CN114166122B - 一种自动调靶装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动调靶装置，该自动调靶装置包括：靶室、靶调节机构、测距装置和密封部件。本发明提供的自动调靶装置，通过激光测距传感器测量靶架的相对位置，通过伺服电机带动靶进行位置调整，两个部件相互配合，保证了靶的精确定位与移动提高了靶材使用率，减少浪费；采用自动靶位置调整方式，既可减少设备产生X光后的转靶时间，也避免了人员进入放射区手动转靶所可能产生的辐射损伤，提高工作效率和安全性。

Description

一种自动调靶装置
技术领域
本发明属于闪光X射线照相技术领域，尤其涉及一种自动调靶装置。
背景技术
闪光X射线照相是通过利用直线感应加速器将电子束加速到数十MeV的高能量后，轰击高密度靶材产生强X光脉冲，之后利用强X光脉冲对高速运动的高密度物体进行瞬态透视照相的一种测试方法。高能量电子束轰击靶材后，靶材受电子束轰击都会被烧蚀出直径约数mm的孔洞(靶材被烧穿)，如果不进行靶材位置调整，下次打靶到相同位置时，则电子束会穿过靶材孔洞击穿轴线上的有机玻璃观察窗，造成真空泄露，对加速器产生重大危害，因此打靶后必须重新调节靶材位置，务必保证下次打靶安全。
靶材位于真空靶室内，在电子束打靶时，靶区会产生非常高的辐射，若要进行靶材位置调整，必须要等到辐射衰减期后(15分钟后)由人工对靶材位置进行手动调节，而且需两位操作人员同时进行操作，一位转动靶室上的蜗杆左右、上下调节位置，另一位观察靶材移动方向和移动距离是否合适，由此带来的问题有：(1)靶室空间狭小，观察和调节都十分不便，容易产生误操作；(2)为确保已有孔洞远离轴线，转靶距离需留有较大余量，又由于不好观察靶心位置，本着宁多无缺原则，转靶后靶材之间孔间距都非常大，造成靶材浪费；(3)该区域在实验后有辐射残留，对长期逗留的人员身体健康有不利影响；(4)每次调靶时间长，效率较低。
因此，亟需一种自动调靶装置。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种自动调靶装置，该装置能够自动实现快速准确地靶位置调整，无需人工干预，避免人员进入放射区手动转靶所可能产生的辐射损伤，提高工作效率和安全性，又可提高靶材使用率，减少浪费。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种自动调靶装置，所述装置包括：靶室、靶调节机构、测距装置和密封部件；
所述靶室为中空方盒结构，靶室侧面设置加速器管道连接口，靶室的另一侧面设置观察窗口；
所述靶调解机构位于靶室内，靶调解机构与测距装置配合用于调整靶位置；所述靶调解机构包括：靶架以及连接在靶架两个垂直侧面上的水平位置调整部件和垂直位置调整部件；所述水平位置调整部件和垂直位置调整部件的移动导引杆部分穿出靶室侧壁，且相对靶室侧壁能够移动；装有靶材料的靶盒放置在靶架内；
所述密封部件套在穿出靶室侧壁的移动导引杆上，且一端与靶室侧面密封连接；
所述测距装置有两个，分别安装在靶室两个互相垂直的侧面上，用于测量靶的垂直位置和水平位置。
优选的，所述水平位置调整部件包括：垂直导引杆和水平移动导引杆，所述垂直导引杆通过支架连接在靶架侧面，所述水平移动导引杆有多个，其一端连接在垂直导引杆上，另一端穿过靶室侧壁，位于密封部件内部；所述水平移动导引杆中位于中间的水平移动导引杆上安装伺服电机和减速器，且伺服电机和减速器位于靶室外部。
优选的，所述垂直位置调整部件包括：水平导引杆和垂直移动导引杆，所述水平导引杆通过支架连接在靶架另一侧面，所述垂直移动导引杆有多个，其一端连接在水平导引杆上，另一端穿过靶室另一侧壁，且位于密封部件内部；所述垂直移动导引杆中位于中间的垂直移动导引杆上安装伺服电机和减速器，且伺服电机和减速器位于靶室外部。
根据权利要求3所述的自动调靶装置，其特征在于，所述密封部件为一端开口的中空直管，所述中空直管的内部中空长度大于水平移动导引杆或者垂直移动导引杆伸出靶室的最大长度，所述中空直管的下开口端与靶室侧面密封连接。
