Устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка и система контроля рентгеновского излучения
Изобретение раскрывает устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка и систему контроля рентгеновского излучения. Устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка содержит модуль детектирования интенсивности пучка и модуль обработки данных, при этом модуль детектирования интенсивности адаптируется таким образом, что он облучается рентгеновским пучком и посылает детектирующий сигнал, модуль обработки данных соединяется с модулем детектирования интенсивности, чтобы принимать детектирующий сигнал и выводить сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка, причем сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка включает в себя сигнал дозиметрического контроля рентгеновского пучка и сигнал коррекции яркости рентгеновского пучка. Технический результат - возможность одновременно выполнять дозиметрический контроль и контроль яркости рентгеновского пучка, таким образом улучшая эффективность обслуживания устройства контроля интенсивности рентгеновского пучка и повышая точность контроля интенсивности рентгеновского пучка. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области применения рентгеновского излучения, и в частности, относится к устройству контроля интенсивности пучка рентгеновского излучения и системе контроля рентгеновского излучения.
Уровень техники
В рентгеновской системе контроля устройством излучения рентгеновских лучей является главным образом электронный ускоритель или рентгеновская трубка. Устройство для излучения рентгеновских лучей и детекторная матрица, адаптированная для приема рентгеновских лучей, размещается с обеих сторон проверяемого объекта. При нормальных обстоятельствах рентгеновский пучок, излучаемый устройством для излучения рентгеновских лучей, содержит рабочий пучок, непосредственно падающий на детекторную матрицу, и избыточный пучок, падающий на наружную сторону детекторной матрицы.
Рентгеновский пучок обычно имеет веерообразную форму, причем пучок веерообразной формы перпендикулярен земле, и ширина рабочего пучка в указанном веерообразном пучке, падающем на детекторную матрицу, в общем, требуется такой, чтобы она была приблизительно равной ширине детекторной матрицы. По этой причине между устройством для излучения рентгеновских лучей и детекторной матрицей часто располагается коллиматор. Коллиматор адаптируется таким образом, чтобы экранировать избыточный пучок в рентгеновском пучке. Когда объект инспектируется, коллиматор располагается между устройством для излучения рентгеновских лучей и инспектируемым объектом.
Обычно, интенсивность рентгеновского пучка контролируется с помощью дозиметрического контроля и контроля яркости рентгеновского пучка. Дозиметрический контроль означает отслеживание мощности дозы рентгеновского пучка, оценивая, превышает ли мощность дозы регламентированное значение дозы, и если ответ положительный, посылает сигнал дозиметрического контроля для выполнения таких операций, как сигнал тревоги, или прекращение подачи электроэнергии для устройства излучения рентгеновских лучей и т.п. Контроль яркости означает получение величины флуктуационных изменений интенсивности рентгеновского пучка в пределах каждого периода измерений и передачу сигнала коррекция яркости, для того чтобы скорректировать величину, полученную детекторной матрицей, с тем чтобы получить более точную информацию об инспектируемом объекте.
Устройство дозиметрического контроля и устройство контроля яркости рентгеновского пучка являются общими в системе контроля рентгеновского излучения, и оба устройства независимо существуют в системе контроля рентгеновского излучения в нормальных условиях.
Система контроля рентгеновского излучения и устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка из предшествующего уровня техники иллюстрированы ниже и в качестве примера используется электронный ускоритель, применяемый в качестве устройства для излучения рентгеновских лучей системы контроля рентгеновского излучения.
Устройство дозиметрического контроля из предшествующего уровня техники включает модуль детектирования, причем модуль детектирования обычно непосредственно размещается на выходе рентгеновского пучка электронного ускорителя и при этом располагается в корпусе коробки электронного ускорителя. Рентгеновские лучи непосредственно проникают через чувствительный объем модуля детектирования и облучают инспектируемый объект.
Способ контроля, реализуемый устройством контроля яркости из предшествующего уровня техники, состоит в том, чтобы получать сигнал яркости, используя избыточный детектор в области верхнего края веерообразного пучка на детекторной матрице контроля рентгеновского излучения и посылать сигнал коррекции яркости для коррекции величины, полученной детекторной матрицей.
