Las máquinas de rayos X se utilizan cada vez más en la industria médica. Yueshen Medical, como fabricante de equipos médicos de alta gama nacionales y extranjeros, las máquinas de rayos X a menudo cumplen con los requisitos de nuestros clientes para instalar equipos, pero todos usan rayos X en la vida diaria. Cuando estaba hablando por teléfono, encontré mucha confusión y problemas. Este artículo explicará los siguientes conocimientos profesionales de las máquinas de rayos X:
1. Conocimientos básicos y tipos de máquinas de rayos X
2. ¿Qué objetos extraños puede detectar la máquina de rayos X?
3. ¿Qué factores pueden afectar la sensibilidad de las máquinas de rayos X?
1. Conocimientos básicos y tipos de máquinas de rayos X
a: conocimiento de rayos X
Permítanme hablar primero de las radiografías. El 8 de noviembre de 1895, un físico alemán, el profesor Roentgen, descubrió los rayos X cuando usaba rayos catódicos en sus experimentos diarios. En ese momento, el físico no sabía qué eran estos rayos, por lo que los llamó "rayos X".
Los rayos X son en realidad rayos muy potentes. En comparación con las ondas de luz, los rayos X tienen mucha más energía y un mayor poder de penetración. Los rayos X pueden atravesar materiales que las ondas de luz ordinarias no pueden penetrar. Como madera, vidrio, huesos, piel, ropa, etc. Además, los rayos X también pueden penetrar muchos otros materiales no metálicos y algunos materiales metálicos relativamente delgados.
Además del uso de máquinas de rayos X en la industria médica, el equipo de inspección de rayos X se usa en otras industrias (como las máquinas de inspección de seguridad de equipaje en aeropuertos y algunas inspecciones de alimentos). Estos escenarios de aplicación son básicamente los mismos en principio.
b: Composición de la máquina de rayos X
La máquina de rayos X se compone principalmente de los siguientes tres componentes importantes:
Generador de rayos X: Genera y emite rayos X.
Detectores de rayos X: Los detectores de rayos X están hechos de materiales de centelleo que convierten los rayos X en luz visible. El material del cuerpo del centelleador es una fila de fotodiodos colocados frente al generador de rayos X.
Sistema de control: el sistema de control analizará la imagen de rayos X formada en el detector del objeto detectado y comparará la imagen con el estándar preestablecido del software a través del software del sistema de control patentado, para observar y comparar.
La relación entre el detector de rayos X y el generador de rayos X es como la relación entre el elemento fotosensible de la cámara y la luz.
c: principio de imagen de la máquina de rayos X
Para decirlo sin rodeos, el sistema de rayos X es un dispositivo de escaneo. Cuando el haz de rayos X atraviesa el objeto, el sistema tomará una imagen de todo el objeto. De acuerdo con el tamaño del diodo detector, los rayos X dividen el objeto en muchos bloques pequeños para escanear y formar los datos de imagen de cada bloque pequeño. Por ejemplo: utilizando un diodo detector con un tamaño de 0,8 mm, se adquiere una nueva línea de datos de imagen cada vez que el objeto se mueve 0,8 mm a lo largo de la dirección de movimiento. Todos los datos de la imagen se representan utilizando valores de escala de grises que van desde 0 (completamente negro) hasta 255 (completamente blanco).
Las sustancias de diferentes densidades en la composición de los objetos tienen diferentes cantidades de absorción de rayos X, lo que da como resultado diferentes valores de gris. Cuanto más grueso o denso sea el producto, más rayos X absorberá, menos detectará el detector los rayos y más oscuro será el valor de gris de la imagen.
d: tipo de máquina de rayos X
De acuerdo con la cantidad de generadores de rayos X, las máquinas de rayos X se pueden dividir en tres tipos: haz simple, haz doble y haz múltiple combinado. En general, cuantos más haces, más capaz y costoso es el equipo.
Tipo 1: Sistema de un solo haz
Según la posición de irradiación del haz, las máquinas de rayos X se dividen en tres tipos: irradiación vertical, irradiación horizontal y haz de observación.
La irradiación vertical de un solo haz es el método de detección más utilizado, que puede detectar la mayoría de los objetos.
Irradiación horizontal de un solo haz. Los objetos verticales son adecuados para las formas de embalaje de baja densidad.
Irradiación de haz de vista superior de haz único. Aplicable a la industria de productos, algunos objetos envasados en envases de vidrio.
El segundo tipo: sistema de doble haz.
Dual Beams emite haces de rayos X desde dos ángulos, apuntando a dos detectores. Las imágenes del rayo que pasa a través del objeto se muestran desde dos ángulos diferentes, lo que puede aumentar la posibilidad de detección.
El tercer tipo, sistema de haz combinado.
Este sistema de vigas combinadas tiene vigas tanto verticales como horizontales. Este haz combinado mejorará significativamente la tasa de detección de objetos extraños de algunos objetos especiales. Por ejemplo, para productos empacados en latas de vidrio y metal o productos en paquetes grandes, el haz combinado puede aumentar el área de detección y la tasa de detección de objetos extraños del cuerpo de la lata y la parte inferior de la lata.
