Рентгеновская трубка Советский патент 1988 года по МПК H01J35/02 

Изобретение относится к рентгеновским трубкам для структурного анализа, а точнее к рентгеновским трубкам для измерения механических напряжений D

Цель изобретения - юбеспечение возможности использования в портативных приборах для измерения механических напряжений.

Для получения информации, достаточной для определения напряжений, необходимо в одну и ту же точку поверхности образца направить одновременно или последовательно как минимум два пучка рентгеновских лучей под углами к поверхности, отличающимися по величине (но не по знаку)„ Эта разность углов Ьф принимается обьтно равной 45-60 .

Для измерения деформации S. необходимо найти разность между углом дифракции 9ц, (J напряженного образца и углом 9о исходного состояния, т.е ь9

Тогда

QC Qg-.V- QO

M .V

- iiQ . ctg9.

Точность измерения деформадаи и, соответственно, напряжений зависит от точности измерения угла дифракции S Q „

Для получения максимальной интенсивности рентгеновской линии и высокого разращения обычно используют фо купирующую геометрию съемки, основан ную на использовании расходящегося пучка рентгеновских лучей. Фокусировка состоит в том, что рентгеновские лучи расходящимся от точечного фокус пучком падают на образец и, отразившись от него, сходятся в точке лишь в том случае, если фокус трубки,участок облучаемой поверхности и пленка для регистрации линии лежат на фокусирующей окружности

На чертеже схематично представ ле- на рентгеновская трубка, общий вид

Рентгеновская трубка имеет анодный узел в виде двух независимых анодов 1 и 2, являющихся частью корпуса 3 трубки и расположенных друг напротив друга симметрично относительно источника 4 электронов. Два выходных окна 5 расположены симметрично между плоскостями анодов о

Источник 4 электронов обеспечивает анодный ток на оба анода 1 и 2, создавая на них фокусные пятна 6 и

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

7, являющиеся источниками рентгеновского излучения о Два пучка излучения вьгходят из трубки через выходные окна 5, их оси 8 и 9 пересекаются в точке 10 о

Сходимость осей пучков обеспечивается симметричным расположением выходных окон 5 между плоскостями анодов 1 и 2, а идентичность пучков обеспечивает симметричная конструкция трубки. Трубка располагается так, что измеряемый участок объекта П в точке 10 пересечения осей пучков рентгеновских лучей наклонен под заданным углом к оси 12 трубки, дифрагированные лучи регистрируются на фотопленку.

Работа трубки в процессе измерения происходит следующим образом.

При включении питания трубки электроны под действием ускоряющего напряжения, приложенного между источником 4 электронов и корпусом 3 трубки, попадают на поверхность зеркал анодов 1 и 2 в область допусти- мых пятен 6 и 7, При этом на поверхности анодов возникает характеристическое рентгеновское излучение, соответствующее материалу зеркал анодов. Расходящиеся под заданным углом лучи выходят из корпуса трубки через бериллиевые окна 5 и пересекаются вне трубки в интервале углов 25-70 , причем оси 8 и 9 этих пучков пересекаются под углом 45-50 в точке 10 на поверхности объекта 1К В соответствии с требованиями методик ось трубки ориентируется под заданным углом к плоскости объекта, .Дифрагированные лучи регистрируются на фотопленку либо на другое детектирующее устройство, прикрепленное к корпусу трубки. После обработки пленки и измерения положения дифракционных линий соответствующие углы дифракции пересчитываются в напряжения по известной методике

Аноды ориентированы по отношению к указанной плоскости таким образом, чтобы направления максимальной интенсивности рентгеновского излучения от обоих анодов пересекались под углом 45-60 . Два выходных окна в вакуумной оболочке трубки также расположены между плоскостями анодов в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии анодов и симметрично относительно нее. Диаметры окон выбрарентгеновского

10 . Источник электронов

U13682

ны таким образом, чтобы интервал расходимости пучков вырезаемого окнами излучения не превышал

создает на

анодах фокусные пятна, являющиеся источниками рентгеновского излучения, часть которого через выходные окна выходит из трубки в виде двух идентичных пучков. Оптический размер фо- Q кусных пятен на анодах в направлении оси пучков не превышает 0,2 мм, что обеспечивает необходимую остроту дифракционных линий и позволяет ,йсИспользование Такой трубки для измерения механических напряжений позволяет отказаться от гониометрических устройств в портативных рентгеновских аппаратах для измерения механических напряжений и, кроме того , существенно упростить технику съемки и повысить надежность процесса измерения.

