DE19954661A1 - Radiographic installation collimator adjuster has two detectors to position collimator in line with primary ray - Google Patents
Radiographic installation collimator adjuster has two detectors to position collimator in line with primary rayInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Justage eines Kollimators nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 12.The invention relates to a device for adjusting a collimator according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 12.
Die Justage einer Kollimations- und Detektionsvorrichtung in einer Röntgenanlage hat ent scheidenen Einfluß auf die Selektivität und damit auf die Materialerkennbarkeit und Detekti onswahrscheinlichtkeit eines zu durchleuchtenden Objektes. Insbesondere bei Röntgenanla gen, die den physikalischen Effekt der Beugung von Röntgenstrahlungen verwenden, ist eine exakte Justage notwendig, damit die exakte Winkellage der Kollimations- und Detektionsvor richtung zum Röntgenstrahl eine exakte Messung und Bestimmung des detektierten Materials ermöglicht.The adjustment of a collimation and detection device in an X-ray system has ent distinctive influence on the selectivity and thus on the material recognition and detection Probability of an object to be examined. Especially with X-ray systems gene that uses the physical effect of X-ray diffraction is one exact adjustment necessary so that the exact angular position of the collimation and detection pre direction of the X-ray beam an exact measurement and determination of the detected material enables.
In der DE 195 10 168 A1 wird in einem Ausführungsbeispiel die Justage einer Kollimations- und Detektionsvorrichtung in einer Röntgenprüfanlage offenbart. Hierzu wird vor jeder Mes sung eine automatische Neujustage vorgenommen. Die Kollimator- und Detektionsvorrich tung, die aus mehreren Kollimatoren mit jeweils dahinter befindlichen Detektoren besteht, ist dabei auf einer gemeinsamen Trägereinheit angeordnet, wobei die Trägereinheit einen zu sätzlichen Zentralkollimator enthält, der auf den Fokus einer die Röntgenstrahlung erzeugen den Röntgenquelle ausgerichtet ist bzw. bei jeder Neujustage ausgerichtet wird. Bei einer Justage werden durch den von der Röntgenquelle emittierten Zentralstrahl (Primärstrahl), der bei einer exakten Ausrichtung durch den Zentralkollimator hindurchtritt, auf dahinter befind lichen, nebeneinander angeordneten Einzeldetektoren Detektionssignale erzeugt, die gleich groß sind, wenn eine exakte Justage vorliegt.In DE 195 10 168 A1, the adjustment of a collimation and detection device disclosed in an X-ray inspection system. For this purpose, before each measurement automatic readjustment. The collimator and detection device device, which consists of several collimators, each with detectors behind it arranged on a common carrier unit, the carrier unit being one contains an additional central collimator that generates the X-rays on the focus of one the X-ray source is aligned or is aligned with every readjustment. At a Adjustment is made by the central beam (primary beam) emitted by the X-ray source passes through the central collimator with an exact alignment, located on behind Lichen, side by side detectors generates detection signals that are the same are large if there is an exact adjustment.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine weitere Justage für einen Kollimator in einer Röntgenanlage aufzuzeigen, die konstruktiv einfacher ausgeführt ist und gleichfalls vollauto matisch abläuft.The object of the invention is a further adjustment for a collimator in one Show X-ray system that is structurally simpler and also fully auto expires matically.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und 12 gelöst.The object is achieved by the features of patent claims 1 and 12.
Dabei liegt der Erfindung die Idee zu grunde, die Justage mit Hilfe eines im Kollimator ange ordneten Detektionssystems, bestehend aus wenigstens zwei örtlich getrennten, hintereinander angeordneten und zueinander beabstandeten Detektionseinrichtungen, vorzunehmen. Im Falle einer homogenen Schwächung eines von einer Röntgenstrahlquelle emittierten Primärstrahls durch die erste Detektionseinrichtung des Detektionssystems wird die verbleibende Strah lenintensität ein weiteres Mal für die Endausrichtung des Kollimators mit Hilfe der zweiten Detektionseinrichtung verwendet. Auf diese Weise ist eine exakte, koaxiale Ausrichtung des Kollimators mit dem im Kollimator befindlichen Detektionssystem auf bzw. entlang des Pri märstrahls möglich, wodurch eine höhere Meßgenauigkeit innerhalb einer Röntgenanlage gewährleistet wird. Je weiter die Detektionseinrichtungen zueinander entfernt sind, desto ge nauer wird die Ausrichtung des Kollimators innerhalb einer Röntgenanlage.The invention is based on the idea of adjustment using a collimator ordered detection system, consisting of at least two spatially separated, one behind the other arranged and spaced apart detection devices to make. In the event of a homogeneous attenuation of a primary beam emitted by an X-ray source the remaining beam is measured by the first detection device of the detection system Lenintensität one more time for the final alignment of the collimator with the help of the second Detection device used. In this way, an exact, coaxial alignment of the Collimator with the detection system in the collimator on or along the Pri possible with the beam, resulting in a higher measuring accuracy within an X-ray system is guaranteed. The further the detection devices are from each other, the more ge the alignment of the collimator within an X-ray system becomes more precise.
