Способ получения рентгенографического изображения семян растений

Семена размещают между источником рентгеновского излучения и приемником изображения, формируют фокусное пятно источника рентгеновского излучения размером, не превышающим 0,01 мм (микрофокусная трубка). Собственная нерезкость приемника изображения не превышает 0,2 мм. Это дает возможность снизить влияние на качество рентгеновского снимка экранной составляющей нерезкости изображения. Расстояние между семенем и приемником изображения определяют как результат произведения линейного размера чувствительной области приемника и расстояния от фокусного пятна до семени, деленного на размер семени. Использование подобной схемы съемки позволяет выявить признаки некачественного зерна, характерные размеры изображения которых не превышают 0,1 мм. 5 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству, и может быть использовано для контроля качества семян, оценки развития зародыша и эндосперма, а также для проверки семян на наличие вредителей.

В настоящее время известен способ селекционной оценки семян древесных растений (AC SU 1389701, бюлл. №15 от 23.04.88), основанный на получении рентгенограмм контролируемых семян с последующим измерением диффузионной оптической плотности изображения каждого семени на рентгенограмме и разделением семян на классы развития по этому показателю. Данный способ является наиболее близким к заявляемому изобретению и выбран в качестве прототипа.

Рентгенооптическая схема съемки по способу-прототипу представлена на фиг.1, где 1 - фокусное пятно, 2 - контролируемое семя, 3 - приемник изображения, 4 - изображение семени (коэффициент увеличения изображения семени равен 2), R1 - расстояние фокусное пятно - семя, R2 - расстояние семя - приемник изображения, Х - размер семени, Q - размер чувствительной области приемника изображения.

Семена размещают в специально изготовленных кассетах. Расстояние R1 от фокусного пятна рентгеновской трубки до кассеты равно 100 мм; R2 - от кассеты до приемника изображения, в данном случае - рентгеновской пленки, также равно 100 мм.

В качестве источника излучения для реализации указанного метода используется рентгеновская трубка БС-1 с размером фокусного пятна 1 около 0,2 мм. Коэффициент увеличения К получаемого изображения 4 контролируемого семени 2 определяется соотношением расстояний R1 и R2 на рентгеновском снимке 3, т.е. равен двум.

Очевидно, что с целью диагностики дефектов развития семени, минимальный размер дефекта, подлежащего обнаружению, должен быть не меньше величины суммарной нерезкости получаемого изображения.

В силу того, что фокусное пятно рентгеновского излучателя имеет конечные размеры, допустимая суммарная нерезкость Н рентгеновского изображения, получаемого по способу-прототипу, может быть обеспечена только при относительно небольшом геометрическом увеличении (2-3 раза).

Как известно [Рентгенотехника: Справочник. В. 2-х кн. / Под. ред. В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, 1980. - Кн.2.], нерезкость рентгеновского изображения определяется выражением

где Нг - геометрическая составляющая нерезкости, обусловленная рентгенооптической схемой съемки, Нэ - экранная составляющая, обусловленная типом усиливающего экрана приемника изображения.

Механизм образования геометрической нерезкости НГ изображения семени представлен на фиг.2, где 1 - фокусное пятно, 2 - просвечиваемое семя, 3 - приемник изображения, 4 - изображение семени, НГ - геометрическая нерезкость изображения при коэффициенте увеличения изображения К=1,5 соответственно при расстоянии от семени до приемника изображения R2, Н'Г - при коэффициенте увеличения 2 соответственно при расстоянии от семени до приемника изображения R2.

Величина НГ зависит от размеров фокусного пятна источника излучения, а также соотношения расстояний R1 и R2 и может быть рассчитана в соответствии с выражением

где dф - диаметр фокусного пятна, R1 - расстояние от фокусного пятна до объекта, R2 - расстояние от объекта до приемника изображения.

При указанных выше условиях съемки способом-прототипом (dф=0,2 мм, R2=R1=100 мм) суммарная нерезкость, даже без учета экранной составляющей, равна 0,2 мм. Соответственно минимальный размер обнаруживаемого дефекта развития семени составляет не менее 0,2 мм. Поскольку размеры изображения семени, как уже отмечалось, не могут быть увеличены более чем в два-три раза по сравнению с истинными и на снимке составляют несколько миллиметров, анализ столь малого изображения без специальных средств (лупа, микроскоп и т.д) затруднен.

