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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bestrahlungsdetektionssystem,
insbesondere auf eine Vorrichtung zur Führung von einem Strahlbündel für ein Bestrahlungsdetektionssystem.
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Stand der Technik
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Bei
bekannten Bestrahlungsdetektionssystemen ist ein Röntgenstrahl
von einem Röntgenstrahlrohr
erzeugt. Wenn die Elektronen unter der Wirkung der Spannungsdifferenz
zwischen der Anode und der Kathode. mit beschleunigter Geschwindigkeit
das Wolfram-Ziel treffen, werden die Röntgenstrahlen erzeugt.
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Die
Röntgenstrahlen
sind normalerweise in Kegel-Form aus Fokusflecken ausgestrahlt.
Da die Anwendung der Röntgenstrahlen
unterschiedlich ist, ist es erforderlich, die Kontur des Röntgenstrahles mit
unterschiedlichen Mitteln zu beschränken. Nach dem Stand der Technik
ist ein entsprechender Kollimator eingesetzt, um die Kontur des
Röntgenstrahles zu
beschränken,
wobei das Strahlbündel
linienförmig oder
rechteckförmig,
oder linienförmig
und rechteckförmig
umgeformt ist.
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Bei
einer bekannten Vorrichtung zur Führung des Strahlbündels, wobei
das Röntgenstrahlbündel sektorförmig umgeformt
ist, ist es unmöglich,
sowohl die Breite als auch die Zentrierung des Strahlbündels genau
einzustellen. Dies führt
zur Deflektion und Streuung des Röntgenstrahls, so dass die Kontrollqualität beeinträchtigt ist
und die Dicke der Strahlschirmschicht vergrößert werden muss.
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Inhalt der Erfindung
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Führung
von einem Strahlbündel
und ein Bestrahlungsdetektionssystem mit einer solchen Vorrichtung
anzugeben, wobei die Vorrichtung zur Führung des Strahlbündels mit
einem ersten und einem zweiten Kollimator integriert aufgebaut ist
und alle bei dem Stand der Technik vorhandenen Mängel aufgehoben sind.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Führung
von Strahlbündel
sind nicht nur die Einstellung der Kontur des Strahlbündels (Maß und Form), sondern
auch die Einstellung der Zentrierung des Strahlbündels gegenüber dem Detektor-Array erreicht,
so dass die Kontrollqualität
verbessert ist und die Dicke der Strahlschirmschicht reduziert ist.
Eine solche Vorrichtung findet bei einem Bestrahlungsdetektionssystem
zur Sicherheitskontrolle für
flüssige Gegenstände ihre
Anwendung.
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Die
Aufgabe ist gelöst
durch eine Vorrichtung zur Führung
von einem Strahlbündel,
umfassend:
- – einen Führungskasten des Strahlbündels, durch welchen
Führungskasten
ein Innenraum definiert ist, der eine im wesentlichen sektorförmige Oberseite
und Unterseite und ein offenes breites Ende und ein offenes schmales
Ende aufweist;
- – eine
Verbindungsplatte, die mit dem schmalen Ende des Führungskastens
verbunden ist;
- – einen
ersten Kollimator, der an dem Führungskasten
in der Nähe
des schmalen Endes angeordnet und bestimmt ist, die Kontur des Strahlbündels in
einer ersten Richtung und in einer zur ersten Richtung senkrechten
zweiten Richtung einzustellen;
- – einen
zweiten Kollimator, der einen schmalen Schlitz oder ein Gitter zur
Korrektur aufweist und an dem Führungskasten
in der Nähe
des breiten Endes angeordnet ist; und
- – eine
Einstellplatte, die die Verbindungsplatte mit einem Strahlerzeuger
verbindet und bestimmt ist, den Abstand zwischen dem Strahlerzeuger
und dem Führungskasten
einzustellen.
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Der
Führungskasten
umfasst bevorzugt
- – einen unteren Kastenkörper, der
aufweist:
- – eine
im wesentlichen sektorförmige
Bodenplatte, in derer beiden Seiten sich eine erste und eine zweite
Seitenwandplatte senkrecht zur Bodenplatte nach oben erstrecken,
und
- – eine
Verlängerungsplatte,
die sich von dem breiten Ende der sektorförmigen Bodenplatte erstreckt
und auf einer selben Ebene wie bei der genannten Bodenplatte liegt,
wobei
ein Detektorträger
mit einem Detektor-Array auf der Verlängerungsplatte angeordnet ist; und
- – einen
Deckel, der die Oberseite des unteren Kastenkörpers deckt.