Für die räumlich örtliche Ausrichtung des Kollimators in einem ersten Punkt wird die erste Detektionseinrichtung im Primärstrahl so lange verfahren, bis ein dabei erzeugtes Signal ma ximal, d. h. am stärksten ist. Zur optimalen Ausrichtung des Kollimators entlang des Primär strahls erfolgt dann die Ausrichtung auf einen weiteren Punkt im Kollimator. Dies wird mit Hilfe der zweiten Detektionseinrichtung erreicht, wobei der Kollimator solange in einer (obe ren) Ebene um einen imaginären Punkt, der sich möglichst nahe beim Zentrum der ersten Detektionseinrichtung befindet, in zwei unabhängigen Ebenen verdreht wird, bis auch hier das Signal maximal ist, ohne daß sich dabei das Signal an der ersten Detektionseinrichtung mini miert. Nachdem somit das Maximum in der ersten Drehebene eingestellt wurde, erfolgt eine weitere Drehung in der zweiten Drehebene, wobei auch hier das Drehzentrum möglichst nahe beim Zentrum der ersten Detektionseinrichtung liegt. Die optimale Ausrichtung ist dann ge währleistet, wenn in allen drei Drehebenen das Intensitätsmaximum an beiden Detektionsein richtungen eingestellt ist.For the spatial-local alignment of the collimator in a first point, the first Move the detection device in the primary beam until a signal ma ximal, d. H. is strongest. For optimal alignment of the collimator along the primary The beam is then aligned to another point in the collimator. This is with Reached with the help of the second detection device, the collimator being in an (above ren) plane around an imaginary point that is as close as possible to the center of the first Detection device is located, is rotated in two independent planes until the here too Signal is maximum without the signal at the first detection device mini lubricated. After the maximum has been set in the first plane of rotation, a further rotation in the second plane of rotation, with the center of rotation as close as possible here too lies at the center of the first detection device. The optimal alignment is then ge ensures that the intensity maximum is present at both detections in all three planes of rotation directions is set.
Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen enthalten.Advantageous designs are contained in the subclaims.
So kann in einer einfachen Ausführung vor den beiden Detektionseinrichtungen im Kolli mator jeweils eine Blendenanordnung, bestehend beispielsweise aus je einer Lochblende, an gebracht sein, die zur Anpassung der Detektionsfläche an den Strahldurchmesser des Primär strahls dienen.So in a simple version in front of the two detection devices in the package Mator each a panel arrangement, consisting for example of a pinhole be brought to adapt the detection area to the beam diameter of the primary serve as a beam.
Bei Einsatz von Detektionseinrichtungen, deren sensitive Fläche mit dem Strahldurchmesser hinreichend gut übereinstimmen, kann die Blendenanordnung entfallen.When using detection devices, their sensitive area with the beam diameter agree sufficiently well, the panel arrangement can be omitted.
Als erste Detektionseinrichtung kann beispielsweise ein Halbleiter-, Gas- oder Szintillations zähler verwendet werden, der hinreichend dünn und homogen ist, wodurch der Primärstrahl nur geringfügig abgeschwächt wird und eine Intensitätsverteilung im Wesentlichen erhalten bleibt. Als zweite Detektionseinrichtung kann gleichfalls ein Halbleiter-, Gas- oder Szintilla tionszähler eingesetzt werden. Dessen Absorptionseigenschaften müssen jedoch auf die im Mittel höhere Energie der Quanten, die sich aufgrund der Transmission durch die ersten De tektionseinrichtung ergibt, abgestimmt sein.A semiconductor, gas or scintillation, for example, can be used as the first detection device counter that is sufficiently thin and homogeneous, which makes the primary beam is weakened only slightly and essentially maintains an intensity distribution remains. A semiconductor, gas or scintilla can also be used as the second detection device tion counter can be used. Whose absorption properties must, however, on the in Medium higher energy of the quantum, which is due to the transmission through the first De tection device results, be coordinated.
