Изучение X-Ray технологии
Использование рентгеновского контроля ли ваш продукт загрязнения, свободной и упакованы надлежащим образом.
Рентгеновской технологии играют важную роль в проверке пищевой, фармацевтической, химической и других упакованных продуктов. Например, в производстве пищевых продуктов, систем рентгеновского контроля поможет обеспечить чистоту продукта и упаковки целостность надежно выявления посторонних предметов, сканирование и неисправные продукции, выявления пустот пакет, подтверждающий заполнения уровней, проверка массы и анализа содержанием жира.
В этой статье рассматриваются кабинет рентгеновские системы - что они, как они работают, что они могут (и не может) делать, и соображения безопасности, связанные с их использованием.
Как показано на рисунке 1, в самом сердце системы кабинета рентгеновской рентгеновский генератор и детектор массива устанавливается в корпус призванные свести к минимуму рентгеновского излучения. Кабинет также предотвращает доступ к внутренней части корпуса. Кроме того, сегодняшнее государство-оф-современные рентгеновские аппараты используют сложные алгоритмы для оптимального обнаружения. Другие функции включают внешние разъемы USB для общения и поиска неисправностей. Кабинет рентгеновские аппараты могут быть установлены на конвейерные линии, которые движутся упакованных продуктов и сыпучих материалов, или по трубопроводам (рис. 2).
Большинство кабинет рентгеновской системы работают на очень низких уровнях энергии (от 50 до 70 кэВ) с целью улучшения оборудования обеспечивают долговечность и с высоким разрешением изображения. Высшее энергии можно записать через небольшие посторонние предметы, которые могут присутствовать. Когда изделие плотной (например, блок сыр), higherenergy (120 кэВ) системы оправданным, с тем чтобы лучше фотоны проникают в продукт.
Высоковольтных цистерн, используемых в кабинете рентгеновские аппараты должны храниться в холодном месте, чтобы обеспечить долговечность труб в этом сообщении. Это может быть достигнуто путем погружения рентгеновских трубок на нефть и предоставления внешних вентиляторов, или с помощью насоса распространить масла через радиатор. Радиатор системы добавляет к цене, но такие системы полностью изолированы и пригодны для использования в пыльных или стоки условиях.
Кроме того, простой, недорогой подход к охлаждения вентилятор устанавливается на корпус. Однако этот метод не может быть использована в пыльных или стоки условиях. Промежуточных выбор вихревых кулера. Эти охладители устанавливаются на верхней части корпуса и полностью закрыты, так что система может быть использована в стоки окружающей среды. Недостатком этой конструкции является более высокая начальная стоимость, а также более высокие эксплуатационные расходы для сжатого воздуха.
Рентгеновского видения в действии
Машина кабинет рентгеновской использует излучение малой энергии проникнуть в продукт, что позволяет адаптивного алгоритма автоматического отказа от спецификации продукта. Как показано на рисунке 3, Х-лучи направляются в тонких fanshaped луч, который коллимированного (например, соответствие) для проверки продуктов на ремне или в трубопроводе. Коллимированного пучка вентилятора направлен на детектор (кремния массив фотодиодов), как передал материал проходит через собрания.
Когда изделие проходит через луч, серого изображение генерируется (рис. 4). Каждое изображение состоит из точек, каждая из которых присваивается значение в диапазоне от 0 для черного (плотной части продукта) до 255 белый (менее плотные). Стрелкой на рис 4а указывает на пиксель полутоновые значение 150.
Алгоритмы использования серого значения пикселей ", чтобы создать гистограмму, которая изображает число пикселей каждого значения. На рисунке 4, b, 19 пикселей имеют значение 255, 1 имеет значение 240, 4 215, и так далее, вплоть до пикселей со значением 69 представляющие плотной области продукции.
Большинство загрязняющих веществ, таких как металл, стекло или камень, более плотные, чем продукт сканируется. Здесь небольшие (около 1 0,5 мм диаметром.) Стекло (красная точка) загрязняет продукт, его серого значение 6. Это значительно ниже 69-255 диапазон, который был создан в качестве нормального для данного продукта. Программное обеспечение системы интерпретирует вне диапазона значение как аномалия и посылает сигнал, который приводит в действие автоматический отказ от некондиционных продуктов.