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Eine
Strahlschirmschicht ist bevorzugt im Inneren des Führungskastens
angeordnet, und eine die Bodenplatte und den Deckel durchgehende Öffnung ist
in dem mittleren Bereich des Führungskastens
vorgesehen.
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Die
Vorrichtung umfasst bevorzugt weiter
- – erste
Ansätze,
die auf der Bodenplatte in der Nähe
des schmalen Endes angeordnet und bestimmt sind, ein erstes Korrekturelement
mit schmalen Schlitzen zur Korrektur zu montieren und zu verbinden;
- – zweite
Ansätze,
die auf der Bodenplatte in der Nähe
des breiten Endes angeordnet und bestimmt sind, ein zweites Korrekturelement
mit dem schmalen Schlitz zur Korrektur zu montieren und zu verbinden;
wobei
die durchgehende Öffnung
zwischen den ersten und den zweiten Ansätzen angeordnet ist und das
erste und das zweite Korrekturelement zur Korrektur des aus dem
Strahlerzeuger emittierten und durch den Führungskasten geführten Strahls
zusammenwirkt; und
- – einen
dritten Ansatz, der auf der Verlängerungsplatte
angeordnet ist, um den Detektorträger zu verbinden und den Abstand
zwischen dem Zielpunkt des Strahlerzeugers und dem Detektorträger einzustellen,
wobei
der Detektorträger
einen Trägerkörper und einen
Detektorarm aufweist, der gegenüber
dem Trägerkörper in
der zweiten Richtung bewegbar ist.
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Der
erste Kollimator umfasst weiter:
- – ein erstes
schiebbares Anschlagsstück
und ein zweites schiebbares Anschlagsstück, die in einer in dem Führungskasten
geformten ersten Schiebenut angeordnet sind und in der ersten Richtung schiebbar
sind, so dass der erste Abstand zwischen dem ersten schiebbaren
und dem zweiten schiebbaren Anschlagsstück einstellbar ist, und
- – ein
drittes schiebbares Anschlagsstück
und ein viertes schiebbares Anschlagsstück, die in einer in dem Führungskasten
geformten zweiten Schiebenut angeordnet sind und in der zweiten
Richtung schiebbar sind, so dass der zweite Abstand zwischen dem
dritten schiebbaren und dem vierten schiebbaren Anschlagsstück einstellbar
ist.
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Der
erste Kollimator umfasst weiter:
- – einen
ersten Gradteiler, der mit dem ersten schiebbaren und dem zweiten
schiebbaren Anschlagsstück
verbunden und bestimmt ist, die Schiebung des ersten und des zweiten
schiebbaren Anschlagsstücks
entlang der ersten Schiebenut zu steuern; und
- – einen
zweiten Gradteiler, der mit dem dritten schiebbaren und dem vierten schiebbaren
Anschlagsstück
verbunden und bestimmt ist, die Schiebung des dritten und des vierten
schiebbaren Anschlagsstücks
entlang der zweiten Schiebenut zu steuern.
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Der
erste Kollimator umfasst bevorzugt weiter:
- – eine erste
Einstellschraube, die auf der Einstellplatte angeordnet und bestimmt
ist, die Position des Strahlerzeugers in der ersten Richtung gegenüber dem
Führungskasten
einzustellen; und
- – eine
zweite Einstellschraube, die auf der Einstellplatte angeordnet und
bestimmt ist, die Position des Strahlerzeugers in der zweiten Richtung gegenüber dem
Führungskasten
einzustellen.
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Die
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist durch ein Bestrahlungsdetektionssystem
mit der erfindungsgemäßen oben
genannten Vorrichtung zur Führung
von einem Strahlbündel
gelöst.
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Bei
der erfindungsgemäßen Gestaltung
sind folgende Vorteile erreicht:
- 1) Die wirksame
Einstellung des Öffnungswinkels des
Strahlbündels
ist erreicht.
- 2) Die Einstellung der Breite und der Höhe des Strahlbündels (Maß in senkrechter
und horizontaler Richtung) ist erreicht.
- 3) Die Zentrierung des Zielpunktes von dem Strahlerzeuger (Strahlungsquelle)
wird erleichtert.
- 4) Die Dicke der Strahlschirmschicht im Inneren des Führungskastens
ist reduziert und die Kontrollqualität ist verbessert.
