RU2251229C2 - Laser centralizer for x-ray emitter - Google Patents

Laser centralizer for x-ray emitter Download PDF

Info

Publication number
RU2251229C2
RU2251229C2 RU2003119430/28A RU2003119430A RU2251229C2 RU 2251229 C2 RU2251229 C2 RU 2251229C2 RU 2003119430/28 A RU2003119430/28 A RU 2003119430/28A RU 2003119430 A RU2003119430 A RU 2003119430A RU 2251229 C2 RU2251229 C2 RU 2251229C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
axis
scale
reflector
ray emitter
Prior art date
Application number
RU2003119430/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003119430A (en
Inventor
А.А. Кеткович (RU)
А.А. Кеткович
В.Я. Маклашевский (RU)
В.Я. Маклашевский
Д.Б. Хитрый (RU)
Д.Б. Хитрый
Original Assignee
Войсковая часть 75360
Кеткович Андрей Анатольевич
Маклашевский Виктор Яковлевич
Хитрый Денис Борисович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Войсковая часть 75360, Кеткович Андрей Анатольевич, Маклашевский Виктор Яковлевич, Хитрый Денис Борисович filed Critical Войсковая часть 75360
Priority to RU2003119430/28A priority Critical patent/RU2251229C2/en
Publication of RU2003119430A publication Critical patent/RU2003119430A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2251229C2 publication Critical patent/RU2251229C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: nondestructive tests of equipment using roentgen rays.
SUBSTANCE: proposed device has laser, reflector mounted on intersection point of laser and X-ray beams, and means for displaying distance between X-ray emitter and equipment under test. This device is characterized in that it has second reflector coupled with display means indicator and mounted past second end of laser on laser axis and perpendicular to plane formed by laser and X-ray beam axes at constant angle to laser axis for translational movement along this axis.
EFFECT: enhanced measurement accuracy and human factor.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий с использованием рентгеновского излучения и может быть применено для контроля объектов авиакосмической техники и других отраслей машиностроения радиационным методом.The invention relates to non-destructive testing of materials and products using x-ray radiation and can be used to control objects of aerospace engineering and other engineering industries by the radiation method.

Известен лазерный центратор, имеющий корпус, в котором расположен лазер с двухсторонним выходом излучения, оптическая ось выхода излучения которого параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, два отражателя, первый из которых выполнен из оргстекла и установлен на пересечении оптической оси лазера с осью рентгеновского пучка излучателя, а второй установлен с возможностью поворота вокруг оси, параллельной оси поворота первого отражателя на оси выхода излучения лазера вне проекции на нее выходного окна рентгеновского излучения, средство индикации расстояния от рентгеновского излучателя до объекта и средство прерывания пучка от второго отражателя, установленное до или после второго отражателя, дополнительно центратор снабжен двумя цилиндрическими линзами, установленными на оси излучения лазера, первая - между одним из горцев лазерного отражателя и первым отражателем, а вторая - между вторым торцем лазерного излучателя и вторым отражателем, их фокусное расстояние выбирается из соотношения f=h/tgα , где h - радиус лазерного пучка, α - угол излучения рентгеновского пучка, при этом линзы установлены с возможностью вращения вокруг оси лазерного пучка [ 1] .A known laser centralizer having a housing in which there is a laser with a two-sided output of radiation, the optical axis of the output of which is parallel to the longitudinal axis of the x-ray emitter, two reflectors, the first of which is made of plexiglass and is installed at the intersection of the optical axis of the laser with the axis of the x-ray beam of the emitter, and the second is mounted with the possibility of rotation around an axis parallel to the axis of rotation of the first reflector on the axis of the output of laser radiation I, a means of indicating the distance from the x-ray emitter to the object and means of interrupting the beam from the second reflector, installed before or after the second reflector, the centralizer is additionally equipped with two cylindrical lenses mounted on the axis of the laser radiation, the first between one of the highlander of the laser reflector and the first reflector, and the second is between the second end of the laser emitter and the second reflector, their focal length is selected from the relation f = h / tgα, where h is the radius of the laser beam, α is the angle of the x-ray radiation beam, while the lenses are mounted to rotate around the axis of the laser beam [1].

