双能(X射线波长的应用案例)

利用X射线穿透物质的特性获取透射图像,这一点已广为人知。穿透物质的全部信息会叠加成一幅图像,并以灰度深浅来呈现。其主要利用的是形状信息。

食品异物检测(谷物片与铝片)

为防止异物混入,食品行业采取了各种措施并开展各类检测,X射线无损检测便是其中之一。在本例中,我们在谷物片中放入铝片(厚度0.5mm和1.0mm),测试能否将铝片判定为异物。

您或许认为,借助X射线透射图像可以轻松辨别。而使用FPD(TFT)实际拍摄的结果如下。

内部的谷物片与铝板相互重叠,即使已知检测对象铝片的形状,也很难加以辨别。而实际可能出现的异物形状是未知的,因此辨别异物会更加困难。 仅凭灰度深浅所呈现的形状信息,无法完成辨别。

通过改变X射线的管电压,输出的波长(能量)会随之变化。利用两种不同波长的方法称为双能。下图是对两种不同波长的图像进行实际处理后,突出显示铝片的结果。与普通透射图像相比,双能的效果一目了然。

接下来,使用CdTe线阵传感器(积分型)进行同样处理的结果如下。

这里同样成功辨别出了两块铝片。

通过上述两款X射线相机的拍摄案例,我们验证了双能的效果。然而,实际上需要分别进行低能量和高能量两次拍摄。以食品检测为例,要在内容物完全不动的状态下拍摄两次是非常困难的。因此,需要具备一次拍摄即可分离出低能量和高能量的功能。这可以通过光子计数型能量甄别功能来实现。下图是本公司CdTeFPD(3x3)的实际案例。由于传感器尺寸仅为3cm x 3cm,较为小巧,因此设置了金属标记以确定位置。对于铝片和金属标记,一次拍摄即可同时获得低能量和高能量图像。通过处理这两幅图像,即可辨别出铝片。

由此可见,即使是以往仅凭形状难以辨别的情况,借助双能技术或许也能实现辨别。

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