Рентгеновский аппарат Советский патент 1987 года по МПК H05G1/46 

134

Изобретение относится к рентгенотехнике и может быть использовано при неразрушающем контроле материа- лов и изделий.

Цель изобретения - повьшение качества и производительности контроля объектов.различной плотности тол- 1ДИНЫ.ИЛИ материала.

На фиг,1 представлена структурная схема рентгеновского аппарата; на фиг. 2 дозные характеристики; на фиг, 3 - предельная вольт-амперная характеристика рентгеновской трубки,

Рентгеновский аппарат содержит рентгеновскую трубку 1, к которой подключена цепь высоковольтного питания с регулируемым источником 2 анодного напряжения и датчиком 3 анодного напряжения (измерительным делителем) схемы определения анодной мощности, включающей датчик 4 анодного тока и блок 5 умножения, входы которого соединены.с выходами датчиков 3 и 4, а выход подключен к входу бло- ка 6 масштабирования, К катоду рентгеновской трубки 1 подключена цепь напряжения накала с регулируемым источником 7 и задатчиком 8 тока накала, на котором постоянно установлено напряжение, характеризующее предельно допустимую мощность накала трубки- I ,

Аппарат также содержит блок 9 определения мощности накала, блок 10 выбора максимальной величины, входы которого соединены с выходами блока 6 масштабирования и блока 9 определения мощности накала, а выход подключен к управляющему входу регулируемого источника 7 тока накала, блок 11 подъема напряжения, один из входов которого является входом аппарата, а выход соединен с управляющим входом регулируемого источника. 2 анодного напряжения, функциональный преобразователь 12 с селектором типа рентгеновской пленки (показан стрелками), вход которого подключен к выходу блока 11 подъема напряжения, блок 13 сравнения, один из входов которого соединен с выходом функционального преобразователя 12, а выход подключен к второму входу блока II подъема напряжения, триггер 14, один из входов которого соединен с выходом блока 13 сравнения, таймер 5 с набором фиксированных уставок времени срабатывания, вход которого

7302

подключен к выходу триггера 14, а выход соединен с входами коммутации регулируемых источников 2 и 7, Тай- мер 15 служит задатчиком плотности почернения рентгеновской пленки. За исследуемым объектом 16 установлены кассета 17 с рентгеновской пленкой и измеритель 18 м.ощности дозы, выпол- ненный, например, в виде ионизационной камеры, подключенной через усилитель 19 к второму входу блока 13 сравнения.

Блок 6 масштабирования представ- 5 ляет собой резистивный делитель напряжения, который рассчитьюается таким образом, чтобы напряжения на входах блока 10 выбора -максимальной величины бьши равны между собой при некото- 0 ром анодном напряжении Uy,

Блок 9 предназначен для измерения мощности накала рентгеновской трубки 1, При амплитудном способе регулирования накала блок 9 представляет 5 собой пиковый детектор, а при широт- но-импульсном способе - интегрирующий элемент. Напряжение на выходе блока 9 пропорционально мощности накала. ,

0 Блок 0 выбора максимальной величины представляет собой диодно-резис- тивную схему ИЛИ, напряжение на выходе которой равно максимальному из входных напрял ений.

Блок I1 подъема налряжения выполнен в виде интегратора, параметры цепи заряда и разряда которого определяют быстродействие стабилизации высокого напряжения на зафиксированном уровне, Блок 11 содержит интегрирующий конденсатор, подключенный к выходу блока 13 сравнения через диод и зарядный резистор и шунтированный разрядным резистором и транзисторным ключом, база которого является входом блока 11.

Функциональный преобразователь 2 предназначен для юрмирозанця на своем выходе функции дозовой чувстви- 0 тельности D рентгеновской пленки от высокого напряжения (Ua) на трубке (фиг,2, кривые 20 и 2Г) и может быть вьпюлнен из ряда однотипных диодно- резисторных цепочек, содержащих дио- 55 Ды, цотенциометры для задания наклона линейных участков зависимости D f (UQ,) и пороговые потенциометры, определяющие границы, этих участков, Б состав функционального преоб5

0

5

разователя 12 входит селектор типа - рентгеновской пленки, например клавишный переключатель.

Рентгеновский аппарат работает следующим образом.

