Экран-преобразователь излучений



Экран-преобразователь излучений
Экран-преобразователь излучений
Экран-преобразователь излучений
Экран-преобразователь излучений
Экран-преобразователь излучений

 


Владельцы патента RU 2503973:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (RU)

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий радиографическими методами и может быть использовано в производственных и полевых условиях для обнаружения опасных материалов на контрольно-пропускных пунктах, на железнодорожных станциях, в аэропортах, таможенных службах, а также в научных исследованиях. Техническим результатом изобретения является повышение пространственного разрешения экрана-преобразователя до десятков микрометров, не зависящего от длины экрана-преобразователя и энергии излучения, уменьшение вклада в сцинтилляционный сигнал рассеянного излучения и тем самым увеличение контраста радиографического изображения, и одновременно получение изображений в различных участках спектра. Технический результат достигается тем, что в экране-преобразователе однокоординатные сцинтилляционные детекторы последовательно расположены в направлении распространения просвечивающего излучения, перекрывая сечение просвечивающего пучка, выходы однокоординатных сцинтилляционных детекторов объединены на фотоприемном устройстве так, что повторяют форму перекрываемого сечения, соединены последовательно. 5 ил.

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий радиографическими методами и может быть использовано в устройствах для обнаружения опасных материалов на контрольно-пропускных пунктах, на железнодорожных станциях, в аэропортах, таможенных службах, а также в научных исследованиях.

Известен экран-преобразователь, содержащий люминесцентный материал в матричных каналах, выполненный в виде, по крайней мере, одной микроканальной пластины, содержащей матричные каналы с непрозрачными для света стенками, заполненными люминофором, причем оси каналов перпендикулярны поверхности микроканальной пластины. Патент Российской Федерации №2391649, МПК: G01/N 23/222, 2010. Аналог.

Недостатком аналога является зависимость пространственного разрешения и контрастности экрана-преобразователя от энергии излучения и их ухудшение при увеличении длины экрана.

Известен экран-преобразователь, выполненный в виде усеченного конуса или усеченной пирамиды с расходящимися каналами транспортировки излучения, стенки которых имеют форму боковой поверхности усеченных конуса, или пирамиды, или цилиндра, или призмы, в котором каналы транспортировки излучения выполнены в виде волоконно-оптических сцинтилляторов, составленных из отрезков волокон, соединенных последовательно или параллельно, и сцинтиллирующих в различных участках оптического спектра, каналы скомпонованы в пакет в форме усеченного конуса или усеченной пирамиды. Патент Российской Федерации №2290667, МПК: G01T 1/20, G01N 23/02,2006. Прототип.

Недостатком прототипа является зависимость пространственного разрешения и контрастности экрана-преобразователя от энергии излучения и их ухудшение при увеличении длины экрана.

Техническим результатом изобретения является повышение пространственного разрешения экрана-преобразователя до сотен микрометров, уменьшение вклада в сцинтилляционный сигнал рассеянного излучения и увеличение контраста радиографического изображения, а также получение изображений одновременно в различных участках спектра излучения, падающего на экран-преобразователь.

Технический результат достигается тем, что в экране-преобразователе, в котором каналы транспортировки излучения скомпонованы в пакет, выполнены в виде волоконно-оптических сцинтилляторов, соединенных последовательно или параллельно и сцинтиллирующих в различных участках оптического спектра, указанные каналы транспортировки сгруппированы в однокоординатные сцинтилляционные детекторы, последовательно расположенные в направлении распространения просвечивающего излучения, перекрывая частично или полностью сечение просвечивающего пучка

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-5.

На фиг.1 схематически представлено устройство круглого экрана-преобразователя, где 1 - направление падающего на экран излучения, 2 - сцинтилляционный однокоординатный детектор, 3 - сцинтилляторы, входящие в состав сцинтилляционного однокоординатного детектора, составленные из отрезков сцинтиллирующих волокон и покрытые светоотражающим материалом, 4 - оптические волокна, служащие для транспортировки сцинтилляционного сигнала к фотоприемному устройству.

