Способ и устройство получения информации о внутренней структуре объекта и способ создания изображения объекта

011316 Изобретение относится к физике и материаловедению, а более конкретно, к способу и устройству получения информации о внутренней структуре объекта и способу создания изображения объекта. Настоящее изобретение может найти применение при создании систем анализа качества и дистанционного контроля различных объектов. В настоящее время чаще всего для изучения внутренней структуры объекта без их вскрытия или демонтажа используется рентгеновское просвечивание. Однако изучение внутренней структуры объекта посредством рентгеновского просвечивания имеют ряд существенных недостатков. В первую очередь, это необходимость размещения источника излучения с одной стороны от объекта, а приемника излучения - с другой стороны от объекта, что делает затруднительным, а иногда даже невозможным, просвечивание больших по размеру объектов, а также объектов, присоединенных к другим объектам, например колесам и бамперам транспортных средств. Далее, некоторые объекты принципиально не могут быть изучены методом рентгеновского просвечивания, так как они могут быть экранированы стальными листами или могут быть испорчены просвечиванием, например могут быть засвечены кассеты фотоматериалов. Кроме того, проблемой использования рентгеновского просвечивания является высокий уровень доз облучения как самого объекта, так и окружающих его объектов и/или персонала, обслуживающего рентгеновский аппарат. В основу настоящего изобретения положена задача создания способа получения информации о внутренней структуре объекта, который делал бы возможным просвечивание больших по размеру объектов, а также объектов, присоединенных к другим объектам, решал бы задачу изучения внутренней структуры для объектов, недоступных сквозному просвечиванию, и снижал бы дозы облучения объекта и/или обслуживающего персонала. Эта задача решена посредством способа получения информации о внутренней структуре объекта,заключающимся в том, что участки объекта облучают подвижным пучком проникающего излучения,содержащего примерно одинаковое число квантов и улавливают от каждого облученного участка объекта отраженную часть упомянутого пучка, величину которой регистрируют в виде числа квантов, получая,таким образом, цифровое представление о внутренней структуре объекта. Другой задачей настоящего изобретения является создания устройства, реализующего вышеупомянутый способ. Эта задача решена посредством устройства для получения информации о внутренней структуре объекта, содержащего подвижный облучатель для облучения участков объекта подвижным пучком проникающего излучения, содержащего примерно одинаковое число квантов; приемник-счетчик отраженных квантов для улавливания от каждого облученного участка объекта отраженной части упомянутого пучка и для регистрации его величины в виде числа квантов; запоминающее устройство, связанное с приемником-счетчиком отраженных квантов для запоминания числа квантов от каждого облученного участка объекта; блок получения цифрового представления о внутренней структуре объекта, связанный с запоминающим устройством путем анализа информации в запоминающем устройстве; блок получения изображения объекта и/или его внутренней структуры, связанный с блоком получения цифрового представления о внутренней структуре объекта; и блок отображения или визуализации изображения объекта и/или его внутренней структуры, связанный с блоком получения изображения объекта и/или его внутренней структуры. Еще одной задачей настоящего изобретения является способ получения изображения объекта из цифрового представления о его внутренней структуре. Эта задача решена за счет реализации способа получения изображения объекта из цифрового представления о его внутренней структуре, заключающегося в том, что цифровое представление о внутренней структуре объекта преобразуют в изображение объекта путем вычисления для каждой точки создаваемого изображения объекта функции, зависящей как от зарегистрированного числа квантов от каждого облученного участка объекта, так и от зарегистрированного числа квантов от следующего или предыдущего облученного участка объекта. За счет реализации заявляемых нами способов и реализующего их устройства достигается следующее: нет необходимости в размещения источника излучения с одной стороны от объекта, а приемника - с другой, что делает возможным просвечивание больших по размеру объектов, а также объектов, присоединенных к другим,возникает возможность изучения ряда объектов, которые принципиально не могут быть изучены методом рентгеновского просвечивания, или тех, которые могут быть испорчены просвечиванием,снижаются дозы облучения, как самого объекта, так и окружающих объектов, а также персонала,обслуживающего устройства, реализующие заявленные способы. В дальнейшем настоящее изобретение будет более детально раскрыто в нижеследующем подроб-1 011316 ном описании блок-схемы системы неразрушающего контроля в отраженном излучении, которая реализует в практической плоскости заявленные способы и соответствует принципам работы заявленного устройства, со ссылками на фиг. 1. Система неразрушающего контроля в отраженном излучении, схематически изображенная на фиг. 1, включает блок 1 подвижного облучателя, блок 2 приемника-счетчика отраженных квантов, блок 3 запоминающего устройства, блок 4 получения цифрового представления внутренней структуры объекта,блок 5 получения изображения объекта и/или его внутренней структуры, а также блок 6 отображения или визуализации изображения объекта и/или его внутренней структуры. Кроме того, на фиг. 1 изображен анализируемый объект 7 и неоднородность 8 внутренней структуры анализируемого объекта 7. При этом, выход блока 2 приемника-счетчика отраженных квантов связан с входом блока 3 запоминающего устройства, выход которого соединен с входом блока 4 получения цифрового представления внутренней структуры объекта, выход которого соединен со входом блока 5 получения изображения объекта и/или его внутренней структуры, выход которого соединен с входом