Радиационный вычислительный томограф для исследования изделий цилиндрической и сферической формы

 

1 . РАДИАЦИОННЫЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ТОМ01ТАФ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ И СФЕРИЧЕСКОЙ , содержащий источник излучения , набор детекторов, соединенные с ним последовательно по каналу каждого детектора блоки усиления и регистрации сигналов детекторов, подключенную к блокам регистрации ЭВМ и средства перемещения изделий относительно источника и их одновременного поворота вокруг своей оси, отличающийся тем, .что, с целью повьшения производительности исследований, в томограф введены Изобретение относится к области вычислительной радиационной томографии и может применяться для неразрушающего контроля внутренней структуры изделий щишндрической или сферической формы, например, ТВЭЛов энергетических ядерных реакторов, Известны устройства вычислительной томографии для получения изобрасредства пepeкJПoчeния блоков регистрации и средства управления вводом сигналов в ЭВМ, причем выходы средств переключения блоков регистрации подключены к управляющим входам блоков регистрации, выходы которых подключены к ЭВМ через средства управления вводом сигналов. 2.Томограф по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что средства переключения блоков регистрации содержат установленные в каждом канале регист-рации дифференцирующее звено с операционным усилителем, вход которого подключен к выходу блока усиления этого канала, 3.Томограф по пп. 1, 2, о т л и (Л чающийся тем, что он содержит протяженный источник излучения, транспортный конвейер с наклонным участком, расположенным напротив протяженного источника излучения, и средства стабилизации скорости качения исследуемых изделий по наклонному участку конвейера. 00 Ф СП сд 00 -vl I . жения поперечного сечения исследуемого объекта, применяемые в медицине, В таких томографах объект контроля помещается между источником излучения и набором детекторов. Источник и детекторы укреплены на раме таким образом, что могут перемещаться относительно объекта в плоскости исследования. Измерения проводятся

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) з С 0 1 N 23/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОИЧГТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP

V ASmrCvaW ca pg mwxeV (21) 2889212/25 (22) 12.03.80 (46) 30.04.92. Бюл, Ð 16 (72) Э.10.Васильева, Л.И.Коcapes, Н.P.Êóçåëåâ и А.Н.Майоров (53) 621.386(088.8) (56) Патент Великобритании

Ф 1283915, кл. Н 5 R, опублик. 1972.

Авторское свидетельство СССР

Р 766264, кл. О 01 N 23/08, 1978. (54)(57) 1. РАДИАЦИОННИР ВЫЧИСЛИТЕЛЬHbIA ТОМОГРАФ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ И СФЕРИЧЕСКОЙ

ФОРМЫ, . содержащий источник излучения, набор детекторов, соединенные с ним последовательно по каналу каждого детектора блоки усиления и регистрации сигналов детекторов, подключенную к блокам регистрации ЭВМ и средства перемещения изделий относительно источника и нх одновременного поворота вокруг своей оси; отличающийся тем,:что, с целью повышения производительности исследований, в томограф введены

Изобретение относится к области вычислительной радиационной томографии и может применяться для неразрушающего контроля внутренней структуры изделий цилиндрической или сферической формы, например, ТВЭЛов энергетических ядерных реакторов.

Известны устройства вычислительной томографии пля получения иэобра„„SUÄÄ 845587 А 1

2 средства переключения блоков регистрации и средства управления вводом сигналов в ЭВМ, причем выходы средств переключения блоков регистрации подключены к управляющим входам блоков регистрации, выходы которых подключены к ЭВМ через средства управления вводом сигналов.

2. Томограф по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что средства пере« ключения блоков регистрации содержат установленные в каждом канале регистрации дифференцирующее звено с операционным усилителем, вход которого подключен к выходу блока усиления этого канала.

3. Томограф по пп. 1, 2, о т л ич а ю шийся тем, что он содержит протяженный источник излучения, транспортный конвейер с наклонным участком, расположенным напротив протяженного источника излучения, и средства стабилизации скорости качения исследуемьвс иэделий по наклонному участку конвейера.

I жения поперечного сечения исследуемого объекта, применяемые в медицине.

В таких томографах объект контроля помещается между источником излучения и набором детекторов. Источник и детекторы укреплены на раме таким образом, что могут перемещаться относительно объекта в плоскости исследования. Измерения проводятся! !!

Q< i ..i, у,-, н!

pjjp r,lj! i.:е О)!.)?(.: у) C. C.) !.!:! ) . ti(- !",! !? " () j "C!; );(,) 1.10(ТИ !(t) СС =; ii)-»: <1 r РК—

). I, .: с!J i ° ) 3br(Н -. !уз атЗЛ(ел(()1 . у .

;.И (Есь у;г ..!

РЕ!((ЕНН)! ЯВ.;(и.-:ТСЯ О !