В реальных условиях съемки экранная нерезкость НЭ может составлять 0,1-0,2 мм, поэтому на практике минимальный размер обнаруживаемого способом-прототипом дефекта еще больше - 0,3 мм.

Для снижения влияния экранной составляющей нерезкости Нэ и повышения тем самым качества и информативности снимков целесообразно использовать съемку небольших объектов (например, семян зерновых культур) с большими значениями коэффициента прямого геометрического увеличения изображения. В этом случае размеры дефекта на изображении будут существенно выше, чем разрешающая способность экрана.

Однако с ростом коэффициента увеличения изображения увеличивается геометрическая составляющая нерезкости Нг, обусловленная конечными размерами фокусного пятна в способе-прототипе, а также соотношением расстояний фокусное пятно - объект, объект - приемник изображения (выражение 3), и соответственно дополнительно ухудшается разрешающая способность способа.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении качества рентгеновских снимков семян путем одновременного увеличения коэффициента прямого геометрического увеличения изображения и уменьшения размеров фокусного пятна источника рентгеновского излучения.

Для достижения указанного технического результата в предлагаемом способе оценки качества семян, основанном на получении рентгенографического изображения контролируемых семян и визуальном анализе величины оптической плотности рентгенографического изображения семени, используются источник излучения с размером фокусного пятна более 0,01 мм и приемник изображения, у которого собственная нерезкость не превышает 0,2 мм. Расстояние между семенем и приемником изображения R2 определяется по выражению

где Q - линейный размер чувствительной области приемника, Х -размер семени.

Сущность заявляемого изобретения поясняется следующими иллюстрирующими материалами:

на фиг.1 - рентгенооптическая схема съемки способа-прототипа;

на фиг.2 - механизм образования геометрической нерезкости изображения;

на фиг.3 - рентгенооптическая схема съемки заявляемого способа;

на фиг.4 - снимок семени способом-прототипом (а - реальное изображение, б - оптически увеличенное изображение);

на фиг.5 - снимок семени заявляемым способом.

Способ реализуется следующим образом (фиг.3). Первоначально формируют фокусное пятно источника рентгеновского излучения 1 с определяющим размером dФ, не превышающим 0.01 мм (микрофокусная трубка), а просвечиваемое семя 2 размещают на одной оси между источником рентгеновского излучения и приемником изображения 3 с экранной составляющей нерезкости Нэ не более 0,2 мм. Фокусное пятно источника излучения 1 располагают на расстоянии R1, равном двух- трехкратному характерному размеру Х семени 2, а приемник рентгеновского излучения 3 с размером чувствительной области Q - на расстоянии R2., определяемом по выражению (4). Расстояние R2 обеспечивает такой коэффициент увеличения К, что изображение семени 4 занимает практически всю чувствительную поверхность приемника изображения 3.

Приведенные выше рентгенооптические параметры съемки взаимосвязаны и только все вместе позволяют получить указанный технический результат.

Как известно, глаз человека замечает нерезкость, если она составляет не менее 0.25 мм [Кишковский А.Н. Тютин Л.А., Есиновская Г.Н. Атлас укладок при рентгенологических исследованиях. - Л.: Медицина, 1987, стр.20]. При съемке по схеме, представленной на фиг.1, геометрическая составляющая нерезкости Нг в соответствии с выражением (2) равна размеру фокусного пятна 0,2 мм, что в сумме с экранной составляющей приводит к невозможности дальнейшего увеличения рентгеноского изображения 4 из-за недопустимого ухудшения резкости.

На фиг.4 представлен снимок зерна овса, полученный способом-прототипом (фотография оптически увеличена). Заметны неоднородности на изображении зерна, однако их идентификация представляется затруднительной.

Данный способ реализуется с помощью микрофокусного рентгеновского аппарата семейства «ПАРДУС», размер фокусного пятна которого равен 0,01 мм. При соотношении расстояний R1:R2=1:20 изображение семени будет увеличено в 20 раз, а геометрическая нерезкость НГ не превышает 0,2 мм (как и в способе прототипе).

