ЛАЗЕРНЫЙ ЦЕНТРАТОР ДЛЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ Российский патент 2004 года по МПК G01N23/02 H05G1/02 

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

Известен лазерный центратор для рентгеновского излучателя, содержащий корпус, расположенный в нем лазер с двусторонним выходом излучения, оптическая ось которого параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, два отражателя, первый из которых установлен на пересечении оптической оси лазера с осью рентгеновского пучка, а второй установлен на оптической оси выхода излучения лазера вне проекции на нее выходного окна рентгеновского излучателя с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости, задаваемой оптической осью лазера с осью рентгеновского пучка, и средство индикации фокусного расстояния в виде указателя со шкалой, закрепленной на корпусе центратора, центратор снабжен двумя цилиндрическими линзами, установленными на оптической оси лазера поперек каждого его выходного пучка с возможностью вращения вокруг оптической оси лазера и формирующими на объекте изображения светящихся полос, угол между которыми изменяется при вращении одной из линз, а угловые размеры плоских расходящихся лазерных пучков, формируемых цилиндрическими линзами, соответствуют углу расхождения рентгеновского пучка. При этом измерение расстояния до объекта производится при параллельном расположении полос на объекте за счет их совмещения при вращении второго отражателя, а контроль совмещения центра контролируемой зоны с осью рентгеновского пучка - при ортогональном расположении полос, образующих на объекте святящееся перекрытие, центр которого совпадает с осью рентгеновского пучка [1].

Недостаток устройства - разделение во времени операций наведения оси рентгеновского пучка на центр зоны контроля и измерения расстояния до объекта из-за необходимости вращения одной из цилиндрических линз.

Кроме того, нахождение первого отражателя непосредственно в рентгеновском пучке в зоне его высокой концентрации вблизи фокуса рентгеновской трубки приводит к его деформации за счет нагрева рентгеновским пучком и появлению различных дефектов структуры, проецируемых на рентгенограмму с большим увеличением и проявляющихся в виде артефактов, затрудняющих расшифровку изображения объекта.

Цель изобретения - устранение этих недостатков.

Для этого первый отражатель смещается по оси лазера по ходу луча на расстояние Н≥(D/2), где D - диаметр сечения рентгеновского пучка плоскостью, проходящей через ось лазера и перпендикулярной оси рентгеновского пучка, дополнительно в оптическую схему введен светоделитель, расположенный на оси лазера под углом 45° перед его первым выходным торцом на расстоянии Н≥(D/2) от оси рентгеновского пучка, первый дополнительный отражатель, установленный под светоделителем на оси под углом 45°, проходящей через его центр к перпендикулярной оси лазера на расстоянии Н≥(D/2) от оси лазера, причем плоскость светоделителя первого дополнительного отражателя параллельна, второй дополнительный отражатель, установленный на оси, параллельной оси рентгеновского пучка, расположенный в вертикальной плоскости, проходящей через эту ось на расстоянии Н≥(D/2) от нее, в точке пересечения этой оси с вертикальной плоскостью, проходящей через ось лазера, причем нормаль к центру этого отражателя находится в вертикальной плоскости, проходящей через ось рентгеновского пучка, и наклонена под углом 45° к ней в сторону объекта, третья цилиндрическая линза, установленная между светоделителем и первым дополнительным отражателем на оси, соединяющей их центры в положении, при котором формируемый ею плоский расходящийся лазерный луч после отражений от второго и третьего дополнительных отражателей распространяется в вертикальной плоскости, проходящей через ось рентгеновского пучка и ортогональной плоскости распространения плоского пучка лучей, формируемого первой цилиндрической линзой и первым отражателем.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлены схема устройства (фиг.1а) и схема формирования лазерного перекрытия на объекте (фиг.1б).

Лазерный центратор содержит рентгеновский излучатель 1, к которому крепится корпус 2 с расположенным в нем лазером 3 с двухсторонним выходом излучения, оптическая ось которого параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, первый отражатель 4, распложенный на оси лазера под углом 45° к ней на расстоянии Н≥(D/2) от оси рентгеновского пучка по ходу лучей, второй отражатель 5, установленный на оси лазера за его вторым выходным торцом с возможностью вращения относительно вертикальной оси, проходящей через его центр, цилиндрические линзы 9 и 10, установленные на оси лазера соответственно перед его входным и выходным торцами с возможностью вращения вокруг оси лазера, светоделитель 8, установленный на оси лазера под углом 45° к ней перед первым выходным торцом лазера на расстоянии Н≥(D/2) от оси рентгеновского пучка, первый дополнительный отражатель 7, установленный на оси, перпендикулярной оси лазера и проходящей через центр светоделителя на расстоянии Н≥(D/2) от этого центра, второй дополнительный отражатель 6, установленный под углом 45° на оси, параллельной оси рентгеновского пучка, проходящей на расстоянии Н≥(D/2) от нее в точке ее пересечения с осью, параллельной оси лазера и проходящей через центр первого дополнительного отражателя, третья цилиндрическая линза 11 расположена между светоделителем 8 и отражателем 7 на оси, соединяющей их центры, и установлена в положении, при котором формируемый ею плоский расходящийся лазерный пучок после отражения от отражателей 6 и 7 распространяется в вертикальной плоскости, проходящей через ось рентгеновского пучка и ортогональной плоскости распространения плоского пучка, формируемого линзой 9 и отражателем 4.