При радиационном исследовании изделий контраст теневого изображения на рентгеновской пленке и состветственно выявляемость дефектов тем выше, -JQ мощности дозы формируется сигнал,возчем меньше высокое напряжение на трубке. Однако при уменьшении напряжения интенсивность излучения, прошедшего .через изделие, снижается. В этом случае для получения требуемой плотности почернения пленки необходимо увеличивать ток трубки или врем экспозиции. С другой стороны, ток трубки ограничивается предельно допус- тимьми режимами ее работы, а время экспозиции определяется чувствительностью пленки и ограничивается накоплением фона на пленке и необходимой производительностью контроля.

Для обеспечения высокого качества снимков и максимальной производительности контроля при исследовании изделий различной толщины, материала и плотности устанавливается оптимальная величина высокого напряжения с учетом предельно допустимого при этом напряжении тока трубки, что обеспечивает необходимую плотность почернения рентгеновской пленки.

Перед снимком устанавливают соот- ветствуюо ую требуемой плотности почернения рентгеновской пленки в кассете уставку времени срабатывания таймера 15 и переключают функциональный преобразователь 12 на заданный тип пленки. При этом в блоке 11 подъема напряжения транзисторный ключ открыт и интегрирующий конденсатор находится в разряженном состоянии (на фиг.1 не показан),

При включении аппарата на второй вход триггера 14 поступает импульс, устанавливающий его в исходное состояние . Одновременно этот же импульс поступает на один из входов блока 11 закрывая транзисторный ключ. Так как в начальный момент функциональный преобразователь 12 имеет на своем выходе начальное напряжение, поступающее на один из входов блока 13 сравнения, на втором входе которого сигнал равен нулю, то на выходе блока 3 имеется потенциал, которьтй начинает заряжать интегрируняций конден341730

сатор. На выходе блока 11 появляется возрастающий сигнал, который, воздействуя на регулируемый источник 2, начинает поднимать от нуля высокое напряжение на трубке 1, Начиная с некоторого напряжения, через исследуемый объект 16 проходит рентегновское излучение. На выходе измерителя 18

растающии по мере роста высокого напряжения. Как видно из зависимости D f(Ua) (фиг,2, кривые 22-24),при одном и том же анодном напряжении

доза будет вьште за объектом с меньшей толщиной d или плотностью.

Сигнал с выхода блока 11, пропорциональный анодному напряжению, поступает на вход функционального преобразователя 12, который формирует на своем выходе функцию чувствительности рентгеновской пленки от анодного напряжения на трубке 1. Эта зависимость представлена на фиг.2 кривыми 20 и 21, характеризуюп;ими изменение дозы D излучения, для получения необходимой плотности почернения, от анодного напряжения Uo, для различных типов рентгеновской пленки,

Таким образом, при подъеме высокого напряжения на трубке 1 сигналы на входах блока 13 сравнения изменяются и в момент, когда они сравнива

ются, на его выходе появляется сигнал, который останавливает рост уп

равляющего сигнала на выходе блока 11, Регулируемый источник 2 останавливает высокое напряжение на трубке 1 на зафиксированном уровне.Этот же сигнал с выхода блока 13 поступает на первый вход триггера 14 и перебрасывает его. На выходе триггера 14 формируется сигнал, который запускает таймер 15 на заданное время

срабатывания, обеспечивающее получение требуемой плотности почернения для выбранного типа пленки, Время подъема высокого напряжения в аппарате составляет несколько микросекунд, а экспозиция промьш1ленных изделий длится несколько минут. Поэтому влияние облучения пленки за время подъема высокого напряжения на качество снимка незначительно,

Предельно допустимые режимы, на KOTOpHk может работать рентгеновская трубка 1, характеризуются ее вольт- амперной характеристикой (фиг.3,кри- вая 25). При высоком напряжении,меньшем U, величина анодного тока ограничивается допустимой мощностью накала, постоянно установленной на задат- чике 8, а при напряжении, большем и - допустимой анодной мощностью.

Измерение мощности накала осуществляется с помощью блока 9, а анодной мощности - схемой,- состоящей из датчиков 3 и 4 анодного напряжения и то- ю тавка времени срабатывания таймера.

ка накала и блока 5 умножения. Сигналы с выходов датчиков 3 и 4 перемножаются в блоке 5. На его выходе вырабатывается сигнал, пропорциональный мощности, вьщеляемой на аноде трубки 1. Это сигнал через блок 6 масштабирования поступает на один из входов блока 10 выбора максимальной величины, на другой вход которого поступает сигнал с выхода блока 9. С выхода блока 10 сигнал обратной связи, равный максимальному из двух входных сигналов, поступает.на управляющий вход регулируемого источника 7 тока накала для стабилизации режимов работы трубки по мощности. При анодных напряжениях, меньших Uy ,, сигнал с выхода блока 6 сигнала с выхода блока 9. Регулируемый источник 7 осуществляет стабилизацию мощности накала трубки 1. При анодных напряжениях, больших сигнал с выхода блока 6 превышает сигнал с выхода блока 9. Регулируемый источник 7 стабилизирует анодную мощность.

