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Röntgenschichtzerät zur Herstellung von Äxialschichtbildern
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Röntgenschichtgerät zur Her-Stellung
von Axialschichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer Röntgenstrahlenmeßanordnung,
die eine Röntgenstrahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, fächerförmiges
Röntgenstrahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene
gleich der Schichtstärke und in der Schichtebene so groß ist, daß das ganze Aufnahmeobjekt
durchsetzt wird, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität
hinter dem Objekt ermittelt, sowie mit einer Antriebsvorrichtung für die Meßanordnung
zur Erzeugung von Drehbewegungen und mit einem Neßwertumformer für die Transformation
der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, bei dem der Strahlenempfänger
aus einer Detektorreihe besteht.
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Die Figur 1 zeigt schematisch ein bekanntes Röntgenschichtgerät dieser
Art. Es enthält eine Röntgenröhre 1 und einen Strahlenempfänger 2, der größenordnungsmäßig
über 100, z.B. 256, einzelne Detektoren in einer Reihe angeordnet aufweist. Der
Strahlenempfänger ist um den Fokus der Röntgenröhre 1 gekrümmt.
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Die Meßanordnung 1, 2 ist um einen Punkt 3, der im Aufnahmeobjekt
4 liegt, drehbar. Die Anzahl der Detektoren des Strahlenempfängers 2 ist der gewünschten
Bildauflösung entsprechend gewählt, so daß aufgrund einer Drehung der Meßanordnung
1, 2 von einem Meßwertumformer 5 ein Bild errechnet werden kann. Das Bild wird auf
einem Sichtgerät 6 wiedergegeben. Die Röntgenröhre 1 wird bei der Rotation der Meßanordnung
1, 2 in vorbestimmten Winkelstellungen, z.3. bei åedem TtYinkelgrad, eingeschaltet
(gepulst), und zer mit einer so kurzen Zeit, daß die Verwischung aufgrund der Rotation
hinreichend klein bleibt. Hierzu wird der Röntgengenerator für die Röntgenröhre
1 synchron
mit der Abfrage der Meßwerte des Strahlenempfängers 2.
zum Pulsen der Röntgenröhre 1 eingeschaltet. Dies ist durch eine gestrichelte Linie
in der Figur 1 angedeutet.
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Nachteilig ist bei dem bekannten Röntgenschichtgerät, daß die mögliche
Auflösung des aus den #eßdaten berechneten Bildes durch die Zahl der Detektoren
begrenzt ist, und daß es schwierig ist, die für eine hohe Bildauflösung erforderliche
große Anzahl von Detektoren in einem Strahlenempfänger unterzubringen. Ferner tritt
bei dem bekannten Röntgenschichgerät die Schwierigkeit auf, daß die Meßkanäle des
Strahlenempfängers nicht ohne zusätzlichen Aufwand, wie z.B. einer Gleichlichtstrahlenqlvme
in der Nähe der Detektoren, also nicht durch die Röntgenstrahlung selbst geeicht
werden können. Hierzu wäre es nämlich erforderlich, daß jeder der Detektoren des
Strahlenempfängers in irgendeiner Stellung der Meßanordnung von durch das Aufnahmeobjekt
nicht geschwächter Röntgenstrahlung getroffen wird, so daß aufgrund des Ausgangssignals,
das in diesem Fall die einzelnen Meßkanäle des Strahlenempfäigers liefern, auf Abweichungen
in diesen Kanälen geschlossen und diese Abweichungen kompensiert werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgenschichtgerät
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß einerseits mit einer verhältnismäßig
geringen Anzahl von Detektoren im Strahlenempfänger eine hohe Bildauflösung erzielbar
ist und daß andererseits eine Eichung der einzelnen Meßkanäle der Detektoren direkt
durch vom Meßobjekt nicht geschwächte Röntgenstrahlung möglich ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Länge des
Strahlenempfängers mindestens doppelt so groß ist wie ein vom Röntgenstrahlenbündel
getroffener Abschnitt und daß Strahlenempfänger und Röntgenröhre relativ zueinander
auf dem Abtastkreis verstellbar sind. Bei dem erfindungsgemäßen Röntgenschichtgerät
wird nur ein Teil des Strahlenempfängers in einer bestimmten Winkelstellung der
Meßanordnung von Röntgenstrahlung getroffen. Es ist möglich, den Öffnungswinkel
des Röntgenstrahlenbündels so zu bemessen, daß ein kleiner Teil der Röntgen-
strahlung
durch das Meßobjekt nicht geschwächt wird, also ungeschwächt auf z.B. einem Detektor
des Strahlenempfängers auftrifft~. Durch geeignete relative Drehung der Röntgenröhre
und des Strahlenempfängers zueinander ist es auf diese Weise möglich, jeden Detektor
mit dem nachgeschalteten Meßkanal durch direkte Röntgenstrahlung zu eichen. Ferner
ist es möglich, mit einer verhältnismäßig kleinen Detektoranzahl eine hohe Bildauflösung
zu erzielen.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Figur 2 dargestellten
Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert.
