KR102135213B1 - 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치 - Google Patents

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장원주
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Abstract

본 발명은 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치에 관한 것이다. 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치는 방사선의 방출을 위한 선원이 수용된 콜리메이터 몸체(11); 콜리메이터 몸체(11)의 한쪽 면에 형성된 방사선 윈도우(12); 및 콜리메이터 몸체(11)에 결합되어 방사선 윈도우(12)로부터 방출되는 방사선의 방향으로 광을 조사하는 적어도 하나의 초점 조절 유닛(14a, 14b)을 포함한다.

Description

초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치{A Focus Regulating Type of a Collimator Apparatus for a Radiation Investigation}
본 발명은 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치에 관한 것이고, 구체적으로 방사선 이미지의 획득을 위한 초점이 미리 확인될 수 있도록 하는 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치에 관한 것이다.
용접 부위 또는 이와 유사한 접합 부위의 결함을 탐지하기 위한 방사선 투과 검사는 영구적인 기록 수단이 되면서 모든 종류의 재료에 적용될 수 있고, 표면 결함과 내부 결함의 검출이 가능하다는 장점을 가진다. 그러나 검사를 위한 장비가 복잡하고, 검사를 위한 비용이 많이 소요된다는 단점을 가진다. 이로 인하여 검사가 효율적으로 이루어질 필요가 있고, 예를 들어 미리 이미지의 획득을 위한 초점이 형성되는 것이 유리하다. 엑스레이 검사와 관련된 선행기술에 해당하는 특허등록번호 10-1806954는 엑스레이가 조사되는 양극 로드의 앞쪽에 초점 조절을 위한 콜리메이터가 배치된 초점 조절 콜리메이터 구조에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 10-2013-0039448은 1 ㎛의 소초점에 대해서도 간편하게 빔의 면적을 규정함은 물론 소초점의 크기를 자유롭게 가변하는 기술에 대하여 개시한다. 용접 부위의 방사선 검사를 위하여 방사선을 방출하는 콜리메이터가 배치된 필름에 방사선 이미지가 형성되도록 초점이 맞추어질 필요가 있고, 초점 위치가 콜리메이터의 설치 과정에서 간단하게 확인될 수 있는 것이 유리하다. 그러나 선행기술은 이와 같이 콜리메이터의 배치 과정에서 초점 위치가 확인될 수 있는 방법에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
특허문헌 1: 특허등록번호 10-1806954((주)자비스, 2017.12.08. 공고) 초점 조절 콜리메이터 구조의 엑스레이 검사 튜브 특허문헌 2: 특허공개번호 10-2013-0039448(한국표준과학연구원, 2013.04.22. 공개) 소초점 가변형 콜리메이터
본 발명의 목적은 방사선 투과 검사 과정에서 이미지 획득을 위한 필름에 대한 콜리메이터의 배치 위치가 확인될 수 있도록 하는 초점 형성 유닛을 가진 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치는 방사선의 방출을 위한 선원이 수용된 콜리메이터 몸체; 콜리메이터 몸체의 한쪽 면에 형성된 방사선 윈도우; 및 콜리메이터 몸체에 결합되어 방사선 윈도우로부터 방출되는 방사선의 방향으로 광을 조사하는 적어도 하나의 초점 조절 유닛을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 초점 조절 유닛은 서로 교차하는 초점을 형성하는 레이저를 조사하고, 각각의 초점 조점 유닛은 회전 가능한 것을 특징으로 하는 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 초점 조절 유닛은 각각 고정 베이스; 고정 베이스에 결합되는 구동 수단; 구동 수단에 의하여 회전되는 회전 유도 유닛 및 광을 방출시키는 광 발생 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치는 방사선 투과 검사 과정에서 콜리메이터의 초점이 미리 확인될 수 있고, 이에 의하여 콜리메이터의 배치가 간단해지도록 한다. 또한 본 발명에 따른 콜리메이터 장치는 이미지 필름에 대한 콜리메이터의 위치 설정이 간단해지도록 하면서 정확한 방사선 이미지의 획득이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 초점 조절 구조는 다양한 구조를 가지는 방사선 콜리메이터에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 콜리메이터 장치에 적용되는 초점 조절 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 콜리메이터 장치가 적용된 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 콜리메이터 장치의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치는 방사선의 방출을 위한 선원이 수용된 콜리메이터 몸체(11); 콜리메이터 몸체(11)의 한쪽 면에 형성된 방사선 윈도우(12); 및 콜리메이터 몸체(11)에 결합되어 방사선 윈도우(12)로부터 방출되는 방사선의 방향으로 광을 조사하는 적어도 하나의 초점 조절 유닛(14a, 14b)을 포함한다.