На фиг.2 представлен вид со стороны источника излучения экрана-преобразователя, состоящего из кольцевых однокоординатных детекторов с волокнами, сечение которых имеет форму кольцевых секторов, где 2 -сцинтилляционный однокоординатный детектор, 3 - волокна, входящие в состав сцинтилляционного однокоординатного детектора.

На фиг.3 представлен вид со стороны источника излучения экрана-преобразователя, состоящего из кольцевых однокоординатных детекторов с волокнами, сечение которых имеет форму окружности, где 2 - сцинтилляционный однокоординатный детектор, 3 - волокна, входящие в состав сцинтилляционного однокоординатного детектора.

На фиг.4 представлен экран-преобразователь, состоящий из однокоординатных детекторов с волокнами, сечение которых имеет форму прямоугольника (в частном случае квадрата), слева - вид со стороны источника излучения, справа - вид сбоку, где 2 - сцинтилляционный однокоординатный детектор, 3 - волокна, входящие в состав сцинтилляционного однокоординатного детектора, 5 - позиционно-чувствительные фотоприемные устройства на боковой поверхности однокоординатных детекторов.

На фиг.5 в качестве примера реализации представлена блок-схема одного из вариантов устройства для регистрации радиографического изображения, где 6 - экран-преобразователь в виде набора пространственно разнесенных и последовательно расположенных однокоординатных сцинтилляционных детекторов в направлении распространения просвечивающего излучения, однокоординатные сцинтилляционные детекторы составлены из отрезков волокон, соединенных последовательно, причем пространственное разрешение каждого волокна определено его сечением, 7 - волоконно-оптический кабель, 8 - анализатор оптического спектра, например оптическая призма, 9 - один или несколько оптических объективов, переносящих изображения, полученные в различных участках оптического спектра, на одно или несколько фотоприемных устройств, 10 - фотоприемные устройства (ПЗС-матрицы или фотоприемник на основе пластин аморфного кремния), 11 - электрический кабель, 12 - устройство управления работой регистратора и обработки радиографического изображения (персональный компьютер), 13 - устройство визуализации изображения (монитор).

Сцинтилляционные однокоординатные детекторы 2 расположены вдоль направления распространения излучения 1, прошедшего через исследуемый объект. Это излучение 1 вызывает сцинтилляционные вспышки в отдельных сцинтилляторах 3. В зависимости от типа сцинтиллятора 3, в котором произошло взаимодействие, эта вспышка происходит в соответствующем участке оптического спектра. Свет от сцинтилляционной вспышки попадает на вход оптического волокна 4 и транспортируется по нему к анализатору спектра 8, в котором оптический спектр вышедшего из сцинтиллятора 3 излучения пространственно разлагается на составляющие.

Один или несколько оптических объективов 9 переносят свет в соответствующем оптическом диапазоне на элемент фотоприемного устройства 10, однозначно соответствующий сцинтиллятору 3, в котором произошла эта сцинтилляционная вспышка.

Когда нет возможности использовать сцинтилляционные детекторы из отрезков волокон, излучающих в различных участках оптического спектра, или требуется точное измерение спектра падающего излучения, измерение спектра производят по пространственному распределению оптического излучения, возникающего в волокнах, вдоль направления распространения излучения с помощью позиционно-чувствительных фотоприемников, располагаемых на боковой поверхности однокоординатных сцинтилляционных детекторов (Фиг.4).

Радиографическое изображение возникает в результате сцинтилляционных вспышек в различных сцинтилляторах 3 и накопления их сигнала в фотоприемном устройстве 10. По окончании накопления изображения или после импульса излучения изображение, накопленное в фотоприемном устройстве 10, считывают по электрическому кабелю 11 в компьютер 12, где обрабатывают и выводят на монитор 13.

Форма поверхности, перекрываемой экраном-преобразователем, определяется задачами дефектоскопии. При исследовании кольцевых структур эта форма может быть кольцевой.

Для того чтобы потери чувствительной поверхности на зазоры между волокнами были минимальны, сечения волокон имеют форму кольцевых секторов (фиг.2). Потери чувствительной поверхности на зазоры минимальны в случае, когда экран-преобразователь составлен из линейных однокоординатных детекторов, перекрывающих площадь в форме прямоугольника, с волокнами прямоугольного сечения (фиг.4).