Die beiden örtlich getrennten Detektionseinrichtungen können jeweils aus einem 4- Quadranten-Detektor, mindestens zwei Einzeldetektoren, einem Detektorarray oder ortsemp findlichen Detektoren mit mehrfach segmentierten Dioden bestehen.The two locally separated detection devices can each consist of a 4- Quadrant detector, at least two individual detectors, a detector array or local temp sensitive detectors with multi-segmented diodes exist.
Vorzugsweise wird das Verfahren zur Justage von Rundschlitzkollimatoren mit einem da hinter befindlichen Kristalldetektor verwendet, wobei das gesamte System auf einen vorgege benen Winkel zum Primärstrahl für eine exakte Messung mit Hilfe der Röntgenbeugung ein gestellt wird.The method for adjusting circular slot collimators is preferably used with a da used behind the crystal detector, the entire system on a vorege Enter the angle to the primary beam for an exact measurement using X-ray diffraction is provided.
Auch ist es möglich, eine einfache Kollimator-/Detektionseinrichtung, die beispielsweise zur herkömmlichen Materialdetektion verwendet werden, zu justieren, wobei die erste Detekti onseinrichtung als Detektor für den niederenergetischen Anteil der Strahlung und die zweite Detektionseinrichtung als Detektor für den höherenergetischen Anteil ausgeführt ist.It is also possible to use a simple collimator / detection device, for example for conventional material detection can be used to adjust, the first detection onseinrichtung as a detector for the low-energy portion of the radiation and the second Detection device is designed as a detector for the higher energy component.
Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with a drawing.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Meßstrecke nach dem Stand der Technik, Fig. 1 is a schematic diagram of a measuring section according to the prior art,
Fig. 2 einen Rundschlitzkollimator mit erfindungsgemäßer Vorrichtung, Fig. 2 is a Rundschlitzkollimator with the inventive device,
Fig. 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem einfachen Kollimator, Fig. 3 shows the apparatus according to the invention in a simple collimator,
Fig. 4 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 4 shows a first embodiment of the device according to the invention,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung. Fig. 5 shows another embodiment of the device.
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Ausrichtung des Kollimators auf einen Pri märstrahl Fig. 6 is a schematic representation of the alignment of the collimator on a primary beam
In Fig. 1 ist eine Meßstrecke in einer nicht näher dargestellten Röntgen-(prüf-)anlage darge stellt. Bekanntermaßen wird durch eine Röntgenstrahlquelle 1 eine Röntgenstrahlung FX er zeugt und auf ein zu durchleuchtendes Objekt 2 gestrahlt, das sich auf einer Transportein richtung 3 befindet. Durch eine Blendenvorrichtung 4a, 4b wird hierbei ein Primärstrahl FX1, vorzugsweise als Pencil beam, erzeugt. In Fig. 1 is a measuring section in an X-ray (test) system not shown Darge provides. As is known, an X-ray source FX generates an X-ray source 1 and radiates it onto an object 2 to be X-rayed, which is located on a transport device 3 . A primary beam FX 1 , preferably as a pencil beam, is generated by an aperture device 4 a, 4 b.
Bedingt durch die Kristallgitterstruktur des zu durchleuchtenden Materials des Objektes 2 wird der Primärstrahl FX1 in bekannter Art und Weise am mehreren Gitterpunkten G (hier nur einmal dargestellt) gebrochen, wobei der Primärstrahl FX1 bei einer bestimmten Strahlen energie in einem vom Material abhängigen Winkel θM als Strahlung FX1' abgelenkt wird. Diesen Umstand nutzend, wird in bekannter Art und Weise auf Grundlage des physikalischen Effekts der Röntgenbeugung (Braggsche Interferenzbildung) das Material bestimmt, welches detektiert worden ist, wobei durch Vorgabe eines bestimmten Winkels θM unterschiedlichen Energien gemessen (nach Bragg) und mit bekannten Werten verglichen werden.Due to the crystal lattice structure of to by luminous material of the object 2, the primary beam FX 1 in a known manner (shown only once) on a plurality of grid points G broken, the primary beam FX 1 at a specific radiation energy in a material-dependent angle θ M is deflected as radiation FX 1 '. Using this fact, the material that has been detected is determined in a known manner on the basis of the physical effect of X-ray diffraction (Bragg interference formation), with different energies being measured (according to Bragg) by comparison with a given angle θ M and compared with known values become.