콜리메이터 몸체(11)는 전체적으로 반 실린더 형상. 계란 반쪽 형상, 반구형 또는 이와 유사한 형상이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 콜리메이터 몸체(11)는 방사능의 차폐가 가능한 구조를 가질 수 있고, 예를 들어 텅스텐 소재 또는 이와 유사한 방사선 차폐 소재로 만들어지거나 또는 내부에 방사선 차폐 소재로 이루어진 차폐층이 형성될 수 있다. 콜리메이터 몸체(11)의 내부에 방사선 선원이 배치될 수 있고, 콜리메이터 몸체(11)의 한쪽 면 또는 앞쪽 면은 방출 면(111)이 될 수 있다. 방출 면(111)은 전체적으로 평면 형상이 될 수 있고, 방출 면(111)의 중심 부분에 다각형 또는 원형의 방사선 윈도우(12)가 형성될 수 있다. 방사선 윈도우(12)로부터 방사선이 방출되어 검사 대상을 투과할 수 있고, 투과 방사선이 필름에 의하여 감지되어 방사선 이미지를 형성할 수 있다. 콜리메이터 몸체(11)의 한쪽 부분에 커넥터(13)가 형성되고, 커넥터(13)에 전력 공급 또는 통신을 위한 케이블이 연결될 수 있다. 또는 커넥터(13)에 선원 유도 수단이 연결될 수 있다. 콜리메이터 몸체(11) 또는 방사선 윈도우(12)는 다양한 구조를 가질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면 콜리메이터 몸체(11)에 초점 형성이 가능한 적어도 하나의 초점 조절 유닛(14a, 14b)이 결합될 수 있다. 예를 들어 콜리메이터 몸체(11)의 방출 면(111)은 곡면 모서리를 가진 직사각 형상이 될 수 있고, 서로 수직으로 교차하는 두 개의 변의 중간 부분에 각각 하나의 초점 조절 유닛(14a, 14b)이 배치될 수 있다. 각각의 초점 조절 유닛(14a, 14b)은 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있고, 광을 조사 또는 방출할 수 있는 광 방출 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어 각각의 초점 조절 유닛(14a, 14b)은 레이저 또는 엘이디 광을 정해진 방향으로 방출시킬 수 있다. 각각의 초점 조절 유닛(14a, 14b)은 예를 들어 방사선이 방출되는 방향으로 레이저 광을 방출할 수 있고, 서로 교차하는 변에 설치되어 동일한 방향으로 레이저 광을 방출하여 서로 교차가 되도록 할 수 있다. 각각의 초점 조절 유닛(14a, 14b)은 방출 면(111)의 서로 다른 가장자리 부위에 설치되어 R1, R2로 표시된 것처럼 가장자리의 연장 방향에 대하여 수직이 되는 방향 또는 방사선 윈도우(12)의 방향으로 회전되면서 광의 방출 방향 또는 각도가 조절될 수 있다. 이와 같이 각각의 광의 방출 방향 또는 각도가 조절되어 두 개의 초점 조절 유닛(14a, 14b)의 교차 위치 또는 초점 위치가 조절될 수 있다. 