Недостаток данного устройства - невысокая точность измерений расстояния от объекта до излучателя при расстояниях порядка 3000-5000 м, что характерно для контроля крупногабаритных объектов авиакосмической техники. В этом случае для обеспечения требуемой точности измерений расстояние погрешность (порядка ± 30 мм), погрешность отсчета по шкале индикатора этих расстояний составляет в угловой мере L=(1-3) угловых минут даже при предельно допустимых из-за конструктивных ограничений размеров базы дальномера центратора порядка B≤ 300 мм, В - расстояние между отражателями по оси лазера. Линейный размер деления шкалы индикатора, соответствующих этим углам, составляет t≤ 0,1 мм даже при диаметре шкалы D=2R≈ 200 мм, что следует из очевидного уравнения t=R· α =100· 10-3=0,1 мм (α =3’=0,001 в радианной мере). Это обстоятельство, в свою очередь, приводит к неоправданно высоким требованиям и соответствующим средствам отсчета по шкале, что ухудшает технико-экономические показатели устройства. Кроме того, шкала является нелинейной, т.к. расстояние между ее штрихами пропорционально тангенсу угла наклона к оси лазера луча, отраженного от второго отражателя.The disadvantage of this device is the low accuracy of measuring the distance from the object to the emitter at distances of the order of 3000-5000 m, which is typical for the control of large-sized objects of aerospace engineering. In this case, to ensure the required measurement accuracy, the distance error (of the order of ± 30 mm), the reading error on the scale of the indicator of these distances is in angular measure L = (1-3) angular minutes even at the maximum permissible due to design limitations of the size of the centralizer rangefinder base of the order of B ≤ 300 mm, B is the distance between the reflectors along the laser axis. The linear division size of the indicator scale corresponding to these angles is t≤ 0.1 mm even when the diameter of the scale is D = 2R≈ 200 mm, which follows from the obvious equation t = R · α = 100 · 10 -3 = 0.1 mm ( α = 3 '= 0.001 in radian measure). This circumstance, in turn, leads to unreasonably high requirements and the corresponding means of reference on a scale, which affects the technical and economic performance of the device. In addition, the scale is non-linear, because the distance between its strokes is proportional to the tangent of the angle of inclination to the laser axis of the beam reflected from the second reflector.

Однако при использованной в центраторе схемы отражения лучей от второго отражателя его поворот на угол α приводит к отклонению отраженного луча от первоначального направления на угол 2α , что дополнительно уменьшает угловой размер рабочего диапазона шкалы и линейного размера ее делений, снижает точность измерений и ухудшает эксплуатационные и эргономические характеристики центратора в целой.However, when the scheme for reflecting rays from the second reflector used in the centralizer, its rotation through the angle α leads to a deviation of the reflected beam from the original direction by the angle 2α, which further reduces the angular size of the working range of the scale and the linear size of its divisions, reduces the accuracy of measurements and worsens operational and ergonomic characteristics of the centralizer as a whole.

Применение в центраторе цилиндрических линз, формирующих на объекте две световые полоски, угловой размер которых в пространстве изображения соответствует углу излучения рентгеновского излучателя, не всегда рационально, т.к. обычно достаточно высветить на объекте светящуюся точку, соответствующую точке его пересечения с осью рентгеновского пучка. При этом область объекта, просвечиваемая рентгеновским пучком, определяется размером кассеты с пленкой, накладываемой на него при радиографировании.The use of cylindrical lenses in the centralizer, forming two light strips on the object, whose angular size in the image space corresponds to the radiation angle of the x-ray emitter, is not always rational, because usually it’s enough to highlight a luminous point on the object corresponding to the point of its intersection with the axis of the x-ray beam. In this case, the region of the object that is illuminated by the x-ray beam is determined by the size of the cassette with the film superimposed on it during radiography.