In Fig. 2 ist ein Kollimator 6 dargestellt, mit dessen Hilfe das Material bzw. die Materialart des mit dem Primärstrahl FX1 durchleuchteten Objektes 2 (aus Fig. 1) bestimmt werden kann. Der Kollimator 6 ist hierbei ein Rundschlitzkollimator mit einem dahinter befindlichen Kri stalldetektor 11, die beide für eine Messung unter Ausnutzung der Röntgenbeugung verwen det werden. Im Kollimator 6 ist eine als Zentralkollimator wirkende sacklochartige Öffnung 7 zentrisch integriert. Beabstandet von der zentrischen Öffnung 7 weist der Kollimator 6 einen konisch auseinandergehenden Rundschlitz 10 auf, der einen Winkelgang des vorgegebenen Winkels θM nachbildet. Innerhalb der Öffnung 7 sind eine erste Detektionseinrichtung 8 und dahinter in einem definierten Abstand dazu eine zweite Detektionseinrichtung 9 angeordnet. Der Kristalldetektor 11 ist oberflächenmäßig so groß, daß die durch den Rundschlitz 10 aus tretenden Streukegelstrahlen (Strahlung FX1') aufgenommen werden können und weist eine vorzugsweise kreisförmigen, zum Kollimator 6 weisende röntgenstralsensitive Oberfläche 12 auf. Mit 1 ist die Röntgenstrahlquelle aus Fig. 1 gekennzeichnet.In FIG. 2, a collimator 6 is shown, the material or the material type of the illuminated by the primary beam FX 1 object 2 (in FIG. 1) can be determined with the aid of. The collimator 6 is a round slot collimator with a Kri stall detector 11 behind it, both of which are used for a measurement using X-ray diffraction. A blind hole-like opening 7 acting as a central collimator is centrally integrated in the collimator 6 . Spaced from the central opening 7 , the collimator 6 has a conically diverging round slot 10 , which simulates an angular path of the predetermined angle θ M. A first detection device 8 is arranged within the opening 7 and a second detection device 9 is arranged behind it at a defined distance therefrom. The surface of the crystal detector 11 is so large that the scattered cone rays (radiation FX 1 ') emerging through the round slot 10 can be picked up and has a preferably circular X-ray sensitive surface 12 pointing towards the collimator 6 . 1 with the X-ray source of FIG. 1 is characterized.
In Fig. 3 ist ein weiterer Kollimator 26 dargestellt, der in einer zentrischen sacklochartigen Öffnung 27 eine erster Detektionseinrichtung 28 und in einem definierten Abstand, vorzugs weise am hinteren Ende der Durchführung 27, eine weitere Detektionseinrichtung 29 auf weist. Dabei ist die erste Detektionseinrichtung 28 als Detektor für niedrigere und die zweite Detektionseinrichtung 29 als Detektor für höhere Röntgenenergien ausgeführt. Diese Kolli mator-/Detektionseinrichtung wird beispielsweise zur herkömmlichen Materialdetektion verwendet. FIG. 3 shows a further collimator 26 which has a first detection device 28 in a central blind hole-like opening 27 and a further detection device 29 at a defined distance, preferably at the rear end of the bushing 27 . The first detection device 28 is designed as a detector for lower and the second detection device 29 as a detector for higher X-ray energies. This collimator / detection device is used, for example, for conventional material detection.
