Лазерный центратор для рентгеновского излучателя


 


Владельцы патента RU 2417565:

Маклашевский Виктор Яковлевич (RU)

Изобретение относится к неразрушающему контролю с использованием рентгеновского излучения и может быть применено для контроля материалов и изделий в различных отраслях машиностроения. Технический результат - устранение субъективности способа измерения расстояния до объекта, а также неопределенности значения цены деления шкалы на экране монитора, величина которой зависит от расстояния от объекта до центратора и соответствующего ему значения масштаба оптического изображения. Для этого в лазерный центратор, содержащий корпус, в котором находятся лазер, оптическая ось которого параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, два отражателя, первый из которых установлен на пересечении осей лазера и рентгеновского пучка, а второй установлен на оси лазера перед его излучающим торцом между ним и первым отражателем на расстоянии Н от центра первого отражателя, равного расстоянию от этого центра до фокуса рентгеновской трубки по оси рентгеновского пучка, сферическая линза, устанавливаемая перед излучающим торцом лазера и вторым отражателем и формирующая конический лазерный пучок, геометрические параметры которого идентичны параметрам рентгеновского пучка, по степени эллиптичности светлого диска, формируемого этим пучком на объекте, судят о перпендикулярности его поверхности оси рентгеновского пучка, телекамера, оптическая ось объектива которой совпадает с осью, проведенной из центра второго отражателя перпендикулярно оси лазера, и измерительные шкалы для количественной оценки размеров дефектов поверхности объекта и ее перпендикулярности пучку рентгеновского излучения, дополнительно введены компьютер и лазерный дальномер, установленный на корпусе центратора вне зоны распространения рентгеновского пучка, причем оптическая ось дальномера параллельна оси рентгеновского пучка, а его цифровой выход сопряжен с входом компьютера, второй отражатель выполнен с центральным отверстием Д=Дл для прохождения лазерного пучка, где Дл - диаметр этого пучка, компьютер производит автоматическое вычисление текущего значения С цены деления в плоскости объекта шкалы, располагаемой на экране дисплея или генерируемой программно, по соотношению С=Со/М, где М - общее увеличение. Со - цена деления шкалы на экране дисплея, М=Мт×Мо, где Мт=В/А - телевизионное увеличение, А и В - размеры растров ПЗС-матрицы и дисплея соответственно, Mo=F/L - оптическое увеличение, где F - фокусное расстояние объектива телекамеры, L - текущее расстояние от объекта до центратора. 1 ил.

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю с использованием рентгеновского излучения и может быть применено дл контроля материалов и изделий в различных отраслях машиностроения.

Известен лазерный центратор для рентгеновского излучателя, содержащий лазер с двусторонним выходом излучения и два отражателя, первый отражатель установлен на пересечении оптических осей лазерного и рентгеновского пучков, второй - на оптической оси выхода излучения лазера из его второго торца, средство индикации расстояния от рентгеновского излучателя до объекта, две цилиндрические линзы, установленные на оси лазера перед его торцами, первая из которых может выводиться из лазерного пучка и заменяться на сферическую линзу, формирующую конический пучок света, адекватный по структуре пучку рентгеновского излучения и создающий на поверхности объекта изображение диска, по степени эллиптических искажений формы которого судят о перпендикулярности поверхности объекта оси рентгеновского пучка с возможностью ее количественной оценки с помощью шкал на экране монитора телевизионной системы, входящей в состав центратора [1].

Недостатки данного устройства - субъективность способа измерения расстояния до объекта, а также неопределенность значения цены деления шкалы на экране монитора, величина которой зависит от расстояния от объекта до центратора и соответствующему ему значению масштаба оптического изображения. Кроме того, наличие светоделителя вызывает существенное ослабление информационных потоков оптического излучения.

Цель изобретения - устранение этих недостатков.