Разбиение экрана-преобразователя на однокоординатные детекторы и разнесение их в пространстве приводит к тому, что доля заряженных частиц и частиц рассеянного излучения, которые попадают в один из элементов экрана-преобразователя, уменьшается по сравнению со сплошным экраном-преобразователем, скомпонованных в пакет в форме конуса, усеченной пирамиды или призмы. Эта доля определена телесным углом, под которым элемент виден из точки первоначального взаимодействия. В свою очередь телесный угол определен размером элемента и расстоянием до точки взаимодействия.

Экран-преобразователь, в котором каналы транспортировки излучения выполнены в виде волоконно-оптических сцинтилляторов, соединенных последовательно или параллельно и сцинтиллирующих в различных участках оптического спектра, каналы скомпонованы в пакет, отличающийся тем, что каналы сгруппированы в однокоординатные сцинтилляционные детекторы, последовательно расположенные в направлении распространения просвечивающего излучения, перекрывая частично или полностью сечение просвечивающего пучка.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано при детектировании ионизирующего излучения и для создания источников белого света на основе нитридных гетеропереходов. Предложена гибкая (самонесущая) поликарбонатная пленка, наполненная неорганическими люминофорами из твердых растворов алюминатов и силикатов редкоземельных элементов.

Использование: для регистрации различных видов ионизирующих излучений, в том числе альфа-частиц, в ядерной физике для контроля доз и спектрометрии указанных излучений, в космической технике, медицине, в устройствах, обеспечивающих контроль, в промышленности.

Изобретение относится к сцинтилляционной технике, прежде всего к эффективным, быстродействующим сцинтилляционным детекторам. Описан способ получения прозрачной керамики, заключающийся в том, что предварительно в металлический порошкообразный цинк добавляют металлический порошкообразный магний, далее газофазным методом проводят синтез порошка для получения гранул в форме тетраподов и имеющих трехмерную наноструктуру, содержащую оксид магния в количестве 0,5-2,3 мас.%, затем полученную смесь подвергают горячему прессованию при температуре 1100-1200°C и давлении 100-200 МПа.

Изобретение относится к области нейтронных детекторов, а именно сцинтилляционных нейтронных детекторов для дозиметрического контроля поверхностного загрязнения персонала, радиационных портальных мониторов и систем контроля радиационной обстановки.

Изобретение относится к детектору излучения и использованию светоотражающего материала в детекторе излучения. .

Изобретение относится к области радиационных детекторов и более конкретно - к радиационному детектору, который содержит сцинтиллятор. .

Изобретение относится к области техники обнаружения электромагнитного излучения, а более конкретно к обнаружению гамма-излучения в ходе сканирования с радионуклидной визуализацией.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к диагностике излучения различных импульсных источников гамма-излучения. .

Изобретение относится к физике высокотемпературной плазмы и может найти применение в управляемом термоядерном синтезе. Сущность изобретения заключается в том, что способ измерения электронной температуры термоядерной плазмы, включающий операции, заключающиеся в том, что поток рентгеновских квантов из установки пропускают через средства детектирования, включающие фильтрующие элементы, причем в качестве средств детектирования используют две низковольтные ионизационные камеры (НИК), на входе одной из которых помещают алюминиевый фильтрующий элемент, который выполняют толщиной 10-20 мкм, сигналы с НИК подают на один общий анод, при этом на катоды одной из НИК подают постоянное смещение величиной +15 B, а на другую - переменное напряжение - меандр амплитудой ±15 B и полученные сигналы используют для определения показателей прозрачности фильтра для излучения данного спектрального состава для соотнесения с определяемой температурой термоядерной плазмы.