<Ьу О Н(ну)!

Ha.) i QD r

ГОров ра t-. -! ()c !(t . !,:. . );),". <)ь; - уму! измерений Б <)дном .-?!)Нр);. - . -.1,—:;: (,, з...

Д= уак )! 1(Р - - Н; i,;-1:."

j3P a)I(Å ((Hc(Д!ЛЯ 11 i "(у!", ."-Г)1;) 1(О Г СЕ=,.- УУ:- (Ct

ИСТО(1 Н)! (1 . i t у: .1!:а: . . Н Ра. К: „- Tiij Я ниооаа!kj, и воз:)о;,10,,":.;.уи тени)( (3Р Q i. T3 О У У: I Т Е J I Ь Н:) - (!

1 )И! О!! (JJ)krcу(...,, i .у(, .(()1(„, jrrtgfc

НИЕМ Я-,,JTf Å. C!t(РЯД ЯЦ:,: -)М=П.-С)! .—

ТЕ)(ЬН)!()!. ТОМОГ,) Я(:), t. (;IЕ;);".!I;Н) ) (!СТО:!) ИК изГ)чения ) .(яоор детектс! )(JD,. соединенные с ((им пос<(е,доя (0 Г С д-.. О К Т О р а Jr Q K H ", С;-1 у! Е - и(я и регистрац)()(с??1 нано)3 цет«тОООН

<уоцу(!(у

НОГО HQI»t)!)(I, t-, ) у i .ОЕ! ОС) СОКЯЯ 1) О!at.<,п!() (,.:(у"." С i "J(Ь . ЗОI)c .У :,!

Рет истоаии)1 31)1(!, t-, 1е)!< т (. <3;»(с(?у, НИЯ ИЗЦЯЛ()Л1 ОТН:)CT. Т )!"- . .!C "".,. (""1)l! ", г.,: —,Е. (...,()а.— чения блоков реалист()э(ли H средства

-;(правления вводам силналов в Э7)М, ЦРИЦЕ(М « ji)ik(О(Гс(С?)Е;:ТB IIPÐ -- <ЛЮНЕНИЯ б)?Оков p(t j"k! С("!),,)у?<<(—,.—, у?т<(?(у)ены;< уу(-."= 9

I3I)IK ОЩi 1(0 !" О !)Ь<), ? 0, Н(!." -". (jtj (. ) l3(У! НЕ "" эез (. " =(:;с вя "Г >ak3J сн я ввОдом сиГ ).) (!!,, -:!-,",,< Гу! c! -,-<-.()Е,-,tt уу?ЕН)(Я

l! . у a!!! (". (СT)i!t)t Г ус"! ЯН О!13

"а -,:,о"! j-.,(.=:,)(с репjl: тр-j..HH Г tу,уГ! У3 );!KJ!(J

9, <)у );у;; у, у, ° .;(! е.; —,:,; —,,-.,-. !-(-! Я

: Ст .::; ИК HЗ;()! 7(.! Т-,.;- Нс К)P-.)(j)lj(.:ОН )Е,CTi С .у(Г?С(ОН(С((1-, ". Н;!Стк< М РЯС ."0))())У СННЬ»(М .?Я(„ )О! !iВ ПРО Гc(ii

) р ), - -.- < (j): - о

) н;! 1;, T .у!)) 1 "t rk! (;1;у(. »у! () н а(у

j!<. k!i!0 Р у(онв(зйеГ.у!О(О (с!))Оугр((

1..! .!<.. - С.".!11 . =,)О)))(j ".:!I! а I! 3 (НЕ)(H "(()(! !Н rr !: " » ),(., . (Ю . )у ч .1 . !". (.i<ÃHa,!QI,, :r!rill<„ ;:!! (.,) (,!: 1(.К (>I!! .().) 2 Hj)j() pal?el,)Т(У. - ": IIKP )!)КНОС " k(QÄQЛИЯ, -)Я! ) (:) )T(.:,(ре ?ела ." -. (Сн (to(.0

II .НО;:ОТ j jet)! it!i ) I!О; ) !» < Об -,.НЕН.! " j - " < Еl (-(Г "!!01(се I. pa тр-"- )(- Qp о. о о) :ей ра . ()Р ":-ТВО !уз )ЕК)(.)у(у-у(),- 7 -0(10-ра<))а .-) (1(о; (k(tak(0 —.3 <));де дич)ферен!ц(р !ую())е Го з в:? а 9, а у)(а;!.,?б ()си) -(т е3(м 3 I i б."(оКЗ )ЕГ:i(. r Раi!..))31 У i. О)тЕт бЫТЬ,:1;ОПОЛНИ-"

/, - .1)! - -)1,1 -0 7.- ЯНО(3 (ЕНЯ .! ИН(:Я !3 адар)у<КИ 10, <ЗДНОМ Il i)ß t)HßНТС)В КОНКРЕТНОГО

k3j.нОл:-;ения (сто(ник " и детекторы 2

7стаli013JIQIН (на накл<3нном )участке 1 . . Pc jl j<3j. ilOT t) "ОНВЕ))?ЕРЯ - !OITGJrнн ЕХу!) но сноб)кен (oco C табилизатором ) 2 !