Таким образом, при постоянной уставке на задатчике 8 анодный ток трубки при любом анодном напряжении соответствует предельно допустимой вольт-амперной характеристике. .

Предлагаемое устройство осуществляет стабилизацию мощности дозы за исследуемым объектом 16. Действительно если после выхода высокого напряжения на данный уровень и автоматической установки соответствующего ему предельно допустимого анодного тока мощность дозы за объектом Превышает сигнал с выхода функционального преобразователя 12, то сигналы с выхода блока 13 сравнения и, соответственно, с выхода блока 11 подъема напряжения уменьшают величину высокого напряжения на трубке 1, Устанав-55 объектов различной плотности, толщи- ливается новое значение анодного то- ны или материала, в него введены из- ка, в результате чего устанавливает- меритель мощности дозы, установлен- ся требуемая мощность дозы за иссле- ный за исследуемым объектом и через дуемым объектом,усилитель подключенньш к одному из

Таким образом, при работе с предлагаемым аппаратом оператор задает только вид функции в функциональном преобразователе, характеризующей чувствительность применяемой рентгеновской пленки, и требуемую плотность почернения этой пленки, которой соответствует фиксированная усалее рентгеновский аппарат в зависимости от толщины, плотности или материала исследуемого объекта автоматически выбирает необходимые режимы

работы - устанавливает такую величину анодного напряжения и предельно допустимый для этого напряжения анодный ток трубки, которые обеспечивают высокое качество рентгеновских снимков за заданное время, т.е. с-максимальной производительностью контроля. В результате обеспечивается полная автоматизация процесса радиационного контроля различных объектов.

Формула изобретенияРентгеновский аппарат, содержащий рентгеновскую трубку, подключенную

к ней цепь высоковольтного питания с регулируемым источником анодного напряжения, подключенную к-катоду трубки цепь напряжения накала с за- датчиком и регулируемым источником

тока накала, схему определения анодной мощности, включающую подключенные к трубке датчики анодного напряжения и тока, выходы которых подключены к входам блока умножения, выход

которого является выходом схемы определения анодной мощности и подключен .через блок масштабирования к одному из входов блока выбора максимальной величины, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого источника тока накала, блок определения мощности накала, выход которого подключен к второму входу блока выбора максимальной величины, а также блок сравнения и триггер, один из входов которого соединен с выходом блока сравнения, о Т1 ичающий- с я тем, что, с целью повьш1ения качества и производительности контроля

71341

входов блока сравнения, блок подъема напряжения, один из входов которого является входом аппарата, другой вход соединен с выходом блока сравнения, а вькод подключен к управляющему входу регулируемого источника анодного напряжения, функциональный преобразователь с селектором типа рентгеновской пленки, вход которого сое- ю динен с выходом блока подъема напря30 .8

жения, а выход подключен к второму входу блока сравнения, и задатчик плотности почернения рентгеновской пленки, выполненный в виде таймера с набором фиксированных уставок времени срабатьтания, вход которого подключен к выходу триггера, а выход соединен с входами коммутации регулируемых источников анодного напряжения и тока накала.

фуг. J

ф4/е.г

7ir m

-- T msuS&azL

-«--,„

iff

Изобретение относится к рентгенотехнике и может использоваться при неразрушающем контроле материалов и изделий. Цель изобретения - повьппе- ние качества и производительности контроля объектов различной плотности, толщины или материала. Для этого в рентгеновском аппарате использован функциональный преобразователь 12 с селектором типа рентгеновской пленки, задающий для каждого используемого типа пленки зависимость, требуемую для получения оптимального почернения рентгеновской пленки от напряжения на рентгеновской трубке 1. В аппарате осуществлены плавный подъем напряжения, работа в режиме максимально допустимой мощности и таймер- ное задание времени зкспозиции.З ил. с б (Л с со 4:: 00 о

Редактор И.Касарда

Составитель К,Конов:ов Техред И, По по ВИЧ

Заказ 4445/57Тираж 801Подписное

ВНИИПИ Государственного ком::{тега СССР

по делам изобретений к отк:р тий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, ; д., 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, 1чУжгород,. ул.Проектная 4

Корректор М.Шароши