Для этого в лазерный центратор, содержащий корпус, в котором находятся лазер, оптическая ось которого параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, два отражателя, первый из которых из оргстекла, установлен на пересечении осей лазера и рентгеновского пучка, а второй установлен на оси лазера между его излучающим торцом и первым отражателем на расстоянии Н от центра первого отражателя, равного расстоянию от этого центра до фокуса рентгеновской трубки по оси рентгеновского пучка, сферическая линза, устанавливаемая на оси лазера на расстоянии от центра второго отражателя на расстоянии, равном фокусному расстоянию сферической линзы, с помощью которой формируется конический лазерный пучок, соосный с рентгеновским пучком, имеющий одинаковый с ним угол расхождения и формирующий на объекте изображение светлого диска, диаметр которого равен диаметру зоны объекта, просвечиваемой рентгеновским излучением, а по степени его эллиптичности судят о перпендикулярности поверхности объекта оси рентгеновского пучка, телекамера, оптическая ось объектива которой совпадает с осью, проведенной из центра второго отражателя перпендикулярно оси лазера и измерительный шкалы для количественной оценки размеров дефектов поверхности объекта и ее перпендикулярности пучку рентгеновского излучения, отличающийся тем, что дополнительно в него введены компьютер и лазерный дальномер, установленный на корпусе центратора вне зоны распространения пучка рентгеновского излучения, причем оптическая ось дальномера параллельна оси рентгеновского пучка, а его цифровой выход сопряжен с входом компьютера, второй отражатель выполнен с центральным отверстием для прохода лазерного пучка, центр этого отверстия совпадает с точкой пересечения фокальной плоскости сферической линзы с осью лазерного пучка, а его диаметр Д=Дл, Дл - диаметр лазерного пучка, компьютер производит автоматическое вычисление текущего значения цены деления шкалы, устанавливаемое на экране дисплея компьютера или формируемой программно по соотношению С=Со/М, где М - масштаб изображения, равный М=Мт×Мо, где Мт=В/А - телевизионное увеличение, А и В - размеры растров ПЗС-матрицы и экрана дисплея соответственно, Мо=F/L - оптическое увеличение, F - фокусное расстояние объектива телекамеры, L - текущее расстояние от объекта до центратора.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема центратора.

Лазерный центратор содержит рентгеновский излучатель 1, к которому прикреплен корпус 2, в котором расположены первый отражатель 3 из оргстекла, второй отражатель 4, сферическая линза 5, лазер 6, объектив-трансфокатор 8 со светофильтром 7 телекамеры с ПЗС-матрицей 9, компьютер 10 и лазерный дальномер 11. Светофильтр 7 имеет максимальное пропускание в области длин волн, излучаемых лазером 6, и предназначен для контрастирования изображений лазерных структур на объекте.

Центратор работает следующим образом.

При выведенной из лазерного пучка линзе 5 лазер 6 формирует на объекте 12 яркую точку, которая с помощью средств перемещения центратора совмещается с центром контролируемой зоны. Затем линза 5 вводится в лазерный пучок и на мониторе 13 наблюдают изображение светлого диска. Если он имеет эллиптичность, ее устраняют, совершая линейные и угловые перемещения центратора. В случае необходимости производят количественную оценку степени эллиптичности диска и/или размеров дефектов поверхности объекта с помощью измерительных шкал на экране монитора. При этом текущая цена деления этих шкал и текущее расстояние от центратора до объектива индицируется на дисплее компьютера. После завершения этих процедур приступают к рентгенографированию объекта контроля.

Приведем некоторые численные оценки расчетов цены деления измерительных шкал по вышеприведенным соотношениям.

Как правило, цена деления шкалы на экране дисплея выбирается из эргономических и технологических соображений равной Со=1 мм. Размер растра ПЗС-матриц обычно находится в диапазоне А=5-10 мм, а размер экрана монитора портативных мобильных приборов равен В=150-200 мм. Расстояние от центратора до объекта находится обычно в пределах L=3-5 м.

Фокусное расстояние объектива телекамер для формирования изображений объектов, находящихся на этих расстояниях, выбирается исходя из требований к углу поля зрения и разрешающей способности телевизионной системы и находится обычно в пределах F=50-100 мм.

Для характерных значений этих параметров А=10 мм, В=200 мм, L=5000 мм, F=50 мм будем иметь Мт=20, Мо=0,01, М=0,2 и С=Со/М=1/0,2=5 мм, т.е. 1 мм шкалы на экране соответствует 5 мм в плоскости объекта. Например, если изображение дефекта на экране дисплея занимает 20 мм (и, соответственно, 20 делений шкалы), то его истинный размер в плоскости объекта составит 100 мм для приведенных выше характерных значений параметров телевизионной системы.

Следует заметить, что формула для вычисления оптического увеличения носит приближенный характер и справедлива для соотношений фокусного расстояния объектива и расстояний от центратора до объекта, при которых L>30F, что практически всегда имеет место при радиационном контроле крупногабаритных изделий авиационной техники [2].

