Câu chuyện phát triển Thiết bị chụp ảnh tia X cũng như những ưu điểm và nhược điểm kỹ thuật của chúng

Câu chuyện phát triển Thiết bị chụp ảnh tia X cũng như những ưu điểm và nhược điểm kỹ thuật của chúng

Hiện nay trên thị trường có 3 loại thiết bị kiểm tra không phá hủy bằng tia X chính: chụp X quang vi tính (CR) , chụp X quang kỹ thuật số (DR) , Và Công nghệ chụp ảnh phim X-quang truyền thống . Mỗi loại đều có những ưu điểm riêng nhưng với sự phát triển của công nghệ, hệ thống DR đang dần trở thành xu hướng chủ đạo.

Dưới đây, chúng ta sẽ thảo luận chi tiết về ưu điểm, nhược điểm và sự khác biệt của ba công nghệ này.

Tổng quan về nguyên tắc kỹ thuật

1. Hệ thống chụp ảnh tia X DR DR, hay Hệ thống chụp X quang kỹ thuật số là công nghệ chuyển đổi trực tiếp tia X thành tín hiệu số. Nó sử dụng máy dò tấm phẳng (như CCD, silicon vô định hình, selen vô định hình, v.v.) làm đầu thu và khi tia X được chiếu vào máy dò, mạch tinh thể trên máy dò sẽ nhanh chóng chuyển đổi các photon tia X thành dòng điện kỹ thuật số, và sau đó tạo ra một hình ảnh kỹ thuật số rõ ràng. Quá trình chuyển đổi này diễn ra nhanh chóng và hiệu quả, giúp cải thiện đáng kể hiệu quả kiểm tra.

2. Hệ thống hình ảnh CR CR, hoặc Chụp X quang Điện toán là một kỹ thuật chuyển đổi gián tiếp. Nó sử dụng tấm hình ảnh làm máy dò tia X và khi tấm hình được chiếu tia X, nó sẽ phát huỳnh quang và lưu trữ các hình ảnh tiềm ẩn được hình thành do thay đổi cường độ tia X. Sau đó, thông qua sự kích thích bằng laser của máy quét, tín hiệu hình ảnh tiềm ẩn được chuyển đổi thành ánh sáng khả kiến, sau đó được hệ thống quang điện tử xử lý và cuối cùng tạo thành hình ảnh trên máy tính. Tuy nhiên, năng lượng tia X bị mất rất lớn trong quá trình này và tín hiệu hình ảnh tiềm ẩn sẽ suy giảm theo thời gian, ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh.

3. Công nghệ chụp ảnh phim X-quang là phương pháp chụp ảnh truyền thống. Khi tia X chiếu vào lớp nhũ tương phim, các tinh thể halogenua bạc trong lớp nhũ tương sẽ phản ứng hóa học và kết hợp lại để tạo thành hình ảnh. Càng có nhiều ánh sáng, các tinh thể kết hợp càng chặt chẽ và hình ảnh sẽ càng rõ ràng. Tuy nhiên, phương pháp này phụ thuộc vào chất lượng và điều kiện phơi sáng của phim và các bước xử lý tiếp theo rất cồng kềnh.

So sánh ưu nhược điểm kỹ thuật

1. Độ phơi sáng DR và ​​CR có vĩ độ phơi sáng rộng do sử dụng công nghệ kỹ thuật số, có thể đạt được chất lượng hình ảnh tốt trong các điều kiện khác nhau. Mặt khác, công nghệ tạo ảnh phim đòi hỏi điều kiện phơi sáng cao hơn và có dung sai tương đối hẹp.

2. Độ phân giải hình ảnh Hệ thống CR: Do hạn chế về cấu trúc, các hạt phốt pho trong cờ lê hình ảnh sẽ gây ra hiện tượng tán xạ tia X và làm giảm độ phân giải hình ảnh. Ngoài ra, ánh sáng kích thích từ máy quét bị phân tán, khiến hình ảnh càng bị mờ. Hệ thống DR: không bị mờ quang học, độ rõ của hình ảnh chủ yếu được xác định bởi kích thước pixel. Độ phân giải không gian cao và chức năng xử lý hậu kỳ hình ảnh phong phú cho phép hệ thống DR thu được kết quả chẩn đoán thỏa đáng hơn. Chụp ảnh phim: Phim chất lượng cao có thể đạt được độ phân giải rất cao nhưng quá trình xử lý rất phức tạp và tốn kém.

3. Liều phơi sáng Hệ thống DR có thể thu được trực tiếp dữ liệu hình ảnh kỹ thuật số và liều phơi nhiễm tương đối thấp. Tuy nhiên, hệ thống CR có yêu cầu về liều phơi sáng cao do cần phải đọc tín hiệu hình ảnh tiềm ẩn và độ suy giảm tín hiệu. Kỹ thuật tạo ảnh phim cũng yêu cầu liều phơi sáng cao hơn để thu được hình ảnh rõ nét.