Изобретение относится к полупроводниковой микроэлектронике. Сущность изобретения: в способе диагностики полупроводниковых эпитаксиальных гетероструктур, включающем сканирование образца в условиях брэгговского отражения в пошаговом режиме, производимом путем изменения угла падения рентгеновского луча, использование рентгеновской однокристальной дифрактометрии с немонохроматическим, квазипараллельным пучком рентгеновских лучей и позиционно-чувствительным детектором, рентгеновскую трубку и детектор устанавливают относительно углового положения характеристического пика θ от одной из систем кристаллографических плоскостей гетероструктуры на угол θ1=θ±(0.5°÷4°), по отклонению положения интерференционного пика тормозного излучения на шкале детектора от угла падения рентгеновского луча определяют погрешность положения образца, с учетом полученной погрешности независимым перемещением устанавливают трубку в положение Δθ, при котором ось симметрии между трубкой и детектором перпендикулярна к выбранной системе кристаллографических плоскостей, при таком положении трубки проводят пошаговое сканирование в диапазоне углов, характеризующих выбранную систему кристаллографических плоскостей, независимым перемещением устанавливают трубку на угол Δθ1=Δθ±(0.2°÷1°), выводя максимум тормозного пика за границы характеристического пика, затем проводят пошаговое сканирование всех слоев гетероструктуры, оставляя неизменным угловое положение характеристического пика от системы кристаллографических плоскостей путем перемещения шкалы детектора, и определяют угловые положения пиков от всех слоев гетероструктуры.

Изобретение относится к способу изготовления вала для турбины и/или генератора посредством сварного соединения и к валу, изготовленному упомянутым способом. Осуществляют удаление по меньшей мере с одной стороны основной ограничивающей круговой поверхности соответственно одной центральной части соответствующего элемента (5) вала относительно оси вращения (2) для получения соответственно одной открытой полости (11) по меньшей мере в одном цилиндре (3) в пределах оставшегося трубообразного ребра (13).

Изобретение относится к неразрушающим методам определения количественного состава полимерных композиционных материалов, в частности к определению величины содержания связующего и наполнителя при пропитке волокнистого длинномерного материала связующим, и может найти применение в авиационной, судостроительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к технике обнаружения взрывчатых веществ, в частности к системам обнаружения и идентификации взрывчатых веществ на входе в здание, и может быть использовано для обнаружения взрывчатых веществ в различных закрытых объемах и на теле человека, находящегося в местах массового скопления людей.

Изобретение относится к технике высоких давлений и может быть использовано для разнообразных научных исследований, в частности для изучения состояния вещества при сверхвысоких давлениях и температурах в связи с реконструкцией строения глубинных частей Земли, а также для изучения фундаментальных физических свойств вещества.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к способам определения электрофизических параметров искусственных киральных материалов, применяемых при изготовлении отражающих покрытий, волноведущих и излучающих структур СВЧ-диапазона.

Изобретение относится к области радиационной техники, а именно к способам бесконтактного контроля технологических параметров различных производственных процессов, например измерения уровня или плотности веществ в различных емкостях, основанным на определении изменения интенсивности потока ионизирующего излучения после его взаимодействия с контролируемым веществом.

Изобретение относится к области анализа материалов радиационными методами и может быть использовано для определения концентрации серы в нефти и нефтепродуктах непосредственно в технологических трубопроводах на потоке.

Использование: для измерения поверхностной плотности преимущественно гетерогенных грунтов. Сущность изобретения заключается в том, что детектируют и регистрируют плотность потока гамма-квантов, рассеянных на электронах атомов вещества при взаимодействии потока первичного гамма-излучения источника ионизирующего излучения с материалом грунта и определяют плотность грунта по зарегистрированной плотности потока гамма-квантов, при этом детектор и гамма-источник предварительно удаляют от поверхности грунта на такое расстояние, при котором во всем диапазоне измерения поверхностной плотности имеет место прямая (возрастающая) зависимость между зафиксированной детектором интенсивностью рассеянного грунтом излучения гамма-источника и поверхностной плотностью контролируемого грунта и, одновременно, погрешность измерения поверхностной плотности, обусловленная неоднородностью рельефа гетерогенного грунта, имеет допустимое значение. Технический результат: повышение точности при измерении поверхностной плотности преимущественно гетерогенных грунтов. 4 ил.
Наверх