Для устранения вышесказанных недостатков второй отражатель остановлен на оптической оси лазера за его вторым торцем перпендикулярно плоскости, образованной осями рентгеновского и лазерного пучков под постоянным углом наклона α к оси лазера с возможностью поступательного перемещения вдоль оси лазера, шкала выполнена линейной и отвечает уравнению L=x· tgα , где x - линейное перемещение второго отражателя вдоль оси лазера, L -расстояние от рентгеновского излучателя до объекта tgα =const, при этом деление шкалы, соответствующее минимальному Lmin и соответственно максимальному Lmax расстоянию от объекта до рентгеновского излучателя, расположены на расстояниях от оси рентгеновского пучка вдоль оси лазера, равных Xmin=Lmin· tgα и Xmax=Lmax· tgα , длина шкалы, соответствующая рабочему диапазону расстояний от объекта до рентгеновского излучателя, равна

Figure 00000002
, а цена минимального деления шкалы tmin в пространстве объектов равна to=tmin · tgα .To eliminate the above drawbacks, the second reflector is stopped on the optical axis of the laser behind its second end perpendicular to the plane formed by the axes of the x-ray and laser beams at a constant angle α to the laser axis with the possibility of translational movement along the laser axis, the scale is linear and corresponds to the equation L = x · tgα, where x is the linear displacement of the second reflector along the laser axis, L is the distance from the x-ray emitter to the object tgα = const, while the division of the scale corresponding to the minimum Lmin and ootvetstvenno maximum distance Lmax from the object to the X-ray emitter, located at a distance from the axis of the laser beam along the x-axis equal to Xmin = Lmin · tgα and Xmax = Lmax · tgα, scale length corresponding to the working range of distances from the object to the X-ray emitter is
Figure 00000002
, and the price of the minimum division of the scale tmin in the space of objects is equal to = t min · tgα.

Особенно удобно построение шкалы при tgα =10. При этом используются стандартные линейные центрические шкалы (ГОСТ 427-75) с ценой минимального деления tmin=1 мм, оцифрованные через 10 мм, цена этого деления в пространстве объектов равна to=tmin· 10=10 мм, что вполне достаточно для практики радиационного контроля. Расстояние or оси рентгеновского пучка до деления шкалы, соответствующего минимальному расстоянию от объекта до рентгеновского излучателя, равно Хmin=Lmin/10=0,1 Lmin, расстояние, соответствующее максимальному удалению объекта от рентгеновского излучателя, равно Lmax=Lmmax/10=0,1 Lmax, а длина шкалы равна

Figure 00000003
.The construction of the scale at tgα = 10 is especially convenient. In this case, standard linear centric scales (GOST 427-75) with a minimum division value of tmin = 1 mm, digitized after 10 mm are used, the price of this division in the space of objects is equal to = tmin · 10 = 10 mm, which is quite enough for the practice of radiation monitoring . The distance or the axis of the x-ray beam to the scale division corresponding to the minimum distance from the object to the x-ray emitter is equal to Xmin = Lmin / 10 = 0.1 Lmin, the distance corresponding to the maximum distance of the object from the x-ray emitter is Lmax = Lmmax / 10 = 0.1 Lmax, and the scale length is
Figure 00000003
.

Для определения текущего расстояния от объекта до рентгеновского излучателя достаточно отсчет по шкале, равной Х (см), умножить на десять, т.е. L=10× (см). Понятно, что начальный участок шкалы (Xo≤ Xmin) при этом удаляется, чтобы он не экранировал рентгеновский пучок.To determine the current distance from the object to the x-ray emitter, it is enough to count on a scale equal to X (cm), multiply by ten, i.e. L = 10 × (cm). It is clear that the initial portion of the scale (Xo≤ Xmin) is thus removed so that it does not shield the x-ray beam.