4. Nhiễu Có nhiều nguồn nhiễu trong hệ thống CR, ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh. Hệ thống DR giảm nhiễu do cấu trúc bằng cách tự động khôi phục mảng máy dò, dẫn đến tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu cao hơn.

5. Hệ thống CR quy trình làm việc: Quá trình tạo hình ảnh rất phức tạp và tốn thời gian. Hệ thống DR: Có thể thu được hình ảnh trong thời gian ngắn sau khi phơi sáng và hiệu quả công việc cao. Hình ảnh phim: Cần phải trải qua nhiều bước như phát triển và sửa chữa để tạo thành một hình ảnh có thể nhìn thấy được.

6. Hệ thống DR tích hợp mạng chuyển đổi trực tiếp hình ảnh kỹ thuật số và hỗ trợ giao thức chuẩn DICOM3.0, có đặc tính tích hợp mạng mạnh mẽ hơn. Hệ thống CR cũng có thể được nối mạng nhưng nó tương đối yếu. Công nghệ tạo ảnh phim không cho phép tích hợp mạng trực tiếp.

7. Đánh giá khiếm khuyết Việc đánh giá công nghệ hình ảnh phim dựa vào đánh giá thủ công, mang tính chủ quan cao và tốn nhiều công sức. Mặc dù hệ thống DR và ​​CR có thể hỗ trợ việc phán đoán tự động nhưng chúng vẫn chưa hoàn thiện. Tuy nhiên, trong một số ngành công nghiệp, chẳng hạn như kiểm tra bo mạch PCB, hệ thống phán đoán tự động đã được sử dụng.

8. Lưu trữ hình ảnh Lưu trữ, quản lý và dễ hỏng phim truyền thống. Hệ thống DR và ​​CR sử dụng chức năng lưu trữ khổng lồ của máy tính để đạt được quản lý kỹ thuật số, điều này tạo điều kiện thuận lợi rất nhiều cho việc lưu giữ và truy vấn hình ảnh.

9. Chi phí thiết bị Về chi phí thiết bị, đối với các doanh nghiệp lớn, khoản đầu tư ban đầu vào hệ thống hình ảnh kỹ thuật số (chẳng hạn như hệ thống DR) đòi hỏi một khoản chi phí đáng kể. Tuy nhiên, chi phí này sẽ dần trở nên có lợi theo thời gian. Thông thường, trong khoảng thời gian ngắn từ một đến hai năm, các công ty có thể thu hồi khoản đầu tư này bằng cách tiết kiệm tiền mua phim và tăng hiệu quả sản xuất. Về lâu dài, tổng chi phí của một hệ thống tạo ảnh kỹ thuật số sẽ thấp hơn nhiều so với chi phí sử dụng công nghệ tạo ảnh phim thường xuyên. Điều này là do công nghệ hình ảnh kỹ thuật số giúp giảm mức tiêu thụ vật tư tiêu hao như phim và chất lỏng xử lý, đồng thời giảm chi phí lưu trữ, quản lý và vận chuyển.

10. Ưu điểm về môi trường Về mặt bảo vệ môi trường, hệ thống CR và DR có lợi thế đáng kể so với kỹ thuật chụp ảnh phim X-quang truyền thống. Quá trình xử lý màng không chỉ tạo ra một lượng lớn nước thải công nghiệp mà còn có thể chứa các chất độc hại như kim loại nặng, gây ô nhiễm môi trường. Công nghệ hình ảnh kỹ thuật số hoàn toàn tránh được vấn đề này vì không cần tráng màng và do đó không tạo ra nước thải độc hại, tốt cho việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Với sự quan tâm ngày càng tăng đến vấn đề bảo vệ môi trường trên toàn thế giới, lợi thế này của công nghệ hình ảnh kỹ thuật số sẽ ngày càng trở nên nổi bật.

Kết luận Tóm lại, xét trên góc độ thích ứng với môi trường sản xuất hiện đại và phát triển lâu dài, công nghệ tạo ảnh kỹ thuật số (đặc biệt là hệ thống DR) có nhiều ưu điểm vượt trội so với công nghệ tạo ảnh phim truyền thống. Mặc dù hình ảnh phim vẫn có thể có những lợi thế nhất định ở một số khía cạnh (chẳng hạn như đánh giá chủ quan về chất lượng hình ảnh), nhưng tốc độ hình ảnh, hiệu quả công việc, hiệu quả chi phí và hiệu suất môi trường của nó vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu sản xuất hiện đại. Với sự phát triển và phổ biến không ngừng của công nghệ cao, công nghệ hình ảnh kỹ thuật số đang dần thay thế công nghệ hình ảnh phim và trở thành xu hướng chủ đạo trong lĩnh vực thử nghiệm không phá hủy công nghiệp. Trong lĩnh vực có thể áp dụng hệ thống DR, triển vọng thị trường cho công nghệ chụp ảnh phim CR và tia X tương đối không rõ ràng và chúng có thể dần biến mất khỏi thị trường trong tương lai.