Високочутлива рентгенотелевізійна система контролю композитних матеріалів
Вантажиться...
Дата
2020-05
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми
Актуальним завданням є заміна рентгенографічного контролю рентгенотелевізійним, за умов максимального наближення якості зображень, отриманих РТВС, до якості рентгенограм. Основними напрямками вдосконалення РТВС є підвищення чутливості контролю та роздільної здатності, інтенсивне впровадження цифрових технологій, широке використання нових твердотільних детекторів рентгенівських зображень.
Розробка цифрових РТВС вимагає рішення нових технічних завдань і проведення детального аналізу технологій, що використовуються. До їхнього числа відносяться: підвищення відношення сигнал/шум та відповідно чутливості контролю, збільшення квантової ефективності перетворювачів зображення, поліпшення просторової роздільної здатності, оптимізація якості рентгенівського зображення на виході системи.
Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розвиток теорії математичного моделювання процесів, які пов’язані із формуванням зображення в сучасних цифрових рентгенотелевізійних системах.
Для досягнення поставленої мети необхідно:
1 Розробити математичні моделі перетворення рентгенівських зображень у найбільш ефективних детекторах: детекторах типу "рентгенівський екран − оптика − КМОН-матриця";
2 Дослідити основні джерела шумів в обраних детекторах, розробити методику оцінки квантової ефективності для різних типів детекторів та визначити шляхи її збільшення;
3 Дослідити теоретично підвищення відношення сигнал/шум та поліпшення відносної чутливості контролю РТВС на основі детектора "рентгенівський екран − об’єктив − КМОН -матриця";
4 Перевірити на практиці отримані результати.
Предмет дослідження – математична модель рентгенотелевізійної систем на основі детекторів "рентгенівський екран − об’єктив − КМОН -матриця" та основні рентгенотехнічні параметри і характеристики РТВС.
Об’єкт досліджень – рентгенотелевізійна система "рентгенівський екран – оптика − КМОН-матриця".
Методи досліджень
Методи математичної фізики, аналітичної геометрії та чисельного розрахунку на ЕОМ моделей та інтерполяції дискретних даних використані для побудови моделі цифрової високочутливої рентгенотелевізійної системи. Експериментальні дослідження проводилися з використанням промислових рентгенівських апаратів неперервної дії для контролю композитних матеріалів. 7
Наукова новизна отриманих результатів
– запропонована фізико-топологічна модель цифрової рентгенотелевізійної системи на основі детектора "рентгенівський екран – оптика − КМОН-матриця", яка враховує самопоглинання рентгенівських квантів в товщині матеріалу анода, фільтрацію рентгенівського спектра при проходженні об'єкта дослідження, характеристики рентгенівського екрана, КМОН-сенсора і об'єктива, дозволяє розраховувати характеристики рентгенівського випромінювання на виході рентгенівської трубки і за досліджуваним об'єктом, інтенсивність світіння екрана, інтенсивність світла на поверхні КМОН-матриці після проходження оптики, розраховувати зарядовий пакет в певному пікселі і вихідний сигнал з нього, відношення сигнал/шум на виході системи;
– вперше обґрунтовано переваги використання кусково-кубічної інтерполяції Ерміта для моделювання РТВС;
– методика розрахунків була вперше реалізована в середовищі MATLAB, в яке дає додатковий інструментарій для роботи з отриманими даними.
Практичне значення отриманих результатів: результати роботи можуть бути використані при побудові високочутливих рентгенотелевізійних систем на основі детектора "рентгенівський екран – оптика − КМОН-матриця".
Опис
Ключові слова
аморфний селен, аморфний кремній, фіксований структурний шум, Fixed Pattern Noise, тонкоплівкові транзистори, thin film transistors, аналого-цифровий перетворювач, квантова ефективність детектування, комплементарний метал діелектрик напівпровідник, пристрій із зарядовим зв’язком, рентгенівський електронно-оптичний перетворювач, рентгено-електричний перетворювач, рентгенотелевізійна система, частотно-контрастна характеристика
Бібліографічний опис
Богапов, Ф. Г. Високочутлива рентгенотелевізійна система контролю композитних матеріалів : магістерська дис. : 171 Електроніка / Богапов Федір Германович. – Київ, 2020. – 117 с.