高质量X射线检测数字化成像及图像采集

X射线数字成像检测是工业无损检测的新技术.非胶片实时数字成像检测以其高效率、低成本,特别是数字图像的可交换性和存储方便等特点成为射线检测的发展趋势.通常使用的由射线像增强器、视频摄像机、图像采集卡和计算机组成的系统成像质量差且只能在低能X射线下使用,作者经过反复研究和实验,研制了基于单晶闪烁屏和科学级CCD相机的可用于高、低能X射线高分辨率、高对比灵敏度数字成像检测系统.介绍了整个检测系统的组成,设计了科学级制冷CCD相机、预处理电路、A/D转换电路、微机EPP方式快速数据采集电路和软件等.给出了某铝铸件(厚150mm)在加速器高能X射线下的成像结果.实验证明该系统比普通像增强器和视频相机组成的系统具有适应射线能量范围宽和成像质量好的优点(成像时间长一些).系统的空间分辨率大于3lp/mm, 检测物体50mm(等效钢厚)以上时,对比度灵敏度小于1%.     

牙科口内数字成像系统设计

介绍了一种基于E2V-CCD的高清晰度牙科X射线数字成像系统。设计采用了FPGA(现场可编程门阵列)及高精度ADC,通过高速USB2.0进行高速数据传输,并给出了硬件和软件设计的详细说明。实验结果表明:牙科口内数字成像系统分辨率>15lp/mm。该X射线数字成像系统具有体积小、结构简单、分辨率高的特点,能够满足牙齿及指关节等部位实时诊断的要求。     

高、低能X射线数字成像内视仪的研制

提出了利用闪烁屏和科学级CCD相机研制适用于高、低能工业X射线成像检测内视仪的方法。结合科研工作中对内视仪性能的要求，研究了闪烁屏和科学级CCD的性能，设计了CCD的驱动电路、制冷电路和微机EPP方式远距离数据快速采集电路和相应软件。研制了完整的仪器并进行了实验，和常用的X射线数字成像系统相比，具有对比灵敏度和空间分辨率高，图像质量好的特点。     

惯性约束聚变靶丸高精度X射线数字成像

为了实现惯性约束聚变(ICF)靶丸几何尺寸的高精度、高效率检测,开展了靶丸X射线数字化成像系统的设计与研制。首先,分析了X射线直接投影成像和X射线透镜耦合显微成像的适用范围,根据ICF靶丸尺寸小、吸收衬度弱的特点,确定了基于X射线透镜耦合显微成像的技术路线。然后,分析了影响系统成像分辨率、图像衬度和测量效率的关键因素,确定了低几何放大成像,低电压、小焦点、高功率X射线源及高分辨CCD探测的总体技术方案,该方案能够有效抑制相衬效应和半影误差,解决了现有X射线数字成像设备测量靶丸时边缘扩展严重、尺寸测量误差大的问题。最后,对系统的性能进行了分析测试,实验结果表明,系统成像衬度良好,成像效率较高,分辨率优于0.5μm。靶丸几何尺寸的测量不确定度可达0.9μm(k=2),满足ICF靶丸几何尺寸高精度、高效率的检测需求。     

X线阵探测器实时成像系统的设计

为了解决工业无损检测x线的数字化成像问题。本文介绍了一种基于TCP／IP通信协议的X射线无损检测扫描成像系统,阐述了探测器数据接收与成像的基本原理及技术实现,进行了系统硬件和软件的设计。试验结果表明,X-SCANX射线线阵列探测器可以实现16bit高速图像数据获取。空间分辨率可达0．4mm。并取得了比较满意的x射线图像效果。     

基于CCD和CsI闪烁体的硬X射线成像

根据CCD的工作特点,采用曝光控制和多帧图像叠合技术,研制了基于CCD和CsI闪烁体的硬X射线成像探测器,以提高对硬X射线的探测效率。搭建了实验平台,以微加工技术制作的镍准直器为成像目标进行了实验验证。实验中,利用55Fe放射源对CCD进行直接成像;然后利用241 Am放射源同时对CCD和硬X射线成像探测器分别进行直接成像和间接成像。最后,对图像中出现的拖影、清晰度渐变和区域亮度不同等现象进行分析。分析结果表明:相比CCD本身,这种技术不仅拓展了探测器的可响应能区,而且提高了的量子效率,并且在241 Am放射源照射下,实现了对硬X射线的高分辨成像,其空间分辨优于50μm。该器件可作为位置灵敏探测器应用于未来空间天文观测。     