Литература

1. Патент РФ 2250575. Лазерный центратор.

2. Справочник конструктора оптико-механических приборов. Панов В.А. и др. Л.: Машиностроение, 1980 г., 742 с.

Лазерный центратор, содержащий корпус, в котором находятся лазер, оптическая ось которого параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, два отражателя, первый из которых из оргстекла установлен на пересечении осей лазера и рентгеновского пучка, а второй установлен на оси лазера между его излучающим торцем и первым отражателем на расстоянии Н от его центра, равного расстоянию от этого центра до фокуса рентгеновской трубки по оси рентгеновского пучка, сферическая линза, устанавливаемая на оси лазера на расстоянии от центра второго отражателя на расстоянии, равному фокусному расстоянию сферической линзы, с помощью которой формируется конический лазерный пучок, соосный с рентгеновским пучком, имеющий одинаковый с ним угол расхождения и формирующий на объекте изображение светлого диска, диаметр которого равен диаметру зоны объекта, просвечиваемой рентгеновским излучением, а по степени его эллиптичности судят о перпендикулярности поверхности объекта оси рентгеновского пучка, телекамера, оптическая ось объектива которой совпадает с осью, проведенной из центра второго отражателя перпендикулярно оси лазера и измерительный шкалы для количественной оценки размеров дефектов поверхности объекта и ее перпендикулярности к пучку рентгеновского излучения, отличающийся тем, что дополнительно в него введены компьютер и лазерный дальномер, установленный на корпусе центратора вне зоны распространения пучка рентгеновского излучения, причем оптическая ось дальномера параллельна оси рентгеновского пучка, а его цифровой выход сопряжен с входом компьютера, второй отражатель выполнен с центральным отверстием для прохода лазерного пучка, центр этого отверстия совпадает с точкой пересечения фокальной плоскости сферической линзы с осью лазерного пучка, а его диаметр Д=Дл, Дл - диаметр лазерного пучка, компьютер производит автоматическое вычисление текущего значения цены деления шкалы, устанавливаемое на экране дисплея компьютера или формируемой программно по соотношению С=Со/М, где М - масштаб изображения, равный М=Мт×Мо, где Мт=В/А - телевизионное увеличение, А и В - размеры растров ПЗС-матрицы и экрана дисплея соответственно, Mo=F/L - оптическое увеличение, F - фокусное расстояние объектива телекамеры, L - текущее расстояние от центратора до объекта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к рентгенотехнике, в частности к радиографическим сканирующим устройствам, и может быть использовано в сканирующей флюорографии, сканирующей маммографии и сканирующей таможенной интроскопии.

Изобретение относится к области ускорительной техники, в частности к мобильным импульсным ускорителям электронов и рентгеновским аппаратам. .

Изобретение относится к генераторам рентгеновского излучения, используемым для недеструктивной рентгенографии и диагностики. .

Изобретение относится к рентгенотехнике, в частности к рентгеновским генераторам моноблочного типа. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для лучевой терапии поверхностно расположенных злокачественных новообразований кожи и слизистых оболочек.

Изобретение относится к неразрушающему контролю с использованием рентгеновского излучения и может быть применено для контроля материалов и изделий радиационным методом в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к неразрушающему контролю с использованием рентгеновского излучения и может быть применено для контроля материалов и изделий радиационным методом в авиакосмической промышленности и других отраслях машиностроения

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к рентгеновским сканерам для обследований пациентов

Изобретение относится к электронным кассетам для получения рентгеновского изображения

Ускорительная трубка относится к рентгеновской технике и может быть использована в импульсном рентгеновском ускорителе для получения коротких рентгеновских высокоинтенсивных вспышек для регистрации быстропротекающих процессов в оптически плотных средах. Ускорительная трубка включает изолятор ускорительной трубки 1, контейнер изолятора 2 и герметичный изолирующий корпус 3 диодного узла ускорительной трубки с окном для вывода излучения, внутри которого находится вакуум, разделяющий катод и анод, выполненный в виде стальной трубы 4. Катод 5 выполнен в виде концентрического кольца со сквозными пазами 8 между радиально-ориентированными электродными выступами 7, количество которых не менее трех, (катод с принудительным токораспределением). Анод представляет собой анодный стержень 4, выполненный в виде державки конического вида из железа, со сферической головкой 6, выполненной в виде сферы из вольфрама. Технический результат- повышение равномерности пространственного распределения излучения и стабильности срабатывания ускорительной трубки. 2 з.п.ф-лы., 4 ил.

