Рентгеновский аппарат

 

Изобретение относится к рентгенотехнике и может использоваться при неразрушающем контроле материалов и изделий. Цель изобретения - повьппение 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 таймерное задание времени зкспозиции.З ил. с б (Л с со 4:: 00 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„ (584 Н 05 G!/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ИИЫИ(1-.ЕЫ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3932489/24-25 (22) 19.07.85 (46) 30.09.87, Бюл. 11 -36 (7!) Научно †исследовательск институт интроскопии (72) А.И,Лисицын и И,И,Моргенштерн (53) 621,386 (088,8) (56) Выложенная заявка ФРГ и 3324537, кл. Н 05 С 1/46, 1984.

Авторское свидетельство СССР

И - 117?097, кл. Н 05 G 1/46, 1983; (54) РЕНТГЕНОВСКИЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к рентгенотехнике и может использоваться при неразрушающем контроле материалов и изделий. Цель изобретения — повьппение качества и производительности контроля объектов различной плотности, толщины или материала. Для этого в рентгеновском аппарате использован функциональный преобразователь !2 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 таймерное задание времени экспозиции.3 ил, 13417

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

Цель изобретения — повышение качества и производительности контроля объектов. различной плотности,толщины.или материала.

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

Рентгеновский аппарат содержит рентгеновскую трубку 1, к которой подключена цепь высоковольтного пита— ния с регулируемым источником 2 анодного напряжения и датчиком 3 анодного напряжения (измерительным делите- 20 лем) схемы определения анодной мощности, включающей датчик 4 анодного тока и блок 5 умножения, входы кото— рого соединены с выходами датчиков

3 и 4, а выход подключен к входу бло 25 ка 6 масштабирования. К катоду рент— геновской трубки 1 подключена цепь напряжения накала с регулируемым ис— точником 7 и задатчиком 8 тока накала, на котором постоянно установлено напряжение, характеризующее предельно допустимую мощность накала труб— ки 1, Аппарат также содержит блок 9 определения мощности накала, блок 10 выбора максимальной величины, входы которого соединены с выходами блока 6 масштабирования и блока 9 опре— деления мощности накала, а выход подключен к управляющему входу регули- 40 руемого источника 7 тока накала, блок 11 подъема напряжения, один из входов которого является входом ап— парата, а выход соединен с управляющим входом регулируемого источника 45

2 анодного напряжения, функциональный преобразователь 12 с селектором типа рентгеновской пленки (показан стрелками), вход которого подключен к выходу блока 11 подъема напряже- Б0 ния, блок 13 сравнения, один из входов которого соединен с выходом функ— ционального преобразователя 12, а выход подключен к второму входу бло— ка 11 подъема напряжения, триггер 14, один из входов которого соецинен с выходом блока 13 сравнения, таймер

15 с набором фиксированных уставок времени срабатывания, вход которого

30 2 подключен к выходу триггера )4, а выход соединен с входами коммутации регулируемых источников 2 и 7, Таймер 15 служит задатчиком плотности почернения рентгеновской пленки, За исследуемым объектом 16 установлены кассета 17 с рентгеновской пленкой и измеритель 18 мощности дозы, выполненный, например, в виде ионизациониой камеры, подключенной через усилитель 19 к второму входу блока 13 сравнения °

Блок 6 масштабирования представляет собой резистивный делитель напряжения, который рассчитывается таким образом, чтобы напряжения на входах блока 10 выбора максимальной величины были равны между собой при некотором анодном напряжении U v, Блок 9 предназначен для измерения мощности накала рентгеновской трубки 1. При амплитудном способе регулирования накала блок 9 представляет собой пиковый детектор, а при широтно-импульсном способе — интегрирующий элемент, Напряжение на выходе блока 9 пропорционально мощности накала., Блок 1О выбора максимальной величины представляет собой диодно-резистивную схему KIN напряжение на вы— ходе которой равно максимальному из

Bxодных напряжений, Блок 11 подъема налряжения выпол— нен в виде интегратора, параметры цепи заряда и разряда которого опреде— ляют быстродействие стабилизации вы— сокого 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 12 предназначен для формирования íà cBQ ем выходе функции дозовой чувстви— тельности D рентгеновской пленки от высокого напряжения (U ) на трубке (фиг.2, кривые 20 и 21) и может быть выполнен из ряда однотипных диодно— резисторных цепочек, содержащих диоды, потенциометры для задания наклона линейных участков зависимости

D = f(U ) и пороговые потенциометры, определяющие границы этих участков, Б состав функционального преоб!

34!730

4 разонателя 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 соответственно выявляемость дефектов тем вьппе, чем 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 время экспозиции. С другой стороны, ток трубки ограничивается предельно допустимыми режимами ее работы, а время экспозиции определяется чувствитель ностью 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 чстанавливается оптимальная величина высокого напряжения с учетом предельно допустимого при этом напряжении тока трубки, что обеспечивает необходимую плотность почернения рентгеновской пленки.

Перед снимком устанавливают соот— нетствующую 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 ll подъема напряжения транзисторный ключ открыт и интегрирующий конденсатор находится в разряженном состоянии (на фиг.l 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 ll закрывая транзисторный ключ, Так как н 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 13 имеется потенциал, который начинает заряжать интегрирующий конден5

".àòîð, 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 !8 мощности дозы формируется сигнал,возрастающий по мере роста высокого напряжения. 1(ак видно из зависимости

D = f(Ue) (фиг.2, кривые 22-24),при одном и том же анодном напряжении доза будет вьппе за объектом с меньшей толщиной d или плотностью, Сигнал с выхода блока 11, пропорциональный анодному напряжению, поступает на вход функционального преобразователя !2, который формирует на своем выходе функцию чувствительности рентгеновской пленки от анодного напряжения на трубке l. Эта зависимость представлена на фиг.2 криньпчи 20 и 21, характеризующими изменение дозы D излучения, для получения необходимой плотности почернения, от анодного напряжения U для различных типов рентгеновской пленки.