飞点扫描X射线背散射系统研究

围绕车辆贩运违禁品的精确、快速查缉需求,开展了小型化、低辐射的飞点扫描X射线背散射系统研究。设计了小型化飞点扫描X射线背散射系统的斩波机构、背散射探测器。利用研制的系统开展了X射线背散射成像实验,研究了X射线能量、功率对系统成像对比度和信噪比的影响。实验表明,系统成像分辨率约为2 mm,能够准确检测出隐藏在陶瓷物品中的毒品模拟物。小型化飞点扫描X射线背散射系统的研究可为车辆安检难题和降低检测中的辐射危害提供参考。     

通道式X射线直接数字成像检测装置的研制

针对多品种、大批量、中小型零部件的检测,存在着检测时间长、成本高、检测效率低等缺陷,分析研制出了一种通道式X射线直接数字成像检测装置,该装置采用开放式结构设计,既可自成系统,也可与产品生产线并线进行检测,大大提高了检测效益。     

小型移动背散射X射线安全检查设备简介

论文简单介绍新型X射线安全检查设备——小型移动背散射X射线安全检查设备。它采用康普顿背散射技术飞点扫描成像原理,X射线源与背散射探测器位于同一侧,它还可以检测隐藏在夹层、隐蔽等处的危险品和违禁品。     

无损检测新技术——X射线数字成像研究与应用

X射线数字成像是一项新兴的无损检测技术。本文概述了X射线数字成像技术的发展、特点、设备、成像技术、检测工艺和可行性分析以及应用情况。     

新型X光成像系统及其性能分析

本文设计了新型的X光成像系统，它的核心部件X光影像增强器是一个混合型器件。该成像系统具有数字化、大视野成像和可移动的优点，成像视野在6-15英寸连续可调。在文中，对这种新型成像系统的成像性能进行了定量的评价，并给出了系统所成的图像。结果表明新型X光成像系统的性价比高，可以广泛应用在机场安检、工业探伤、无损检测等领域。     

Compact water-window transmission X-ray microscopy

We demonstrate sub-100 nm resolution water-window soft X-ray full-field transmission microscopy with a compact system. The microscope operates at λ = 3.37 nm and is based on a 100 Hz table-top regenerative debris-free droplet-target laser-plasma X-ray source in combination with normal-incidence multilayer condenser optics for sample illumination. High-spatial-resolution imaging is performed with a 7.3% efficiency nickel zone plate and a 1024 × 1024 pixel CCD detector. Images of dry test samples are recorded with exposure times of a few minutes and show features smaller than 60 nm.     

中小型车辆辐射检查系统的设计

论文描述了一种可移动、顶照式、高分辨型中小型车辆辐射检查系统,采用模块化设计,拆卸组装方便,可特别适用于城市应急或重大场合对于中小型车辆的安全检查.     

基于薄膜干涉分光技术的便携式多光谱成像系统

基于薄膜干涉分光技术开发了多光谱图像采集分析系统样机,样机由分光滤光片、CCD相机、逻辑控制组件和计算机终端软件等组成,并在农产品检测、成分检测等方面开展了多光谱检测技术的实验研究。实验表明,多光谱成像系统能够进行高分辨率的光谱图像采集,并进行光谱重建和聚类等分析。在农产品检验中利用多光谱成像技术能够将霉变的黄豆与优质黄豆进行快速区分;在电解液浓度和成分检验中能够将不同浓度或不同成分的液体进行识别;在笔墨检验中能够将不同油墨的笔迹进行准确有效地判别。     

Design of X-ray digital imaging and data acquisition system

X-ray digital imaging technology is a new method of nondestructive testing. Non-film real time digital radiograph, which has high efficiency and low cost, especially the characteristics of digital image exchangeability and storage convenience, has become the development direction. Because the existing system has the disadvantage of low imaging quality and only being used at low X-ray energy, a high quality imaging system based on scientific CCD camera has been developed, which has high spatial solution and high contrast sensitivity and can be used both at high energy and low energy. This paper introduces the constitution of the system, and designs the relative circuits. The experimental results show that the system has the better imaging quality and wider adapting range for X-ray energy, can needs the requirements of measurement.     

高分辨率CCD芯片FTF4052M的驱动系统设计

CCD芯片的驱动系统是数字航测相机的核心部分,它关系到整个相机的性能和技术指标。介绍了高分辨率全帧CCD芯片FTF4052M的内部结构和驱动时序,采用集成芯片设计了该CCD芯片的驱动电路并应用于数字航测相机系统,其中包括驱动电路的时序设计和所需偏置电源的设计。集成芯片SAA8103为驱动CCD芯片提供脉冲信号,与TDA9991协调工作产生CCD垂直行驱动时钟,与74ACT04芯片配合产生驱动CCD芯片的水平像素转移时钟。实验结果表明,此CCD驱动系统采用大规模专用集成芯片进行设计,具有性能好,功耗低,体积小的优点,能够输出两路CCD电压信号,数据输出速率达2帧/s,满足了数字航测相机系统的设计要求。