优选的，所述测距装置为激光测距传感器。
优选的，所述靶盒上安装有把手。
优选的，所述靶盒侧面设置有斜边，所述靶架放置靶盒的槽的相应面上也设置相应的斜边。
优选的，所述靶盒的槽和斜边的直线度及平面度都小于±0.05mm。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种自动调靶装置，通过激光测距传感器测量靶架的相对位置，通过伺服电机带动靶进行位置调整，两个部件相互配合，保证了靶的精确定位与移动提高了靶材使用率，减少浪费；采用自动靶位置调整方式，既可减少设备产生X光后的转靶时间，也避免了人员进入放射区手动转靶所可能产生的辐射损伤，提高工作效率和安全性。
附图说明
图1为本发明实施例中自动调靶装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中靶调解机构的结构示意图；
图3为本发明实施例中靶架和靶盒的结构示意图；
图4为本发明实施例中靶盒完全放置在靶架中的结构示意图；
图5为本发明实施例中靶架处于极限位置I时的自动调靶装置的结构示意图；
图6为本发明实施例中靶架处于极限位置II时的自动调靶装置的结构示意图；
图中：1.靶室 2.靶调解机构 3.测距装置 4.密封部件 11.加速器管道连接口12.观察窗口 21.靶架 22.靶盒 23.垂直位置调整部件 24.水平位置调整部件 25.伺服电机 23-1.水平导引杆 23-2.垂直运动导引杆 24-1.垂直导引杆 24-2.水平运动导引杆。
具体实施方式
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
作为一个实施例，如图1所示的自动调靶装置，其包括：靶室1、靶调节机构2、测距装置3和密封部件4；
上述靶室1为由板材焊接而成中空方盒结构，靶室1侧面设置加速器管道连接口11，靶室的另一侧面设置观察窗口12，观察窗口12采用高透光度有机玻璃，方便观察靶材位置，并用于更换靶材；
上述测距装置3有两个，如图1所示分别安装在靶室1两个互相垂直的侧面上，用于测量靶的垂直位置和水平位置，作为一种实施例测距装置3为激光测距传感器，激光测距传感器的测距误差为毫米量级，光束打到靶架21的侧面和底面，通过水平、垂直两个方向的位置采集，能准确判断靶材位置，并和伺服电机的移动数据互为应正，避免单一数据误差，提高安全性。
如图2所示上述靶调解机构2位于靶室内，靶调解机构2与测距装置3配合用于调整靶位置；靶调解机构2包括：靶架21以及连接在靶架21两个垂直侧面上的水平位置调整部件24和垂直位置调整部件23；所述水平位置调整部件24和垂直位置调整部件23的移动导引杆部分穿出靶室1侧壁，且相对靶室1侧壁能够移动，装有靶材料的靶盒22放置在靶架21内，如图3和图4所示；
其中水平位置调整部件24包括：垂直导引杆24-1和水平移动导引杆24-2，垂直导引杆24-1通过支架连接在靶架22侧面，用于引导靶架22的垂直运动，水平移动导引杆24-2有多个，其一端连接在垂直导引杆24-1的支架上，另一端穿过靶室1侧壁，密封部件4套在穿出靶室1侧壁的水平移动导引杆24-2上，并与靶室1侧面密封连接，这样不仅可以实现水平移动导引杆24-2相对靶室1侧壁平滑移动的同时保证靶室内部的真空气密性，而且密封部件4还可以保护水平移动导引杆24-2；伺服电机25和减速器安装在多个水平移动导引杆24-2中位于中间位置的水平移动导引杆上，且伺服电机和减速器位于靶室外部，伺服电机25用于带动水平位置调整部件24进行水平运动，从而带动靶架21做水平运动。
如图2所示，垂直位置调整部件23和水平位置调整部件24结构一致，包括：水平导引杆23-1和垂直移动导引杆23-2，水平导引杆23-1通过支架连接在靶架21的另一侧面，垂直移动导引杆23-2也有多个，一端连接在水平导引杆23-1的支架上，另一端穿过靶室1另一侧壁，且位于密封部件4内部；同样垂直移动导引杆23-2中位于中间的垂直移动导引杆上也安装了位于靶室外部伺服电机25和减速器。