2. ¿Qué tipos de objetos extraños pueden detectar las máquinas de rayos X?
Como se mencionó anteriormente, la máquina de rayos X escanea principalmente objetos con rayos X. Las sustancias de diferentes densidades en los objetos formarán imágenes de diferentes valores de gris en el sensor, y los objetos extraños se pueden identificar y observar de acuerdo con la diferencia en los valores de gris.
El factor más importante que afecta el valor de gris es la densidad del objeto, por lo que la materia extraña que puede detectar la máquina de rayos X debe tener una gran diferencia de densidad entre la materia extraña detectada y el objeto en sí para ser fácilmente detectada. Por ejemplo, cuando se realizan pruebas del cuerpo humano, se puede distinguir claramente la diferencia entre huesos y carne.
3. Factores que afectan la sensibilidad de detección de las máquinas de rayos X
Hay cinco factores principales que afectan la sensibilidad de las máquinas de rayos X para detectar objetos extraños:
el objeto mismo
Tipo y tamaño de cuerpo extraño
Localización de cuerpo extraño
La ropa exterior de un objeto.
La precisión del propio equipo.
El objeto en sí es principalmente el objeto a probar, y la densidad y el grosor del objeto y la uniformidad de la textura del objeto afectarán la sensibilidad de detección.
Primero, sobre la influencia de la densidad y el grosor del objeto. La cantidad de absorción de rayos X es proporcional a la densidad y el grosor del objeto a través del cual pasan los rayos. Es decir, cuanto más denso es el objeto, más grueso es el grosor, más rayos X se absorben, por lo que para la misma materia extraña mezclada, cuanto más grueso es el objeto, el contraste entre el valor de gris de la imagen del detectado la materia extraña (como metal o vidrio) se reducirá, por lo que se reducirá la sensibilidad. Para ilustrar mejor la influencia del grosor del objeto en la sensibilidad, damos un ejemplo de la sensibilidad de la misma bola de acero a la materia extraña en diferentes grosores de queso.
Escenario 1: Bolas de acero (densidad de alrededor de 8) en el caso de 10 capas de queso (densidad de alrededor de 1), la cantidad de rayos X absorbidos por el queso normal se calcula como: 10 capas*1=10, y la cantidad de X -rayos que contienen bolas de acero La absorción se calcula como: 10 capas*1+8=18, que es 8 más que el queso normal. La absorción de rayos X de las bolas de acero es un 80 % mayor que la de los productos normales. La bola de acero es fácil de detectar así.
Escenario 2: si la misma bola de acero está en 100 capas de queso, la cantidad de absorción de rayos X por el queso normal se calcula como: 100 capas*1=100, y la cantidad de absorción que contiene bolas de acero se calcula como: 100 capas* 1+8= 108, la absorción de las bolas de acero también es un 8 % más alta que la de los productos normales, pero la proporción solo aumenta un 8 %. La bola de acero es entonces más difícil de detectar así.
Del caso anterior, sabemos que cuanto más grueso sea el objeto, menos probable será que se detecte la materia extraña, y cuanto más delgado sea el objeto, más fácilmente se detectará la materia extraña.
La sensibilidad de la densidad del objeto a la detección es similar al principio del grosor del objeto. Cuanto menor sea la densidad del objeto y mayor sea la diferencia de densidad con objetos extraños metálicos, más fácil será detectarlo. La sensibilidad de la densidad del objeto a la detección es similar al principio del grosor del objeto. Cuanto menor sea la densidad del objeto y mayor sea la diferencia de densidad con objetos extraños metálicos, más fácil será detectarlo. Por ejemplo, los cuerpos extraños vítreos son más fáciles de detectar en una hogaza de pan de baja densidad que en un queso denso y duro.
En segundo lugar, la uniformidad del objeto afecta la sensibilidad.
Cuanto mejor sea la uniformidad del objeto, menor será el cambio en la absorción de radiación por el propio objeto, por lo que el cambio en la absorción de objetos extraños se detectará más fácilmente.
Cuanto más uniforme sea el objeto, menos afectará a la sensibilidad. Cuanto menos homogéneo sea el objeto, más afectada será la sensibilidad.
Tipo y tamaño de cuerpo extraño
La precisión de la materia extraña detectada por el detector de metales está relacionada con el material y el tamaño de la materia extraña en sí.
Cuanto más grande y densa sea la materia extraña, más fácil será detectarla. Cuanto más pequeña es la materia extraña y menor la densidad, más difícil es detectarla.
Tomemos como ejemplo 10 capas de queso mezcladas con bolas de metal de acero y bolas de vidrio de diferentes tamaños . El diagrama esquemático es el siguiente:
Producto normal: Suponiendo que la densidad del queso es 1, la densidad normal del producto es 10 capas*1=10
Escenario 1 - Mezcla de bolas de acero: La primera situación es que una bola de acero se mezcla con el producto. Si el tamaño de la bola de acero solo ocupa la posición de una capa de queso, entonces hay 9 capas de queso y una capa de bolas de acero con una densidad de 8. Súmalos. La densidad de es 9+8=17.