На фиг.5 представлен снимок того же зерна овса, что и в способе прототипе, полученный предлагаемым способом (коэффициент увеличения изображения - около 20).

Снимок позволяет уверенно выявить все типичные признаки некондиционных семян (трещиноватость, прорастание, поражение насекомыми и т.д.), характерный размер которых не превышает 0,1 мм.

Способ получения рентгенографического изображения семян растений, включающий размещение просвечиваемого семени между источником рентгеновского излучения и приемником изображения, отличающийся тем, что фокусное пятно источника рентгеновского излучения формируют размером не более 0,01 мм, при этом собственная нерезкость приемника изображения не превышает 0,2 мм, а расстояние между семенем и приемником изображения R2 определяется из выражения

где Q - линейный размер чувствительной области приемника;
R1 - расстояние от фокусного пятна до семени;
Х - размер семени.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нефтехимической промышленности и может быть использовано в промысловых и научно-исследовательских лабораториях для разработки технологий увеличения нефтеотдачи пластов и при подсчете запасов нефти, оперативном контроле за разработкой нефтяных месторождений.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к рентгеновским средствам измерения толщины слоев биметаллической ленты, используемой в термометрах, терморегуляторах, и может применяться в машиностроении, энергетике и других отраслях.

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для определения антирадикальной активности веществ по способности взаимодействия их с радикалами ОН.
Изобретение относится к медицине, в частности к ортопедии, и может быть использовано для лечения больных хроническим остеомиелитом Способ включает анализ результатов биохимических, радионуклидных и рентгенологических исследований, при этом при биохимическом исследовании определяют фосфатазный индекс, системный индекс электролитов и системный индекс гликолиза, сопоставляют их с показателем степени накопления в костной ткани радиофармпрепарата и данными рентгенологических исследований и при значениях на момент завершения курса лечения: фосфатазного индекса более 13, системного индекса электролитов от 160 до 200, системного индекса гликолиза менее 50, степени накопления радиофармпрепарата от 160 до 180%, отсутствии у больного остаточных костных полостей, явлений остеосклероза и/или остеопороза судят о стойком купировании остеомиелитического процесса, при значениях: фосфатазного индекса менее 8, системного индекса электролитов более 200, системного индекса гликолиза более 70, степени накопления радиофармпрепарата от 180 до 200% на фоне явлений остеопороза и/или остеосклероза делают вывод о необходимости проведения дополнительного курса консервативного лечения, а при значениях: фосфатазного индекса от 8 до 13, системного индекса электролитов менее 160, системного индекса гликолиза от 50 до 70, степени накопления радиофармпрепарата более 220% на фоне остаточных костных полостей в сочетании с явлениями остеопороза и/или остеосклероза делают вывод о неудовлетворительном результате.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к рентгеновскому методу измерения толщины проката и химического состава его материала, и может быть использовано при контроле листового, трубного и другого проката непосредственно на станах холодной и горячей прокатки в динамике.

Изобретение относится к радиационным методам исследования. .

Изобретение относится к биотехнологии. .

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к способам оценки качества посевного материала. .

Изобретение относится к растениеводству и может быть использовано для оценки эффективности совмещения культур в смешанных бинарных посевах с участием однолетних бобовых трав.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для оценки посевных качеств семян. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, области растениеводства и предназначено для оценки зараженности семян зерновых культур (пшеница, ячмень, овес) возбудителями корневых гнилей (обыкновенной и фузариозной).
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам получения продуктов из ростков, и может быть использовано при приготовлении диетической пищи.
Изобретение относится к области сельского хозяйства /семеноведения/ и может быть использовано для определения содержания в семенном материале живых семян с целью прогнозирования их всхожести.
Изобретение относится к пищевой промышленности. .

Изобретение относится к области сельского хозяйства, преимущественно для оценки прочностных свойств семян сельскохозяйственных культур. .
Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при приготовлении пищевых проростков. .
Изобретение относится к микробиологии и растениеводству и представляет собой применение по новому назначению штамма бактерий Bacillus subtilis 11B, обладающего широким спектром антагонистической активности к фитопатогенным бактериям и грибам, для повышения всхожести семян злаковых растений в почвах, загрязненных тяжелыми металлами
Наверх