Жидкие эмульсий и суспензий в трубопроводах могут быть проверены таким же образом. Система обнаружения малых изменений плотности продукта, которые указывают загрязнения или отклонение от общепринятых спецификаций. Это активизирует клапан 3-ходовой шаровой, обеспечивая точное отказ от примесей.
Кабинетная система X-лучей позволяет производителю работает тыс. мест или фунтов продукт через процесс проверки на заражение, а также для:
* Отсутствии - путем измерения серого различия в рентгеновского изображения, технология может определить, если какой-либо продукт отсутствует в пакете (рис. 5)
* Ущерб - серого алгоритм может быть предназначен для измерения измельченных или поврежденной продукции, которые не могут быть обнаружены путем взвешивания, а тех, даст те же результаты для хорошего продукта и плохой продукт (рис. 6)
* Сумма - машина может рассчитывать пункты в пакете и отмежеваться от тех, которые не имеют правильный номер (рис. 7)
* Сопутствующие материалы - если пакет должен содержать буклет (например, инструкции), машина может определить, является ли брошюра была включена и убедитесь, что он находится в правильном положении (рис. 8).
Загрязняющих веществ обнаружения
Одной из важных функций кабинета рентгеновской систем обнаружения загрязнения. Рентгеновский аппарат будет обнаруживать посторонние предметы, такие как металл, осколки представлен сломанной умирает таблетка машины прессы. Загрязняющие вещества могут быть выявлены в нескольких направлениях, в том числе серого изображения, как обсуждалось выше или атомный вес.
Так, например, продуктов питания и фармацевтических препаратов состоит главным образом из углерода, водорода и кислорода. Металл, стекло и кальцинированные кости выявляются загрязняющих веществ, поскольку они имеют атомные номера выше, чем у исходных материалов проверки.
Обычные детекторы металла могут быть затронуты ненадлежащее дизайн конвейер, фольга упаковки жидких, проводящих продуктов и окружающего шума, что они не влияют рентгеновских аппаратов. Многие пищевые продукты и фармацевтические препараты продаются в фольге упаковки, что делает нецелесообразным металлоискателя, однако, рентгеновская система может быть эффективным методом для проверки этих видов продукции.
Рентгеновской технологии не обнаруживает всякого рода загрязнений. Например, он не может обнаружить некоторые виды пластика, волос, насекомых или дерева, так как они имеют схожие атомной макияж и немного серого разница.
Безопасность
Прежде чем обсуждать рентгеновского безопасности, важно понимать некоторые основные термины:
* Выдержка против дозы. Экспозиция сумму ионизирующего излучения, что поражает, живущих или неживой материал. Доза количество излучения, поглощенной энергии. Доза может относиться либо к поглощенной дозы, что количество энергии, на хранение на единицу массы или эквивалентные дозы, поглощенной дозы скорректирована с учетом относительной биологического действия вида излучения измеряется.
* Рентген (R) является подразделением воздействия ионизирующего излучения; это означает силу ионизирующего излучения. Один рентген количество рентген-лучей, необходимых для производства ионы, несущие один электростатическая единица электрического заряда в одном кубическом сантиметре сухого воздуха при нормальных атмосферных условиях.
* Рентген поглощенная доза (рад) является основной единицей поглощенной дозы облучения. Дозы 1 рад до объекта означает, что каждый грамм объект получил 100 эрг энергии, т. е. 1 рад = 100 эрг / г.
* Рентген эквивалентной человек (бэр) является основной единицей эквивалентной дозы, он относится поглощенной дозы в тканях человека в биологическое действие излучения. Не все излучение имеет тот же биологический эффект, даже для такого же количества поглощенной дозы.
Рентгеновского излучения измеряется в миллирентген (мР). Выбросов из 1 результатов мР в дозе около 1 millirem (мбэр).
Продуктами и лекарствами США (FDA) установило максимальный предел воздействия выбросов из кабинета рентгеновских аппаратов на 0,5 мР / ч в любой точке 5 см от наружной поверхности устройства (21 CFR 1020,40). Большинство кабинет рентгеновские аппараты излучают на уровнях, которые значительно ниже. При таком низком уровне, большинство государств не требуют обслуживающего персонала, чтобы носить индивидуальные средства для мониторинга.