作为一个实施例，上述密封部件4为一端开口的中空直管，中空直管的内部中空长度大于水平移动导引杆24-2或者垂直移动导引杆23-2伸出靶室1的最大长度，中空直管的下开口端与靶室1侧面密封连接，用于保证靶室1处于真空密封状态。
如图3和图4所示，为了方便靶盒22从靶架21中抽出和换装，靶盒上安装有把手，且为了方便定位靶盒22的侧面设置有斜边，靶架21放置靶盒22的槽的相应面上也设置相应的斜边，且其槽内的直线度及平面度都小于±0.05mm。
上述伺服电机25设定的位移应和其对面的激光测距传感器的变化相吻合，侧面激光测距传感器变化应很小。
以具体实施例说明利用上述自动调靶装置进行靶材位置调整的过程，其过程如下：
(1)通过两台伺服电机的配合运动先把靶架21移动到极限位置I，此位置为图5所示的靶架22的位置，即靶材的左下角正对加速器管道连接口11，通过激光测距传感器记录下此时的位置数据，关闭伺服电机和激光测距传感器的电源，进行打靶操作；
(2)打靶出束后，打开伺服电机和激光测距传感器的电源，先使靶架21沿垂直方向下移一定位移，设定垂直方向的伺服电机的步进距离，关闭伺服电机和激光测距传感器的电源，进行打靶操作；
(3)之后重复上述操作，使靶架21沿垂直方向移动，重复操作直打完靶材一列，长度维120mm靶材，按孔中心距12mm可以打9个孔；
(4)之后将靶架21沿水平方向移动一定距离，并重复上述操作，按列完成所有的打靶操作，最后靶架位于极限位置II，如图6所示，宽度为100mm的靶材，可以打7列。
(5)退掉真空，打开观察窗口12，抽出靶盒22，放入新的靶盒。
经过该实施例的操作证明，本发明公开的自动调靶装置，可以将一块同面积靶材的打靶次数从以前的30多次提高到63次。

Claims (8)

1.一种自动调靶装置，其特征在于，所述装置包括：靶室、靶调节机构、测距装置和密封部件；
所述靶室为中空方盒结构，靶室侧面设置加速器管道连接口，靶室的另一侧面设置观察窗口；
所述靶调节机构位于靶室内，靶调节机构与测距装置配合用于调整靶位置；所述靶调节机构包括：靶架以及连接在靶架两个垂直侧面上的水平位置调整部件和垂直位置调整部件；所述水平位置调整部件和垂直位置调整部件的移动导引杆部分穿出靶室侧壁，且相对靶室侧壁能够移动；装有靶材料的靶盒放置在靶架内；
所述密封部件套在穿出靶室侧壁的移动导引杆上，且一端与靶室侧面密封连接；所述测距装置有两个，分别安装在靶室两个互相垂直的侧面上，用于测量靶的垂直位置和水平位置。
2.根据权利要求1所述的自动调靶装置，其特征在于，所述水平位置调整部件包括：垂直导引杆和水平移动导引杆，所述垂直导引杆通过支架连接在靶架侧面，所述水平移动导引杆有多个，其一端连接在垂直导引杆的支架上，另一端穿过靶室侧壁，位于密封部件内部；所述水平移动导引杆中位于中间的水平移动导引杆上安装伺服电机和减速器，且伺服电机和减速器位于靶室外部。
3.根据权利要求2所述的自动调靶装置，其特征在于，所述垂直位置调整部件包括：水平导引杆和垂直移动导引杆，所述水平导引杆通过支架连接在靶架另一侧面，所述垂直移动导引杆有多个，其一端连接在水平导引杆的支架上，另一端穿过靶室另一侧壁，且位于密封部件内部；所述垂直移动导引杆中位于中间的垂直移动导引杆上安装伺服电机和减速器，且伺服电机和减速器位于靶室外部。
4.根据权利要求3所述的自动调靶装置，其特征在于，所述密封部件为一端开口的中空直管，所述中空直管的内部中空长度大于水平移动导引杆或者垂直移动导引杆伸出靶室的最大长度，所述中空直管的下开口端与靶室侧面密封连接。
5.根据权利要求1所述的自动调靶装置，其特征在于，所述测距装置为激光测距传感器。
6.根据权利要求1所述的自动调靶装置，其特征在于，所述靶盒上安装有把手。
7.根据权利要求1所述的自动调靶装置，其特征在于，所述靶盒侧面设置有斜边，所述靶架放置靶盒的槽的相应面上也设置相应的斜边。
8.根据权利要求7所述的自动调靶装置，其特征在于，所述靶盒的槽和斜边的直线度及平面度都小于±0.05mm。
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