В процессе применения настоящего изобретения автор настоящего изобретения выяснил, что указанный предшествующий уровень техники имеет следующие недостатки:
В устройстве дозиметрического контроля предшествующего уровня техники интенсивность рентгеновского пучка теряется из-за необходимости прохождения через чувствительный объем детектирующего модуля, а именно, детектируемый чувствительный объем оказывает влияние на интенсивность рентгеновского пучка и структуру энергетического спектра, показывающего на инспектируемый объект. Кроме того, поскольку электронный ускоритель является установкой с большим током, в то время как детектирующий модуль устройства дозиметрического контроля является инструментом со слабым током, детектирующий модуль является очень чувствительным к электромагнитному излучению электронного ускорителя и обычно может обеспечивать только информацию о усредненной дозе в пределах определенного периода времени, например, за несколько секунд. В системе контроля рентгеновского пучка, чтобы гарантировать безопасность, если доза рентгеновского пучка больше, чем регламентированное пороговое значение, должна быть прекращена подача электропитания к устройству излучения рентгеновских лучей настолько быстро, насколько это возможно. Таким образом требуется, чтобы устройство дозиметрического контроля обеспечивало надежные и точные измерения, но для устройства дозиметрического контроля из предшествующего уровня техники трудно реализовать эти требования.
В устройстве контроля яркости предшествующего уровня техники избыточный детектор детекторной матрицы является чувствительным к помехе отраженного сигнала, механической деформации и другим факторам инспектируемого объекта. Кроме того, когда устройство для излучения рентгеновских лучей является электронным ускорителем, интенсивность рентгеновского пучка на направлении «главного пучка» (т.е. направлении электронного пучка) рентгеновского пучка является большой, при этом чем больше прилежащий угол положения с направлением «главного пучка», тем слабее интенсивность рентгеновского пучка и эта интенсивность в области, где располагается избыточный детектор, обычно является слабой, для того чтобы в конечном счете оказать влияние на результат контроля.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание устройства контроля интенсивности рентгеновского пучка и системы контроля рентгеновского излучения, которые могут улучшить эффективность обслуживания устройства контроля интенсивности рентгеновского пучка. Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение системы контроля рентгеновского излучения, в которой результат контроля интенсивности рентгеновского пучка системы контроля рентгеновского излучения является более точным и надежным.
Первый аспект настоящего изобретения представляет устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка, включающее в себя модуль детектирования интенсивности и модуль обработки данных, при этом модуль детектирования интенсивности выбирается таким образом, что он облучается рентгеновским пучком и посылает детектирующий сигнал, модуль обработки данных соединяется с модулем детектирования интенсивности, чтобы принимать детектирующий сигнал и выводить сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка, причем сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка включает в себя сигнал дозиметрического контроля рентгеновского пучка и сигнал коррекции яркости рентгеновского пучка.
Кроме того, устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка включает в себя множество модулей детектирования интенсивности, при этом множество модулей детектирования интенсивности соединяются с тем же самым модулем обработки данных.
Кроме того, модули детектирования интенсивности, соответственно, являются независимо герметизированными.
Кроме того, модуль обработки данных включает в себя интегрирующий усилитель и устройство для преобразования сигнала, интегрирующий усилитель соединяется с модулем детектирования интенсивности, чтобы принимать детектирующий сигнал и выводить сигнал напряжения, при этом устройство для преобразования сигнала соединяется с интегрирующим усилителем, чтобы принимать сигнал напряжения и выводить сигнал дозиметрического контроля, а также сигнал коррекции яркости.
Кроме того, устройство для преобразования сигнала включает в себя компаратор напряжения и аналогово-цифровой преобразователь, при этом компаратор напряжения соединяется с интегрирующим усилителем, чтобы принимать сигнал напряжения и выводить сигнал уровня, который используется в качестве сигнала дозиметрического контроля, а аналогово-цифровой преобразователь соединяется с интегрированным усилителем, чтобы принимать сигнал напряжения и выводить цифровой сигнал, который используется в качестве сигнала коррекции яркости.
Кроме того, модуль детектирования интенсивности является сцинтилляционным детектирующим модулем или модулем детектирования газа.
Кроме того, модуль детектирования интенсивности является сцинтилляционным детектирующим модулем, причем сцинтилляционный детектирующий модуль включает в себя сцинтиллятор, фотодатчик и экранирующий слой. Один конец сцинтиллятора соединяется с фотодатчиком, а экранирующий слой располагается на периферии фотодатчика.
Второй аспект настоящего изобретения обеспечивает систему контроля рентгеновского излучения, включающую в себя устройство для излучения рентгеновских лучей, детекторную матрицу и устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка, при этом устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка является устройством контроля интенсивности рентгеновского пучка по любому пункту в первом аспекте настоящего изобретения.
Кроме того, рентгеновский пучок, излучаемый устройством для излучения рентгеновских лучей, включает в себя рабочий пучок, излучаемый на детекторную матрицу, и избыточный пучок, излучаемый на область, расположенную снаружи от детекторной матрицы, при этом модуль детектирования интенсивности устройства контроля интенсивности рентгеновского пучка располагается между устройством для излучения рентгеновских лучей и детекторной матрицей, чтобы облучаться избыточным пучком и отправлять детектирующий сигнал.
