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作者：周亚玲重庆大学

学位级别：硕士

X射线源是工业CT/DR等辐射成像系统的核心部件。X射线源的有效焦点尺寸、剂量率、剂量稳定性等参数影响辐射成像系统的主要性能指标,尤其是射线源的有效焦点尺寸是决定工业CT/DR辐射成像的几何不清晰度、空间分辨率等关键指标的主要因... 详细信息

X射线源是工业CT/DR等辐射成像系统的核心部件。X射线源的有效焦点尺寸、剂量率、剂量稳定性等参数影响辐射成像系统的主要性能指标,尤其是射线源的有效焦点尺寸是决定工业CT/DR辐射成像的几何不清晰度、空间分辨率等关键指标的主要因素之一。目前常用于工业CT/DR的X射线源有两类,一类是低能X射线机,能量范围10～450k V;另一类是高能电子直线加速器,能量为2～15Me V。低能X射线机有效焦点传统的测量方法法有“扫描法”、“针孔法”等。高能电子直线加速器有效焦点测量方法有“三明治法”、“调制传递函数法”等,但是这些传统方法存在测试过程复杂、精度低、可靠性差、人为因素影响大等不足。特别是对于高能电子直线加速器,由于射线能量高、穿透力强、焦斑小,精确测量其X射线有效焦点存在许多困难。因此,进行射线源有效焦点尺寸测量方法研究,对提高射线源焦点尺寸的测量精度,研究工业CT/DR辐射成像中射线源焦点尺寸对几何不清晰度、空间分辨率的影响,从而进一步优化系统设计、提高系统性能指标具有重要意义。本文在分析研究国内外有关射线源有效焦点尺寸测量方法及研究状况的基础上,提出了一种新的测量方法夹角平移法,完成了基于此方法的测量装置设计,并实现用此方法对射线源有效焦点尺寸的测量实验。其主要研究工作内容如下:1、提出一种X射线源有效焦点尺寸测量新方法夹角平移法。深入研究和分析夹角平移法的测量原理,并根据此方法完成有效焦点尺寸测量装置的搭建。2、完成射线源有效焦点尺寸测量装置的设计与器件选型。完成系统信号采集电路、电机运动控制电路、射线源触发与同步控制电路和RS-485总线接口电路等设计;完成了准直器、探测器、线性滑块、步进电机等元件器的选型。测量装置主控芯片FPGA选用Cyclone系列型号为EP1C3T144C8;步进电机选用57BYG250-76并配合DV245电机驱动器;线性滑块选用型号为HTB65-P05C5-Z200的模组。3、完成测量装置上位机软件的通信、数据处理及显示的编程。采用VC6.0开发软件、C++编程语言和RS-485总线通信技术完成软件开发。该软件实现与底层主控芯片的数据通信,并对接收到的数据实时存储、显示和处理等功能。4、完成测量装置安装与调试。并在4Me V电子直线加速器上进行了有效焦点尺寸实验测量,初步验证了夹角平移法测量射线源有效焦点方法的可行性。实验结果表明,夹角平移法测量结果直观、重复性好、人为因素影响小。

关键词：工业CT 射线源有效焦点尺寸夹角平移法

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