- 5) Der erfindungsgemäße Führungskasten
ist geeignet, bei einem Bestrahlungsdetektionssystem eingesetzt
zu werden, insbesondere geeignet, eine entsprechende Sicherheitskontrolle
für flüssige Gegenstände mittels
eines Bestrahlungsdetektionssystems durchzuführen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 stellt
eine Gestaltung der Vorrichtung zur Führung von einem Strahlbündel nach
einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
Betriebszustand dar;
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2 stellt
die Vorrichtung nach 1 in Draufsicht dar, wobei diese
teilweise geschnitten ist;
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3 stellt
eine Gestaltung des unteren Kastenkörpers des Strahlbündels dar;
und
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4 stellt
eine Zielpunktkorrektur bei dem Strahlerzeuger schematisch dar.
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Bevorzugte Ausführungsform
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Nachfolgend
werden die in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden
Erfindung eingehend erläutert,
wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit Zeichnungen erläutert.
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Wie
in 1–3 dargestellt,
umfasst die Vorrichtung zur Führung
von Strahlbündel
nach einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung einen Führungskasten 1 der
Strahlbündel,
einen ersten Kollimator 8 (rechts in 1–3),
einen zweiten Kollimator 10 (links in 1–3),
eine Verbindungsplatte 4 und eine Einstellplatte 5.
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Ein
Innenraum S ist durch den Führungskasten 1 von
Strahlbündel
definiert. Der Führungskasten 1 weist
eine im wesentlichen sektorförmige
Oberseite und eine im wesentlichen sektorförmige Unterseite, sowie ein
offenes breites Ende (links in 1–4) und
ein offenes schmales Ende (rechts in 1–4)
auf. Die Verbindungsplatte 4 ist mit dem schmalen Ende
des Führungskastens 1 verbunden.
Die Verbindungsplatte 4 und ein Strahlerzeuger 7 sind
durch die Einstellplatte 5 verbunden, so dass der Abstand
zwischen dem Strahlerzeuger 7 und dem Führungskasten 1 einstellbar
ist.
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Das
schmale Ende des Führungskastens 1 (rechts
in 1) ist mit dem ersten Kollimator 8 verbunden,
mit dem das Maß des
Strahlbündels
in einer ersten Richtung (beispielweise in senkrechter Richtung
in 1) und in einer zweiten Richtung (beispielweise
in horizontaler Richtung in 1) eingestellt
werden kann. Das breite Ende des Führungskastens 1 (links
in 1) ist mit einem zweiten Kollimator 10 verbunden,
der einen schmalen Schlitz oder ein Gitter 10a zur Korrektur
aufweist. Wie in 1 dargestellt, ist der schmale
Schlitz oder das Gitter 10a zur Korrektur horizontal angeordnet.
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Konkret
gesagt, besteht der Führungskasten 1 aus
einem unteren Kastenkörper 3 und
einem Deckel 2, der die Oberseite des unteren Kastenkörpers 3 deckt
und den genannten Innenraum S definiert. Der untere Kastenkörper 3 weist
eine im wesentlichen sektorförmige
Bodenplatte 3a, eine erste und eine zweite Seitenwandplatte 3c, 3d,
die sich jeweils in beiden Seiten der sektorförmigen Bodenplatte 3a senkrecht
zur Bodenplatte nach oben erstrecken, und eine Verlängerungsplatte 3b,
die sich von dem breiten Ende der sektorförmigen Bodenplatte 3a erstreckt
und auf einer selben Ebene wie bei der genannten Bodenplatte 3a liegt,
wobei ein Detektorträger 11 mit
Detektor-Array (nicht dargestellt) auf der Verlängerungsplatte 3b angeordnet
ist.
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Wie
oben beschrieben, ist ein Strahlführungsteil (der Teil, der von
der ersten Seitenwandplatte 3c und der zweiten Seitenwandplatte 3b,
der Bodenplatte und dem Deckel 2 umgeschlossen ist) sektorförmig gestaltet.
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Im
Inneren des Führungskastens 1 ist
eine Strahlschirmschicht 12 angeordnet. In anderen Worten,
ist die Strahlschimschicht 12 jeweils mit der ersten Seitenwandplatte 3c und
der zweiten Seitenwandplatte 3d, der Bodenplatte 3a und dem
Deckel 2 verbunden. In dem mittleren Bereich des Führungskastens 1 ist
eine die Bodenplatte 3a und den Deckel 2 durchgehende Öffnung 14 vorgesehen.
Die Öffnung
ist bevorzugt kreisförmig
gestaltet, so dass der zu detektierende Gegenstand, wie zum Beispiel
eine Flasche mit Flüssigkeit über die Öffnung den
Führungskasten 1 hindurch
geführt
ist.