блока 6 отображения или визуализации изображения объекта и/или его внутренней структуры. Для специалиста в данной области техники должно быть абсолютно понятно, что соединение упомянутых блоков может быть осуществлено посредством как проводной, так и беспроводной связи. Кроме этого, должно быть абсолютно понятно, что возможно как частичное, так и полное объединение упомянутых блоков в один или несколько функциональных блоков. Система работает следующим образом. Блок 1 подвижного облучателя генерирует импульс рентгеновского излучения, при этом импульс генерируется так, чтобы доза облучения была низкой, блок 2 приемника-счетчика отраженных квантов фиксирует кванты, отраженные от фронтальной границы объекта 7, его внутренней неоднородности 8 и задней границы объекта 7, что схематически изображено на фиг. 1. Далее блок 3 запоминающего устройства фиксирует число квантов от каждой точки объекта при движении блока 1 по вертикали и/или по горизонтали вдоль объекта 7, блок 4 выполняет получение цифрового представления внутренней структуры объекта, за счет того, что объект был облучен подвижным узким пучком проникающего излучения, содержащего приблизительно одинаковое число квантов, и уловлена от каждого облученного участка объекта отраженная часть упомянутого пучка, величина которой зарегистрирована блоком 3 в виде числа квантов, таким образом, получено цифровое представление внутренней структуры объекта. Блок 5 получения изображения объекта и/или его внутренней структуры для каждой точки создаваемого изображения объекта и его внутренней структуры вычисляет функцию, зависящую как от зарегистрированного числа квантов от каждого облученного участка объекта, так и от зарегистрированного числа квантов от следующего или предыдущего облученного участка объекта, после чего блок 6 отображает полученное изображение на твердую копию или визуализирует изображения объекта и/или его внутренней структуры на экран. На фиг. 2-4 изображены результаты работы системы для объекта, представляющего собой настенную электрическую розетку (сквозное просвечивание принципиально невозможно), при этом для фиг. 2 вычислена функция получения изображения объекта и его внутренней структуры вида R[i]=N[i]2N[i+1], где R[i] - точка изображения i, N[i] - зарегистрированное числа квантов от каждого i-го облученного участка объекта, N[i+1] - зарегистрированное число квантов от следующего облученного участка объекта i+1, для фиг. 3 вычислена функция получения изображения объекта и его внутренней структуры вида R[i]=N[i]+N[i+1], для фиг. 4 вычислена функция получения изображения объекта и его внутренней структуры вида R[i]=(N[i]N[i+1]), где - понимается как побитовое суммирование по модулю 2, а понимается как побитовое отрицание. По сравнению со всеми известными способами получения информации о внутренней структуре объекта и создания изображения объекта и его внутренней структуры, известными авторам, предлагаемые способы и устройство для их реализации отличаются отсутствием необходимости размещения источника излучения с одной стороны от объекта, а приемника - с другой, что делает возможным просвечивание больших по размеру объектов, а также объектов, присоединенных к другим, возникает возможность изучения ряда объектов, которые принципиально не могут быть изучены методом просвечивания,или тех, которые могут быть испорчены просвечиванием, снижаются дозы облучения как самого объекта, так и окружающих объектов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения информации о внутренней структуре объекта, заключающийся в том, что участки объекта облучают подвижным пучком проникающего излучения, содержащего примерно одинаковое число квантов, и улавливают от каждого облученного участка объекта отраженную часть упомянутого пучка, величину которой регистрируют в виде числа квантов, получая таким образом цифровое представление о внутренней структуре объекта. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после получения цифрового представления о внутренней структуре объекта упомянутое представление преобразуют в двумерное или трехмерное изображение объекта и/или его внутренней структуры.-2 011316 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученное цифровое представление о внутренней структуре объекта преобразуют в изображение объекта путем вычисления для каждой точки создаваемого изображения объекта функции, зависящей как от зарегистрированного числа квантов от каждого облученного участка объекта, так и от зарегистрированного числа квантов от следующего или предыдущего облученного участка объекта. 4. Устройство для получения информации о внутренней структуре объекта, содержащее подвижный облучатель для облучения участков объекта подвижным пучком проникающего излучения, содержащего примерно одинаковое число квантов; приемник-счетчик отраженных квантов для улавливания от каждого облученного участка объекта отраженной части упомянутого пучка и для регистрации его величины в виде числа квантов; запоминающее устройство, связанное с приемником-счетчиком отраженных квантов для запоминания числа квантов от каждого облученного участка объекта; блок получения цифрового представления о внутренней структуре объекта, связанный с запоминающим устройством путем анализа информации в запоминающем устройстве; блок получения изображения объекта и/или его внутренней структуры, связанный с блоком получения цифрового представления о внутренней структуре объекта; и блок отображения или визуализации изображения объекта и/или его внутренней структуры, связанный с блоком получения изображения объекта и/или его внутренней структуры. 5. Способ получения изображения объекта из цифрового представления о его внутренней структуре, заключающийся в том, что цифровое представление о внутренней структуре объекта преобразуют в изображение объекта путем вычисления для каждой точки создаваемого изображения объекта функции,зависящей как от зарегистрированного числа квантов от каждого облученного участка объекта, так и от зарегистрированного числа квантов от следующего или предыдущего облученного участка объекта.