Escenario 2 - Mezcla de pequeñas bolas de vidrio: El segundo caso es que una bola de vidrio del mismo tamaño que una bola de acero se mezcla con el producto, de modo que la densidad del vidrio es 3, ocupando una capa, más 9 capas de queso, el combinado la densidad es 9+ 3=12. Si el límite de detección normal de la máquina de rayos X se establece en 14, no se detectarán pequeñas bolas de vidrio.
Escenario 3: mezclado con una bola de vidrio grande: si se mezcla una bola de vidrio grande (que representa 3 capas), la densidad se convierte en 7 capas de queso * 1 + 3 capas de bolas de vidrio * densidad 3 = 16. Esto es mayor que el límite de detección de 14, y se puede detectar la gran bola de cristal.
Esta suele ser la razón por la cual la bola de vidrio del módulo de verificación es más grande que la bola de acero porque la densidad del vidrio es menor que la del acero inoxidable en el módulo de verificación de nuestra máquina de rayos X.
Localización de cuerpo extraño
La distancia entre la materia extraña y el emisor de rayos X afectará la sensibilidad de detección. Cuando la materia extraña está cerca de la fuente del emisor, el área efectiva proyectada por el detector (sombra de rayos X) se ampliará y será más fácil de detectar. Para materia extraña densa, la materia extraña en el lado superior izquierdo es más fácil de detectar que la materia extraña en el lado inferior derecho. La misma materia extraña se encuentra cerca de la línea central del producto. En comparación con los dos lados de la cinta transportadora, debido a que está más cerca del transmisor y la pérdida de radiación es menor, es más fácil detectar la materia extraña en el centro.
La ropa exterior de un objeto.
El material de la ropa exterior de diferentes objetos tiene una gran influencia en la sensibilidad de detección. Por lo tanto, cuando generalmente realizamos pruebas en hospitales, debemos quitarnos la mayor parte de la ropa, lo que es para que nuestras pruebas sean más precisas.
El dispositivo en sí
El hardware y el software del propio dispositivo afectarán a la sensibilidad, principalmente debido a los siguientes factores:
(1) Intensidad del tubo de rayos X emisor. El tipo más utilizado es el tubo de rayos X de ventana de vidrio debido a sus capacidades de penetración para una variedad de aplicaciones. Los tubos de rayos X con ventana de berilio se pueden usar en lugar de los tubos de rayos X con ventana de vidrio si los objetos a inspeccionar son de baja densidad y pequeño espesor (normalmente menos de 30 mm). Los niveles de detección también son más altos cuando son adecuados para la detección de contaminantes moderadamente densos, como vidrio, minerales y huesos calcificados. Como la detección de huesos en la producción de carne de aves.
(1) Intensidad del tubo de rayos X emisor. El tipo más utilizado es el tubo de rayos X de ventana de vidrio debido a sus capacidades de penetración para una variedad de aplicaciones. Los tubos de rayos X con ventana de berilio se pueden usar en lugar de los tubos de rayos X con ventana de vidrio si el producto que se va a inspeccionar es de baja densidad y espesor (normalmente inferior a 30 mm). Los niveles de detección también son más altos cuando son adecuados para la detección de contaminantes moderadamente densos, como vidrio, minerales y huesos calcificados. Como la detección de huesos en la producción de carne de aves.
(2) Dimensiones del diodo detector. Los tamaños de los diodos oscilan típicamente entre 0,4 mm y 1,6 mm de paso; cuanto más pequeño es el tamaño, generalmente mejor es la precisión, pero también requiere un emisor más potente. Es necesario mantener un equilibrio entre el emisor y el detector.
(3) La velocidad y limpieza de la cinta transportadora. El haz de rayos X atraviesa el producto y la cinta transportadora. Las cintas transportadoras absorben pequeñas cantidades de rayos X. Cuanto mayor sea la densidad de la cinta transportadora, menor será la sensibilidad de detección. Y el grosor y la densidad de la cinta transportadora deben ser consistentes. Las diferencias también pueden conducir a falsos rechazos si hay una señal de alta absorción. La velocidad del transportador afecta la calidad de la imagen, cuanto mayor sea la velocidad, menor será la calidad de la imagen. Finalmente, la electricidad estática en la cinta transportadora puede afectar los componentes electrónicos de la máquina de rayos X, afectando así la sensibilidad.
(4) Software de análisis de calibración. El sistema de monitoreo de la máquina de rayos X restaurará el estado normal del sistema cuando no pase ningún producto, y el software de análisis realizará diferentes análisis en la imagen, reduciendo así la tasa de rechazo falso. Este módulo refleja mucho el nivel técnico de Jinxuan.
Lo anterior es el conocimiento básico sobre la máquina de rayos X , espero que pueda ayudarlo a responder la confusión que encontró en el uso de la máquina de rayos X.