In Fig. 4 ist der innere Aufbau des Kollimators 6, 26 mit den für die Justage notwendigen elektrischen Anschlüssen zur Signalauswertung schematisch dargestellt. Dabei sind vor der Detektionseinrichtung 8, 28 und der Detektionseinrichtung 9, 29 jeweils eine Loch- Blendenanordnung 13a, 13b bzw. 14a, 14b angeordnet, die zur Anpassung der Detektions fläche der Detektionseinrichtung 8, 28 bzw. der Detektionseinrichtung 9, 29 an den Primär strahlendurchmesser dienen. Mit 15 und 17 sind Signalverstärkerstufen gekennzeichnet, die zur Verstärkung der an den jeweiligen Detektionseinrichtungen 8, 28 bzw. 9, 29 abgegriffenen Signale notwendig sind. Diese Verstärkerstufen 15 und 17 sind jeweils auf eine Anzeigeein heit 16 bzw. 18 geführt und parallel dazu mit einem Microprozessor 23 verbunden. Der hier bei zusätzlich dargestellte Kristalldetektor 11 entfällt, wenn statt eines Ringschlitzkollimators 6 ein einfacher Kollimator 26 justiert werden soll.In FIG. 4 is the internal structure of the collimator 6, schematically depicted with the necessary adjustment for the electrical connections for signal evaluation 26th In front of the detection device 8 , 28 and the detection device 9 , 29 there are in each case a perforated diaphragm arrangement 13 a, 13 b or 14 a, 14 b, which are used to adapt the detection surface of the detection device 8 , 28 or the detection device 9 , 29 serve to the primary beam diameter. 15 and 17 denote signal amplifier stages which are necessary for amplifying the signals tapped at the respective detection devices 8 , 28 and 9 , 29, respectively. These amplifier stages 15 and 17 are each guided to a display unit 16 and 18 and connected in parallel to a microprocessor 23 . The crystal detector 11 additionally shown here is omitted if a simple collimator 26 is to be adjusted instead of an annular slot collimator 6 .
In einer weiteren Ausführung nach Fig. 5 kommen Detektionseinrichtungen 8, 28, 9, 29 zur Anwendung, mit deren Hilfe es möglich ist, den Schwerpunkt der Intensitätsverteilung des sie treffenden Röntgen- bzw. Primärstrahls FX1 zu bestimmen. Dies können mehrere Einzelde tektoren, ein Detektor-Array, 4-Quadranten-Detektoren oder ortsempfindliche Detektoren mit mehrfach segmentierten Dioden sein. Diesen Detektioneinrichtungen 8, 28 und 9, 29 sind parallel arbeitende Verstärkerstufen nachgeschaltet, die der übersichtlichkeitshalber nur mit jeweils einem Bezugszeichen 19 bzw. 21 gekennzeichnet sind, wobei jedem Einzeldetektor, jedem Detektor im Arry sowie jeder Diode in der Detektionseinrichtung 8, 28, 9, 29 jeweils ein Verstärker der jeweiligen Verstärkerstufe 19 oder 21 zugeordnet ist. Diesen Verstärkerstu fen 19, 21 sind vorzugsweise jeweils eine Anzeigeeinheit 20 bzw. 22 nachgeschaltet. Parallel dazu sind die Verstärkerstufen 19, 21 mit dem Microprozessor 23 elektrisch verschaltet. Hier bei können die erste Blendenanordnung 13a, 13b und die zweite Blendenanordnung 14a, 14b oder auch nur die zweite Blendenanordnung 14a, 14b aus Fig. 4 entfallen, wenn die Ausrich tung in einem Pencil beam (Punktstrahl) FX1 erfolgt.In a further embodiment according to FIG. 5, detection devices 8 , 28 , 9 , 29 are used, with the aid of which it is possible to determine the focus of the intensity distribution of the X-ray or primary beam FX 1 that strikes them. These can be multiple individual detectors, a detector array, 4-quadrant detectors or location-sensitive detectors with multi-segmented diodes. These detection devices 8 , 28 and 9 , 29 are followed by amplifier stages operating in parallel, which for the sake of clarity are only identified by reference numbers 19 and 21 , each individual detector, each detector in the array and each diode in the detection device 8 , 28 , 9 , 29 an amplifier is assigned to the respective amplifier stage 19 or 21 . These amplifier stages 19 , 21 are preferably each followed by a display unit 20 or 22 . In parallel, the amplifier stages 19 , 21 are electrically connected to the microprocessor 23 . Here, the first diaphragm arrangement 13 a, 13 b and the second diaphragm arrangement 14 a, 14 b or only the second diaphragm arrangement 14 a, 14 b from FIG. 4 can be omitted if the alignment device in a pencil beam (spot beam) FX 1 he follows.
