Детекторы на основе запоминающих фосфорных пластин

Детекторные установки в радиографии — это устройства, которые регистрируют ионизирующее излучение, прошедшее через просвечиваемый материал, и преобразуют его в электрический сигнал, который затем обрабатывается и преобразуется в цифровое изображение. Такие установки используются в цифровой радиографии (ЦР) — методе получения рентгеновских изображений с использованием цифровых детекторов вместо традиционной плёнки. В радиографическом контроле существует несколько типов детекторных установок, здесь мы расскажем о детекторах на основе запоминающих фосфорных пластин.

Запоминающие фосфорные пластины (ЗП) — детекторы в цифровой радиографии (компьютерной радиографии, CR). Это многоразовые пластины с фотостимулируемым люминофором, которые запоминают результат рентгеновского или гамма-излучения в виде «скрытого изображения». Пластины более чувствительны к ионизирующему излучению, чем рентгеновская плёнка, что позволяет уменьшить время экспозиции. Ресурс пластин — до 10 000 снимков и более без снижения качества. После считывания пластина стирается, после чего готова к повторному использованию.

Процесс работы с запоминающей пластиной включает несколько шагов и на начальных этапах не отличается от рентгена на пленку: пластина точно так же помещается за объектом контроля и облучается рентгеновским или гамма-излучением, что формирует в фосфорном слое ЗП скрытое радиографическое изображение. После отправки пластины в сканер, при ее считывании в сканере сфокусированный лазерный луч вызывает эмиссию света, пропорциональную накопленной дозе в точке считывания. Излучаемый свет детектируется, затем преобразуется в электрические сигналы, которые переводятся в цифровую форму и показываются как цифровые изображения на мониторе. После сохранения снимка в компьютере внутреннее устройство стирания удаляет остаточные данные с ЗП, после чего она готова к следующей экспозиции.

Если говорить коротко, то вся рабочая система с ЗП обычно состоит из трёх частей:

• Сканер для считывания и очистки пластин.
• Запоминающие многоразовые пластины.

Программное обеспечение на компьютере для управления сканером, считывания и обработки изображений.

В зависимости от требований контроля выпускаются ЗП разных классов, различающихся по чувствительности, скорости и разрешению. Пластины серии IPS — отличаются однородностью и малым временем отклика, подходят для контроля сварных швов, отливок и сотовых конструкций. Пластины серии IPC2 — характеризуются высокой эффективностью поглощения при высокой однородности, подходят для контроля на наличие эрозии и коррозии. Пластины серии IPU — отличаются повышенной разрешающей способностью, которая обеспечивает более высокую вероятность обнаружения дефектов, подходят для контроля отливок и сварных швов в особо ответственных областях.

Здесь стоит перечислить некоторые преимущества запоминающих фосфорных пластин по сравнению с другими типами детекторов:

• Линейность динамического диапазона. Линейность сохраняется при изменениях амплитуды сигнала на 6 и более порядков. Риск неудачной съёмки из-за недостаточной или избыточной дозы облучения минимален.
• Высокая чувствительность. В 10 и более раз выше чувствительность, что позволяет существенно уменьшить лучевую нагрузку на объект исследования.
• Непосредственное считывание после завершения экспозиции. Время считывания одного изображения — от 10 секунд до 5 минут в зависимости от размера пластины и конструкции считывающего устройства.
• Кратность применения. Пластины рассчитаны на многократное применение, в идеальных условиях — более 10 000 раз без потери качества.
• Размеры оборудования. Считывающее устройство для фосфорных пластин занимает меньше места, чем проявочная машина для рентгеновской плёнки или оборудование фотолаборатории. На самом деле все оборудование для расшифровки снимка помещается на обычном “офисном” рабочем месте — сканер и компьютер.
• Экологическая безопасность. В отличие от плёночной технологии, где для предотвращения попадания в окружающую среду соединений тяжёлых металлов требуется специальная утилизация плёнок и химикатов, при использовании фосфорных пластин такие расходные материалы отсутствуют.
• Экономические показатели. Инвестиции сопоставимы с затратами на оборудование фотолаборатории и приобретение оптического сканера, при этом низкие затраты на один снимок.

Пожалуй, единственной отрицательной чертой ЗП является их подверженность царапинам, в связи с чем практика данной работы требует крайне бережного обращения с пластинами, а также периодическая промывка их спиртовым раствором.

Запоминающие фосфорные пластины применяются в следующих областях: дефектоскопия, неразрушающий контроль и в медицине.