Для исправления этого в перспективе, при полете в коммерческих самолета на высоте 30,000-40,000 м, 1 подвергается около 3-4 мР / ч от космической радиации. Другие источники естественные излучения определенных пород или глинистых отложений, содержащих элементы радона, урана и тория. Антропогенных источников излучения включить аэропорт, медицинская и стоматологическая рентгеновских лучей, проекционные телевизоры, и табачные изделия, большинство из которых имеют уровень выбросов, которые намного превышают уровни излучаемый кабинет рентгеновских аппаратов.
Объекты сканируется кабинет рентгеновские аппараты обычно получают дозы облучения в 1 millirad (мрад) или меньше. Минимальная доза излучения, используемого для сохранения продуктов питания или уничтожения патогенных 30000 рад. Таким образом, при правильном использовании рентгеновских систем не будут нарушать или облучение продуктов.
Проектирование и строительство рентгеновские системы регулируются центр FDA для приборов и радиологического состояния (CDRH). Раздел 40 ("Кабинет рентгеновской системы") от 21 CFR 1020, "Эксплуатационные требования к ионизирующей радиации испуская Продукты", требует много средств безопасности (рис. 9). Сталь покрытия и шторы, которые служат в качестве защиты и предотвращения практически все излучение выходов из системы корпус, должен присутствовать. Кроме того, двери должны быть оборудованы предохранительными блокировками, которые отключите питание генератор рентгеновского, если они открыты; как безотказного механизма блокировки есть две схемы прохождении через них. Высокая видимости башни света необходимо указать, когда X-лучи генерируются. Наконец, кнопка аварийной остановки, доступные с обеих сторон машины, и переключатель с ключом локаут отключить системные добавить еще один уровень безопасности.
Рентгеновское оборудование должно быть зарегистрировано в соответствии с государственными и местными нормами. Компании, которые используют систему кабинет рентгеновской должны разработать программы по безопасности ревизии, эксплуатации и аварийных процедур, а также программы обучения персонала. Офицер радиационной безопасности и другие "ответственные лица" (как определено в стандарте), должны быть обозначены, а некоторые штаты требуют записи обслуживающего персонала воздействия сохранить.
Выбор системы рентгеновского контроля
Чтобы определить, кабинетная система рентгеновского подходит для вашего приложения, важно хорошо понимать возможности этой технологии и ограничений, обсуждаются здесь.
Рассмотрим тестирование продукта, который многие производители предлагают потребителям на безвозмездной основе. Предоставляя рентгеновского производителя с образцами своей продукции, вы можете узнать, какие машины могут в действительности сделать для вас. Это также выгодно иметь производителя поведения завод обследование, чтобы понять всю сферу применения.
Чтобы сделать хороший выбор, следующие факторы (в частности) следует рассматривать как: является ли продукт упакован в фольгу, количество имеющихся площадей; типов иностранных мат объектов, как можно ожидать, и цены.
Большинство производителей предлагают широкий спектр систем на различных расходов для обработки различных приложений. Цены кабинета рентгеновские системы приблизительно от $ 50000 до более чем $ 100000. Фактические затраты зависят от уникальных потребностей процесса и конфигурации системы.
RAY Сперджен
Eriez
RAY Сперджен, JR., Является Product Manager - инспекционные системы для Eriez Magnetics (2200 Асбери Rd., Эри PA 16506, телефон: (814) 835-6298, E-почта: <A HREF = "mailto: rspurgeon@eriez.com "> <rspurgeon@eriez.com />), где он отвечает за все аспекты рентгеновского дивизии, в том числе приложений, FDA и нормативных требований, технических презентаций, а также торговый представитель подготовки. С 1995 года он работал на различных должностях в этом разделе, в том числе помощник менеджера продукта и технических торгового представителя. Он имел множество белых работ, опубликованных по безопасности пищевых продуктов и иностранных обнаружения объекта. Он присутствовал на Penn State Беренд колледж, Ганнон университет, и Эдинборо университет, где изучал промышленный менеджмент, продажи и маркетинг. Он также закончил курсы радиационной безопасности при радиационной безопасности Академии.
