Использование рентгена для сортировки чернослива
05.12.2016
Использование рентгена для сортировки чернослива
С кондитерского производства в адрес МосРентген Центра пришел вопрос - сможем ли мы рентгеновским методом определить, есть ли косточка в черносливе.На фабрике делают оригинальные конфеты - чернослив в шоколаде. Их любят есть дети. Иногда в конфетах попадается косточка, которую пропустили при ручной сортировке. Хорошо, если зубик натолкнется на кость и не сломается. Самый плохой случай, когда косточка внутри чернослива раздроблена и ребенок может пораниться острыми сколками косточки.
Я с энтузиазмом взялся за задачу. Обычное развлечение рентгенолога - рентгенографировать разные объекты, не относящиеся к работе.
Толщина коробки 14 см, вес 8 кг. Плотность чернослива для меня была загадкой. Также было непонятно, как отличаются плотности косточки и мякоти.
Заодно тестировался прототип рентгенаппарата ИС-1, примерно соответствующий по своим возможностям Арману 10Л6-011.
Оцифровка проводилась на Vita CR Carestream. Растр не применялся.
Первый снимок сделан на режиме 60 киловольт / 15 милиампер-секунд. По краям видна гофрированная коробка, внутри прослеживается чернослив без косточки. В середине коробки справа и слева заметно, что там чернослива меньше, однако отдельные фрукты четко не видны. У некоторых можно проследить отверстие в центре. Точно сказать, есть косточка в сливе или нет по картинке сказать невозможно.
Тот же снимок с инверсией, в позитиве (черное меняется на белое, белое на черное).
Для ориентира в левом верхнем углу положена отвертка, справа от нее на ящик положены косточки от чернослива. Косточек не видно. Режим 100 кВ/15 мАс.
То же самое в позитиве.
На всякий случай сделан снимок как при рентгене легких - 100кВ/2мАс. Рузельтат отрицательный и мутный.
Косточки выложены елочкой справа и слева от отвертки. Я их увидеть не смог.
Позитивный снимок окончательно доказал, что найти косточки чернослива в коробке при помощи рентгена невозможно.
Задачу упростили: на пластмассовую крышку выложены: слева косточки, покрытые тонкой кожицей, по центру чернослив с косточкой, справа чернослив без косточки. Ряды разграничены металлическими отверткой и шестигранным ключом. Обратите внимание на эффект засветки рядом с металлом. Рентгеновское излучение, взаимодействуя с атомом металла, выбивает с внешней орбиты электроны, при этом выделяется вторичное рентгеновское излучение с другой, более длинной волной и идущее во всех направлениях. Это наглядный пример эффекта Комптона. Часто сделать хорошую рентгеновскую картинку с металлофиксатором или эндопротезом бывает сложно.
На разных режимах абсолютных признаков найти не удалось. Позитив и сверху, и снизу.
Негатив.
Вывод: единственным признаком, указывающим на наличие косточки, является четкая линия от ее краев и острый кончик с углом примерно 30 градусов.
Можно попробовать подобрать более точно режим рентгенсъемки, чтобы эти признаки были видны максимально точно.
Экономика вопроса: сортировкой занимаются две сотрудницы, которым платят за работу 100 рублей в час. Рабочий день 8 часов. Фабрика работает 23-24 дня в месяц. В год расходы на зарплату примерно 500000 рублей. Также к расходам можно отнести очередной скандал, когда ребенок порежется острой косточкой. Видимо, проблема беспокоит руководство фабрики и с моральной, и с материальной точки зрения.
Специализированное оборудование для сортировки стоит очень дорого. Медицинский комплект может стоить от 1 миллиона рублей, окупаемость получается два года.
Когда я приступал к эксперименты, я полагал, что плотность косточки больше, чем плотность мякоти. Оказалось, наоборот - мякоть плотнее, чем косточка, и самое неудобное - их разница по плотности небольшая.