При этом на объекте формируется изображение лазерного перекрытия, центр которого совпадает с точкой пересечения объекта осью рентгеновского пучка (см. фиг.1б).

Линза 10 и отражатель 5 формируют на объекте изображение вертикальной полосы, перемещающейся параллельно вертикальной полосе перекрытия при вращении отражателя 5. В момент совмещения этих полос производится отсчет расстояния до объекта по шкале 13 устройства индикации с помощью указателя 12, связанного с отражателем 5.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент РФ 2106619. Лазерный центратор для ретнгеновского излучателя.

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий с использованием рентгеновского излучения. Лазерный центратор содержит лазер, оптическая ось которого параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, первый и второй отражатели, установленные соответственно перед первым и вторым выходными торцами лазера, две цилиндрические линзы, установленные соответственно между выходными торцами лазера и отражателями. Введены светоделитель, установленный на оси лазера под углом 45° к ней на расстоянии H≥(D/2) от рентгеновского пучка, первый дополнительный отражатель, установленный на оси, перпендикулярной оси лазера и проходящей через центр светоделителя, на расстоянии H≥(D/2) от него, второй дополнительный отражатель, установленный под углом 45° на оси, параллельной оси рентгеновского пучка и проходящей на расстоянии H≥(D/2) от нее, в точке пересечения этой оси с осью, параллельной оси лазера и проходящей через центр первого дополнительного отражателя, третью цилиндрическую линзу, расположенную между светоделителем и первым дополнительным отражателем на оси, соединяющей их центры, таким образом, что плоский расходящийся лазерный пучок распространяется в плоскости, проходящей через ось рентгеновского пучка перпендикулярно плоскости лазерного пучка, формируемого первой цилиндрической линзой и первым отражателем. Обеспечивается устранение разделения во времени операции наведения оси рентгеновского пучка на центр зоны контроля и измерения расстояния до объекта. 2 ил.

Лазерный центратор для рентгеновского излучателя, содержащий корпус, расположенный в нем лазер с двухсторонним выходом излучения, оптическая ось которого параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, два отражателя, первый из которых установлен на оптической оси лазера перед его первым выходным торцом, обращенным к выходному окну рентгеновского излучателя, второй установлен на оптической оси лазера перед его вторым выходным торцом вне проекции на нее выходного окна рентгеновского излучателя с возможностью его поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости, задаваемой оптической осью лазера и осью рентгеновского пучка, средство индикации фокусного расстояния в виде указателя со шкалой, закрепленной на корпусе центратора, две цилиндрические линзы, установленные на оптической оси лазера с возможностью вращения вокруг нее и расположенные соответственно между выходными торцами лазера и отражателями, причем фокус линз выбирается из соотношения f=h/tgα, где h - радиус лазерного пучка, α - угол излучения рентгеновского пучка, отличающийся тем, что первый отражатель установлен на оси лазера вне зоны проекции на него выходного окна рентгеновского излучателя на расстоянии H≥(D/2) от оси рентгеновского пучка по ходу луча, дополнительно центратор содержит светоделитель, установленный на оси лазера под углом 45° к ней на расстоянии H≥(D/2) от оси рентгеновского пучка, первый дополнительный отражатель, установленный на оси, перпендикулярной оси лазера и проходящей через центр светоделителя, на расстоянии H≥(D/2) от центра светоделителя, второй дополнительный отражатель, установленный под углом 45° на оси, параллельной оси рентгеновского пучка и проходящей на расстоянии H≥(D/2) от нее, в точке пересечения этой оси с осью, параллельной оси лазера и проходящей через центр первого дополнительного отражателя, третью цилиндрическую линзу, расположенную между светоделителем и первым дополнительным отражателем на оси, соединяющей их центры, и установленной в положении, при котором формируемый ею и дополнительными отражателями плоский расходящийся лазерный пучок распространяется в плоскости, проходящей через ось рентгеновского пучка перпендикулярно плоскости распространения плоского лазерного пучка, формируемого первой цилиндрической линзой и первым отражателем.