Изобретение относится к области рентгенотехники. Рентгеновская трубка (1) содержит катод (3), анод (5) и дополнительный электрод (7). При этом дополнительный электрод (7) выполнен так, что вследствие соударения со свободными электронами (27), исходящими от анода (5), дополнительный электрод (7) отрицательно заряжается до электрического потенциала, уровень которого находится между уровнем потенциала катода и уровнем потенциала анода. Дополнительный электрод (7) может быть пассивным, т.е. по существу электрически изолированным и не соединенным с активным внешним источником напряжения. Дополнительный электрод (7) может выполнять функцию ионного насоса, удаляя ионы из первичного электронного пучка (21), а кроме того, устраняя атомы остаточного газа в пределах корпуса (11) рентгеновской трубки (1). Для дополнительного повышения способности дополнительного электрода (7) по откачке ионов в окрестности дополнительного электрода (7) может быть установлен генератор (61) магнитного поля. Технический результат - улучшение характеристики фокусировки. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области рентгенотехники. Вращающийся анод для рентгеновской трубки содержит первый модуль, выполненный с возможностью соударения посредством первого электронного луча, по меньшей мере, второй модуль, выполненный с возможностью соударения, по меньшей мере, посредством второго электронного луча. Первый модуль и второй модуль электрически изолированы друг от друга. Раскрыта также рентгенографическая система, которая содержит анод согласно подробному описанию, главный катод для формирования электронного луча. Главный катод выполнен с возможностью формировать первый электрический потенциал, вспомогательный катод для влияния на второй электрический потенциал, при этом главный катод выполнен с возможностью отклонять электронный луч, чтобы нагревать вспомогательный катод. Кроме того, раскрыто устройство для определения электрического потенциала посредством обнаружения точки соударения электронного луча на аноде согласно подробному описанию и/или посредством обнаружения рентгеновского спектра излучения, исходящего из анода согласно подробному описанию, причем электронный луч формируется посредством катода, при этом электронный луч ударяет первый модуль анода в точке соударения, при этом электронный луч может отклоняться, причем отклоненный электронный луч ударяет второй модуль анода в точке соударения, при этом первый модуль и/или второй модуль испускают излучение. Технический результат - повышение качества рентгеновского снимка. 8 н. и 6 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к области рентгенотехники. Гентри для системы формирования изображения содержит вращающуюся раму (106), которая вращается около области исследования вокруг оси z; вторую раму (102, 104); опору (108), соединяющую с возможностью вращения вращающуюся раму (106) со второй рамой (102, 104), при этом одна из вращающейся рамы (106) или второй рамы (102, 104) подвижно соединена с опорой (108), а другая из вращающейся рамы (106) или второй рамы (102, 104) жестко соединена с опорой (108), и тормозящий компонент (112), который выборочно применяет тормоз к вращающейся раме (106).Тормозящий компонент (112) является частью бесконтактного подшипника с текучей средой, содержащего первую часть (1202), прикрепленную к вращающейся раме (106), и вторую часть (1206), прикрепленную ко второй раме (102), при этом вторая часть (1206) сцепляется с первой частью (1202) для торможения вращающейся рамы (106), при этом тормозящий компонент (112) управляется электрически управляемым клапаном (1218). 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к рентгеновской технике, в частности к рентгеновским трубкам, и может быть использовано в радиационных технологиях, неразрушающем контроле, рентгеноструктурном анализе, медицине для диагностики и терапии, а также в других областях техники. Технический результат - повышение допустимых плотностей мощности электронного потока на мишень источника рентгеновского излучения, в частности на анод рентгеновских трубок. Источник рентгеновского излучения включает генератор электронного пучка и мишень для генерации рентгеновского излучения из области взаимодействия мишени с пучком электронов, размещенную на подложке для отвода выделяемого в мишени тепла, между которыми введена алмазная пластина толщиной больше минимального размера области взаимодействия электронов с поверхностью мишени в 1/е раз, где е - 2,71, имеющая тепловой контакт с мишенью и подложкой, при этом мишень и подложка электрически связаны между собой. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх