ایکس ری دو منبع

فناوری ایکس ری دو منبع یکی از پیشرفته‌ترین روش‌های تصویربرداری است که از 2 منبع پرتو ایکس برای تحلیل دقیق‌تر، تفکیک بهتر مواد و افزایش کارایی استفاده می‌کند.

پرتو ایکس، یکی از ابزارهای تشخیصی و صنعتی پرکاربرد است که در حوزه‌های مختلفی از پزشکی تا بازرسی مواد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دستگاه‌های ایکس ری به دو دسته اصلی تک منبع و دو منبع تقسیم می‌شوند.

در این مقاله به بررسی نحوه عملکرد، کاربردها، مزایا و محدودیت‌های ایکس ری 2 منبع نسبت به تک منبع می‌پردازیم.

در دستگاه‌ ایکس ری دو منبع (Dual-Source X-ray)، همانطور که از نامش پیداست، دو منبع پرتو ایکس به طور همزمان از دو جهت مختلف به جسم تابانده می‌شوند.

این دو پرتو پس از عبور از جسم، توسط دو آشکارساز جداگانه دریافت شده و تصاویر حاصل از 2 نمای مختلف حاصل می‌شود.

این روش تصویربرداری، به دلیل ایجاد این تصاویر ، دقت تشخیص را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

یکی از ویژگی‌های اصلی فناوری ایکس ری دو منبع، توانایی تصویربرداری با دو انرژی متفاوت است.

این ویژگی امکان تفکیک دقیق مواد مختلف، از جمله مواد آلی (مانند پلاستیک یا مواد غذایی) و مواد غیرآلی (مانند فلزات) را فراهم می‌کند.

اولین دستگاه ایکس ری دو منبع به طور خاص در زمینه تصویربرداری پزشکی و صنعتی معرفی شد.

این دستگاه توسط شرکت زیمنس (Siemens Healthineers) در سال 2006 با نام Siemens SOMATOM Definition  معرفی شد.

این ایکس ری‌ به عنوان اولین دستگاه ایکس ری دو منبع در جهان شناخته می‌شود و یک انقلاب در تصویربرداری پزشکی به محسوب می‌گردد.

در اوایل دهه 2000 دستگاه‌های ایکس ری دو منبع ابتدا برای تحلیل دقیق‌تر و بازرسی غیرمخرب مواد در صنعت توسعه یافتند.

یکی از اولین مدل‌های ایکس ری صنعتی که به صورت گسترده استفاده شد، در حوزه‌های زیر به کار رفت:

الف) ابتدا برای بازرسی خطوط لوله جهت شناسایی ترک‌ها و خوردگی داخلی مورد استفاده قرار گرفت.

ب) سپس در صنایع هوافضا و خودروسازی جهت تحلیل قطعات فلزی و کامپوزیتی از این دستگاه استفاده شد.

این پیشرفت‌ها نقطه عطفی در تصویربرداری پزشکی و صنعتی به شمار می‌آید و باعث گسترش کاربردهای این فناوری در سال‌های بعد شد.

دستگاه‌های ایکس ری دو منبع، ابزارهای پیچیده‌ای هستند که از فناوری‌های پیشرفته برای تولید تصاویر با کیفیت بالا و اطلاعات دقیق استفاده می‌کنند.

این دستگاه‌ها از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که هر یک نقش مهمی در عملکرد دستگاه ایفا می‌کنند.

دستگاه‌های ایکس ری 2 منبع با ترکیب این اجزا، قادر به تولید تصاویر با کیفیت بالا و اطلاعات دقیق از اجسام مختلف هستند.

در ادامه به بررسی دقیق‌تر این اجزا می‌پردازیم.

کاتد: این قسمت از یک رشته تنگستن تشکیل شده است که با گرم شدن، الکترون‌ها را آزاد می‌کند.

آند: این قسمت معمولاً از یک قطعه فلزی با نقطه ذوب بالا مانند تنگستن ساخته شده است.

الکترون‌های آزاد شده از کاتد با سرعت زیاد به آند برخورد کرده و باعث تولید پرتو ایکس می‌شوند.

در دستگاه‌های ایکس‌ری دو منبع، معمولاً دو لوله تولید پرتو ایکس وجود دارد که از زوایای مختلف به جسم تابیده می‌شوند.

آشکارسازها وظیفه تبدیل پرتوهای ایکس عبوری از جسم به سیگنال‌های الکتریکی را بر عهده دارند.

انواع مختلفی از آشکارسازها وجود دارد، از جمله:

آشکارسازهای نیمه‌رسانا: این آشکارسازها از مواد نیمه‌رسانا مانند سیلیکون یا ژرمانیوم ساخته شده‌اند و سیگنال‌های الکتریکی قوی‌تری تولید می‌کنند.

آشکارسازهای گازی: این آشکارسازها از گازهایی مانند زنون یا کریپتون پر شده‌اند و هنگامی که پرتو ایکس به آن‌ها برخورد می‌کند، یون‌های مثبت و الکترون‌های آزاد تولید می‌شود که باعث ایجاد جریان الکتریکی می‌شود.

هنگام تولید پرتو ایکس، مقدار زیادی گرما تولید می‌شود که می‌تواند به اجزای دستگاه آسیب برساند.

به همین دلیل، سیستم خنک‌کننده‌ای برای حفظ دمای مناسب اجزای دستگاه به کار می‌رود.

این سیستم معمولاً از آب یا روغن برای خنک کردن لوله‌های تولید پرتو ایکس استفاده می‌کند.

سیگنال‌های الکتریکی تولید شده توسط آشکارسازها به این سیستم ارسال می‌شوند.

در این سیستم، سیگنال‌ها تقویت، فیلتر و پردازش می‌شوند تا تصاویر با کیفیت بالا تولید شوند.

نرم‌افزار دستگاه ایکس‌ری دو منبع برای کنترل دستگاه، پردازش تصاویر و نمایش نتایج استفاده می‌شود.

این نرم‌افزار امکانات مختلفی مانند تنظیم پارامترهای دستگاه، پردازش تصاویر، اندازه‌گیری ابعاد و تشخیص عیوب را فراهم می‌کند.

محفظه محافظ از جنس مواد جاذب پرتو ایکس مانند سرب ساخته شده است و از افراد در برابر پرتوهای ایکس محافظت می‌کند.

این محفظه همچنین از تداخل پرتوهای ایکس با محیط اطراف جلوگیری می‌کند.

سیستم کنترل وظیفه کنترل تمام اجزای دستگاه از جمله منابع پرتو ایکس، آشکارسازها و سیستم خنک‌کننده را بر عهده دارد.

این سیستم معمولاً از یک کامپیوتر و یک رابط کاربری تشکیل شده است.

در ادامه نحوه عملکرد این اجزا در کنار یکدیگر را بررسی می‌کنیم.

1_ تولید پرتو ایکس: دو منبع جداگانه پرتو ایکس، پرتوهایی با انرژی مشخص را تولید می‌کنند.

این پرتوها معمولاً در محدوده پرتوهای ایکس نرم تا سخت قرار دارند.

2_ تابش پرتو: پرتوهای ایکس تولید شده از دو جهت مختلف به جسم مورد بررسی تابیده می‌شوند.

زاویه تابش این دو پرتو به گونه‌ای تنظیم می‌شود که بتوان اطلاعات مکانی دقیق‌تری از جسم به دست آورد.

3_ تداخل پرتوها با ماده: هنگامی که پرتوهای ایکس به جسم برخورد می‌کنند، بخشی از آن‌ها جذب شده و بخشی دیگر از آن عبور می‌کنند.

میزان جذب پرتو به عدد اتمی و جنس ماده بستگی دارد.

4_ تشخیص پرتوهای عبوری: پرتوهای ایکس عبوری از جسم توسط دو آشکارساز جداگانه که در طرف مقابل منابع پرتو قرار دارند، تشخیص داده می‌شوند.

آشکارسازها معمولاً همان طور که پیشتر به آن اشاره شد از مواد نیمه‌رسانا یا گازهای یونیزه تشکیل شده‌اند.

5_ تبدیل به سیگنال الکتریکی: سیگنال‌های الکتریکی تولید شده توسط آشکارسازها متناسب با شدت پرتوهای ایکس عبوری هستند.

این سیگنال‌ها به یک سیستم پردازشگر ارسال می‌شوند.

6_ پردازش تصاویر: سیستم پردازشگر، سیگنال‌های الکتریکی را به تصاویر دیجیتال تبدیل می‌کند.

با استفاده از الگوریتم‌های پیچیده، این تصاویر پردازش شده و اطلاعات مفیدی مانند ضخامت و ترکیب مواد درون جسم استخراج می‌شود.

7_ ایجاد تصویر از دو نما: تصاویر حاصل از دو آشکارساز، 2 تصویر از 2 زاویه مختلف از جسم می‌باشد.

این تصویر به اپراتور اجازه می‌دهد تا از زوایای مختلف به جسم نگاه کند و جزئیات بیشتری را مشاهده کند.

فناوری ایکس ری دو منبع به دلیل قابلیت‌های پیشرفته‌ای که ارائه می‌دهد، کاربردهای متنوعی در حوزه‌های مختلف دارد.

مهم‌ترین کاربردهای این تکنولوژی عبارتند از:

1_ بازرسی امنیتی

بازرسی بار و مسافران در فرودگاه‌ها: شناسایی مواد غیرمجاز یا خطرناک در بار و بسته‌ها.

کنترل مرزی و گمرکی : بررسی محموله‌های بزرگ مانند کانتینرها و خودروها برای کشف قاچاق یا مواد مخدر.

و…

2_ بازرسی صنعتی

کنترل کیفیت و بازرسی مواد: بررسی داخلی مواد بدون تخریب آن‌ها و شناسایی عیوب در قطعات فلزی و جوش‌ها.

تشخیص مواد:  استفاده از تصویربرداری دو انرژی برای تمایز بین مواد مختلف، مانند شناسایی مواد یا ساختار مواد در لوله‌ها و تجهیزات.

و…

3_ تحقیقات علمی

مطالعات مواد و ساختارها: بررسی ساختاری مواد مختلف و بهرگیری در مهندسی معکوس.

و…

4_ پزشکی

تصویربرداری سی تی اسکن: تشخیص سریع آسیب و کاهش زمان تصویربرداری برای بیمارانی که نیاز به بررسی فوری دارند.

 تشخیص و درمان سرطان: شناسایی بهتر ترکیب تومورها و تعیین موقعیت دقیق آن‌ها.

و…

بطور کلی سیستم‌های ایکس ری دو منبع با قابلیت تصویربرداری سریع و دقیق در پزشکی، صنعت، امنیت و تحقیقات علمی به طور گسترده‌ای استفاده می‌شوند.

این فناوری پیشرفته امکان تحلیل دقیق‌تر مواد و بافت‌ها را فراهم کرده و در بهبود نتایج و کارایی در این حوزه‌ها نقش کلیدی دارد.

دستگاه‌های ایکس ری دو منبع مرسولات به عنوان یکی از پیشرفته‌ترین ابزارهای بازرسی امنیتی استفاده می‌شوند.

این دستگاه‌ها با استفاده از دو منبع پرتو ایکس و آشکارسازهای پیشرفته، امکان بررسی سریع و دقیق بار، چمدان‌ها و وسایل شخصی را فراهم می‌کنند.

استفاده از این ایکس ری امکان شناسایی ترکیبات پیچیده و پنهان‌کاری‌های هوشمندانه را فراهم می‌آورد.

نرم‌افزارهای پیشرفته این دستگاه‌ها قادر به شناسایی مواد منفجره، سلاح‌ها، و مواد مخدر به طور خودکار هستند.

از جمله این دستگاه‌ها می‌توان ایکس ری‌های XDual6040، XDual100100 و XDual180180 از سری XDual آمان اسکن را نام برد.

طراحی دو منبع در این ایکس ری‌ها امکان بررسی حجم بالایی از چمدان‌ها و بار را بدون کاهش دقت فراهم می‌کند.

از این دستگاه بیشتر در فرودگاه‌ها و گمرکات استفاده می‌شود.

این ایکس ری با بهره‌گیری از فناوری پیشرفته تصویربرداری، امنیت را افزایش داده و روند بازرسی را تسریع می‌کند.

این دستگاه‌ها به دلیل دقت و سرعت بالا به یکی از ابزارهای حیاتی در تأمین امنیت فرودگاه‌ها تبدیل شده‌اند.

ایکس ری صنعتی دو منبع (Dual-Source Industrial X-ray) فناوری پیشرفته‌ای است که از دو منبع پرتو ایکس برای بازرسی و تصویربرداری غیرمخرب (NDT) در صنایع مختلف استفاده می‌کند.

این دستگاه‌ها با استفاده از دو منبع پرتو و دو انرژی متفاوت، امکان تحلیل دقیق‌تر و جامع‌تر از ساختار داخلی مواد و اجسام را فراهم می‌کنند.

از این دستگاه در جهت شناسایی و تحلیل لایه‌های مختلف مواد، مانند فلزات و کامپوزیت‌ها و همچنین شناسایی ترک‌ها، حفره‌ها، ناخالصی‌ها و نقص‌های داخلی مواد با دقت بالا استفاده می‌شود.

دو منبع پرتو امکان تصویربرداری از زوایای متفاوت را فراهم می‌کنند و باعث کاهش زمان بازرسی و افزایش بهره‌وری می‌شوند.

این دستگاه‌ها در صنایع مختلف از جمله غذا و دارو، خودروسازی، نفت و گاز، و الکترونیک به طور گسترده‌ای برای بازرسی غیرمخرب و کنترل کیفیت استفاده می‌شوند.

با وجود هزینه‌های بالای اولیه، مزایای آن در افزایش دقت و بهره‌وری، ارزش سرمایه‌گذاری را دارد.

در دستگاه‌های ایکس ری تک منبع، پرتو ایکس از یک منبع واحد ساطع می‌شود و پس از عبور از جسم مورد بررسی، توسط یک آشکارساز دریافت می‌شود.

این نوع دستگاه‌ها به دلیل سادگی ساختار و هزینه کمتر، از محبوبیت بیشتری برخوردار هستند.

مزایای این دستگاه عبارتند از:

• هزینه کمتر: به دلیل سادگی ساختار، هزینه تولید و نگهداری این دستگاه‌ها نسبت به دستگاه‌های دو منبع، کمتر است.
• سادگی کاربری: کار با این دستگاه‌ها آسان‌تر بوده و نیاز به آموزش تخصصی کمتری دارد.
• ابعاد کوچک‌تر: دستگاه‌های تک منبع معمولاً ابعاد کوچکتری داشته و حمل و نقل آن‌ها راحت‌تر است.

معایب ایکس ری تک منبع:

• دقت کمتر: به دلیل وجود یک منبع پرتو، امکان مشاهده همزمان جسم از زوایای مختلف وجود ندارد و در نتیجه، دقت تشخیص کاهش می‌یابد.
• تضاد کمتر: در برخی موارد، به دلیل محدودیت در تنظیمات پرتو، ایجاد تضاد کافی بین اجزای مختلف جسم با چالش مواجه می‌شود.

در دستگاه‌های ایکس ری دو منبع، دو منبع پرتو ایکس به صورت همزمان از دو جهت مختلف به جسم تابیده می‌شوند.

این دو پرتو پس از عبور از جسم، توسط دو آشکارساز جداگانه دریافت شده و تصاویر حاصل از آن‌ها با هم ترکیب می‌شوند.

مزایای این دستگاه عبارتند از:

• دقت بالاتر: با استفاده از دو منبع پرتو، امکان مشاهده همزمان جسم از زوایای مختلف فراهم شده و این امر منجر به افزایش دقت تشخیص می‌شود.
• تضاد بیشتر: امکان تنظیم جداگانه پارامترهای هر یک از منابع پرتو، باعث ایجاد تضاد بیشتر بین اجزای مختلف جسم شده و تشخیص دقیق‌تر آن‌ها را ممکن می‌سازد.
• کاهش اثرات نویز: با ترکیب تصاویر حاصل از دو آشکارساز، اثرات نویز کاهش یافته و کیفیت تصویر بهبود می‌یابد.