방출 방향의 조절 또는 초점 위치의 조절을 위한 초점 조절 유닛(14a, 14b)은 다양한 구조로 만들어질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 콜리메이터 장치에 적용되는 초점 조절 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 적어도 하나의 초점 조절 유닛(14a, 14b)은 각각 고정 베이스(24); 고정 베이스(24)에 결합되는 구동 수단(23); 구동 수단(23)에 의하여 회전되는 회전 유도 유닛(22, 25) 및 광을 방출시키는 광 발생 유닛(21)을 포함한다. 도 2의 좌측에 도시된 실시 예를 참조하면, 고정 베이스(24)에 의하여 초점 조절 유닛(14a)이 콜리메이터 몸체(11)에 고정될 수 있다. 제시된 실시 예에서 고정 베이스(24)는 평면 형상이 되지만, 이에 제한되지 않고, 곡면 형상, C 형상 또는 이와 유사한 형상이 될 수 있다. 고정 베이스(24)는 체결 홀(241)에 결합되는 볼트 또는 스크루와 같은 체결 수단에 의하여 콜리메이터 몸체에 고정될 수 있다. 또는 체결 브래킷 또는 접착 수단에 의하여 고정 베이스(24)가 콜리메이터 몸체에 고정될 수 있다. 선택적으로 고정 베이스(24)에 또는 다른 적절한 위치에 수평 기준계(242)가 배치되어 콜리메이터의 지면에 대한 경사 수준이 탐지될 수 있고, 이에 기초하여 광 발생 유닛(21)의 경사 각도가 조절될 수 있다. 고정 베이스(24)의 앞쪽 끝에 고정 베이스(24)와 일체로 형성되면서 수직 방향으로 연장되는 유도 벽(22)이 형성될 수 있다. 유도 벽(22)에 각 조절 유닛(211)이 설치되고, 각 조절 유닛(211)에 광 발생 유닛(21)이 결합되어 각 조절 유닛(211)에 의하여 경사 각 또는 회전각이 조절될 수 있다. 각 조절 유닛(211)은 구형 또는 이와 유사한 형상이 되면서 일부가 유도 벽(22)의 내부에 수용될 수 있다. 각 조절 유닛(211)의 한쪽 부분에 반원 형상 또는 C 형상으로 연장되는 작동 조절 유닛(211b)이 결합되고, 작동 조절 유닛(211b)에 선형으로 연장되는 회전 유도 유닛(211c)이 맞물릴 수 있다. 작동 조절 유닛(211b)은 회전 유도 유닛(211c)과 접하는 부분이 고정되거나, 이빨에 의하여 맞물리는 구조가 될 수 있다. 선택적으로 회전 유도 유닛(211c)은 원형 기어 구조가 될 수 있다. 모터와 같은 구동 수단(23) 또는 수동 조절 수단에 의하여 작동 조절 유닛(211b)이 회전되거나, 회전 유도 유닛(211c)이 이동 또는 회전이 되면서 각 조절 유닛(211)이 회전될 수 있다. 선택적으로 회전 유도 유닛(211c)이 설치되지 않고 각 조절 유닛(211)과 작동 조절 유닛(211b)이 구동 수단(23)에 의하여 회전이 되면서 각 조절 유닛(211)의 각이 조절될 수 있다. 각 조절 유닛(211)은 다양한 방법으로 회전될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 각 조절 유닛(211)의 한쪽에 결합 축(211a)이 형성되고, 결합 축(211a)의 한쪽 끝에 광 발생 유닛(21)이 결합될 수 있다. 