統(tǒng)的分辨率測試42-44
• 3.1.1 美國THORLABS 1951 USAF R1DS1N分辨率測試靶42-43
• 3.1.2 視頻采集卡43
• 3.1.3 分辨率的成像測試43-44
• 3.2 X射線光源下系統(tǒng)的分辨率測試44-48
• 3.2.1 德國PTW FREIBURG L659041高分辨率測試卡44-45
• 3.2.2 X光管45-46
• 3.2.3 分辨率的成像測試46-48
• 3.3 系統(tǒng)的灰度曲線與對比度分析48-51
• 3.4 管電壓及電流與圖像對比度的關系51-58
• 3.4.1 管電壓與圖像對比度的關系51-56
• 3.4.2 管電流與圖像對比度的關系56-58
• 3.5 系統(tǒng)對實物成像的測試58-64
• 3.6 深紫外光源下系統(tǒng)對指紋的成像測試64-66
• 3.6.1 深紫外LED光源64-65
• 3.6.2 指紋的成像測試65-66
• 3.7 本章小結(jié)66-67
• 參考文獻67-70
• 第4章 結(jié)論與展望70-72
• 4.1 結(jié)論70-71
• 4.2 展望71-72
• 致謝72-75
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄75-76

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本文編號：1063971