Кроме того, система контроля рентгеновского излучения дополнительно включает в себя коллиматор, а модуль детектирования интенсивности располагается между устройством для излучения рентгеновских лучей и коллиматором.
В соответствии с тем, что устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка и система контроля рентгеновского излучения обеспечиваются первым и вторым аспектами настоящего изобретения, устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка включает в себя модуль детектирования интенсивности и модуль обработки данных, при этом модуль детектирования интенсивности выбирается таким образом, что он облучается рентгеновским пучком и передает детектирующий сигнал, модуль обработки данных соединяется с модулем детектирования интенсивности, чтобы принимать детектирующий сигнал и выводить сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка, причем сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка включает в себя сигнал дозиметрического контроля рентгеновского пучка и сигнал коррекции яркости рентгеновского пучка, таким образом устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка может одновременно выполнять дозиметрический контроль и контроль яркости, которые улучшают эффективность обслуживания устройства для контроля интенсивности рентгеновского пучка.
Третий аспект настоящего изобретения обеспечивает систему контроля рентгеновского излучения, включающую в себя устройство для излучения рентгеновских лучей, детекторную матрицу и устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка, при этом рентгеновский пучок, излучаемый устройством для излучения рентгеновских лучей, включает в себя рабочий пучок, излучаемый на детекторную матрицу, и избыточный пучок, излучаемый на область, расположенную снаружи от детекторной матрицы, причем устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка включает в себя модуль детектирования интенсивности и модуль обработки данных, модуль детектирования интенсивности располагается между устройством для излучения рентгеновских лучей и детекторной матрицей, чтобы облучаться избыточным пучком и отправлять детектирующий сигнал, а модуль обработки данных соединяется с модулем детектирования интенсивности, чтобы принимать детектируемый сигнал и выводить сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка.
Кроме того, система контроля рентгеновского излучения дополнительно включает в себя коллиматор, который располагается между устройством для излучения рентгеновских лучей и детекторной матрицей, и модуль детектирования интенсивности, который располагается между устройством для излучения рентгеновских лучей и коллиматором.
Кроме того, устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка включает в себя множество модулей детектирования интенсивности, которые располагаются симметрично относительно рабочего пучка.
Кроме того, рентгеновский пучок имеет веерообразную форму, а модуль детектирования интенсивности располагается на секторной стороне веерообразного пучка.
Кроме того, сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка включает в себя сигнал дозиметрического контроля рентгеновского пучка и/или сигнал коррекции яркости рентгеновского пучка.
Кроме того, модуль обработки данных включает в себя интегрирующий усилитель и устройство для преобразования сигнала, при этом интегрирующий усилитель соединяется с модулем детектирования интенсивности, чтобы принимать детектирующий сигнал и выводить сигнал напряжения, а устройство для преобразования сигнала соединяется с интегрирующим усилителем, чтобы принимать сигнал напряжения и выводить сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка.
Кроме того, устройство для преобразования сигнала включает в себя, по меньшей мере, один компаратор напряжения и аналогово-цифровой преобразователь, при этом компаратор напряжения соединяется с интегрирующим усилителем, чтобы принимать сигнал напряжения и выводить сигнал уровня, который используется в качестве сигнала дозиметрического контроля рентгеновского пучка, а аналогово-цифровой преобразователь соединяется с интегрирующим усилителем, чтобы принимать сигнал напряжения и выводить цифровой сигнал, который используется в качестве сигнала коррекции яркости рентгеновского пучка.
Кроме того, модуль детектирования интенсивности является сцинтилляционным детектирующим модулем или модулем детектирования газа.
Кроме того, модуль детектирования интенсивности является модулем детектирования сцинтилляции, причем модуль детектирования сцинтилляции включает в себя сцинтиллятор, фотодатчик и экранирующий слой. Один конец сцинтиллятора соединяется с фотодатчиком, сцинтиллятор располагается между фотодатчиком и рабочим пучком, чтобы облучать избыточным пучком сцинтиллятор, а экранирующий слой располагается на периферии фотодатчика.
Кроме того, модуль детектирования интенсивности является модулем детектирования газа, при этом модуль детектирования газа включает в себя высоковольтный плоский электрод, коллекторный плоский электрод и рабочий газ, причем высоковольтный плоский электрод располагается между устройством для излучения рентгеновских лучей и коллекторным плоским электродом и является вертикальным относительно направления падения рентгеновского пучка, чтобы облучать избыточным пучком высоковольтный плоский электрод, а рабочий газ располагается между высоковольтным плоским электродом и коллекторным плоским электродом.