광 발생 유닛(21)은 레이저 광 또는 엘이디 광을 유도 홀(211)을 통하여 방출시킬 수 있는 다양한 종류의 광 발생 소자 또는 부품을 포함할 수 있다. 초점 형성 광(L)이 유도 홀(211)을 통하여 유도되어 이미지 필름에 조사될 수 있고, 서로 다른 초점 조절 유닛(14a)으로부터 방출되는 초점 형성 광(L)에 의하여 초점이 형성될 수 있다. 선택적으로 유도 벽(22)에 고정 슬릿(222)이 형성될 수 있고, 고정 버튼(221)에 의하여 각 조절 유닛(211)이 정해진 각도에 고정될 수 있다. 광 발생 유닛(21)으로부터 광의 방출 또는 구동 수단(23)의 작동을 다양한 방법으로 이루어질 수 있고, 예를 들어 무선 방식 또는 스위치 방식으로 작동될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
도 2의 오른쪽을 참조하면, 초점 조절 유닛(14a)의 각도는 사분원 형상으로 연장되는 회전 유도 유닛(25)에 의하여 조절될 수 있다. 회전 유도 유닛(25)은 서로 마주보는 한 쌍의 유도 판으로 이루어질 수 있고, 한 쌍의 유도 판에 의하여 사분원 형상의 조절 경로(251)가 형성될 수 있다. 모터와 같은 구동 수단(23)이 하나의 유도 판의 측면에 결합될 수 있고, 구동 수단(23)의 작동에 의하여 유도 부재(26)가 조절 경로(251)를 따라 이동되면서 광 발생 유닛(21)으로부터 방출되는 초점 형성 광(L)의 방출 각도가 조절될 수 있다. 유도 부재(26)의 한쪽 끝은 구동 수단(23)에 의하여 작동되는 작동 유닛에 결합될 수 있고, 유도 부재(26)의 다른 끝에 광 발생 유닛(21)이 결합될 수 있다. 광 발생 유닛(21)의 높이가 높이 조절 유닛(261)에 의하여 조절될 수 있고, 광 발생 유닛(21)의 앞쪽에 유도 관(212)이 결합되어 초점 형성 광(L)의 경로를 유도할 수 있다. 고정 베이스(24)가 유도 판의 아래쪽 부분에 형성될 수 있고, 고정 베이스(24)는 콜리메이터 몸체에 고정될 수 있는 다양한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 콜리메이터 장치가 적용된 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 다양한 용도를 가진 관 또는 기둥과 같은 검사 대상(31)의 용접 부위와 같은 검사 부위(32)가 방사선 투과 검사에 의하여 검사될 수 있다. 검사 부위(32)를 기준으로 서로 마주보도록 콜리메이터 장치와 필름(22)이 배치될 수 있다. 하나의 초점 조절 유닛(예를 들어 14a)에 의하여 개략적인 초점(F)의 위치가 결정되면, 필름(22)이 정해진 위치에 배치될 수 있다. 이후 두 개의 초점 조절 유닛(14a, 14b)에 의하여 필름(22)의 X-Y 평면의 정해진 위치에 초점(F)이 형성되도록 콜리메이터 장치의 위치 또는 필름(22)의 위치가 결정될 수 있다. 이후 방출 면(111)에 형성된 방사선 윈도우(12)로부터 방사선이 방출되어 검사 부위(32)를 투과하고, 투과 방사선이 필름(22)에서 탐지되어 검사 이미지가 획득될 수 있다. 아래에서 이와 같은 과정이 구체적으로 설명된다.
