DXR250RT平板探测器X射线实时成像检测系统的研究

发布时间：2017-04-14 09:21

  本文关键词：DXR250RT平板探测器X射线实时成像检测系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 平板探测器X射线实时成像检测是一项极有发展前途的现代射线检测技术，但是它在国内目前尚处于起步阶段，相关的研究和应用还比较少。本文以开发新型的X射线数字实时成像检测系统为目的，以美国GE公司DXR250RT平板探测器为对象，在深入研究其内部构造、成像原理、工作方式以及平板探测器成像系统的噪声来源及其抑制方法的基础上，开发了集图像采集、显示、图像处理和运动控制功能于一体的系统软件。 论文研究了X射线成像检测的技术基础。主要内容包括X射线的产生、性质及它与物质相互作用时发生的各种效应；通过分析X射线穿过物质后衰减规律和射线探伤的原理，探讨了射线成像灵敏度的影响因素，并提出相应有效的抑制措施。 通过分析DXR250RT平板探测器的内部构造、成像原理和成像系统各部分功能，对其检测系统的工作方式、噪声来源进行了深入的研究。在此基础上提出了基于最小二乘法的滤波措施；详细介绍了流行的数字成像质量的评价指标(即调制传递函数、噪声功率谱、检测量子效率和噪声等价量子数)的定义和测量方法。 深入研究平板探测器数字图像采集的工作流程和计算机数字图像显示原理后，在Windows XP平台上，利用Visual C++6.0开发了基于DXR250RT命令处理器的图像采集及显示软件。针对X射线数字图像的特点，研究了X射线数字图像的灰度变换、平滑和边缘锐化等多种图像处理算法，以进一步消除噪声提高对比度并突出图像细节，开发的X射线数字图像处理软件能够完成多种处理功能。当大型构件尺寸超出平板探测器的有效检测面积时，平板探测器需要在一定范围内能够实现运动扫描，为此开发了基于计算机控制方式的运动控制系统，从而拓宽了平板探测器成像系统的应用范围。
【关键词】：平板探测器 X射线 实时成像 数字图像处理
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH878.1
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 课题来源、研究目的及其意义10-11
• 1.1.1 课题来源10-11
• 1.1.2 研究目的及意义11
• 1.2 课题相关的研究状况11-19
• 1.2.1 X射线实时成像检测系统的国内外研究状况11-18
• 1.2.2 平板探测器在 X 射线检测中的应用研究现状18-19
• 1.2.3 平板探测器的应用前景19
• 1.3 课题的主要工作及论文章节安排19-21
• 1.3.1 课题的主要研究工作19
• 1.3.2 论文的章节安排19-21
• 第2章 X 射线成像检测的技术基础21-32
• 2.1 X 射线的性质、产生及其工艺条件21-23
• 2.1.1 X 射线的本质及性质21
• 2.1.2 X 射线的产生21-23
• 2.1.3 X 射线的工艺条件23
• 2.2 X 射线与物质的相互作用23-26
• 2.2.1 光电效应25
• 2.2.2 康普顿效应25-26
• 2.2.3 电子对效应26
• 2.2.4 瑞利散射26
• 2.3 X 射线衰减规律和检测原理26-28
• 2.3.1 X 射线透射物质的衰减规律26-27
• 2.3.2 X 射线检测的原理27-28
• 2.4 X射线检测成像灵敏度影响因素28-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 平板探测器成像系统及成像质量评价32-47
• 3.1 平板探测器 X 射线数字成像系统32-36
• 3.1.1 DXR250RT 成像系统组成32-33
• 3.1.2 DXR250RT 的成像原理33-34
• 3.1.3 DXR250RT 的内部构造及性能特点34-36
• 3.2 平板探测器的成像过程及降噪36-40
• 3.2.1 平板探测器的成像过程36-37
• 3.2.2 平板探测器成像系统的噪声来源37-38
• 3.2.3 成像系统的降噪处理38-40
• 3.3 X 射线数字成像质量的评价方法40-46
• 3.3.1 调制传递函数 MTF(Module Transfer Function)41-43
• 3.3.2 噪声功率谱 NPS(Noise Power Spectrum)43-45
• 3.3.3 检测量子效率 DQE(Detective Quantum Efficiency)45-46
• 3.3.4 噪声等价量子数 NEQ(Noise Equivalent Quanta)46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 平板探测器数字图像的采集、显示及处理47-68
• 4.1 DXR250RT 平板探测器工作方式47-50
• 4.1.1 读触发模式47
• 4.1.2 射线照射方式47-48
• 4.1.3 触发同步的方式48-49
• 4.1.4 图像采集模式49
• 4.1.5 工作流程49-50
• 4.2 平板探测器 X 射线数字图像的采集50-53
• 4.2.1 图像采集模块接口方式50-51
• 4.2.2 图像采集模块接口文件51-52
• 4.2.4 图像采集模块设计52-53
• 4.3 平板探测器 X 射线数字图像的显示53-55
• 4.4 平板探测器 X 射线数字图像的处理55-66
• 4.4.1 X 射线检测数字图像及处理的特点55-56
• 4.4.2 数字图像处理的基本方法56-66
• 4.5 本章小结66-68
• 第5章 平板探测器成像检测系统软件设计68-78
• 5.1 系统软件68-70
• 5.1.1 软件开发环境68
• 5.1.2 系统软件基本功能68-69
• 5.1.3 系统软件结构69-70
• 5.2 成像软件设计70-72
• 5.3 运动控制系统及软件设计72-77
• 5.3.1 运动控制方案72-75
• 5.3.2 控制软件结构75-76
• 5.3.3 软件功能与实现76-77
• 5.4 本章小结77-78
• 结论与展望78-79
• 参考文献79-82
• 致谢82-83
• 附录 A (攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录)83

【引证文献】

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本文编号：305715