ДВУХЭЛЕКТРОДНАЯ ИОНИЗАЦИОННАЯ КАМЕРА РЕНТГЕНОЭКСПОНОМЕТРА Российский патент 1999 года по МПК H01J47/02 

Изобретение относится к экспонометрии, преимущественно для промышленной рентгенографии материалов и изделий, в частности ионизационным камерам рентгеноэкспонометров, используемых при получении рентгеновских снимков с заданной плотностью почернения.

Известны ионизационные камеры рентгеновских экспонометров, которые располагаются перед экспонируемым фотоматериалом, в котором с целью согласования по "ходу с жесткостью" (т.е. по спектральной чувствительности в рабочем диапазоне энергий) с экспонируемым материалом, отношение толщины покрытия высокоатомного электрода, выполненного из свинца, к межэлектродному воздушному зазору обеспечивается в пределах (0,15-0,25)•10^-3 [1].

Недостатком данного метода согласования по "ходу с жесткостью" является значительное межэлектродное расстояние, что приводит к повышению геометрической нерезкости изображения контролируемого объекта.

Наиболее близким техническим решением является двухэлектродная ионизационная камера рентгеноэкспонометра с воздушным зазором, устанавливаемая за экспонируемой рентгеновской пленкой, состоящая из расположенных напротив и изолированных друг друга собирающего и высоковольтного электродов, а также охранного электрода [2].

Недостатком известного технического решения является то, что создаются трудности, обусловленные проблемой создания детектора рентгеноэкспонометра с требуемым "ходом с жесткостью" для случая расположения детектора за экспонируемым материалом.

Техническим результатом настоящего изобретения является согласование по "ходу с жесткостью" ионизационной камеры с экспонируемой рентгеновской пленкой для случая расположения ионизационной камеры за экспонируемой пленкой.

Он достигается тем, что собирающий электрод, расположенный первым по ходу пучка рентгеновского излучения, выполнен из рентгенопрозрачного изолированного материала, на который нанесено металлическое покрытие с атомным номером 28-30 (Ni, Cu, Zn), толщиной, определяемой по формуле:
h₁ =0,7 R₁/Cosf,
где R₁ - длина экстраполированного пробега фотоэлектронов в материале покрытия электрода для нижней энергии рентгеновского излучения, используемого в промышленной радиографии, но не ниже 3 кэВ;
f - угол вылета фотоэлектрона относительно направления квантов первичного пучка рентгеновского излучения, расстояние между электродами ионизационной камеры определяется по формуле:
h₂=h₁(p₁/p_возд),
где p₁ - плотность материала покрытия первого электрода;
p_возд - плотность воздуха, второй высоковольтный электрод выполнен из изоляционногого материала с нанесенным на него высокоатомным покрытием (Cd, Pb, Bi), толщиной, определяемой из условия
h₃≥R₂
где R₂ - длина пробега электронов в материале второго электрода для верхней границы энергий первичного пучка рентгеновского излучения. Кроме того, в двухэлектродной ионизационной камере рентгеноэкспонометра металлический корпус камеры выполняет роль охранного электрода.

Практически толщина металлического покрытия на собирающем электроде составляет приблизительно 1,4 мг/см², величина воздушного зазора между электродами составляет 6-10 мм, а толщина высокоатомного покрытия на высоковольтном электроде не менее 60 мкм.

На чертеже изображена предлагаемая камера. Камера состоит из металлического корпуса 1, входного окна 2 из изоляционного рентгенопрозрачного материала (типа лавсан), покрытия 3 на входном окне (собирающий электрод), выполненного путем вакуумного напыления, высоковольтного электрода 4, нанесенного на изоляционную подложку 5 (типа стеклотекстолита). Расстояние между электродами (6-10 мм) выбирается в соответствии с экстраполированной длиной свободного пробега электронов, вышедших из материала собирающего электрода 3, под воздействием рентгеновского излучения с нижней границей энергий около 20 кэВ. Электроды и корпус камеры имеют электрические выводы (на чертеже не показаны). Внутренняя полость камеры заполнена воздухом. Камера размещена за кассетой с рентгеновской пленкой 6, перед которой расположен объект 7 контроля и источник 8 рентгеновского излучения.

Устройство работает следующим образом. Кванты рентгеновского излучения от источника 8 излучения после прохождения объекта 7 контроля, кассеты 6 с экспонируемой рентгеновской пленкой и входного окна 2 камеры выбивают из покрытия 3 (первого электрода) и высоковольтного электрода 4 электроны, которые ионизируют межэлектродное пространство, заполненное воздухом. Величина заряда, обусловленного ионизацией межэлектродного пространства, определяет соответствие между требуемой экспозицией и степенью почернения рентгеновской пленки.

При выбранных толщинах и материалах первого и второго электродов и величины межэлектродного воздушного промежутка обеспечивается наилучшее согласование "по ходу с жесткостью" (спектральной чувствительности в выбранном диапазоне энергий) ионизационной камеры, расположенной за кассетой с рентгеновской пленкой.

Изобретение относится к экспонометрии и предназначено преимущественно для промышленной рентгенографии материалов и изделий, в частности к ионизационным камерам рентгеноэкспонометров, используемым при производстве снимков с заданной плотностью почернения рентгеновской пленки. Двухэлектродная ионизационная камера рентгеноэкспонометра с воздушным заполнением устанавливается за экспонируемой рентгенопленкой, содержащая собирающий высоковольтный и охранный электроды. При этом электрод ионизационной камеры, расположенный первым по ходу пучка рентгеновского излучения, выполнен из рентгенопрозрачного изоляционного материала, на который нанесено металлическое покрытие Cu, Zn или Ni толщиной 1,4 мг/см². Величина воздушного зазора между электродами составляет 6-10 мм. Второй электрод выполнен из высокоатомного металла Pb или Bi с толщиной не менее 60 мкм. Также предлагается выполнять корпус камеры металлическим в качестве охранного электрода. Технический результат заключается в согласовании по "ходу с жесткостью" ионизационной камеры с экспонируемой рентгеновской пленкой при расположении ионизационной камеры за экспонируемой пленкой. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Двухэлектродная ионизационная камера рентгеноэкспонометра с воздушным зазором, устанавливаемая за экспонируемой рентгеновской пленкой, состоящая из расположенных напротив и изолированных друг друга собирающего и высоковольтного электродов, а также охранного электрода, отличающаяся тем, что собирающий электрод, расположенный первым по ходу пучка рентгеновского излучения выполнен из рентгенопрозрачного изолированного материала, на который нанесено металлическое покрытие с атомным номером 28 - 30 (Ni, Cu, Zn), толщиной, определяемой по формуле
h₁ = 0,7R₁/Cosf,
где R₁ - длина экстраполированного пробега фотоэлектронов в материале покрытия электрода для нижней энергии рентгеновского излучения, используемого в промышленной радиографии, но не ниже 3 кэВ;
f - угол вылета фотоэлектрона относительно направления квантов первичного пучка рентгеновского излучения, расстояние между электродами ионизационной камеры определяется по формуле
h₂ = h₁ (P₁/P_возд),
P₁ - плотность материала покрытия первого электрода;
P_возд - плотность воздуха,
второй высоковольтный электрод выполнен из изоляционного материала с нанесенным на него высокоатомным покрытием (Cd, Pb, Bi) толщиной, определяемой из условия:
h₃ ≥ R₂,
где R₂ - длина пробега электронов в материале второго электрода для верхней границы энергий первичного пучка рентгеновского излучения. 2. Камера рентгеноэкспонометра по п.1, отличающаяся тем, что металлический корпус камеры выполняет роль охранного электрода.