Das Justageverfahren läuft unabhängig der Ausführungsform dabei wie folgt ab:The adjustment process runs regardless of the embodiment as follows:
Wie in Fig. 6 dargestellt, liegt der innerhalb der Durchführung 7 betrachtete emittierte Rönt genstrahl als Primärstrahl FX1 vor der Justage außerhalb des Zentrums der ersten und der zweiten Detektionseinrichtung 8, 28 und 9, 29. Ein für die Justage vorgegebener erster Punkt P1 und ein zweiter Punkt P2 auf dem Primärstrahl stimmen dabei nicht mit dem jeweiligen Mittelpunkt (Zentrum) der Detektionseinrichtung 8,28 bzw. 9, 29 überein. Dies bewirkt, daß der Kollimator 6, 26 räumlich, d. h. in drei Ebenen ausgerichtet werden muß, um seine opti male örtliche Lage ohne Verkanntung bezogen auf den Primärstrahl FX1 zu erlangen. As shown in FIG. 6, the emitted X-ray beam viewed within the feedthrough 7 lies as the primary beam FX 1 before the adjustment outside the center of the first and second detection devices 8 , 28 and 9 , 29 . A first point P1 specified for the adjustment and a second point P2 on the primary beam do not match the respective center (center) of the detection device 8 , 28 or 9 , 29 . This causes the collimator 6 , 26 to be spatially aligned, that is to say aligned in three planes, in order to achieve its optimal local position without being referred to the primary beam FX 1 .
In einem ersten Schritt wird nun bei der Justage der Kollimator 6, 26 so lange verfahren, bis das erzeugte Signal in der ersten Detektionseinrichtung 8, 28 maximal ist, wobei noch keine volle Übereinstimmung zwischen dem Mittelpunkt der Detektionseinrichtung 8, 28 und dem Punkt P1 des Primärstrahls FX1 besteht. Der Primärstrahl FX1 liegt hierbei im Punkt P2 wei terhin außerhalb des Zentrums der zweiten Detektionseinrichtung 9, 29. Die Anzeige der in den Detektionseinrichtungen 8, 28 sowie 9, 29 erzeugten Signale erfolgt auf der Anzeigeein heit 16 bzw. 20.In a first step, the collimator 6 , 26 is then adjusted until the signal generated in the first detection device 8 , 28 is at a maximum, with no full match between the center of the detection device 8 , 28 and the point P1 of the Primary beam FX 1 exists. The primary beam FX 1 lies at point P2 further outside the center of the second detection device 9 , 29 . The signals generated in the detection devices 8 , 28 and 9 , 29 are displayed on the display units 16 and 20, respectively.
Zur optimalen Ausrichtung des Kollimators 6, 26 ist in einem zweiten Schritt die Ausrichtung auf den zweiten Punkt P2 erforderlich. Zur Ausrichtung auf diesen zweiten Punktes P2 wird der Kollimator 6, 26 um einen imaginären Punkt P3, der vorzugsweise in der Nähe des Zen trums der Detektionseinrichtung 8, 28 liegt, in zwei unabhängigen Ebenen gedreht bzw. ver stellt, bis auch das Signal aus der zweiten Detektionseinrichtung 9, 29 maximal wird. Diese Drehebene umfaßt einen spitzkegelförmigen Bereich (siehe Pfeile) aus dem Punkt P3 heraus. Nach diesem zweiten Schritt ist das Maximum der ersten (Dreh-)Ebene eingestellt, wodurch eine erste örtliche Vorausrichtung des Kollimators 6, 26 erfolgt ist.For optimal alignment of the collimator 6 , 26 , alignment with the second point P2 is required in a second step. To align this second point P2, the collimator 6 , 26 is rotated or adjusted in two independent planes around an imaginary point P3, which is preferably in the vicinity of the center of the detection device 8 , 28 , until the signal from the second detection device 9 , 29 becomes maximum. This plane of rotation comprises a cone-shaped area (see arrows) out of point P3. After this second step, the maximum of the first (rotational) plane is set, as a result of which the collimator 6 , 26 has been locally pre-aligned.
Nach Ermittlung des Intensitätsmaximums in der ersten Ebene, wird zur weiteren räumlichen Ausrichtung mit der Drehung in der zweiten (Dreh-)Ebene begonnen. Auch für diese Aus richtung ist ein Punkt nahe beim Zentrum der ersten Detektionseinrichtung 8, 28 auszuwäh len, wobei auf den Punkt P3 zurückgegriffen werden kann. Auch hierbei wird der Kollimator 6, 26 innerhalb des spitzkegelförmigen Bereiches derart gedreht, daß an den jeweiligen De tektionseinrichtungen 8, 28 bzw. 9, 29 das Intensitätsmaximum eingestellt wird. Dieses ist dann auch in der dritten (Dreh-)Ebene vorzunehmen, so daß der Primärstrahl FX1 dann senk recht und mittig auf die erste und auf die zweite Detektionseinrichtung 8, 28, 9, 29, d. h. in deren Zentren, auftrifft.After determining the intensity maximum in the first level, the rotation in the second (rotation) level is started for further spatial alignment. For this direction too, a point near the center of the first detection device 8 , 28 must be selected, it being possible to use the point P3. Here too, the collimator 6 , 26 is rotated within the cone-shaped area in such a way that the intensity maximum is set at the respective detection devices 8 , 28 and 9 , 29 , respectively. This is then also to be carried out in the third (rotary) plane, so that the primary beam FX 1 then strikes the center of the first and second detection devices 8 , 28 , 9 , 29 perpendicularly and centrally.
