Система прецизионного позиционирования рентгенооптического элемента Российский патент 2021 года по МПК G21K1/00 

Изобретение относится к рентгеновскому трансфокатору (например, к известному ультракомпактному рентгеновскому трансфокатору на основе рефракционных линз) на основе рефракционных линз, а также рентгеновским трансфокаторам сходной конструкции и может быть использовано в составе конструкции трансфокатора и являться составной частью его конструкции.

Из уровня техники известно устройство для фокусировки рентгеновского излучения и гамма-излучения со стоксовой линией спектра на выходе (RU 2201631), которое включает магнитоакустический модулятор, выполненный в виде кварцевой трубки конической формы с внешней обмоткой, подключенной к высокочастотному генератору. Модулятор расположен на одной оси с источником излучения таким образом, что больший диаметр конуса направлен в сторону источника излучения, а меньший диаметр - в сторону облучаемого объекта. При прохождении излучения через модулятор происходит дифракция излучения. Переменное напряжение, подаваемое на внешнюю обмотку, действует на кристаллы трубки таким образом, что происходит увеличение или уменьшение базы по заданному временному закону. Изменение диаметра конуса по длине с изменением диаметра витков и определяет условия постоянного угла скольжения по сечению трубки, обеспечивая условие полного отражения рентгеновского или гамма-излучения.

Также известно устройство для формирования рентгеновского пучка и устройство для изгиба кристалла (RU 2260218), которое содержит два кристалла-монохроматора в бездисперсионной схеме дифракции с возможностью перемещения одного из них в направлении первичного пучка с фиксацией в двух дискретных положениях. Оба кристалла-монохроматора имеют возможность поворота для осуществления последовательной брэгговской дифракции. Устройство для изгиба кристалла содержит механизм перемещения, два неподвижных и два подвижных цилиндрических стержня, между которыми расположены оконечные части изгибаемого кристалла, оси которых смещены друг относительно друга. Неподвижные стержни опираются на верхнюю поверхность плоскопараллельной пластины в области ее торцов. К торцам пластины присоединены Г-образные кронштейны, параллельные поверхности которых контактируют с неподвижными стержнями. Параллельные поверхности торцов верхних перекладин Г-образных кронштейнов контактируют с подвижными стержнями. Пластина с Г-образными кронштейнами охвачена ломаными плечами плавающего коромысла с установленными на его концах цилиндрическими пальцами, опирающимися на поверхности подвижных стержней перпендикулярно к ним. Между нижней поверхностью пластины и средней точкой коромысла расположен механизм перемещения.

Однако данные известные решения не раскрывают систему прецизионного позиционирования рентгенооптического элемента.

Таким образом, техническая проблема заключается в создании системы прецизионного позиционирования рентгенооптического элемента.

Технический результат заключается в реализации системы прецизионного позиционирования рентгенооптического элемента.

Указанный технический результат достигается в системе прецизионного позиционирования рентгенооптического элемента включающая ламель, толкатель ламели, центральный вал, упорный вал, при этом в хвостовой части ламели расположен пружинный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с толкателем ламели, а геометрическая форма упомянутой ламели включает в себя выполнение проема для установки центрального вала, расположенного в центральной части ламели, слота для установки рентгенооптического элемента и упорной грани в передней части ламели, выполненной с возможностью взаимодействия с упорным валом.

Кроме того центральный и упорный вал по существу имеют форму отличную от прямого кругового цилиндра, при этом части боковой поверхности валов, контактирующие с ламелью имеют форму сегмента прямого кругового цилиндра или имеют цилиндрическую форму.

Система прецизионного позиционирования рентгенооптических элементов включает в себя следующие необходимые элементы: ламель, толкатель ламели, центральный вал, упорный вал.

Под рентгенооптическим элементом понимается рефракционная рентгеновская линза в оправке или без нее или сборка, состоящая из нескольких рефракционных рентгеновских линз в оправке или без нее. Сборка представляет собой две и более рефракционные рентгеновские линзы, установленных соосно в едином корпусе. За ось линзы принимается ось пучка рентгеновского излучения, проходящего через линзу линзы, установленной в пучке в рабочем положении. Также под рентгенооптическими элементами понимаются пинхоллы и прочие элементы, применяемые в рентгеновской оптике и могущие использоваться в составе трансфокатора.

Ламель может являться цельной деталью или состоять из нескольких элементов, разъемно или неразъемно соединенных между собой и по существу является прецизионным позиционером рычажного типа

Положение ламели в пространстве не определено в процессе его движения. И определяется лишь в момент его касания упорного вала и поджима толкателем.

Лишь в этот момент ламель приобретает прецизионность: сила реакции опоры центрального вала, сила прижима хвостовика и сила реакции опоры упорного вала. В этот момент положение в пространстве строго определяется благодаря принципу самоустанавливаемости.

Патентованию подлежит специальная форма ламелей - геометрическая форма, составляющая профиль ламелей, а именно, наличие образующих эту форму геометрических элементов.

Чтобы форма ламели удовлетворяла упомянутой «специальной» форме, геометрическая форма ламели должна с необходимостью содержать некоторые специфические – значимые - геометрические составляющие, каждая из которых несет функциональную нагрузку. Незначимые геометрические формы ламели, не описанные в данном патенте, могут быть произвольными.

