微焦点放大摄影的数字化X射线影像系统

　　1前言

　　微焦点的软X射线机，在保持软X射线光学特征的同时，又可对研究对象进行放大摄影。因而可用于低密度物质的X线成像，能得到较高的空间分辨率和密度(对比度)分辨率。适用于农林科研、生物、中草药、珍贵植物和花卉等种子观察和培育良种;作物生态跟踪透视摄影研究;鱼类、鸟类、蛙、昆虫等及海洋生物的研究;微电子器件的非破坏性质量检查;航空航天轻质合金材料及复合材料的研究与检测，乃致空间育种、空间农业的研究:可提供给生物学家做野外或远洋考察。总之，这种机型具有很高的科学研究价值和普及应用价值。

　　因此，笔者在研发新型软X射线机(见《中国仪器仪表》杂志2008年第5期)的基础上，借鉴和继承原机某些部分的设计成果，提出新一款微焦点放大摄影、数字化影像系统的全防护软X射线机解决方案。

　　由于X射线源—组合机头和控制器等部分是借鉴原设计成果。本文仅就X射线机放大摄影系统有关参数间的关系作分析。着重对主要的X射线数字化成像的转换方式、关键器件等，在结构、工艺方法以及应用的可行性方面作探讨性分析研究。

　　2方案设想、结构和主要参数

　　整机结构示意图如图1所示。

　　2.1采用微焦点X光管

　　阳极靶材:钥(优选钥钒合金靶);双焦点:微焦点l0um以下，小焦点100}200}.m，以适用拍照的多种要求。

　　2.2采用高频高压电源，20}80kV恒压，阴极接高压，阳极接地。

　　2.3采用数字化X射线成像系统、高配置的笔记本电脑及影像软件、激光打印机等。

　　2.4箱体为外防护型，低漏X线剂量<1 usv/hr组合机头，控制器可方便取出，配三角架，组成便携式微焦点软X射线机，适合于野外考察。

　　2.5 X线出射口，可采用滤片:钥片0.03m/m,锗片0.025m/m，使用中任选。

　　3微焦点X射线放大摄影系统

　　图2是X射线放大摄影系统示意图，由X射线褥喊)，被拍照物(Dw)及面检测器(物影所在平面)等3部分组成，面检测器是数字影像系统直接接触X光并将信息接收、存储和记录的检测器件，相当于成像屏(以下简称“屏”)这三者构成几何放大光路。

　　3.1放大系数K

　　在放大摄影系统中，放大系数K为:

　　3.2半影、焦点、放大系数关系

　　x射线管焦点不是理想的“点”，其直径为d;，面积为S;二(二/4}刃，也称为焦斑面积。X射线即是在焦斑面上无数点上向外辐射的，投照到物体Dw上并穿透到达面检测器上，形成物影Dy(边缘点记为a)和实影Ds(直径端点记为a")及一个带有半影边缘的Db影像(边缘点记为a' )，用e'=a'a"表示半影宽度。