В соответствии с системой контроля рентгеновского излучения, обеспечиваемой третьим аспектом настоящего изобретения, устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка включает в себя модуль детектирования интенсивности и модуль обработки данных, при этом модуль детектирования интенсивности располагается между устройством для излучения рентгеновских лучей и детекторной матрицей, чтобы облучаться избыточным пучком и отправлять детектирующий сигнал, а модуль обработки данных соединяется с модулем детектирования интенсивности, чтобы принимать детектирующий сигнал и выводить сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка. Модуль детектирования интенсивности системы контроля рентгеновского излучения принимает избыточный рентгеновский пучок, при этом модуль детектирования интенсивности в основном свободен от влияния устройства для излучения рентгеновских лучей и инспектируемого объекта, таким образом результат контроля интенсивности рентгеновского пучка может быть более точным и надежным. Кроме того, поскольку модуль детектирования интенсивности не оказывает влияния на рабочий пучок, то он не оказывает влияния и на интенсивность рабочего пучка, приходящего к инспектируемому объекту и детекторной матрице.
Подробное описание показательных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на описываемые ниже сопроводительные чертежи сделает более понятными другие признаки и преимущества настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Иллюстративные сопроводительные чертежи предназначены для дополнительного пояснения настоящего изобретения и составляют часть настоящей заявки на патент, а варианты осуществления настоящего изобретения и их иллюстрация используются для объяснения настоящего изобретения, но не для ограничения настоящего изобретения. На сопроводительных чертежах:
фиг. 1 - схема системы контроля рентгеновского излучения по первому варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 2 - схематичный разрез по линии В-В системы контроля рентгеновского излучения, показанной на фиг. 1;
фиг. 3 - схема конструкции модуля детектирования интенсивности устройства контроля интенсивности рентгеновского пучка в системе контроля рентгеновского излучения, показанной на фиг. 1;
фиг. 4 - схема конструкции модуля детектирования интенсивности, показанного на фиг. 3 в сечении по линии С-С;
фиг. 5 - блок-схема устройства контроля интенсивности рентгеновского пучка в системе контроля рентгеновского излучения, показанной на фиг. 1;
фиг. 6 - схема, вид сверху, конструкции модуля детектирования интенсивности устройства контроля интенсивности рентгеновского пучка в системе контроля рентгеновского излучения по второму варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 7 - схема конструкции модуля детектирования интенсивности, показанного на фиг. 6, вид в вертикальном направлении по отношению к веерообразному рентгеновскому пучку.
На фиг. 1-7 показаны следующие цифровые обозначения;
1 - электронный ускоритель,
2 - детекторная матрица,
3 - коллиматор,
4 - инспектируемый объект,
5 - сцинтилляционный детектирующий модуль,
51 - сцинтиллятор,
52 - фотодатчик,
53 - экранирующий слой,
6 - модуль детектирования газа,
61 - высоковольтный плоский электрод,
62 - коллекторный плоский электрод,
63 - рабочий газ.
Осуществление изобретения
Ниже приводится понятное и полное описание технических решений в вариантах осуществления настоящего изобретения в комбинации с сопроводительными чертежами в виде вариантов осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что описываемые ниже варианты осуществления изобретения являются только частью, а не всеми возможными вариантами осуществления настоящего изобретения. Описание по меньшей мере одного приведенного ниже варианта осуществления изобретения является только иллюстративным, и не может использоваться в качестве какого-либо ограничения настоящего изобретения, или его вариантов применения, или его использования. Все другие варианты осуществления изобретения, полученные специалистами в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения без какого-либо творческого усилия, попадают в пределы объема охраны настоящего изобретения.
До тех пор пока это не определено другим образом, относительное расположение компонентов и этапов, численные выражения и численные значения, описываемые в этих вариантах осуществления изобретения, не создают ограничения в отношении объема настоящего изобретения. В то же время, следует принимать во внимание, что для удобства описания размеры различных компонентов, показанные в сопроводительных чертежах, не соответствуют действительному соотношению пропорций. Технология, способы и оборудование, известные специалистам в данной области техники, могут подробно не описываться, но технология, способы и оборудование должны считаться частью официального описания изобретения при соответствующих обстоятельствах. Во всех примерах, показанных и обсуждаемых в этом описании, любое отдельное значение следует интерпретировать только в качестве примера, но не ограничения. Таким образом, другие примеры вариантов осуществления изобретения могут иметь другие значения. Следует отметить, что аналогичные обозначения и буквы представляют аналогичные компоненты в последующих сопроводительных чертежах. Таким образом, после того как определенный компонент определен на сопроводительном чертеже, уже нет необходимости дополнительно обсуждать этот компонент со ссылкой на последующие сопроводительные чертежи.
