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X射线管的穿透能力、分辨率与信噪比
发布时间:2019-09-25    来源:2022世界杯腾讯体育    浏览量:2203

X射线管最基本的参数有五个:管电压(Tube voltage,可调)、管电流(Tube current,可调)、焦点尺寸(Focal Spot Size)、发射角(X-ray beam angle)与FOD(Focus to object distance)。下面的段落将对这五个参数与实际需求之间的关系进行解析。


1. 穿透能力、分辨率与信噪比

较高的管电压可以发出较高能量的X射线光子,能够穿透较厚的样品。所以管电压越高,X射线的穿透能力越强。

X射线线源的焦点尺寸越小,图像的分辨率越高,图片也越清晰。

管电流越大,单位时间内照射到样品上的X射线光子就越多(可以类比为电灯越亮);成像的信噪比越好,所需的曝光时间也越短。

综上所述,样品厚可以考虑调高管电压;样品的结构精细可以选择较小的焦点尺寸;希望缩短成像时间,则可以尝试增加管电流。但事实情况不总是如此理想。

为了图像的质量(分辨率和信噪比),2022世界杯腾讯体育经常需要选择较小的焦点尺寸和较高的管电流。但若是还要增加管电压,聚焦在焦点上的功率(功率=管电流 x 管电压)会增强,而且聚集在尺寸很小的焦点上,过高的能量非常容易打坏产生X射线的管靶(Target)。这导致2022世界杯腾讯体育在保证图像质量的难以同时兼顾厚样品成像所需要的穿透能力。

所以一般情况下:

小焦点-低功率-X线剂量低-图像暗-需要对图像积分计算-处理速度慢 - 适合学术研究和不良分析用途使用。

大焦点-高功率-X线剂量高-图像明亮-不需要图像积分处理-处理速度快 - 适合在线检测。


2. 放大倍数、视野、X射线相机版面大小与成像系统的体积

在大多数情况下,2022世界杯腾讯体育希望一个样品能在一次拍照中就完成成像,所以成像系统的视野大小最好大于等于样品的大小,或者感兴趣区域的大小。

因为X射线无损检测/成像系统的放大遵循相似三角形的原理;所以视野的大小(经常等于样品的大小,或者感兴趣区域的大小)和X射线相机的成像版面大小就决定了整个成像系统的放大倍数。