ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ограничения квантовой природы излучения из "Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий том 1 " Случайные погрешности реконструкции, обусловленные квантовой природой рентгеновского излучения, принципиально не устранимы и их анализ позволяет однозначно оценить предельные возможности л1етода ПРВТ при фиксированном числе квантов, сформулировать требования к экспозиции, энергии излучения, точности измерения проекций и пространственно-частотным характеристикам томограмм, обеспечивающим необходимый уровень метрологии. [c.409] Ограничения, связанные со статистической природой излучения фотонов, их взаимодействия с веществом и регистрации характерны для любых информационных систем, использующих рентгеновское излучение, но их количественное проявление в ПРВТ отличается от традиционных радиационных методов. [c.409] Таким образом поле СКО знакопеременных статистических ошибок, обусловленное квантовыми шумами в экспериментально оцененных проекциях, имеет пространственную структуру, принципиально отличающуюся от структуры контролируемого сечения, так как в его формировании роль ядра свертки играет однополярный квадрат модуля Ъ (г) р, используемого при реконструкции (10) одномерного биполярного ядра (8). Поэтому распределение дисперсии ошибок имеет плавную низкочастотную огибающую. [c.410] Ошибки расположены в более широкой области, чем структуры точной реконструкции. Таким образом относительная величина СКО в каждой точке томограммы зависит от всей структуры реконструируемого изображения, среднего числа регистрируемых квантов Я (т Аг, п Дф) и функционального вида /г(л)р. Например, в области томограммы с пониженной плотностью (ЛКО) величина относительной погрешности а ( x) (i обычно максимальна. [c.410] оценить общее количество фотонов которые необходимо зарегистрировать за полный цикл сбора измерительных данных для одной томо граммы, нужно = X (0) NM. [c.411] Таким образом результирующее относительное СКО в томограмме примерно в ]/ М больше погрешностей в исходных проекциях. [c.411] Это соотношение и табл. 3 показывают, что в типичном случае (б ( i) = = 0,5 % N = 200) погрешность измерения проекций не должна превышать 1/2000 (0,05 %), что соответствует И двоичным разрядам. [c.411] Взаимосвязь метрологических характеристик ПРВТ. Статистические ограничения в ПРВТ приводят к однозначной взаимосвязи (40) чувствительности к малым изменениям Л КО (плотности) контролируемого материала (ц), пространственного разрешения в плоскости томограммы А/- и толщины контролируемого слоя с диаметром, плотностью и элементным составом контролируемого изделия fj, (р, г ф, ) энергией используемых рентгеновских фотонов и средней экспозиционной дозой Dg. [c.412] По структуре соотношение (40) однотипно для всех радиационных методов, но D случае ПРВТ оно характеризует метрологию отдельного элемента объема внутри сложного изделия, что в типичном случае обеспечивает выигрыш в относительной чувствительности на 1—2 порядка, В табл. 4 приведены рассчитанные по (40) возможные сочетания метрологических характеристик достаточно совершенного вычислительного томографа при контроле монолитных заготовок диаметром до 200 мм из материалов, подобных графиту (гэф = 6, р = 1,7 г/см ). [c.412] При этом предполагались Р = 2, Е = = 200 кэВ, 1. [c.412] Принципиально, без изменения условий контроля, возможен обмен пространственного разрешения на чувствительность к малым изменениям Л КО, Однако ренгтеноотическая и вычислительная системы томографа должны быть приспособлены для таких операций. [c.412] Из соотношения (40) видно, что некоторого улучшения метрологических характеристик в плоскости сечения можно добиться за счет потери пространственного разрешения в поперечном направлении. Однако выбор толщины контролируемого сечения дол- жен производиться с учетом реальной пространственной структуры объекта контроля р, (х, у, г) и типичных дефектов (см. ниже). Значительное внимание при проектировании систем ПРВТ должно уделяться повышению эффективности использования прямых фотонов, прошедших сквозь объект контроля (параметр (5), путем повышения квантовой эффективности детекторов и оптимизации конструкции коллиматоров. [c.412] Выбор оптимальной энергии фотонов при контроле промышленных изделий. [c.412] В типичном случае для S ( i) и б (D), выраженных в %, Од — в Р, Е — в кэВ, р. — в см , D — в см, Мо = 1. [c.413] Неоптимальный выбор энергии фотонов ведет к увеличению экспозиции или снижению точности контроля (42). [c.413] В табл. 5 приведены оптимальные энергии фотонов при ПРВТ для наиболее распространенных материалов в зависимости от их толщины. [c.413] При одновременном оценивании отсчетов проекций по т параллельным каналам l,5/V/m, где N =DlS.r. [c.414] Возможным путем повышения средней производительности контроля является и одновременное просвечивание нескольких параллельных слоев контролируемого изделия. [c.414] Анализ соотношения (46) показывает, что оптимальный выбор энергии, применение рентгеновских трубок и ускорителей со средней мощностью около 4 кВт и использование многодетекторной схемы сбора измерительных данных с т = N для всех типичных объектов контроля позволяет обеспечить производительность на уровне не менее 1 слоя в минуту при повышенной чувствительности контроля и до 10 слоев в минуту — при контроле объемной геометрии контрастных структур. [c.414] Вернуться к основной статье