Величина этого удаляемого участка стандартной шкалы определяется из очевидного соотношения Xо≥ Н· tg (β /2), где β - угол раскрытия рентгеновского пучка, Н - расстояние от фокуса рентгеновского излучателя до первого отражателяThe magnitude of this deleted portion of the standard scale is determined from the obvious relation Xo≥ N · tg (β / 2), where β is the angle of the x-ray beam, H is the distance from the focus of the x-ray emitter to the first reflector

Изобретение поясняется фиг.1 и 2, на которых показана общая схема центратора и схема расположения шкалы.The invention is illustrated in figures 1 and 2, which shows the General diagram of the centralizer and the layout of the scale.

Центратор содержит рентгеновский издатель 1, к которому крепится корпус 2 с расположенным в нем лазером 3 с двухсторонним выходом излучения, ось которого параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, отражатель 4 из оргстекла, расположенный на пересечении осей рентгеновского и лазерного пучков, второй отражатель 5, остановленный на оси лазера за его вторым излучающим горцем под постоянным углом α к этой оси и имеющий возможность поступательного перемещения вдоль нее линейную шкалу 7, оцифрованную, например, через 1 см, указатель 6, закрепленный на второй отражателе 5 для снятия отсчетов по шкале 7, прямо пропорциональных расстоянию от излучателя 1 до объекта 8.The centralizer contains an x-ray publisher 1, to which the housing 2 is mounted with a laser 3 located in it with a two-sided output of radiation, the axis of which is parallel to the longitudinal axis of the x-ray emitter, plexiglass reflector 4 located at the intersection of the x-ray and laser beam axes, the second reflector 5, stopped at the axis of the laser behind its second emitting highlander at a constant angle α to this axis and capable of translational movement along it a linear scale 7, digitized, for example, through 1 cm, pointer 6, h mounted on the second reflector 5 to take readings on a scale of 7, directly proportional to the distance from the emitter 1 to the object 8.

На фиг.1 показаны крайние положения второго отражателя 5 (1 и 2), соответствующие минимальному и максимальному удалению объекта 8 от излучателя 1.Figure 1 shows the extreme positions of the second reflector 5 (1 and 2), corresponding to the minimum and maximum distance of the object 8 from the emitter 1.

Лазерный центратор работает следующим образом. Лазер 3 с помощью отражателя 4 формирует на объекте 8 яркую точку, соответствующую точке его пересечения поверхности с осью рентгеновского пучка.Laser centralizer operates as follows. The laser 3 using the reflector 4 forms a bright dot on the object 8, corresponding to the point of its intersection of the surface with the axis of the x-ray beam.

Излучение из второго торца лазера с помощью второго отражателя 5, установленного перпендикулярно плоскости, образованной осями рентгеновского излучателя и лазера, под постоянным углом α к оси лазера, также направляется на объект 8, формируя на его поверхности вторую яркую точку. Перемещая второй отражатель 5 вдоль оси лазера, совмещают изображения обоих лазерных пятен и в этот момент снимают по шкале 7 с помощью указателя 6 отсчет, равный соответствующему числу делений N шкалы 7 и, умножая это число на константу, равную tgα =const, определяют расстояние от объекта до излучателя L=tmin· N· tgα .The radiation from the second end of the laser using the second reflector 5, mounted perpendicular to the plane formed by the axes of the x-ray emitter and the laser, at a constant angle α to the axis of the laser, is also directed to the object 8, forming a second bright point on its surface. Moving the second reflector 5 along the axis of the laser, combine the images of both laser spots and at this moment take a scale equal to the corresponding number of divisions N of scale 7 on a scale 7 using pointer 6 and, multiplying this number by a constant equal to tgα = const, determine the distance from object to the emitter L = tmin · N · tgα.