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In der Figur 2 sind Bauteile die mit Bauteilen der Figur 1 gleichartig
sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der wesentliche Unterschied zwischen
dem Röntgenschichtgerät gemäß Figur 1 und demjenigen gemäß Figur 2 besteht darin,
daß einerseits ein Strahlenempfänger 7 vorgesehen ist, der aus einer wesentlich
geringeren Anzahl von einzelnen Detektoren, z.B. 30 Detektoren im Abschnitt 7a und
ebenfalls 30 Detektoren im Abschnitt 7b, besteht, und daß andererseits der Strahlenempfänger
7 relativ zur Röntgenröhre 1 verstellbar ist. Zur Erläuterung der Erfindung sei
angenommen, daß die Röntgenröhre 1 ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbtindel unter
dem Winkel d aussendet, der so gewählt ist,- daß ein kleiner Teil 9 am linken Rand
des fächerförmiges Röntgenstrahlenbündels an einer Öffnung 8 vorbeigeht, in der
das Meßobjekt angeordnet wird, also durch das Meßobjekt ungeschwächt -auf dem Teil
7a des Strahlenempfängers 7 auftrifft. Dieser Teil 9 ist bei dem Beispiel so bemessen,
daß von ihm ein Detektor des Strahlenempfängers 7 getroffen wird.
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FUr den Aufbau des Schichtbildes wird nun beispielsweise so vorgegangen,
daß zunächst die Röntgenröhre von ihrer Stellung 1 in die Stellung II bewegt, d.h.
um den Winkel cC verdreht wird.
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Dabei ist es möglich, die Röntgenröhre zu pulsen, beispielsweise bei
der Bewegung um einen Winkelgrad 12 mal, so daß in diesem Fall 30 ~ 12 = 360 MeEwerte
vom Strahlenempfänger 7 geliefert werden. Bei dieser Bewegung wird jeder der Detektoren
des Abschnitts 7b von dem Teil 9 der Röntgenstrahlung, der un-
geschwächt
ist, getroffen und kann auf diese Weise zusammen mit den nachgeschalteten Bauelementen
seines Meßkanals geeicht werden. Befindet sich die Röntgenröhre in der Stellung
II, so wird der Strahlenempfänger 7 aus der gezeichneten Stellung in Richtung des
Pfeils 10 verstellt, bis der Abschnitt 7a an der Stelle des Abschnitts 7b liegt.
Auch dabei wird die Röntgenröhre 1 gepulst, so daß wieder 360 Meßwerte gebildet
werden. Dabei werden alle Detektoren des Abschnitts 7a des Strahlenempfängers 7
von dem ungeschwächten Röntgenstrahlenbündel 9 getroffen und zusammen mit den nachgeschalteten
Kanalbauelementen geeicht. Anschließend erfolgt wieder eine Verdrehung der Röntgenröhre
1 um den Winkel %, dann wieder eine Verstellung des Strahlenempfängers 7 um die
Breite eines der Abschnitte 7a oder 7b und das geschilderte Spiel wiederholt sich
so lange, bis Röntgenröhre 1 und Strahlenempfänger 7 wieder ihre in der Figur 2
voll ausgezogen gezeichnete Stellung einnehmen. In dieser Stellung ist dann eine
Abtastung des Meßobjekts beendet.
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Es ergibt sich, daß mit verhältnismäßig wenig, z.B. 60 Detektoren
im Strahlenempfänger 7 eine verhältnismäßig hohe Anzahl von Meßwerten erzielbar
ist und daß ferner jeder der Meßkanäle durch direkte Röntgenstrahlung, die nicht
durch das Meßobjekt geschwächt ist, geeicht werden kann.
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Der konstruktive Aufbau des Röntgenschichtgeräts ist dabei verhältnismäßig
einfach.
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Im Rahmen der Erfindung sind auch andere als der geschilderte Aufnahmeablauf
denkbar. Wichtig ist aber, daß während eines Untersuchungsvorganges jeder der Detektoren
des Strahlenempfängers 7 von dem Röntgenstrahlenbündel 9 getroffen wird, so daß
eine Eichung möglich ist. Wichtig ist für die Erfindung, daß die Länge des Strahlenempfängers
7 mindestens doppelt so groß ist, wie sein vom Röntgenstrahlenbündel getroffener
Abschnitt, so daß jeder Detektor von dem Röntgenstrahlenbündel 9 beaufschlagt werden
kann. Die Detektorzahl im Abschnitt 7a ist dabei gleich der Detektorzahl im Abschnitt
7b.
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L e e r s e i t e