BE1012248A6

BE1012248A6 - Dispositif de controle a rayons x

Info

Publication number: BE1012248A6
Application number: BE9800768A
Authority: BE
Original assignee: Ind Control Machines S A
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2000-08-01
Also published as: WO2000025341A1

Abstract

Dispositif comprenant un générateur de rayons X qui comprend un tube à rayons X panoramique, un dispositif (21-23) pour mesurer le décentrage du faisceau d'électrons et un dispositif générateur de champ magnétique (25-28) pour contrôler la trajectoire du faisceau d'électrons dans plusieurs directions axiales perpendiculaires à l'axe du faisceau d'éléctrons. Un système de régulation est en outre agencé pour répondre aux signaux de mesure produits par le dispositif de décentrage du faisceau (21-23) et pour produire des signaux afin d'ajuster l'intensité du champ magnétique produit par le dispositif magnétique (25-28) dans les directions axiales précitées de manière à centrer le faisceau d'électrons.

Description

Dispositif de contrôle à rayons X
La présente invention s'inscrit dans le domaine de la radiologie industrielle, et plus particulièrement à son application au Contrôle Non Destructif. Elle concerne toutes les techniques où des tubes à rayons X sont utilisés afin de détecter des défauts dans des matériaux ou des assemblages.

Dans ces techniques, suivant l'application concernée on distingue deux types de générateurs de rayons X : d'une part les appareils directionnels qui émettent un rayonnement dans une direction déterminée suivant un certain angle d'ouverture, et d'autre part les générateurs panoramiques qui émettent un rayonnement sur 360 et permettent ainsi, par exemple, de radiographier des éléments cylindriques ou sphériques en plaçant le générateur à l'intérieur et le récepteur à l'extérieur de l'élément en question.

Dans l'état actuel de la technique, les tubes à rayons X panoramiques sont réalisés de la façon suivante. La source d'électrons est constituée par un filament de forme plus ou moins circulaire (généralement en forme de spirale), tandis que la cible est de forme conique. On émet ainsi un faisceau d'électrons de forme cylindrique, qui est censé se répartir parfaitement autour de l'axe de symétrie de la cible.

Cette technique présente certains inconvénients. En effet, la position de la zone d'impact du faisceau est difficilement contrôlable, et sujette à diverses variations liées à des causes internes et externes au tube à rayons X. Il en résulte une mauvaise répartition de la dose émise,

qui n'est pas homogène sur les 360 du rayonnement, ce qui rend l'appareil difficile à utiliser.

L'invention a pour but de pallier ces inconvénients. Ce but est atteint grâce à l'invention par un dispositif de contrôle comprenant un tube à rayons X panoramique pour produire un faisceau d'électrons dans une enceinte, un dispositif pour mesurer le décentrage du faisceau d'électrons et un dispositif générateur de champ magnétique pour contrôler la trajectoire du faisceau d'électrons dans deux directions axiales perpendiculaires à l'axe du faisceau d'électrons, et en outre un système de régulation agencé pour répondre aux signaux de mesure produits par le dispositif de mesure de décentrage du faisceau et pour produire des signaux afin d'ajuster l'intensité du champ magnétique produit par le dispositif magnétique dans les directions axiales précitées de manière à centrer le faisceau d'électrons.

Ce dispositif suivant l'invention permet ainsi d'obtenir un parfait centrage du rayonnement quel que soit le décentrage originel du faisceau d'électrons dans le tube à rayons X.

Dans un mode de réalisation particulier, des moyens sont en outre prévus pour faire tourner le faisceau d'électrons de manière régulière autour de l'axe de symétrie de la cible. Cette disposition complémentaire permet de créer un champ tournant qui déplace le point d'impact du faisceau autour de l'axe de symétrie de la cible. L'utilisateur peut ainsi utiliser un même générateur aussi bien en tant qu'appareil panoramique (faisceau tournant) qu'en tant qu'appareil directionnel (faisceau fixe). Il en résulte une économie substantielle pour l'utilisateur.