Помимо наличия специальных геометрических форм в составе общей формы ламелей имеет значение расположение специальных форм друг относительно друга и относительно центрального вала и упорного вала (упора).

Будучи применённой в составе трансфокатора, описываемая система позволяет осуществлять позиционирование рентгенооптического элемента в пространстве с высокой точностью – осуществлять прецизионное позиционирование.

Система прецизионного позиционирования рентгенооптического элемента (ламели) представляет собой механическую систему, функцией которой является осуществление прижатия ламели к упорному валу с некоторой силой, обеспечивающее прецизионное позиционирование ламели (и рентгенооптического элемента) относительно упорного вала (упора), а также высокую точность повторяемости позиционирования ламели относительно вала в случае многократного повторения операции позиционирования.

Система прецизионного позиционирования рентгенооптического элемента включает в себя толкатель ламели, ламель, центральный вал и упорный вал. Толкатель ламели, осуществляет нажатие с некоторой силой на хвостовую часть ламели таким образом, что плоская пружина, являющаяся элементом ламели (и значимой геометрической составляющей ее формы) испытывает упругую деформацию под действием этого нажатия. Центральный и упорный валы неподвижны.

Движение толкателя может осуществляться при помощи механического, пневматического, гидравлического, электрического, электромагнитного или иного типа актуатора.

Прижатие ламелей осуществляется в положении ламели введенной в пучок - т.е. в положении, когда рентгенооптический элемент, закрепленный в ламели, введен в пучок рентгеновского излучения.

Форма ламели. Ламель представляет собой плоскую деталь, пластину, в плане имеющую сложную форму, включая специальные значимые геометрические элементы.

Перечень значимых геометрических составляющих формы ламели и их геометрические особенности:

Пружинный элемент (1) , расположенный в «хвостовой» части ламели.

В проем (2), для установки центрального вала должен устанавливаться вал, таким образом, чтобы цилиндрическая поверхность вала касалась ламели не менее чем в двух точках. Проем выполнен в «центральной» части ламели.

Слот (3) для установки рентгенооптического элемента . Рентгенооптический элемент должен быть установлен в ламель таким образом, чтобы цилиндрическая поверхность оправки рентгенооптического элемента или самого рентгенооптического элемента, касалась ламели не менее чем в трех точках, точки C, D, E на рисунке. Н – центр рентгенооптического элемента. Точки CDE принадлежат окружности с центром H.

Упорная грань (4) ламели контактирующая с упорным валом (упором). Упор представляет собой цилиндрический вал, грань ламели при этом плоская.

Как вариант, грань ламели представляет собой дугу окружности, а элемент упора, контактирующий с ламелью, имеет плоскую форму. Упорная грань расположена в «передней» части ламели. Упор контактирует с ламелью в точке F.

Формы валов. Центральный вал и упорный вал могут иметь форму, отличную от прямого кругового цилиндра, однако, части боковой поверхности валов (дуги KL и AB на рисунке, I и G – центры окружностей, которым принадлежат дуги), контактирующие с ламелью должны иметь форму сегмента прямого кругового цилиндра. В простом случае оба вала имеют цилиндрическую форму.

Формы ламели не имеют значения и могут быть произвольными, за исключением расположения точек A, B, C, D, E таким образом, чтобы функционально ламель в системе могла работать как механический рычаг. Отрезки FG и GM являются плечами рычага, а точка G является точкой опоры. Точка M – точка, в которой соприкасаются пружинный элемент ламели и прижим.

Изобретение относится к рентгеновскому трансфокатору на основе рефракционных линз, а также рентгеновским трансфокаторам сходной конструкции и может быть использовано в составе конструкции трансфокатора и являться составной частью его конструкции. Система прецизионного позиционирования рентгенооптического элемента включает ламель, толкатель ламели, центральный вал, упорный вал. Причем в хвостовой части ламели расположен пружинный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с толкателем ламели, а геометрическая форма ламели включает проем для установки центрального вала, расположенного в центральной части ламели, слота для установки рентгенооптического элемента и упорной грани в передней части ламели, выполненной с возможностью взаимодействия с упорным валом. Техническим результатом является обеспечение возможности прецизионного позиционирования рентгенооптического элемента. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система прецизионного позиционирования рентгенооптического элемента, включающая ламель, по существу являющуюся прецизионным позиционером рычажного типа и представляющую собой цельную деталь или несколько элементов разъемно или неразъемно соединенных между собой, толкатель ламели, а также центральный и упорный валы, выполненные либо в форме цилиндра, либо части их боковых поверхностей, контактирующие с ламелью, имеют форму сегмента прямого кругового цилиндра, при том, что упомянутые центральный и упорный валы имеют форму, отличную от прямого кругового цилиндра; в хвостовой части ламели расположен пружинный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с толкателем ламели, а геометрическая форма упомянутой ламели включает в себя выполнение проема для установки центрального вала, расположенного в центральной части ламели, слота для установки рентгенооптического элемента и упорной грани в передней части ламели, выполненной с возможностью взаимодействия с упорным валом.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что проем для установки центрального вала выполнен таким образом, чтобы поверхность вала касалась ламели не менее чем в двух точках.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что слот для установки рентгенооптического элемента выполнен таким образом, чтобы поверхность указанного рентгенооптического элемента касалась ламели не менее чем в трех точках.