Цифровые малодозовые рентген аппараты уже широко используются в медицине. Рентгеновские изображения в таких аппаратах формируются в датчиках изображения (ПЗС-матрицах) большого размера. В цифровых фотоаппаратах и видеокамерах также имеются ПЗС-матрицы, но совсем небольшие.
Настройки фотокамеры для съемки рентгенограмм. Чтобы получить рентгеновские снимки цифровым фотоаппаратом, необходимо, чтобы используемый аппарат был корректно настроен. Так как рентгеновские лучи имеют длины волн, которые на несколько порядков меньше, чем длины волн обычного света, то они не испытывают заметного преломления в среде, как это свойственно обычному свету. Чтобы получить рентгенограммы при помощи цифрового фотоаппарата, не требуются объектив камеры с диафрагмами и настройки автоматики. Большинство опций нужно отключить, кроме установки экспозиции. В нашем случае длительность экспозиции была не менее 15 с. Отметим, что далеко не все цифровики имеют возможность ручной установки времени экспозиции. Фотографировать объекты при помощи цифровой камеры можно не только как обычно, объективом вперед, но и обратной стороной камеры, объективом назад, так как рентгеновские лучи пронизывают цифровую камеру. Съемку нужно проводить либо в темноте, либо с закрытым объективом.
Ниже на рисунках 1 и 2 показаны рентгенограммы, полученные с использованием цифровых фотоаппаратов Сanon и Kodak.
Рисунок 1. Рентгенограмма, полученная цифровой камерой Kodak. На снимке видны 2 маркировочных знака (нули), и детали монтажа (точки пайки на монтажной плате).
Рисунок 2. Рентгенограмма, полученная цифровой камерой Сanon. На снимке виден маркировочный знак (нуль), и детали монтажа (точки пайки на монтажной плате).
Режим съемки рентгенограмм: - расстояние от фокуса рентгеновской трубки 80 см; - напряжение и ток рентгеновской трубки 110 кВ и 5 мА; - время экспозиции – 15 с; - дисплеи цифровых камер были обращены в сторону рентгеновской трубки; - маркировочные знаки устанавливали приблизительно а центре дисплеев. Изображения: на рисунках 1 и 2 графическими программами не обрабатывали, кроме изменения размеров.
Сравнение рентгенограмм, полученных цифровым фотоаппаратом, с рентгенограммой на рентгеновской пленке. На рисунке 2 показана рентгенограмма маркировочного знака (нуля), которая получена традиционным методом на рентгеновскую пленку. Режим съемки (время экспозиции, расстояние от фокуса рентгеновской трубки, и др.) были идентичны режиму съемки цифровых рентгенограмм на рисунках 1 и 2 .
Рисунок 3. Рентгенограмма маркировочного знака нуля, полученная с помощью рентгеновской пленки. Условия съемки были аналогичны режиму съемки рентгенограмм на рисунках 1 и 2.
Обработка изображения на рисунке 3: использовали функции поворота и обрезки изображения с помощью программы обработки изображений Photofilter 6.2.7.
Сравнение показывает, что: - качество изображения на рентгеновской пленке и чувствительность более высокие; - эффективность регистрации рентгеновских лучей ПЗС-матрицей ниже, чем у рентген пленкки; - рентгеновские снимки, полученные фотокамерами, это позитивные изображения; - изображения на рентгеновской пленке, как известно, негативные (инверсные).
Применение рентгеновских лучей для определения размеров ПЗС-матриц (датчиков изображения) цифровых камер. Так как маркировочные знаки имеют фиксированные высоту (5,0 мм ) и ширину (3,2 мм), то по рентгенограммам можно оценить размеры ПЗС матриц. Наши измерения показали, что геометрические размеры датчиков изображения цифровых камер Сanon и Kodak одинаковые; длина около 5,6 мм, ширина 4,2 мм.
Результаты. Размеры фокусного пятна рентгеновской трубки 0,4БПМ2-120 равны 2,0 мм×2,0 мм. Размеры датчика изображения (ПЗС-матрица): 5,6 мм×4,2 мм в нашем случае. Трудность в том, чтобы поместить объект съемки на пути узкого рентгеновского пучка. Габариты объекта съемки не должны превышать размеров ПЗС-матрицы. По этой причине применимость цифровых камер для целей рентгеновской дефектоскопии в промышленных, и иных целях, видимо, ограниченна. Нужны более длительные экспозиции, если напряжение на рентгеновской трубке менее чем 100 кВ.
Оборудование и принадлежности при съемке рентгенограмм. - Принадлежности для промышленной радиографии. Цифровые маркировочные знаки, набор №5, ГОСТ 15843-79. - Пленка рентгеновская медицинская Retina. - Камера цифровая Canon Power Shot 720 1s: датчик изображения - матрица CCD (ПЗС) 1/2,5 дюйма (общее количество пикселов - прибл. 8,3 млн.; ручная установка выдержки затвора до 15 с; число ISO (80 – 1600) в положении «Авто». - Камера цифровая Kodak EasyShare Z712 IS: датчик изображения - матрица CCD (ПЗС) 1/2,5 дюйма (общее количество пикселов: прибл. 7,1 млн.; ручная установка выдержки затвора до 16 с; число ISO (64 – 400)– в положении «Авто». - Аппарат рентгеновский РУП 120-5-1, установленный стационарно в защитной камере.
Автор публикации: Николаев Владимир Сергеевич ЗАО "ИЭЦ ВНИИЭТО" 04.10.2012