Die einzelnen Signale der Detektionseinrichtung 8, 28 und 9, 29 werden bei Verwendung mehrerer ortsempfindlicher Detektoren zunächst schrittweise im Microprozessor 23 auf ihre Amplitude hin analysiert und weiterverarbeitet, wobei aus den Einzelsignalen die aktuelle Position des Strahlzentrums des Primärstrahles FX1 ermittelt und mit dem Zentrum der jewei ligen Detektionseinrichtung 8, 28 bzw. 9, 29 verglichen wird. Die Nachregelung der Detekti onszentren auf das Strahlenzentrum des Primärstrahls FX1 erfolgt solange, bis die erzeugten Signalwerte maximal sind. Dadurch kann mit Hilfe einer einmaligen Kalibrierung ein Versatz zwischen dem jeweiligen Detektionszentrum und dem Primärstrahlzentrum eindeutiger er mittelt und in einem Schritt korrigiert werden. The individual signals of the detection device 8 , 28 and 9 , 29 are first analyzed step by step in the microprocessor 23 for their amplitude and processed when using several location-sensitive detectors, the current position of the beam center of the primary beam FX 1 being determined from the individual signals and the center of the respective detection device 8 , 28 or 9 , 29 is compared. The readjustment of the detection centers to the radiation center of the primary beam FX 1 continues until the generated signal values are at a maximum. With the help of a one-time calibration, an offset between the respective detection center and the primary beam center can be determined more clearly and corrected in one step.
Bei Verwendung eines 4-Quadranten-Detektors in der Detektionseinrichtung 8, 28 bzw. 9, 29 erfolgt die Auswertung der quadrantenweise erzeugten Signale, wobei das Detektionszentrum dann eingestellt ist, wenn der Primärstrahl FX1 in gemeinsamen Kreuz der Quadranten auf trifft und gleich große Signale erzeugt.If a 4-quadrant detector is used in the detection device 8 , 28 or 9 , 29 , the quadrant-generated signals are evaluated, the detection center being set when the primary beam FX 1 strikes the quadrant in a common cross and signals of the same size generated.
Somit wird mit einfachen Mitteln eine optimale Ausrichtung des Kollimators 6, 26 entlang eines Primärstrahles FX1 realisiert. Die Kollimatorposition in einer hier nicht näher darge stellten Röntgenprüfanlage wird mit Hilfe einer gleichfalls nicht näher dargestellten Regelein richtung sequentiell variiert, bis beide Detektionseinrichtungen 8, 28 und 9, 29 maximal vom Primärstrahl FX1 getroffen werden.Optimal alignment of the collimator 6 , 26 along a primary beam FX 1 is thus realized with simple means. The collimator position in an X-ray inspection system (not shown here in more detail) is varied sequentially with the aid of a control device (also not shown in more detail) until both detection devices 8 , 28 and 9 , 29 are hit by the primary beam FX 1 at most.
Das jeweilige Verdrehen des Kollimators 6, 26 in den einzelnen Ebenen erfolgt schrittweise über in der Röntgenanlage installierte mechanische Mittel, die automatisch über ein vom Microprozessor 23 gesteuertes Programm gesteuert und geregelt werden. Die bei der ersten Justage ermittelten Intensitätsmaxima können zur weiteren Nutzung gespeichert werden.The respective rotation of the collimator 6 , 26 in the individual levels takes place step by step via mechanical means installed in the X-ray system, which are automatically controlled and regulated by a program controlled by the microprocessor 23 . The intensity maxima determined during the first adjustment can be saved for further use.