도 4는 본 발명에 따른 콜리메이터 장치의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 콜리메이터 장치에 의한 방사선 이미지의 획득 방법은 검사 부위의 방사선 이미지의 획득을 위한 필름을 배치하는 단계(P11); 방사선의 방출을 위한 콜리메이터 장치의 위치를 설정하는 단계(P12); 서로 다른 위치에 배치된 레이저 발생기로부터 서로 교차가 가능한 레이저 광을 조사시켜 포인트 초점을 형성하는 단계(P14); 포인트 초점을 기준으로 콜리메이터 장치의 위치 및 방사선 조사 방향을 결정하는 단계(P15); 및 콜리메이터 장치로부터 방사선이 방출되어 검사 부위에 대한 방사선 이미지가 필름에 의하여 획득되는 단계(P16)을 포함한다. 검사 부위가 결정되면 필름과 콜리메이터 장치의 개략적인 위치가 결정될 수 있다(P12). 그리고 콜리메이터 장치에 설치된 한 쌍의 레이저 발생기로부터 레이저가 조사될 수 있고, 각각의 레이저의 조사 방향의 조절되어 포인트 초점이 형성될 수 있다(P13). 포인트 초점의 형성 과정에서 필름과 콜리메이터 장치의 위치가 정밀하게 조절될 수 있고, 포인트 초점이 정해진 위치에 형성되면 필름과 콜리메이터 장치의 위치가 결정되면서 이와 동시에 방사선의 방출 방향의 결정될 수 있다(P14). 이와 같이 필름 및 콜리메이터 장치의 배치 위치가 결정되고, 방사선 방출 방향을 결정되면 콜리메이터 장치로부터 방사선이 방출되어 방사선 투과 이미지가 획득될 수 있다. 콜리메이터 장치에 의하여 다양한 방법으로 방사선 투과 이미지가 획득될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치는 방사선 투과 검사 과정에서 콜리메이터의 초점이 미리 확인될 수 있고, 이에 의하여 콜리메이터의 배치가 간단해지도록 한다. 또한 본 발명에 따른 콜리메이터 장치는 이미지 필름에 대한 콜리메이터의 위치 설정이 간단해지도록 하면서 정확한 방사선 이미지의 획득이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 초점 조절 구조는 다양한 구조를 가지는 방사선 콜리메이터에 적용될 수 있다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 콜리메이터 몸체 12: 방사선 윈도우
13: 커넥터 14a, 14b: 초점 조절 유닛
21: 광 발생 유닛 22, 25: 회전 유도 유닛
23: 구동 수단 24: 고정 베이스

Claims (3)

  1. 방사선의 방출을 위한 선원이 수용된 콜리메이터 몸체(11);
    콜리메이터 몸체(11)의 한쪽 면에 형성된 방사선 윈도우(12); 및
    콜리메이터 몸체(11)에 결합되어 방사선 윈도우(12)로부터 방출되는 방사선의 방향으로 광을 조사하는 두 개의 초점 조절 유닛(14a, 14b)을 포함하고,
    상기 두 개의 초점 조절 유닛(14a, 14b)은 곡면 모서리를 가진 직사각 형상의 콜리메이터 몸체(11)의 방출 면(111)의 서로 수직으로 교차하는 두 개의 변의 중간 부분에 각각 배치되어 서로 교차하는 초점을 형성하는 레이저를 조사하고, 각각의 초점 조절 유닛(14a, 14b)은 방사선 윈도우(12)의 방향으로 회전가능하며,
    상기 두 개의 초점 조절 유닛(14a, 14b)은 각각 고정 베이스(24); 고정 베이스(24)에 결합되는 구동 수단(23); 구동 수단(23)에 의하여 회전되는 회전 유도 유닛(22, 25) 및 광을 방출시키는 광 발생 유닛(21)을 포함하고,
    상기 회전 유도 유닛(22, 25)은 고정 베이스(24)의 앞쪽 끝에 고정 베이스(24)와 일체로 형성되면서 수직 방향으로 연장되도록 형성된 유도 벽(22) 및 유도 벽(22)에 설치되고 광 발생 유닛(21)과 결합되어 광 발생 유닛(21)의 경사 각도를 조절하는 각 조절 유닛(211)을 포함하는 것을 특징으로 하는 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치.
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KR1020200003826A KR102135213B1 (ko) 2020-01-10 2020-01-10 초점 조절 방식의 방사선 콜리메이터 장치

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080071727A (ko) * 2007-01-31 2008-08-05 (주)에코트론 콜리메이터의 조리개 조절장치
KR101231731B1 (ko) * 2004-09-21 2013-02-08 조르단 밸리 세미컨덕터즈 리미티드 다기능 ｘ-선 분석 시스템
KR20130039448A (ko) 2011-10-12 2013-04-22 한국표준과학연구원 소초점 가변형 콜리메이터
KR101550640B1 (ko) * 2015-07-07 2015-09-08 지엔아이솔루션 주식회사 비파괴검사용 콜리메터의 위치확인장치
KR101806954B1 (ko) 2016-08-09 2017-12-08 (주)자비스 초점 조절 콜리메이터 구조의 엑스레이 검사 튜브

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