,и j»JI(TTGi(""тпуоу(: —;твом 1. 3, бункером---3азбра)у(овп(ико (16.

845587

1О

ЗО

L=d+ -=257мм

Й

Рапиационнжt томограф работает следующим образом. Поток иззгучения от источника 1 падает на набор детекторов 2. С каждого детектора сигнал, характериэунший поток излучения, усиливается усилителем 3 и передается через средство переключения 7 в блок регистрации 4, откуда сформированный цифровой сигнал поступает в средство управления вводом, которое производит пересылку данного конкретного сигнала в соответствующую ячейек памяти ЭВИ 5. В процессе измерений иэделия катятся по транспортному конвейеру 6. При появлении изделия между источником излучения и любым детектором 2 происходит изменение сигнала детектора, которое фиксируется средством переключения 7, и го его команде включается блок регистрации 4, Весь канал регистрации работает до момента удаления иэделия иэ пучка, который также фиксируется средством переключения. Средство переключения 7 выполнено в виде дифференцирующего звена 9 с операционным усилителем. При измерении знака производной сигнала усилителя

3 происходит переключение операционного усилителя. Для измерений интенсивности излучения при отсутствии -изделий между источником и детектором, необходимого для алгоритма обработки в ЭВИ, сигнал на блок регистрации приходит с задержкой, для чего установлена дополнительно линия задержки 10.

Сформированные таким образом сигналы каждого детектора поступают в средство управления вводом 8, например коммутатор, который распределяет информацию по зонам памяти ЭВМ 5 (фиг. 2), Зоны памяти могут формироваться программно. В простейшем случае можно коммутировать сигналы от каналов детектирования "текущими" пачками, используя в качестве синхронизирующего сигнала сигнал средства переключения 7, В ЭВМ 5 происходит обработка сигналов каждой зоны памяти, и в результате получают томограммы каждого изделия.

Длина набора детекторов выбрана, исходя иэ диаметра и заданного угла поворота изделия вокруг собственной оси. При томографии наиболее часто задают угол 180 . В этом случае при перемещении вдоль всего набора детекторов каждое иэделие измеряется по всем необходимым траекториям.

Источник 1 и детекторы 2 можно расположить непосредственно на наклонном участке конвейера 6. Тогда изделия будут катиться по нему из бункера-доэатора 15, равномерность скорости их качения обеспечивается стабилизатором 12, Параллельный поток излучения, формируемый коллиматорами

f3 и 14, и равномерное качение изделий позволяет проводить измерения по параллельным траекториям, что значительно упрощает алгоритм математической обработки. По сигналу ЭВМ 5 производится включение бункера-разбраковщика 16 и удаление брака, .

Рассмотрим, например, радиационный томограф для шаровых твэлов с диаметром d = 100 мм. Заданный угол поворота изделия — Cp = ц . Требуемое число измерений,пля 1 изделия 11. =

= 2 -10 . Заданное соотношение числа измерений по углу и строке 2:1, т.е. числа измерений n = 100 по строке, m = 200 — число строк. Число де..екторов для измерений по строке 100 (т,е, в пределах диаметра иэделля), Расстояние между двумя детекторами

1 мм.

Таким образом, в наборе установ1 I. лено число детекторов И = — = 257

К штук.

Одновременно все детекторы участвуют в процессе измерения 3-4 катящихся изделий в отличие от прототипа, в котором из 600 установленных детекторов одновременно используют для измерений около 165 штук.

Использование предлагаемого радиационного томографа обеспечивает повышение производительности исследований изделий цилиндрической и сферической формы, например твэлов, за счет совмещения функций транспортирования и томографического исследования, что дало возможность создать радиационный конвейерный томограф эа счет одновременного измерения и ввода пачек сигналов от текущих наборов детекторов и их параллельной обработки, 845587

1 (К1 У

1

Z 51 / v-1 71

1! uzoen, deaden. Зизде .

Канали реецсщрации

А ониулытер еи гмалаУ

Учеи и оамяти 7УИ

845587

K,KoHoHos

Сос тавител

РеД орректоР ,декмар р дактор О ОР редак тираж изобретениям и "р /5

23 13 комитета по и, наб., д. 4 дакав, а ственного g-35 ра а "

S """ 303 в """ ра арина, в ,, жрород э

„омбинат Пат венно-издательский ком и

Производственно