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Auf
der Bodenplatte 3 sind erste Ansätze 19 zur Verbindung
und Montage eines ersten Korrekturelementes 22 mit schmalen
Schlitzen 22a zur Korrektur und zweite Ansätze 20 zur
Verbindung und Montage eines zweiten Korrekturelementes 23 mit
einem schmalen Schlitz 23a zur Korrektur jeweils in beiden Seiten
des schmalen und des breiten Endes von der Öffnung 14 angeordnet.
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Wie
in 4 dargestellt, ist das erste Korrekturelement 22 zwischen
beiden ersten Ansätzen 19 mit
den ersten Ansätzen 19 formschlüssig verbunden,
während
das zweite Korrekturelement 23 zwischen beiden zweiten
Ansätzen 20 mit
den zweiten Ansätzen 20 formschlüssig verbunden
ist, so dass eine Korrektur für
den von dem Strahlerzeuger 7 emittierten und durch den
Führungskasten 1 geführten Strahl
durch das Zusammenwirken des ersten Korrekturelementes 22 mit
dem zweiten Korrekturelement 23 durchgeführt werden
kann.
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Wie
in 4 dargestellt, weist das erste Korrekturelement 22 drei
senkrecht angeordnete schmale Schlitze zur Korrektur auf, während das
zweite Korrekturelement 23 einen senkrecht angeordneten Schlitz
aufweist. Aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
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Ein
dritter Ansatz 21 ist zusätzlich in der dem breiten Ende
des Führungskastens 1 zugewandten und
den zweiten Ansätzen 20 gegenüberliegenden Seite
angeordnet. Der dritte Ansatz 21 ist auf der Verlängerungsplatte 3b derart
angeordnet, dass der Detektorträger 11 entlang
den dritten Ansatz 21 in der Richtung des Strahles bewegbar
ist, um den Abstand L zwischen dem Zielpunkt P des Strahlerzeugers 7 und
dem Detektorträger 11 einzustellen,
wobei der Strahl an dem Zielpunkt P von dem Strahlerzeuger emittiert
ist. Der Detektorträger 11 weist
einen Trägerkörper 11a und
einen Detektorarm 11b auf, der gegenüber dem Trägerkörper 11a in der zweiten Richtung
bewegbar ist. An dem Detektorarm 11b ist ein Detektor-Array
(nicht dargestellt) zum Empfang des von dem Strahlerzeuger 7 emittierten
Strahlbündels
angeordnet.
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Der
erste Kollimator 8 (rechts in 1) umfasst
bevorzugt ein erstes schiebbares Anschlagsstück 9a und ein zweites
schiebbares Anschlagsstück 9b,
das erste und das zweite Anschlagsstück 9a, 9b sind
in einer in dem Führungskasten 1 geformten
ersten Schiebenut 17a (senkrecht angeordnete Schiebenut
in 1) angeordnet und sind in der ersten Richtung
(nach oben oder nach unten in 1) schiebbar,
so dass der erste Abstand zwischen dem ersten schiebbaren und dem
zweiten schiebbaren Anschlagsstück 9a, 9b eingestellt
ist.
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Der
erste Kollimator 8 umfasst zusätzlich ein drittes schiebbares
Anschlagsstück 6a und
ein viertes schiebbares Anschlagsstück 6b. Das dritte schiebbare
Anschlagsstück 6a und
das vierte schiebbare Anschlagsstück 6b sind in einer
in dem Führungskasten 1 geformten
zweiten Schiebenut 17b (horizontal angeordnete Schiebenut
in 1) angeordnet und sind in der zur ersten Richtung
senkrechten zweiten Richtung (nach oben oder nach unten in 2)
schiebbar, so dass der zweite Abstand zwischen dem dritten schiebbaren
und dem vierten schiebbaren Anschlagsstück 6a, 6b eingestellt
ist. Durch die Einstellung des ersten Abstandes zwischen dem ersten
schebbaren und dem zweiten schiebbaren Anschlagstück 9a, 9b,
und des zweiten Abstandes zwischen dem dritten schiebbaren und dem
vierten schiebbaren Anschlagsstück 6a, 6b ist die
Einstellung des Maßes
bzw. der Form des durch den ersten Kollimator 8 geführten Strahles,
nämlich der
Kontur des Strahles erreicht.
