Принципы устройства микроденситометров.

Первым шагом на пути измерения интегральной оптической плотности почернения пятна (или линии) на рентгенограмме должно быть разбиение на маленькие фрагменты и измерение оптической плотности каждого фрагмента. Этот процесс называется сканированием. Возможны три варианта практической реализации этой задачи (рис.2):

а) Освещается вся поверхность пятна, но для измерения интенсивности прошедшего света выделяется только один из фрагментов, на которые делится площадь пятна. Затем измерение проводится в следующем фрагменте и так до тех пор, пока оптические плотности всех фрагментов не будут измерены.

б) Освещается только измеряемый фрагмент, а в поле зрения фотоэлектрического преобразователя находится вся площадь, разбитая на фрагменты. Фотоэлектрический преобразователь делает замеры интенсивности света столько раз, сколько имеется фрагментов в поле его зрения, причем каждый раз луч света перемещается на новый фрагмент.

в) Освещаемая площадь пленки согласована с полем зрения фотоэектрического преобразователя.

Рис. 2. Три способа скани-рования оптической плотности на заданной площади: 1 – осве-щаемое на рентгенограмме поле; 2 - величина поля рентгено-граммы, охватываемой прием-ником света одновременно; 3 - фокусирующие линзы; 4 - приемник света; 5 – проска-нированные участки рентгено-граммы; 6 – участок рентгено-, граммы сканируемый в данный момент; 7 – участок рентгено-, граммы подлежащий сканиро-ванию.

Во втором варианте сканирование осуществляется перемещением светового зонда по участку пленки, поэтому этот метод сканирования обычно называют методом "бегущего луча". Обычно в качестве устройства, порождающего и перемещающего световой луч по поверхности пленки, используется обычная электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). На сканируемый участок пленки проектируется растр, создаваемый на экране ЭЛТ пучком электронов, отклоняемых магнитной системой развертки кадра. Световой поток, прошедший сквозь пленку, собирается оптической конденсирующей системой на фотокатоде ФЭУ, выполняющем роль фотоэлектрического преобразователя. Приборы этого типа уже не подвержены влиянию эффекта Шварцшильда-Виллигера, так как освещается только измеряемый участок пленки, но влияние этого эффекта в оптической системе остается. Величина интенсивности рассеиваемого оптической системой света постоянна и незначительна по сравнению с потоком света, проходящем сквозь светлые фрагменты пленки. Но чем темнее фрагмент, тем меньше света проходит сквозь него и тем большую долю составляет рассеянный оптической системой свет в общем потоке, регистрируемом фотоэлектрическим преобразователем. Схема микроденситометра со сканированием бегущим лучом предоставляет возможность максимально автоматизировать измерения и проводить их с высокой скоростью. Так как растр ЭЛТ покрывает всю рентгенограмму, то переход от сканирования любого пятна на пленке к сканированию другого может быть произведен очень быстро: время пробегания луча через рентгенограмму (12,5 см) равно 0,5 мс. Однако максимальная оптическая плотность, которая может быть точно измерена, не превышает 1,0 D. Это

является существенным ограничением, которое, впрочем, можно преодолеть с помощью пакетов пленок, проложенных поглощающими экранами такой толщины, чтобы интенсивности одноименных рефлексов на соседних пленках отличались в к раз (обычно к = 2-3). Истинные коэффициенты перехода от одной пленки к другой определяются как среднее от деления интенсивности тех пар одноименных рефлексов, которые на обеих из соседних пленок лежат на линейном участке кривой поглощения. Интенсивность самых сильных пятен тогда равна I_n = I_m (k _m+1× k_m+2×...× k_n-1× k_n), где I_m - измеренная интенсивность на m-ном снимке, а k_m+1,..., k_n - коэффициенты, указывающие, во сколько раз возрастет интенсивность рефлексов при переходе к соседней пленке с большей интенсивностью пятен. Такой прием позволяет довести интервал измеряемых интенсивностей до 270 :1.

Третий вариант сканирования оптической плотности на заданном участке пленки предусматривает совпадение сечений падающего светового луча и поля зрения фотоэлектрического преобразователя, что обеспечивает наилучшие фотометрические характеристики приборов, построенных по этому принципу.Так как сканирование производится при этом движением пленки, то микроденситометр этого типа обладает относительно низким быстродействием, однако метрологические характеристики приборов, построенных по третьему варианту, более высокие. Линейность интервала измеряемых оптических плотностей при ошибке измерения 1% расширена до 1,8 D, причем этот линейный интервал может быть смещен в любое место внутри интервала абсолютных оптических плотностей от 0 до 4,0 D изменением яркости свечения лампочки, создающей световой поток. Существено повысилась точность измерения по сравнеию с микроденситометром на принципе "бегущего луча": максимальное отклонение от усредненого по 250 замерам результата измерения понизилось с 3,0 до 0,7 %, а стандартное отклонение опустилось с 1,1 до 0,16 %. Принципиальная схема денситометра такого типа за в основном не отличается от схемы прибора, на котором предстоит выполнять работу и будет приведена ниже.

Быстродействие механических денситометров можно увеличить практически без потери точности измерения, заменив поточечное сканирование непрерывным построчным сканированием рентгенограммы. Это можно сделать, если производить замеры интенсивности проходящего светового пучка через временные промежутки, за которые пленка передвинется на расстояние, равное или большее ширины измерительной щели, так как скорость измерения сигнала существенно больше скорости движения пленки.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: