BRPI0316481B1 - “Equipamento de raio-x, dispositivo para inspeção de objetos e método para geraração de um pulso de raio-x”; - Google Patents

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Abstract

"equipamento de raios-x para a geração de pulsos curtos de raios-x e dispositivo de inspeção que opera com um equipamento de raios-x desse tipo". a presente invenção refere-se ao equipamento de raios-x para a geração de pulsos curtos de raios-x que contém um tubo de raios-x (10), que apresenta um catodo incandescente (12) e um anodo (16), e um gerador de raios-x, que apresenta um primeiro circuito (22, 20, 18) para a geração de um pulso de alta voltagem, que é aplicado ao anodo (16) para a geração do pulso de raios-x. o gerador de raios-x contém um segundo circuito (26), por meio do qual aplica-se permanentemente ao anodo (16) uma baixa voltagem, que não é suficiente para a geração de raios-x (30) e preaquece o tubo de raios-x (10). o primeiro circuito pode apresentar uma parte de rede de alta voltagem (22), a qual carrega um condensador de alta voltagem (20), o qual pode ser aplicado ao anodo (16) por meio de um comutador de alta voltagem (18). o segundo circuito pode ser um gerador marx. só pode haver uma parte de rede, a qual tanto gera a baixa voltagem permanentemente presente, como também aciona o gerador marx para a geração da alta voltagem. o equipamento de raios-x pode ser parte de um dispositivo para a inspeção de objetos, que apresenta uma unidade geradora de imagens (44, 46) para a geração de uma reprodução do objeto por meio do raio-x (30).

Description

(54) Título: EQUIPAMENTO DE RAIO-X, DISPOSITIVO PARA INSPEÇÃO DE OBJETOS E MÉTODO PARA GERARAÇÃO DE UM PULSO DE RAIO-X;
(51) Int.CI.: H05G 1/10; H05G 1/36; H05G 1/24 (30) Prioridade Unionista: 21/11/2002 DE 202 18 138.3 (73) Titular(es): HEUFT SYSTEMTECHNIK GMBH (72) Inventor(es): BERNHARD HEUFT; WOLFGANG POLSTER
1/7
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para EQUIPAMENTO DE RAIO-X, DISPOSITIVO PARA INSPEÇÃO DE OBJETOS E MÉTODO PARA GERARAÇÃO DE UM PULSO DE RAIO-X.
[001] A presente invenção refere-se a um equipamento de raiosX para a geração de pulsos curtos de raios-X. O equipamento de raios-X contém um tubo de raios-X com um catodo incandescente e um anodo, bem como um gerador de raios-X com um primeiro circuito para a geração de um pulso de alta tensão, o qual pode ser aplicado ao anodo para a geração do pulso de raios-X.
[002] A invenção refere-se, ainda, a um dispositivo para a inspeção de recipientes como, por exemplo, garrafas de bebidas ou valises ou bolsas de viagem, que são transportadas sobre uma unidade de transporte. O dispositivo de inspeção apresenta uma unidade geradora de imagem com um equipamento de raios-X do tipo mencionado ao início.
[003] Equipamentos de raios-X para a geração de pulsos curtos de raios-X são conhecidos por intermédio do DE-C-32 16 733, US-A 4 947 415 e WO 94/23552. Esses equipamentos servem para a geração de pulsos extremamente curtos de raios-X com uma duração de alguns nanossegundos. Para a geração do pulso de alta tensão, são empregados, nesses casos, capacitores especialmente projetados para se poder transmitir a energia de alta tensão ao anodo dentro da duração extremamente curta do pulso.
[004] Por intermédio do WO 02/31857 conhece-se um equipamento de raios-X com um catodo de emissão de campo de elétrons, por meio do qual pode-se gerar pulsos de raios-X de diferentes energias, na medida em que o raio de elétrons seja focado em diferentes materiais de anodo.
[005] Por intermédio do EP-A-1 158 842 conhece-se um gerador de raios-X para a geração de pulsos de raios-X, sendo que a alta tenPetição 870170056223, de 07/08/2017, pág. 7/18
2/7 são acha-se aplicada permanentemente ao anodo e a tensão de grade é controlada em função da corrente de catodo de um modo tal que, durante o tempo em que não deva ser gerado nenhum raio-X, nenhum elétron chegue ao anodo. Por meio da tensão de grade controla-se também a duração do pulso. Desse modo pretende-se tornar possível a geração de um pulso estável de raio-X.
[006] Conhece-se o procedimento de se empregar raios-X para a inspeção de garrafas de bebidas e bagagens de viagem que são movidas sobre uma unidade de transporte para passarem por uma unidade geradora de imagem. Como sistemas geradores de imagens são empregados amplificadores ou conversores de imagens de raios-X com uma câmera CCD conectada em seguida a eles, e a imagem tomada é encaminhada a um sistema de avaliação. Nesse caso, por meio do emprego de um sensor superficial no amplificador de imagens de raios-X é possível reduzir bastante tanto a energia de radiação, quanto a potência absorvida do pulso de raios-X. No entanto, devido ao movimento dos objetos radiografados, as reproduções não apresentam perfis precisos.
[007] No caso de emprego de outros sensores como, por exemplo, sensores lineares, é preciso que toda a energia fique continuamente à disposição, isto é, mesmo quando nenhum objeto de inspeção estiver na trajetória dos raios. Desse modo, por um lado, são liberadas altas energias de raios e, por outro lado, são necessárias elevadas potências elétricas. Por isso são necessárias blindagens dispendiosas e altas providências de segurança para a proteção contra os raios e altas potências de conexão dos aparelhos.
[008] A presente invenção pretende criar um equipamento de raios-X, que possibilite a geração de pulsos de raios-X na faixa de milissegundos e possibilite reproduções com perfis precisos que empregue energia relativamente baixa de radiação.
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3/7 [009] De acordo com a invenção, esse objetivo é alcançado em um equipamento de raios-X do tipo mencionado ao início, devido ao fato de que o gerador de raios-X apresenta um segundo circuito, por intermédio do qual uma baixa tensão é aplicada permanentemente ao anodo.
[0010] Por baixa tensão entende-se aqui uma alta tensão na qual é gerada um raio-X de baixa energia, o qual já será absorvido pela parede de vidro do tubo de raios-X. Devido ao fato de que essa baixa tensão encontra-se permanentemente aplicada ao anodo, na verdade não se gera praticamente nenhum raio-X, embora o tubo de raios-X seja preaquecido, de tal modo que a qualquer momento o tubo de raios-X possa ser deslocado para cima e se possa gerar um pulso curto de raios-X.
[0011] O tubo de raios-X opera em modo de operação Simmer. Nesse caso, o segundo circuito é uma parte de rede Simmer. Um diodo de proteção protege a parte de rede Simmer ao se conectar a alta tensão. Uma outra possibilidade para a geração do pulso de alta tensão é o emprego de um gerador Marx.
[0012] Por intermédio de uma regulagem de aquecimento, o catodo é aquecido permanentemente com uma corrente constante de aquecimento.
[0013] Um equipamento de raios-X desse tipo é apropriado particularmente para dispositivos de inspeção de objetos, especialmente recipientes que são transportados a distâncias irregulares através do dispositivo de inspeção, pois a fase de partida para deslocar o tubo de raios-X para cima é extremamente curta e, no essencial, é determinada apenas pela curva de descarga dos capacitores. No caso de um processo gerador de imagem, no qual são empregados sensores superficiais, tais como amplificadores ou conversores de radiografia, é particularmente vantajoso que sejam evitadas imprecisões devido à
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4/7 movimentação.
[0014] No caso de um processo gerador de imagem que opere com sensores lineares, como, por exemplo, uma multiplicidade de tubos fotomultiplicadores, dispostos em uma fileira, com os cristais de cintilação, é vantajoso que não seja preciso que a alta potência de radiação fique permanentemente à disposição, isto é, mesmo quando nenhum objeto a ser inspecionado se encontrar na trajetória dos raios. [0015] O equipamento de raios-X de acordo com a invenção é apropriado particularmente como fonte de raios-X no pedido de modelo de utilidade alemão DE-U-202 17 559.6 (data do depósito: 12 de novembro de 2002; título: Dispositivo para o exame de recipientes cheios, por meio de raios-X).
[0016] A seguir, um exemplo de execução da invenção será explicado com base no desenho. Mostra-se:
Figura 1: um esquema de circuito do equipamento de raiosX;
Figura 2: um esquema de circuito de um gerador Marx; Figura 3: um dispositivo para a inspeção de garrafas de bebida, sendo que se emprega o equipamento de raios-X apresentado na figura 1.
[0017] Segundo o esquema de circuito da figura 1, o catodo 12 de um tubo de raios-X 10 está conectado a uma regulagem de aquecimento 14. Esta abastece o catodo 12 com uma corrente constante de aquecimento. O anodo 16 está conectado, por meio de um comutador de alta tensão 18, a um capacitor de alta tensão 20, o qual é carregado por uma parte de rede de alta tensão 22. Além disso, o anodo 16 está conectado a uma parte de rede Simmer 26 por meio de um diodo de proteção 24.
[0018] A parte de rede de alta tensão 22 carrega o capacitor de alta tensão 20 para 60 kV. Por meio de fechamento do comutador de
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5/7 alta tensão 18, essa tensão é aplicada ao anodo 16 do tubo de raios-X 10, fazendo com que seja gerado um raio-X 30.
[0019] Por meio de uma parte de rede Simmer 26, o tubo de raiosX 10 é operado em modo de operação Simmer, sendo que a parte de rede Simmer 26 gera uma tensão de cerca de 5 kV e deixa passar permanentemente uma corrente contínua entre cerca de 1 e 10 mA através do tubo de raios-X 10. Desse modo, o tubo de raios-X 10 é preaquecido até que ele se desloque imediatamente para cima e gere um raio-X 30 quando o comutador de alta tensão 18 for fechado. A parte de rede Simmer 26 é protegida pelo diodo de proteção 24 contra a alta tensão do capacitor 20.
[0020] Em vez da parte de rede de alta tensão 22 e do capacitor de alta tensão 20 e do comutador de alta tensão 18, pode-se empregar um gerador Marx, tal como ele é mostrado na figura 2. O gerador Marx é um reprodutor de tensão, por meio do qual se pode gerar uma alta tensão de pulso. Por meio de uma fonte de tensão 32 carrega-se uma quantidade de n capacitores 33, que ficam conectados em paralelo por meio de resistências 34. Para disparar o pulso de alta tensão, os capacitores 33 são conectados em série por meio de um comutador eletrônico 36. Na saída 38 acha-se aplicada então a n-vezes tensão de capacitor.
[0021] Se forem empregados, por exemplo, uma fonte de tensão 32 de 5 kV e 12 capacitores 33 conectados em paralelo, então o pulso de alta tensão gerado terá 60 kV. No presente caso, portanto, como fonte de tensão 32 pode-se empregar a parte de rede Simmer 26. [0022] A figura 3 mostra um dispositivo para a inspeção de garrafas de bebida 40, que são transportadas sobre uma unidade de transporte 42, como, por exemplo, uma transportadora por corrente de elos. Sobre um dos lados da unidade de transporte 42 encontra-se um tubo de raios-X 10 e sobre o lado oposto da unidade de transporte 42 enPetição 870170056223, de 07/08/2017, pág. 11/18
6/7 contra-se um conversor de radiografia 44, atrás do qual acha-se disposta uma câmera CCD 46. Por meio de uma unidade, tal como um armário de luz ou um sensor capacitivo, gera-se um sinal de disparo quando uma garrafa de bebida 40 a ser inspecionada estiver localizada entre o tubo de raios-X 10 e o conversor de radiografia 44. Devido ao sinal de disparo, fecha-se o comutador de alta tensão 18, de tal modo que o tubo de raios-X 10 gere um raios-X 30 em forma de pulsos. Depois de atravessar as garrafas 40, o raio-X 30 atinge o conversor de radiografia 44 e gera lá uma reprodução da garrafa de bebidas 40. A reprodução é tomada pela câmera CCD 46 e é processada, de modo conhecido, por meio de um processo de identificação de imagens, para identificar corpos estranhos, como, por exemplo, lascas de vidro, nas garrafas de bebida cheias 40. Para que eventuais lascas de vidro não sejam encobertas pelo abaulamento do fundo da garrafa de bebida 40, o tubo de raios-X 10 fica disposto acima do plano da unidade de transporte 42 e guia o raio-X 30 sob um ângulo de 30°, por exemplo, de cima para sobre o fundo do recipiente, tal como se acha descrito detalhadamente no pedido de modelo de utilidade acima mencionado DE-U-202 17 559.6 (título: Dispositivo para o exame de recipientes cheios, por meio de raios-X).
LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA tubo de raios-X catodo regulagem de aquecimento anodo comutador de alta tensão capacitor de alta tensão parte de rede de alta tensão diodo de proteção parte de rede Simmer
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7/7 raios-X garrafa de bebida fonte de tensão capacitores resistências 36 comutador 38 saída unidade de transporte 44 conversor de radiografia câmera CCD
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Claims (2)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Equipamento de raios-X para a geração de pulsos de raios-X curtos, com um tubo de raios-X (10), que apresenta um catodo incandescente (12) e um anodo (16), e com um gerador de raios-X, que apresenta um primeiro circuito (22, 20, 18) para a geração de um pulso de alta tensão, que é aplicado ao anodo (16) para a geração do pulso de raios-X, bem como um segundo circuito (26), por meio do qual aplica-se ao anodo (16) permanentemente uma baixa tensão, que no máximo é suficiente para a geração de raios-X (30) de baixa energia e preaquece o tubo de raios-X (10), caracterizado pelo fato de que o primeiro circuito é um gerador Marx e que o segundo circuito é uma parte de rede Simmer (26) e que também é empregado como fonte de tensão (32) do gerador Marx, sendo que o anodo (16) está conectado à parte de rede Simmer (26) por meio de um diodo de proteção (24).
  2. 2. Dispositivo para a inspeção de objetos, com um equipamento de raios-X (10) e uma unidade geradora de imagens (44, 46) para a geração de uma reprodução do objeto por meio do raio-X (30), caracterizado pelo fato de que o equipamento de raios-X (10) é como definido na reivindicação 1.
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