Габариты 10x60x60 см, длина стеклянного баллона 120 см и малый вес (0,8 кг), а также отсутствие водяного охлаждения при значительной мощпользовать максимально возможную мощ-J5 ности (40 Вт) позволяют использовать

трубку в переносных аппаратах без гониометрического устройства, что значительно упрощает конструкцию и, соответственно, стоимость прибора в целом, а также в несколько раз сокращает время проведения измерений,так как нужно проводить лишь одну съемку,

ность излучения, выделяемую на аноде.

Сходимость осей пучков излучения обеспечивается за счет того, что выходные окна расположены на заданном расстоянии симметрично между плоскостями анодов. Идентичность обоих пучков обусловлена симметричной конструкцией трубки.

Для обеспечения оптимальной гео- метрии пучков рентгеновских лучей расстояние между фокусами трубки L, расстояние между центрами окон 1 и диаметр окон d должны быть взаимно обусловлены в соответствии с нера- венством

2Kd (L - 1) п п n i

71 K- IL-TT : d -

Смысл выражения (l) состоит в том что, если в предлагаемой конструкции трубки размеры L, 1 и d выбрать в соответствии с неравенством (l), то угол расходимости пучков лучей 2 н будет превьшать 10 ,

Параметр К в выражении (1) определяется из условия пересечения осей пучков под углом 9 45-60 , Для этого расстояния от фокусного пятна до плоскости окон h и величина (L - 1) должны удовлетворять соотношению

. 2h K(L - 1),(2)

где .К ctg 1,7-2,4,

В этом случае угол сходимости осей пучков лучей йс будет находиться в оптимальном диапазоне углов 45-60 «

Использование Такой трубки для измерения механических напряжений позволяет отказаться от гониометрических устройств в портативных рентгеновских аппаратах для измерения механических напряжений и, кроме того , существенно упростить технику съемки и повысить надежность процесса измерения.

Габариты 10x60x60 см, длина стеклянного баллона 120 см и малый вес (0,8 кг), а также отсутствие водяного охлаждения при значительной мощтрубку в переносных аппаратах без гониометрического устройства, что значительно упрощает конструкцию и, соответственно, стоимость прибора в целом, а также в несколько раз сокращает время проведения измерений,так как нужно проводить лишь одну съемку

Формулаизобретення

Рентгеновская трубка, содержащая вакуумную оболочку, источник электронов и анодный узел, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности использования в портативных приборах для измерения механических напряжений, анодный узел содержит два массивных вдентич ных анода, расположенных друг напротив друга симметрично относительно плоскости, проходящей через общий источник электронов, и два выходных окна, которые расположены между плоскостями анодных зеркал, причем расстояние между фокусами L, расстояние между центрами окон 1, диаметр окон d и расстояние от фоку&а до плоскости окон h связаны соотношением

45

.,lJ,0,17,

(1+к )(L - I) - d

где параметр шением

2h

К определяется соотно ГГ::-1Г - °

Изобретение относится к рентгеновским трубкам для структурного анализа, в частности к рентгеновским .трубкам, используемым в устройствах для измерения механических напряжений, и решает задачу создания двух идентичных пучков рентгеновского излучения, оси которых пересекаются в точке, находящейся вне трубки. Цель - обеспечение возможности использования в портативных приборах для измерения механических напряжений. Рентгеновская трубка позволяет создать рентгеновскую аппаратуру для измерения механических напряжений без гониометрического устройства. Рентгеновская трубка имеет анодный - узел, представляющий собой два массивных независимых анода, располо- жед1ных друг напротив друга симметрично относительно источника электронов, который обеспечивает анодный ток на оба анода. Пучки излучения выходят из трубки через два выходных окна в вакуумной оболочке трубки, симметрично расположенных между плоскостями анодов в плоскости, перпендикулярной их плоскости симметрии. Рентгеновская трубка может быть также использована в дефектоскопии с целью определения глубины залегания дефектов. 1 ил. СО с со Од 00 1C