Таким образом, при подъеме высокого напряжения на трубке 1 сигналы на входах блока 13 сраннения изменяются и в момент, когда они сравниваются, на его выходе появляется сиг— нал, который останавливает рост управляющего сигнала на ныходе 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 нацряжения в аппарате составляет несколько микросекунд, а экспозиция промьппленных изделий длится несколько минут. Поэтому влияние облучения пленки за время подъема высокого напряжения на качество снимка незначительно.

Предельно допустимые режимы, на которых может работать рентгеновская трубка 1, характеризуются ее вольтамперной характеристикой (фиг.3 кривая 25). При высоком напряжении, мень1341730 шем U, величина анодного тока огра.— ничивается допустимой мощностью накала, постоянно установленной на задатчике 8, а при напряжении, большем

Uy — 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- )0 ка накала и блока 5 умножения, Сигналы с выходов датчиков 3 и 4 перемножаются в блоке 5, На его выходе вырабатывается сигнал, пропорциональный мощности, выделяемой на аноде труб-ки 1. Это сигнал через блок 6 масштабирования поступает на один из входов блока 1О выбора максимальной величины, на другой вход которого поступает сигнал с выхода блока 9. С выхода 20 блока 10 сигнал обратной связи, равный максимальному иэ двух входных сигналов, поступает.на управляющий вход регулируемого источника 7 тока накала для стабилизации режимов ра- 25 боты трубки по мощности. При анодных напряжениях, меньших Ug,, сигнал с выхода блока 6 меньше сигнала с выхода блока 9. Регулируемый источник

7 осуществляет стабилизацию мощности накала трубки 1. При анодных напряжениях, больших U сигнал с выхода блока 6 превышает сигнал с выхода блока 9. Регулируемый источник 7 ста— билизирует анодную мощность, Таким образом, при постоянной уставке на эадатчике 8 анодный ток трубки при любом анодном напряжении соответствует предельно допустимой вольт-амперной характеристике.

Рентгеновский аппарат, содержащий рентгеновскую трубку, подключенную

30 к ней цепь высоковольтного питания с регулируемым истсчником анодного напряжения, подключенную к катоду трубки цепь напряжения накала с задатчиком и регулируемым источником

З5 тока накала, схему определения анодной мощности, включающую подключенные к трубке датчики анодного напряжения и тока, выходы которых подклю4р которого является выходом схемы определения анодной мощности и подключен .через блок масштабирования к одному из входов блока выбора максимальной величины, выход которого сое45 динен с управляющим входом регулируека выбора максимальной величины, а

50 также блок сравнения и триггер, один с я тем, что, с целью повышения ка— чества и производительности контроля

5ч объектов различной плотности, толщи— ны или материала, в него введены измеритель мощности дозы, установлен— ный за исследуемым объектом и через усилитель подключенный к одному иэ

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 превы— шает сигнал с выхода функционального преобразователя 12, то сигналы с выхода блока 13 сравнения и, соответ— ственно, с выхода блока 11 подъема напряжения уменьшают величину высокого напряжения на трубке 1. Устанавливается новое значение анодного тока, в результате чего устанавливается требуемая мощность дозы за исследуемым. объектом.

Таким образом, при работе с предлагаемым аппаратом оператор задает только вид функции в функциональном преобразователе, характеризующей чувствительность применяемой рент— геновской пленки, и требуемую плот— ность почернения этой пленки, кото-. рой соответствует фиксированная уставка времени срабатывания таймера °

Далее рентгеновский аппарат в зависимости от толщины, плотности или материала исследуемого объекта автома— тически выбирает необходимые режимы работы — устанавливает такую величину анодного напряжения и предельно допустимый для этого напряжения анод-. ный ток трубки, которые обеспечивают высокое качество рентгеновских снимков эа заданное время, т.е. с максимальной производительностью контроля, В результате обеспечивается полная автоматизация процесса радиационного контроля различных объектов, Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я чены к входам блока умножения, выход мого источника тока накала, блок оп— ределения мощности накала, выход ко— торого подключен к второму входу блоиз входов которого соединен с выходом блока сравнения, о т л и ч а ю щ и й1341730 входов блока сравнения, блок подъема напряжения, один из входов которого является входом аппарата, другои вхоц соединен с выходом блока сравне5 ния, а выход ноцключен к управляющему входу регулируемого источника анодного напряжения, функциональный преобразователь с селекторам типа рентгеновской пленки, вход которого соединен с выхоцом блока подъема напряжения, а выход подключен к второму входу блока сравнения, и задатчнк плотности почернения рентгеновской пленки, выполненный в виде такмера с набором фиксированных уставок времени срабатывания, вход которого подключен к выходу триггера, а выход соединен с входами коммутации регулируемых источников анодного напряжения и тока накала.

И <8

1341730

Составитель К . Кононов

Текред И.Попович

Редактор И.Касарда

Корректор;: 111арощи

Тираж 801 Подписное

ВНИИПИ Государственнога кэьлте, а СССР по делам изобретений ы открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д,4/5

Заказ 4445/5У

Производственно-полиграфическое предприятие, .-,Ужгород„ ул,.Проектная 4