Вариант 1
Фиг. 1-5 показывают систему контроля рентгеновского излучения по первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 1 - схема системы контроля рентгеновского излучения в первом варианте осуществления настоящего изобретения. Фиг. 2 - схематичный разрез по линии В-В системы контроля рентгеновского излучения, показанной на фиг. 1. Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, система контроля рентгеновского излучения в первом варианте осуществления изобретения включает в себя устройство для излучения рентгеновских лучей, предназначенное для излучения рентгеновских лучей, коллиматор 3, детекторную матрицу 2, предназначенную для контроля рентгеновского излучения, и устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка.
При этом устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка предназначено для контроля интенсивности рентгеновского пучка устройства для излучения рентгеновских лучей. Устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка включает в себя модуль детектирования интенсивности и модуль обработки данных. Модуль обработки данных связан с модулем детектирования интенсивности, чтобы принимать детектирующий сигнал, переданный модулем детектирования интенсивности, и выводить сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка.
Сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка включает в себя сигнал дозиметрического контроля рентгеновского пучка и сигнал коррекции яркости рентгеновского пучка. Устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка может одновременно выполнять дозиметрический контроль и контроль яркости, таким образом улучшая эффективность работы устройства контроля интенсивности рентгеновского пучка.
Рентгеновский пучок, излучаемый устройством для излучения рентгеновских лучей, включает в себя рабочий пучок, излучаемый на детекторную матрицу 2, и избыточный пучок, попадающий на внешнюю часть детекторной матрицы 2. Модуль детектирования интенсивности устройства контроля интенсивности рентгеновского пучка, предпочтительно, расположен между устройством для излучения рентгеновских лучей и детекторной матрицей 2, для того чтобы облучаться избыточным пучком и передавать детектирующий сигнал обнаружения.
Модуль детектирования интенсивности системы контроля рентгеновского излучения принимает избыточный рентгеновский пучок, при этом на модуль детектирования интенсивности в основном не влияют устройство для излучения рентгеновских лучей и инспектируемый объект 4. Поэтому результат контроля интенсивности рентгеновского пучка может быть более точным и надежным. Кроме того, поскольку модуль детектирования интенсивности не влияет на рабочий пучок, поэтому не оказывается влияния на интенсивность рабочего пучка, попадающего на инспектируемый объект 4 и детекторную матрицу 2.
В первом варианте осуществления изобретения устройство для излучения рентгеновских лучей является электронным ускорителем 1. В других, непоказанных вариантах осуществления изобретения устройство для излучения рентгеновских лучей может быть другим устройством для излучения рентгеновских лучей, например, рентгеновской трубкой.
Коллиматор 3 располагается между устройством для излучения рентгеновских лучей и детекторной матрицей 2. Коллиматор 3 предназначается для экранирования избыточного пучка. Когда производится обследование инспектируемого объекта 4, коллиматор 3 располагается между устройством для излучения рентгеновских лучей и инспектируемым объектом 4, а рабочий рентгеновский пучок облучает инспектируемый объект 4 и детекторную матрицу 2 после прохождения через коллиматор 3.
Когда система контроля рентгеновского излучения содержит коллиматор 3, модуль детектирования интенсивности располагается между устройством для излучения рентгеновских лучей и коллиматором 3. Благодаря такому расположению, предотвращается прямое электромагнитное излучение от электронного ускорителя 1, и в то же время на результат контроля интенсивности рентгеновского пучка не будет оказывать влияние расположение коллиматора 3.
Предпочтительно, устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка включает в себя множество модулей детектирования интенсивности, которые располагаются симметрично по отношению к рабочему пучку. С помощью множества модулей детектирования интенсивности, которые располагаются симметрично по отношению к рабочему пучку, в том случае, когда рентгеновский пучок, излучаемый устройством для излучения рентгеновских лучей, отклоняется, детектирующие сигналы обнаружения, передаваемые модулями детектирования интенсивности, могут компенсировать друг друга. Таким образом, результат контроля интенсивности рентгеновского пучка может быть более точным и надежным по сравнению с тем случаем, когда используется только один модуль детектирования интенсивности. В первом варианте осуществления изобретения расположены два модуля детектирования интенсивности. В других, непоказанных вариантах осуществления изобретения может использоваться большее количество модулей детектирования интенсивности, например 4.
В первом варианте осуществления изобретения рабочий пучок является веерообразным пучком, а модуль детектирования интенсивности расположен на секторной стороне веерообразного пучка. Благодаря этому расположению, модуль детектирования интенсивности располагается на «главном пучке» рентгеновского пучка и ближе к центральному положению рентгеновского пучка, так что информация по идентификации рентгеновского пучка может быть предоставлена более эффективно.
Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, сектор веерообразного пучка является перпендикулярным к земле, при этом сторона, где расположен электронный ускоритель 1, является передней стороной, а сторона, где расположена детекторная матрица 2, является задней стороной, модуль детектирования интенсивности (называемый левым модулем детектирования и правым модулем детектирования интенсивности, ниже) соответственно расположен с левой и правой сторон сектора веерообразного пучка. При этом левый модуль детектирования интенсивности и правый модуль детектирования интенсивности расположены между электронным ускорителем 1 и коллиматором 3 и адаптированы таким образом, чтобы генерировать сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка после передачи полученных сигналов обнаружения в модуль обработки данных для объединения и преобразования.
Левый модуль детектирования интенсивности и правый модуль детектирования интенсивности размещены симметрично с левой и правой сторон сектора веерообразного пучка, при этом они расположены в положениях, в которых они могут непосредственно облучаться избыточным пучком, для того чтобы контролировать интенсивность рентгеновского пучка через избыточный пучок. Левый модуль детектирования и правый модуль детектирования изолированы определенным зазором, причем ширина зазора является достаточно большой, чтобы гарантировать, что рабочий пучок может излучаться в пределах диапазона, который требуется с учетом ширины детекторной матрицы 2, не подвергаясь какому-либо воздействию.
Левый модуль детектирования и правый модуль детектирования являются двумя детекторами, имеющими симметричную геометрическую форму и одинаковую конструкцию. В вертикальном направлении по отношению к сектору рентгеновского пучка, когда достаточно чувствительный размер удовлетворяет левому и правому отклонению веерообразного пучка, ширина охвата чувствительных объемов двух устройств обнаружения все еще не превышается. Модуль детектирования интенсивности может иметь множество вариантов выполнения. Фиг. 3 является схемой общей конструкции модуля детектирования интенсивности устройства контроля мощности рентгеновского пучка, показанного на фиг. 1. Фиг. 4 является схемой общей конструкции в сечении по линии С-С модуля детектирования интенсивности, показанного на фиг. 3. Фиг. 3 и фиг. 4 иллюстрируют принцип работы модуля детектирования интенсивности в первом варианте осуществления изобретения, например с одним из модулей обнаружения, левым или правым. На фиг. 4 буква L представляет направление падения рентгеновского пучка.
Как показано на фиг. 3 и фиг. 4, в первом варианте осуществления изобретения оба модуля детектирования, т.е. левый модуль детектирования интенсивности и правый модуль детектирования интенсивности являются сцинтилляционными детектирующими модулями 5. Каждый модуль 5 обнаружения сцинтилляции включает в себя сцинтиллятор 51, фотодатчик 52, экранирующий слой 53, и отражающий слой (не показан). При этом один конец сцинтиллятора 51 соединяется с фото датчиком 52 и располагается между фотодатчиком 52 и рабочим пучком. Экранирующий слой 53 располагается на периферии фотодатчика 52, чтобы экранировать фотодатчик 52 от повреждения рассеянными рентгеновскими лучами. Предпочтительно, экранирующий слой 53 выполнен из тяжелого металла. Отражающий слой нанесен на поверхность сцинтиллятора 51, которая не соединена с фотодатчиком 52. Материал отражающего слоя может быть диоксидом титана. Кроме того, в сцинтилляционных детектирующих модулях 5, выполнена соответствующая блокирующая свет структура, а сцинтиллятор 51 и фотодатчик 52 располагаются в этой соответствующей блокирующей структуре, которая гарантирует отсутствие рассеивания света.
Сцинтиллятор 51 (т.е. чувствительный объем) сцинтилляционного модуля 5 обнаружения, предпочтительно, выполнен из сцинтиллирующего кристалла. Расстояние между сцинтиллятором 51 и фотодатчиком 52, предпочтительно, является достаточно большим, чтобы гарантировать, что отклонение веерообразного пучка не будет достигать положения фотодатчика 52. Сцинтиллятор 51, предпочтительно, является вертикальным по отношению к направлению L падения рентгеновского пучка.
Когда сцинтилляционный детектирующий модуль 5 детектирует интенсивность рентгеновского пучка, рентгеновское излучение попадает на сцинтилляционный кристалл так, чтобы испускался мерцающий свет, при этом фотодатчик 52 поглощает мерцающий свет, чтобы генерировать электрический сигнал, а электрический сигнал, который выводится фотодатчиком 52, является входным сигналом для модуля обработки данных, для последующего процесса обработки.
Сцинтилляционный детектирующий модуль 5 имеет преимущества, заключающиеся в большой плотности чувствительной среды и высокой чувствительности.
Фиг. 5 представляет блок-схему устройства контроля интенсивности рентгеновского пучка в системе контроля рентгеновского излучения, показанной на фиг. 1. Как показано на фиг. 5, модуль обработки данных связан с модулями детектирования мощности, при этом детектирующие, сигналы, которые выводятся модулями детектирования интенсивности, вместе передаются к модулю обработки данных. После того как модуль обработки данных принимает детектирующие сигналы модулей детектирования интенсивности, модуль обработки данных объединяет и обрабатывает детектирующие сигналы и выводит сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка.