L'invention est exposée plus en détail dans ce qui suit à l'aide des dessins joints. Dans ces dessins : - La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un tube à rayon X, de type panoramique ;

- La figure 2 montre en coupe transversale un exemple de mode de réalisation d'un générateur de rayons X suivant l'invention.

Sur la figure 1, le signe de référence 11 désigne le filament d'un tube à rayons X panoramique 10, le signe de référence 12 désigne la trajectoire du faisceau d'électrons et le signe de référence 13 désigne la cible. Comme indiqué plus haut, la position du point d'impact du faisceau est difficilement contrôlable, et sujette à diverses variations liées à des causes internes et externes au tube à rayons X. Il en résulte une mauvaise répartition de la dose émise, qui n'est pas homogène sur les 360 du rayonnement, ce qui rend l'appareil difficile à utiliser.

Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose un générateur de rayons X nouveau, associé à un système de régulation destiné à réaliser le centrage du faisceau d'électrons. La figure 2 montre une coupe transversale dans un exemple de réalisation d'un générateur de rayons X suivant l'invention.

L'axe de symétrie du générateur 20 est noté 100. Autour de cet axe de symétrie, qui est aussi l'axe du faisceau d'électrons, sont disposés plusieurs capteurs 21-23 pour capter la dose de rayonnement en différents points autour du faisceau d'électrons et plusieurs bobines électromagnétiques 25-28 pour créer un champ magnétique lorsqu'elles sont alimentées par un courant électrique. Il est bien entendu que le nombre de capteurs et le nombre de bobines électromagnétiques peuvent être différents de ceux que compte le mode de réalisation décrit ici. Un nombre plus grand de capteurs permet d'augmenter la précision du système.

Dans l'exemple décrit ici, un microprocesseur (non représenté) calcule l'écart entre d'une part la dose mesurée sur le capteur 21 et d'autre part la moyenne des doses mesurées par les capteurs 22 et 23. Il corrige alors le courant injecté dans les bobines 25-
26 de façon à déplacer le faisceau dans la direction où la dose est la

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plus faible. La correction est proportionnelle à l'erreur mesurée. Dans l'autre axe, le microprocesseur calcule la différence entre les doses " mesurées par les capteurs 22 et 23, et agit alors sur le courant injecté dans les bobines 27 et 28. Les paramètres de cette régulation sont alors optimisés de manière que ce système asservi se stabilise en un point de fonctionnement où les doses mesurées par les trois capteurs sont de même valeur.

Le dispositif magnétique peut être constitué comme décrit ci-dessus de bobines parcourues par un courant ajustable, mais peut également être réalisé à l'aide d'aimants permanents créant un champ magnétique dont l'intensité vue par le faisceau d'électrons est ajustable.

Les capteurs peuvent être constitués de n'importe quel dispositif de mesure de rayonnements ionisants, à savoir chambre d'ionisation, élément semi-conducteur directement sensible aux rayonnements ionisants, élément semi-conducteur sensible à un rayonnement électromagnétique de longueur d'onde différente couplé à un dispositf convertisseur (élément fluorescent), ou tout autre dispositif connu.

Le système de contrôle suivant l'invention permet d'obtenir un parfait centrage du rayonnement, quel que soit le décentrage originel du faisceau dans le tube à rayons X.

Un développement de l'idée inventive permet de créer un rayonnement panoramique quelle que soit la forme du filament. En utilisant le dispositif magnétique décrit ci-dessus, on prévoit de faire tourner le faisceau d'électrons de façon régulière autour de l'axe de symétrie de la cible. Le système de régulations des bobines injecte dans ce cas un courant alternatif avec un décalage de phase de 90 entre les deux paires de bobines. On crée ainsi un champ magnétique tournant, qui déplace le point d'impact du faisceau d'électrons autour de l'axe de la cible. Le générateur peut alors être utilisé aussi bien en tant qu'appareil

panoramique (faisceau tournant) qu'en tant qu'appareil directionnel (faisceau fixe), le mode de fonctionnement dépendant uniquement de l'action appliquée par le dispositif magnétique.

L'utilisateur dispose ainsi de deux appareils en un, d'où une économie substantielle.

Il est entendu que le mode de réalisation illustré n'est qu'un exemple nullement limitatif. En particulier, le nombre de capteurs, le nombre de dispositifs générateurs de champ magnétique et leurs dispositions autour de l'axe du faisceau d'électrons peuvent être différents de ceux qui sont montrés sur le dessin.

Claims

REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle d'un matériau ou d'un assemblage, comprenant un générateur de rayons X qui comporte un tube à rayon X panoramique pour produire un faisceau d'électrons, caractérisé en ce que le générateur de rayons X comprend en outre un dispositif (21-23) pour mesurer le décentrage du faisceau d'électrons et un dispositif générateur de champ magnétique (25-28) pour contrôler la trajectoire du faisceau d'électrons dans plusieurs directions axiales perpendiculaires à l'axe du faisceau d'électrons, et en ce que le dispositif comprend en outre un système de régulation agencé pour répondre aux signaux de mesure produits par le dispositif de mesure de décentrage du faisceau (21-23) et pour produire des signaux afin d'ajuster l'intensité du champ magnétique produit par le dispositif magnétique (25-28)

dans les directions axiales précitées de manière à centrer le faisceau d'électrons.
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure du décentrage dUCeau d'électrons est constitué de plusieurs capteurs (21,22, 23) disposés dans le générateur de rayons X en plusieurs points sur une circonférence circonscrivant ledit faisceau d'électrons.
3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif générateur de champ magnétique précité est constitué de plusieurs bobines électromagnétiques (25-28) disposées dans le générateur de rayons X en des points situés de part et d'autre de l'axe du tube à rayons X et suivant chacune desdites directions axiales, lesdites bobines électromagnétiques étant connectées pour être parcourues par un courant électrique ajustable.
4. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif générateur de champ magnétique précité est constitué de plusieurs aimants permanents agencés pour créer un <Desc/Clms Page number 7> champ magnétique dont l'intensité, vue par le faisceau d'électrons, est ajustable.
5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de régulation précité comprend des moyens pour calculer la moyenne des doses de rayonnement captées par lesdits capteurs (21-23), projetées sur chacun des axes correspondant aux directions axiales précitées et des moyens pour ajuster l'intensité du champ magnétique produit dans les deux directions axiales précitées de manière à ramener la valeur moyenne sur chaque axe à zéro.
6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le générateur de rayons X comprend en outre des moyens pour faire tourner le faisceau d'électrons de manière régulière autour de l'axe de symétrie de la cible.
7. Générateur de rayons X comprenant un tube à rayons X dans une enceinte, caractérisé en ce qu'il comprend en outre plusieurs capteurs (21-23) disposés en plusieurs points sur une circonférence circonscrivant le faisceau d'électrons produit par le tube à rayons X et plusieurs bobines électromagnétiques (25-28) disposées en des points situés de part et d'autre de l'axe du tube à rayons X et suivant plusieurs directions axiales, lesdites bobines électromagnétiques étant connectées pour être parcourues par un courant électrique ajustable.
8. Générateur de rayons X comprenant un tube à rayons X dans une enceinte, caractérisé en ce qu'il comprend en outre plusieurs capteurs (21-23) disposés en plusieurs points sur une circonférence circonscrivant le faisceau d'électrons produit par le tube à rayons X et plusieurs aimants permanents agencés pour créer un champ magnétique dont l'intensité, vue par le faisceau d'électrons, est ajustable.
9. Générateur de rayons X suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour faire tourner <Desc/Clms Page number 8> le faisceau d'électrons de manière régulière autour de l'axe de symétrie de la cible.