Високочутлива рентгенотелевізійна система контролю композитних матеріалів

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorМихайлов, Сергій Ростиславович
dc.contributor.authorБогапов, Федір Германович
dc.date.accessioned2021-03-30T14:41:43Z
dc.date.available2021-03-30T14:41:43Z
dc.date.issued2020-05
dc.description.abstractenActuality of research. The urgent task is to replace X-ray control with X-ray television, provided that the quality of the images obtained by XTVS is as close as possible to the quality of radiographs. The main directions of improvement of XTVS are increase of sensitivity of control and resolution, intensive introduction of digital technologies, wide use of new solid-state X-ray image detectors. The development of digital XTVS requires the solution of new technical problems and a detailed analysis of the technologies used. These include: increasing the signal-to-noise ratio and, accordingly, the sensitivity of control, increasing the quantum efficiency of image converters, improving spatial resolution, optimizing the quality of X-ray images at the output of the system. The purpose and objectives of the study. The aim of the work is to develop the theory of mathematical modeling of processes related to image formation in modern digital X-ray television systems. To achieve this goal it is necessary: 1 To develop mathematical models of X-ray image transformation in the most effective detectors: detectors of the type "X-ray screen - optics - CMOS-matrix"; 2 Investigate the main sources of noise in selected detectors, develop a methodology for assessing quantum efficiency for different types of detectors and identify ways to increase it; 3 To investigate theoretically the increase of the signal-to-noise ratio and the improvement of the relative sensitivity of the XTVS control based on the detector "X-ray screen - lens - CMOS - matrix"; 4 Check the results in practice. The subject of research is a mathematical model of X-ray television systems based on detectors "X-ray screen - lens - CMOS - matrix" and the main X-ray parameters and characteristics of XTVS. The object of research is the X-ray television system "X-ray screen - optics - CMOS-matrix". Research methods Methods of mathematical physics, analytical geometry and numerical calculation on computer models and interpolation of discrete data are used to build a model of digital high-sensitivity X-ray television system. Experimental studies were performed using continuous continuous X-ray machines to control composite materials. Scientific novelty of the obtained results - the proposed physical and topological model of digital X-ray television system based on the detector "X-ray screen - optics - CMOS-matrix", which takes into account the self-absorption of X-ray quanta in the thickness of the anode material, X-ray spectrum filtering and lens, allows you to calculate the characteristics of X-rays at the output of the X-ray tube and the object under study, the intensity of the screen, the light intensity on the surface of the CMOS matrix after passing the optics, calculate the charge packet in a pixel and the output signal / noise at the output of the system; - for the first time the advantages of using Hermit's piece-cubic interpolation for XTVS modeling are substantiated; - the method of calculations was first implemented in the MATLAB environment, which provides additional tools for working with the obtained data. Practical significance of the obtained results: the results of the work can be used in the construction of highly sensitive X-ray television systems based on the detector "X-ray screen - optics - CMOS-matrix".uk
dc.description.abstractukАктуальність 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".uk
dc.format.page117 с.uk
dc.identifier.citationБогапов, Ф. Г. Високочутлива рентгенотелевізійна система контролю композитних матеріалів : магістерська дис. : 171 Електроніка / Богапов Федір Германович. – Київ, 2020. – 117 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/40339
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectаморфний селенuk
dc.subjectаморфний кремнійuk
dc.subjectфіксований структурний шумuk
dc.subjectFixed Pattern Noiseuk
dc.subjectтонкоплівкові транзисториuk
dc.subjectthin film transistorsuk
dc.subjectаналого-цифровий перетворювачuk
dc.subjectквантова ефективність детектуванняuk
dc.subjectкомплементарний метал діелектрик напівпровідникuk
dc.subjectпристрій із зарядовим зв’язкомuk
dc.subjectрентгенівський електронно-оптичний перетворювачuk
dc.subjectрентгено-електричний перетворювачuk
dc.subjectрентгенотелевізійна системаuk
dc.subjectчастотно-контрастна характеристикаuk
dc.subject.udc621.19.20uk
dc.titleВисокочутлива рентгенотелевізійна система контролю композитних матеріалівuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Bohapov_magistr.pdf
Розмір:
2.77 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЕПС)
Магістерські роботи