معایب ایکس ری دو منبع:

• هزینه بیشتر: هزینه تولید و نگهداری این دستگاه‌ها به دلیل پیچیدگی ساختار، بیشتر از دستگاه‌های تک منبع است.
• پیچیدگی کاربری: کار با این دستگاه‌ها نیاز به تخصص و دانش بیشتری دارد.
• ابعاد بزرگ‌تر: دستگاه‌های دو منبع معمولاً ابعاد بزرگتری داشته و حمل و نقل آن‌ها دشوارتر است.

انتخاب بین دستگاه ایکس ری تک منبع و دو منبع، بستگی به عوامل مختلفی دارد که هر کدام به نوبه خود در تصمیم‌گیری نهایی تاثیرگذار هستند.

این عوامل عبارتند از:

1_ بودجه:

• ایکس ری تک منبع: معمولا هزینه ساخت، نگهداری و راه‌اندازی کمتری دارند.
• ایکس ری دو منبع: به دلیل پیچیدگی بیشتر و تجهیزات اضافی، هزینه بالاتری دارند.

2_ دقت مورد نیاز:

• ایکس ری تک منبع: برای کاربردهایی که به دقت بسیار بالا نیاز ندارند، مناسب‌تر هستند.
• ایکس ری دو منبع: به دلیل توانایی ایجاد تصاویر در 2 زاوبه مختلف و کاهش نویز، دقت تشخیص بالاتری دارند و برای تشخیص جزئیات کوچک بسیار مناسب هستند.

3_ ابعاد جسم مورد بررسی:

• ایکس ری تک منبع: برای اجسام کوچک‌تر مناسب‌تر هستند.
• ایکس ری دو منبع: برای اجسام بزرگ‌تر و با هندسه پیچیده مناسب‌تر هستند.

4_ نوع کاربرد:

• ایکس ری تک منبع: در بازرسی‌های ساده، کنترل کیفیت محصولات استفاده می‌شوند.
• ایکس ری دو منبع: در بازرسی‌های امنیتی دقیق، صنعت هوافضا و سایر کاربردهایی که نیاز به دقت بالا دارند، استفاده می‌شوند.

5_ سرعت اسکن:

• ایکس ری تک منبع: معمولا سرعت اسکن بالاتری دارند.
• ایکس ری دو منبع: به دلیل پردازش اطلاعات بیشتر، سرعت اسکن کمی پایین‌تر است.

در نهایت، انتخاب بین ایکس ری تک منبع و دو منبع، به نیازهای خاص هر کاربرد بستگی دارد.

به شما توصیه می‌کنیم قبل از تصمیم‌گیری، با کارشناسان ما در این حوزه مشورت کنید تا بهترین گزینه را برای نیازهای خود انتخاب کنید.

در مجموع، ایکس ری 2 منبع به عنوان یک فناوری پیشرفته و قدرتمند، نقش مهمی در بهبود کیفیت محصولات، افزایش ایمنی و ارتقای سطح زندگی ایفا می‌کند.

با استفاده از این دستگاه‌ها، فرآیند بازرسی سریع‌تر انجام می‌شود.

باعث افزایش بهره‌وری، کاهش خطاهای انسانی و افزایش دقت در صنایع مختلف می‌شود.

و همچنین با شناسایی به موقع عیوب و نواقص، از بروز حوادث و خسارات جلوگیری می‌کند.

لذا می‌توان اذهان داشت ایکس ری دو منبع با توانایی ارائه تصاویر دقیق‌تر و تحلیل جامع‌تر، جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف پیدا کرده است.

با پیشرفت فناوری، انتظار می‌رود که دستگاه‌های ایکس ری دو منبع کوچکتر، کارآمدتر و ارزان‌تر شوند.

این فناوری می‌تواند نقش مهمی در بهبود فرآیندهای صنعتی، امنیتی و پزشکی ایفا کند.

آینده این فناوری با توسعه روش‌های نوین و کاهش هزینه‌ها بسیار روشن به نظر می‌رسد.