Как показано на фиг. 5, модуль обработки данных включает в себя интегрирующий усилитель и устройство преобразования сигнала. При этом интегрирующий усилитель связан с модулями детектирования интенсивности, чтобы принимать детектирующие сигналы, передаваемые модулями детектирования интенсивности, и выводить сигнал напряжения. Амплитуда сигнала напряжения прямо пропорциональна интенсивности рентгеновского пучка. Устройство преобразования сигнала связано с интегрирующим усилителем для приема сигнала напряжения интегрирующего усилителя и вывода сигнала контроля интенсивности рентгеновского пучка.
Как показано на фиг. 5, в первом варианте осуществления изобретения устройство преобразования сигнала содержит компаратор напряжения и аналогово-цифровой преобразователь. Компаратор напряжения и аналогово-цифровой преобразователь выполняют преобразование автономно.
Компаратор напряжения связан с интегрирующим усилителем для приема сигнала напряжения интегрирующего усилителя и вывода сигнала уровня, который используется в качестве сигнала дозиметрического контроля рентгеновского пучка. Опорное напряжение компаратора напряжения определяется в соответствии с регулируемой мощностью дозы рентгеновского излучения. Сигнал дозиметрического контроля принимается таким образом, чтобы контролировать, следует ли отключать подачу электропитания устройства для излучения рентгеновских лучей, или подавать сигнал тревоги, или не подавать.
Аналогово-цифровой преобразователь связан с интегрированным усилителем, чтобы принимать сигнал напряжения интегрированного усилителя и выводить цифровой сигнал, который используется в качестве сигнала коррекции яркости рентгеновского пучка,
Устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка системы контроля рентгеновского излучения в первом варианте осуществления изобретения может одновременно выполнять дозиметрический контроль и контроль яркости, таким образом улучшая эффективность обслуживания устройства контроля интенсивности рентгеновского пучка. Кроме того, на интенсивность рабочего пучка больше не оказывает влияния дозиметрический контроль и при этом предотвращается электромагнитная помеха от электронного ускорителя 1. На контроль яркости больше не оказывает влияния инспектируемым объектом 4 или механическая деформация системы.
Второй вариант осуществления изобретения отличается от первого варианта осуществления изобретения следующим: во втором варианте сцинтилляционный детектирующий модуль 5 по первому варианту осуществления изобретения заменяется газовым детектирующим модулем 6, который используется в качестве модуля детектирования интенсивности. При этом левый модуль детектирования интенсивности и правый модуль детектирования интенсивности соответственно адаптируют газовый детектирующий модуль 6 с такой же структурой для детектирования интенсивности рентгеновского пучка.
Фиг. 6 представляет схему структуры, на виде сверху, модуля детектирования интенсивности устройства контроля интенсивности рентгеновского пучка в системе контроля рентгеновского излучения во втором варианте осуществления настоящего изобретения. Фиг. 7 представляет схему структуры модуля детектирования интенсивности, показанного на фиг. 6, при обзоре в вертикальном направлении относительно рентгеновского пучка веерообразной формы. Фиг. 6 и фиг. 7 иллюстрируют принцип работы модуля детектирования интенсивности во втором варианте осуществления изобретения с одним из модулей детектирования интенсивности, например левым или правым. На фиг. 6 и фиг. 7 L представляет направление падения рентгеновского пучка.
Как показано на фиг. 6 и фиг. 7, газовый детектирующий модуль 6 содержит газовую ионизационную камеру. Газовая ионизационная камера содержит два плоских электрода, которые соответственно, являются высоковольтным плоским электродом 61 и коллекторным плоским электродом 62. Два плоских электрода ориентированы вертикально по отношению к направлению L падения рентгеновского пучка. Высоковольтный плоский электрод 61 соединен с высоковольтным источником электричества и облучается избыточным пучком, а коллекторный плоский электрод 62 соединен с модулем обработки данных. Рабочий газ 63 расположен между высоковольтным плоским электродом 61 и коллекторным плоским электродом 62. Высоковольтный плоский электрод 61, коллекторный плоский электрод 62 и рабочий газ 63 должны находиться в герметичной конструкции.
Преимущества использования модуля 6 обнаружения газа в качестве модуля детектирования интенсивности состоит в том, что не вызывается повреждение, связанное с облучением, область детектирования легко увеличивается, и это стоит дешево.
Для информации о других, не проиллюстрированных частях второго варианта осуществления изобретения, можно обратиться к соответствующему описанию первого варианта осуществления изобретения. Повторное описание аналогичных частей в настоящем описании изобретения не представлено.