При tgα =10(α =84° · 1.8)’ применяют линейные децимальные метрические шкалы, например, по ГОСТ 427-75, с ценой деления tmin=1,0 мм, оцифрованные через 10 мм.At tgα = 10 (α = 84 ° 1.8) ’, linear decimal metric scales are used, for example, according to GOST 427-75, with a division price tmin = 1.0 mm, digitized after 10 mm.

Например, если отсчет по шкале равен Х=N· tmin=105 мм (см. фиг.2), то расстояние до объекта при tgα =10 будет равно L=105· 10=1050 мм.For example, if the reading on the scale is equal to X = N · tmin = 105 mm (see Fig. 2), then the distance to the object with tgα = 10 will be L = 105 · 10 = 1050 mm.

Погрешность измерения расстояния от объекта до излучателя определяется погрешностью шкалы, т.е. ценой ее минимального деления, при предложенной схеме измерения определяется величиной Δ L=tmin· tgα и при tgα =10Δ L=10tmin, т.е. для стандартных метрических шкал с tmin=1,0 мм Δ L=10 tmin=10 мм, что вполне достаточно для практики. Общая погрешность измерения расстояния от объекта до излучателя, определяемая, кроме цены деления шкалы 7, погрешностью совмещения лазерных точек на объекте (Δ Lс) и погрешностью за счет непараллельных перемещений второго отражателя 5 вдоль оси лазера (Δ Ln) может быть в первом приближении оценена суммой этих погрешностей, т.е. Δ LΣ =Δ Lm+Δ Lc+Δ Ln.The error in measuring the distance from the object to the emitter is determined by the error of the scale, i.e. at the cost of its minimum division, with the proposed measurement scheme it is determined by the quantity Δ L = tmin · tgα and with tgα = 10Δ L = 10tmin, i.e. for standard metric scales with tmin = 1.0 mm Δ L = 10 tmin = 10 mm, which is quite enough for practice. The total error of measuring the distance from the object to the emitter, determined, in addition to the scale division value 7, the error of combining laser points on the object (Δ Lс) and the error due to the non-parallel movements of the second reflector 5 along the laser axis (Δ Ln) can be estimated to a first approximation by the sum of these errors, i.e. Δ LΣ = Δ Lm + Δ Lc + Δ Ln.

Для реального макета центратора получено Δ Lm=10,0 мм, Δ Lc=1 мм, Δ Ln≈ 1 мм, т.е. Δ LΣ ≈ 12 мм, что вполне отвечает требованиям практики.For a real prototype of the centralizer, Δ Lm = 10.0 mm, Δ Lc = 1 mm, Δ Ln≈ 1 mm, i.e. Δ LΣ ≈ 12 mm, which fully meets the requirements of practice.

Литература:Literature:

1. Патент РФ №2106619. Лазерный центратор.1. Patent of the Russian Federation No. 2106619. Laser centralizer.

2. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М., Наука, 1957, 608 с.2. Bronstein I.N., Semendyaev K.A. Math reference. M., Science, 1957, 608 pp.

Claims (2)

