Рентгеновский вычислительный томограф

 

Изобретение относится к радиационной дефектоскопии, а точнее к устройствам рентгеновской вычислительной томографии объектов, например, литых охлаждаемых лопаток газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: контролируемый объект несколькими веерными пучками рентгеновского излучения, создаваемыми источником в виде рентгеновской трубки и коллиматором, просвечивают на соответствующее число линейных дефекторных матриц, сигналы с которых поступают в устройство электронно- вычислительной обработки информации. Источник излучения снабжен прострельной мишенью с чередующимися вставками из поглощающего материала. Коллиматор выполнен в виде пластины с отверствиями, каждое из которых располагается напротив соответствующей вставки мишени. Детектор выполнен в виде набора линейных детекторных матриц. 1 ил.

Изобретение относится к области радиационной дефектоскопии, а точнее, к устройствам рентгеновской вычислительной томографии объектов, например, литых охлаждаемых лопаток газотурбинных двигателей (ГТД).

Известны рентгеновские вычислительные томографы, содержащие источник излучения, а также устройство электронно-вычислительной обработки и воспроизведения информации [1] В таких томографах в качестве источника излучения используется рентгеновская трубка с точечным или близким к нему фокусом, которая вместе с коллиматором создает веерный пучок излучения, используемый для контроля одного сечения исследуемого объекта. После контроля данного сечения производят перемещение контролируемого объекта по его длине для контроля следующего сечения и т.д. до полного контроля всего объекта, в связи с чем указанные томографы обладают малой производительностью контроля.

Разработанные в последнее время растровые источники рентгеновского излучения [2] по своим размерам соизмеримы с длиной контролируемого объекта, однако, в силу изотропности излучения, оказывающего вуалирующее действия на изображения сечений контролируемого объекта, они не могут быть применимы для рентгеновской вычислительной томографии.

Наиболее близким к предложенному является рентгеновский вычислительный томограф [3] содержащий располагаемый по одну сторону от объекта контроля источник излучения с коллиматором и по другую детектор излучения с устройством электронно-вычислительной обработки и подключенным к его выходу блоком воспроизведения информации, и устройство сканирования.

Недостатком такого томографа является его низкая производительность контроля.

Цель изобретения состоит в разработке рентгеновского вычислительного томографа с высокой производительностью контроля длинномерных объектов контроля, например, лопаток ГТД.

Поставленная задача решается тем, что в известном рентгеновском вычислительном томографе, содержащим располагаемый по одну сторону от объекта контроля источник излучения с коллиматором и по другую детектор излучения с устройством электронно-вычислительной обработки и подключенным к его выходу блоком воспроизведения информации и устройством сканирования, источник излучения выполнен в виде рентгеновской трубки с однострочной разверткой электронного луча и прострельной мишенью с чередующимися вставками из поглощающего материала, коллиматор выполнен в виде пластины с отверстиями, каждое из которых располагается напротив соответствующей вставки мишени, в результате чего формируется несколько параллельных веерных пучков по высоте объекта контроля, детектор излучения выполнен в виде набора линейных детекторных матриц, располагаемых на пути веерных пучков, а устройство электронно- вычислительной обработки подключено своими входами к каждому из детекторов матрицы.

Таким образом, одновременное просвечивание объекта контроля по нескольким сечениям повышает производительность операции контроля.

На чертеже изображена схема соединения блоков получения и сбора измерительных данных томографа.

Рентгеновский вычислительный томограф содержит располагаемый по одну сторону от объекта 1 контроля источник 2 излучения с коллиматором 3 и по другую детектор 4 излучения с устройством 5 электронно-вычислительной обработки и подключенным к его выходу блоком (не показан) воспроизведения информации, и устройство 6 сканирования. При этом источник 2 излучения выполнен в виде рентгеновской трубки с однострочной разверткой электронного луча и прострельной мишенью 7 с чередующимися вставками 8 из поглощающего материала, коллиматор 3 выполнен в виде пластины с отверстиями, каждое из которых располагается напротив соответствующей вставки 8 мишени, в результате чего формируется несколько параллельных веерных пучков 9 по высоте объекта 1 контроля, детектор 4 излучения выполнен в виде набора линейных детекторных матриц, располагаемых на пути веерных пучков 9, а устройство 5 электронно- вычислительной обработки подключено своими входами к каждому из детекторов 4 матрицы.

Рентгеновский вычислительный томограф работает следующим образом.

Контролируемый объект 1 несколькими веерными пучками 9 рентгеновского излучения, создаваемыми источником 2 в виде рентгеновской трубки и коллиматором 3, просвечивают на соответствующее число линейных детекторных матриц 4, сигналы с которых поступают в устройство 5 электронно-вычислительной обработки информации. Во время контроля объект с помощью манипулятора 6 (устройство сканирования) дискретно поворачивают вокруг вертикальной оси на угол 360^o.

Параллельные веерные пучки рентгеновского излучения получают следующим образом.

При включении рентгеновской трубки электронный луч периодически развертывается вдоль прострельной мишени 7 из тугоплавкого материала с высоким атомным номером, например, из вольфрама, и возбуждает в ней рентгеновское излучение в момент прохождения луча через данную точку мишени. Благодаря имеющимся в мишени 7 вставкам 8 из поглощающего материала, например, вольфрама достаточной толщины, рентгеновское излучение источника 2 испускается трубкой в виде нескольких конусных пучков с вершинами в точках мишени 7 между вставками 8. Коллиматор 3 в виде пластины с отверстиями (прорезями) формирует несколько веерных пучков излучения.

Такое выполнение рентгеновского вычислительного томографа позволяет повысить производительность контроля длиномерных объектов, типа литых охлаждаемых лопаток ГТД.

Формула изобретения

Рентгеновский вычислительный томограф, содержащий располагаемые по одну сторону от объекта контроля источник излучения с коллиматором и по другую - детектор излучения с устройством электронно-вычислительной обработки и подключенным к его выходу блоком воспроизведения информации и устройство сканирования, отличающийся тем, что источник излучения выполнен в виде рентгеновской трубки с однострочной разверткой электронного луча и прострельной мишенью с чередующимися вставками из поглощающего материала, коллиматор выполнен в виде пластины с отверстиями, каждое из которых располагается напротив соответствующей вставки мишени, в результате чего формируется несколько параллельных веерных пучков по высоте объекта контроля, детектор излучения выполнен в виде набора линейных детекторных матриц, располагаемых на пути веерных пучков, а устройство электронно-вычислительной обработки подключено своими входами к каждому из детекторов матрицы.

РИСУНКИ

Рисунок 1