И наконец, следует отметить, что упоминавшиеся выше варианты осуществления изобретения используются здесь только для иллюстрации технических решений настоящего изобретения, но не для их ограничения. Хотя настоящее изобретение описано подробно со ссылками на предпочтительные варианты осуществления изобретения, специалистам в данной области техники следует принять во внимание, что возможны модификации вариантов осуществления настоящего изобретения, или эквивалентные замены части технических признаков. Все эти модификации или замены попадают в объем технических решений настоящего изобретения, не выходя за пределы идеи технических решений настоящего изобретения.
1. Устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка, содержащее модуль детектирования интенсивности и модуль обработки данных, при этом модуль детектирования интенсивности выполнен с возможностью облучаться рентгеновским пучком и посылать детектирующий сигнал, модуль обработки данных связан с модулем детектирования интенсивности, с тем чтобы принимать детектирующий сигнал и выводить сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка, причём сигнал контроля интенсивности рентгеновского пучка содержит сигнал дозиметрического контроля рентгеновского пучка и сигнал коррекции яркости рентгеновского пучка,
при этом модуль обработки данных содержит интегрирующий усилитель и устройство преобразования сигнала, интегрирующий усилитель связан с модулем детектирования интенсивности, с тем чтобы принимать детектирующий сигнал и выводить сигнал напряжения, а устройство преобразования сигнала связано с интегрирующим усилителем, с тем чтобы принимать сигнал напряжения и выводить сигнал дозиметрического контроля и сигнал коррекции яркости,
устройство преобразования сигнала содержит компаратор напряжения и аналогово-цифровой преобразователь, при этом компаратор напряжения связан с интегрирующим усилителем, с тем чтобы принимать сигнал напряжения и выводить сигнал уровня, который служит в качестве сигнала дозиметрического контроля, а аналогово-цифровой преобразователь связан с интегрирующим усилителем, с тем чтобы принимать сигнал напряжения и выводить цифровой сигнал, который используется в качестве сигнала коррекции яркости.
2. Устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка по п. 1, содержащее множество модулей детектирования интенсивности, связанных с одним и тем же модулем обработки данных.
3. Система контроля рентгеновского излучения, содержащая устройство испускания рентгеновского излучения, детекторную матрицу (2) и устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка, при этом устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка является устройством контроля интенсивности рентгеновского пучка по п. 1.
4. Система контроля рентгеновского излучения по п. 3, в которой рентгеновский пучок, излучаемый устройством испускания рентгеновского излучения, содержит рабочий пучок, излучаемый на детекторную матрицу (2), и избыточный пучок, излучаемый за пределы детекторной матрицы (2), при этом модуль детектирования интенсивности расположен в устройстве контроля интенсивности рентгеновского пучка между устройством испускания рентгеновского излучения и детекторной матрицей (2) таким образом, чтобы он облучался избыточным пучком и отправлял детектирующий сигнал.
5. Система контроля рентгеновского излучения по п. 4, дополнительно содержащая коллиматор (3), причем модуль детектирования интенсивности расположен между устройством испускания рентгеновского излучения и коллиматором (3).
6. Система контроля рентгеновского излучения по п. 4, в которой устройство контроля интенсивности рентгеновского пучка содержит множество модулей детектирования интенсивности, которые расположены симметрично относительно рабочего пучка.
7. Система контроля рентгеновского излучения по п. 4, в которой рентгеновский пучок имеет веерообразную форму, а модуль детектирования интенсивности расположен сбоку от сектора веерообразного пучка.
8. Система контроля рентгеновского излучения по п. 3, в которой модуль детектирования интенсивности является сцинтилляционным детектирующим модулем (5), который содержит сцинтиллятор (51), фотодатчик (52) и экранирующий слой (53), при этом один конец сцинтиллятора (51) соединен с фотодатчиком (52), сцинтиллятор (51) расположен между фотодатчиком (52) и рабочим пучком, при этом сцинтиллятор (51) облучается избыточным пучком, а экранирующий слой (53) расположен на периферии фотодатчика (52).
9. Система контроля рентгеновского излучения по п. 3, в которой модуль детектирования интенсивности является газовым детектирующим модулем (6), который содержит высоковольтный плоский электрод (61), коллекторный плоский электрод (62) и рабочий газ (63), причём высоковольтный плоский электрод (61) расположен между устройством испускания рентгеновского излучения и коллекторным плоским электродом (62) и ориентирован вертикально по отношению к направлению падения рентгеновского пучка таким образом, чтобы высоковольтный плоский электрод (61) облучался избыточным пучком, а рабочий газ (63) находится между высоковольтным плоским электродом (61) и коллекторным плоским электродом (62).