Bei Einsatz eines kalibrierten Kollimators 6, 26 mit mehreren ortsempfindlichen Detektoren kann mit einer einmaligen Messung sofort der Versatz zwischen dem Primärstrahlmaximum und dem Detektionszentrum bestimmt und durch dieses Verfahren korrigiert werden. Ein Einsatz von mehreren, hintereinander angeordneten Detektionseinrichtungen innerhalb der Durchführung 7 ist möglich, jedoch für das Justageverfahren selbst nicht notwendig, da dieses dann aufwendiger wird. When using a calibrated collimator 6 , 26 with several location-sensitive detectors, the offset between the primary beam maximum and the detection center can be determined immediately with a single measurement and corrected by this method. It is possible to use a plurality of detection devices arranged one behind the other within the feedthrough 7 , but is not necessary for the adjustment method itself, since this then becomes more complex.
11
Röntgenstrahlquelle
X-ray source
22nd
Objekt
object
33rd
Transporteinrichtung
Transport device
44th
a Blendenvorrichtung
a aperture device
44th
b Blendenvorrichtung
b Aperture device
66
Kollimator
Collimator
77
Durchführung
execution
88th
Detektionseinrichtung
Detection device
99
Detektionseinrichtung
Detection device
1010th
Rundschlitz
Round slot
1111
Kristalldetektor
Crystal detector
1212th
Oberfläche
surface
1313
a Blendenanordnung
a Aperture arrangement
1313
b Blendenanordnung
b Panel arrangement
1414
a Blendenanordnung
a Aperture arrangement
1414
b Blendenanordnung
b Panel arrangement
1515
Verstärkerstufe
Amplifier stage
1616
Anzeigeeinheit
Display unit
1717th
Verstärkerstufe
Amplifier stage
1818th
Anzeigeeinheit
Display unit
1919th
Verstärkerstufe
Amplifier stage
2020th
Anzeigeeinheit
Display unit
2121
Verstärkerstufe
Amplifier stage
2222
Anzeigeeinheit
Display unit
2323
Microprozessor
Microprocessor
2626
Kollimator
Collimator
2727
Durchführung
execution
2828
Detektionseinrichtung
Detection device
2929
Detektionseinrichtung
Detection device
Claims (13)
- - mit Hilfe zweier örtlich getrennter, hintereinander liegender und voneinander beab standeter Detektionseinrichtungen (8, 28, 9, 29) entlang dem Primärstrahl (FX1) eine räumliche Ausrichtung des Kollimators (6, 26) erfolgt,
- - wobei in einem ersten Schritt der Kollimator (6, 26) solange verfahren wird, bis das erzeugte Signal an der ersten Detektionseinrichtung (8, 28) maximal ist,
- - in einem zweiten Schritt der Kollimator (6, 26) um einen Punkt (P3) in einer ersten Drehebene in zwei unabhängigen Ebenen gedreht wird, bis auch das Signal aus der zweiten Detektionseinrichtung (9, 29) maximal ist, wobei der Punkt (P3) vorzugswei se in der Nähe des Zentrums der ersten Detektionseinrichtung (8, 28) liegt,
- - nach Ermittlung des Intensitätsmaximums in der ersten Drehebene, die Drehung des Kollimators (6, 26) in der zweiten und danach in der dritten Drehebene erfolgt, bis auch hierbei an den jeweiligen Detektionseinrichtungen (8, 28, 9, 29) das Intensitäts maximum eingestellt ist,
- - so daß der Primärstrahl (FX1) senkrecht und mittig auf die erste und auf die zweite Detektionseinrichtung (8, 28, 9, 29) auftrifft.
- - With the aid of two spatially separated, one behind the other and spaced apart detection devices ( 8 , 28 , 9 , 29 ) along the primary beam (FX 1 ) there is a spatial alignment of the collimator ( 6 , 26 ),
- - In a first step, the collimator ( 6 , 26 ) is moved until the signal generated at the first detection device ( 8 , 28 ) is at a maximum,
- - In a second step, the collimator ( 6 , 26 ) is rotated around a point (P3) in a first plane of rotation in two independent planes until the signal from the second detection device ( 9 , 29 ) is at a maximum, the point (P3 ) is preferably near the center of the first detection device ( 8 , 28 ),
- - After determining the intensity maximum in the first plane of rotation, the collimator ( 6 , 26 ) rotates in the second and then in the third plane of rotation until the intensity maximum is also set on the respective detection devices ( 8 , 28 , 9 , 29 ) is
- - So that the primary beam (FX 1 ) strikes vertically and centrally on the first and on the second detection device ( 8 , 28 , 9 , 29 ).
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