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Der
Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten schiebbaren Anschlagstück 9a, 9b ist
bevorzugt mit Hilfe eines ersten Gradteilers 13 eingestellt, wobei
der erste Gradteiler 13 bevorzugt in Form von einer Gradteilung-Schubstange
gestaltet ist, die mit dem ersten schiebbaren und dem zweiten schiebbaren
Anschlagsstück 9a, 9b verbunden
ist. Konkret gesagt, wird der erste Gradteiler 13 gedreht,
so dass das erste schiebbare und das zweite schiebbare Anschlagsstück entlang
der ersten Schiebenut 17a bewegt sind, so dass die Einstellung
des ersten Abstandes zwischen dem ersten schiebbaren und dem zweiten
schiebbaren Anschlagstück 9a, 9b erreicht ist.
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Ebenfalls
kann der Abstand zwischen dem dritten schiebbaren und dem vierten
schiebbaren Anschlagstück 6a, 6b mit
Hilfe eines zweiten Gradteilers 16 eingestellt werden,
wobei der zweite Gradteiler 16 bevorzugt in Form von einer
Gradteilung-Schubstange gestaltet ist, die mit dem dritten schiebbaren
und dem vierten schiebbaren Anschlagsstück 6a, 6b verbunden
ist. Der zweite Gradteiler 16 wird gedreht, so dass das
dritte schiebbare und das vierte schiebbare Anschlagsstück getrennt
oder gleichzeitig entlang der zweiten Schiebenut 17b bewegt
sind, so dass die Einstellung des zweiten Abstandes zwischen dem dritten
schiebbaren und dem vierten schiebbaren Anschlagstück 6a, 6b erreicht
ist.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung zur Führung eines
Strahlbündels
eine erste Einstellschraube 18 und eine zweite Einstellschraube 15. Die
erste Einstellschraube 18 ist auf der Einstellplatte 5 angeordnet
und ist bestimmt, die Position des Strahlerzeugers 7 in
der ersten Richtung gegenüber dem
Führungskasten 1 einzustellen
(die Position in senkrechter Richtung in 1). Die
zweite Einstellschraube 15 ist auf der Einstellplatte 5 angeordnet und
ist bestimmt, die Position des Strahlerzeugers 7 in der
zweiten Richtung gegenüber
dem Führungskasten 1 einzustellen
(die Position in senkrechter Richtung in 2). Aber
die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Mittels
geeigneten Mitteln in dem Fachgebiet ist die Einstellung der relativen Position
des Strahlerzeugers 7 gegenüber dem Führungskasten 1 erreichbar.
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Bevor
die Vorrichtung zur Führung
des Strahlbündels
in Betrieb genommen ist, ist es erforderlich, mittels der Korrelation
zwischen schmalen Schlitzen an dem ersten Korrekturelement 22 und dem
schmalen Schlitz an dem zweiten Korrekturelement 23 entsprechende
Korrektur für
den Zielpunkt P an dem Strahlerzeuger durchzuführen, um den Zielpunkt P nach
dem Mittelpunkt des Detektor-Arrays auszurichten.
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Wie
in 4 dargestellt, wird das erste Korrekturelement 22 mit
drei senkrecht angeordneten Schlitzen zwischen den beiden ersten
Ansätzen 19 mit
den ersten Ansätzen 19 formschlüssig verbunden,
und wird das zweite Korrekturelement 23 mit einem senkrecht
angeordneten Schlitz zwischen den beiden zweiten Ansätzen 20 mit
den zweiten Ansätzen 20 formschlüssig verbunden.
Je nach dem Zustand des Strahlbündels
wird der Abstand L zwischen dem Detektor-Array an dem Detektorträger und
dem Zielpunkt P an dem Strahlerzeuger 7 durch die Bewegung
des Detektorträgers 11 bestimmt.
Außerdem wird
der Detektorarm 11b gegenüber dem Detektorträgerkörper 11a derart
bewegt, dass das Detektor-Array nach der Mitte des Strahlbündels ausgerichtet
ist. Nachdem die Position des Detektor-Arrays bestimmt worden ist,
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Führung
des Strahlbündels
in Betrieb genommen werden. Beispielweise kann eine Flasche mit
Flüssigkeit
mittels Bestrahlung inspiziert werden. Da die Bedienungsschritte
bei der Durchführung
der Inspektion mittels Bestrahlung nach dem Stand der Technik bekannt
sind, wird es hier nicht mehr eingehend erläutert.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Führung
des Strahlbündels
ist bei einem Bestrahlungsinspektionssystem zur Detektion von Gegenständen mittels
Bestrahlung einsetzbar. Da die Gestaltung und die Bedienung des
Bestrahlungsinspektionssystem nach dem Stand der Technik bekannt
sind, wird es hier auch nicht mehr eingehend erläutert.