1. Лазерный центратор для рентгеновского излучателя, содержащий корпус с расположенным в нем лазером с двухсторонним выходом излечения, ось которого параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, отражатель из оргстекла, установленный на пересечении осей лазера и рентгеновского излучателя, заслонку для перекрывания излучения из второго торца лазера, средство индикации расстояния от объекта до рентгеновского излучателя в виде указателя со шкалой, закрепленной на корпусе центратора, отличающийся тем, что второй отражатель установлен на оси лазера за его вторым излучающим торцом перпендикулярно плоскости, образованной осями лазера и рентгеновского пучка под постоянньм углом α к оси лазера с возможностью поступательного перемещения вдоль этой оси, шкала выполнена линейной, равномерной, отвечает уравнению L=X· tgα =N· tmin· tgα , где Х - положение второго отражателя относительно шкалы, L - расстояние от объекта до рентгеновского излучателя, N - число делений шкалы, соответствующее положению указателя перемещения второго отражателя, tmin - цена деления шкалы, tgα =const, причем Х0 - расстояние от первого отражателя до начала шкалы по оси лазера, X0≥ H· tg(β /2), где Н - расстояние от фокуса рентгеновского излучателя до центра первого отражателя, β - угол излучения рентгеновского пучка.1. A laser centralizer for an x-ray emitter, comprising a housing with a laser located therein with a two-sided cure output, the axis of which is parallel to the longitudinal axis of the x-ray emitter, plexiglass reflector mounted at the intersection of the laser and x-ray emitter axes, a shutter for blocking radiation from the second end of the laser, means for indicating the distance from the object to the x-ray emitter in the form of a pointer with a scale mounted on the centralizer body, characterized in that the second reflector is installed it is aligned on the laser axis behind its second radiating end perpendicular to the plane formed by the axes of the laser and the x-ray beam at a constant angle α to the laser axis with the possibility of translational movement along this axis, the scale is linear, uniform, corresponds to the equation L = X · tgα = N · t min · tgα, wherein X - of the second position of the reflector relative to the scale, L - distance between the object and the X-ray emitter, N - the number of scale divisions corresponding to the position of the pointer movement of the second reflector, t min - scale value, tgα = const, wherein 0 - distance from the first reflector before the start of the laser axis scale, X 0 ≥ H · tg (β / 2), where h - distance from the focus x-ray emitter to the center of the first reflector, β - the angle of the x-ray beam radiation. 2. Лазерный центратор по п.1, отличающийся тем, что принято tgα =10,0, а шкала выполнена линейной, равномерной и децимальной.2. The laser centralizer according to claim 1, characterized in that tgα = 10.0 is accepted, and the scale is linear, uniform and decimal.
RU2003119430/28A 2003-07-01 2003-07-01 Laser centralizer for x-ray emitter RU2251229C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119430/28A RU2251229C2 (en) 2003-07-01 2003-07-01 Laser centralizer for x-ray emitter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119430/28A RU2251229C2 (en) 2003-07-01 2003-07-01 Laser centralizer for x-ray emitter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003119430A RU2003119430A (en) 2004-12-20
RU2251229C2 true RU2251229C2 (en) 2005-04-27

Family

ID=35636313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003119430/28A RU2251229C2 (en) 2003-07-01 2003-07-01 Laser centralizer for x-ray emitter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2251229C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1226590C (en) Apparatus for measuring film thickness formed on object, apparatus and method for measuring spectral reflectance of object, and apparatus and method of inspecting foreign material on object
Bell Determination of dynamic plastic strain through the use of diffraction gratings
ES2235478T3 (en) PROCEDURE AND PROVISION TO DETECT THE GEOMETRY OF OBJECTS BY MEANS OF A COORDINATED MEASUREMENT DIPOSITIVE.
US7298468B2 (en) Method and measuring device for contactless measurement of angles or angle changes on objects
US4330212A (en) Triaxis laser alignment system and method
US7312861B2 (en) Method and apparatus for measuring the angular orientation between two surfaces
RU2251229C2 (en) Laser centralizer for x-ray emitter
CN105737758B (en) A kind of long-range profile measuring instrument
RU2519512C1 (en) Device to measure angular and linear coordinates of object
US3232165A (en) Interferometer having plural slit source
US4600304A (en) Optical level
US3347130A (en) Optical measuring instruments
SU800637A1 (en) Level checker
US3375754A (en) Lens testing autocollimator
RU2254694C2 (en) Laser localizer for x-ray emitter
RU2237985C1 (en) Laser localizer for x-ray radiator
US3424912A (en) Optical instrument for character print quality analysis
US20200256662A1 (en) Standard for Calibrating a Coordinate Measuring Machine
RU2242846C1 (en) Laser localizer for x-ray radiation
US2746352A (en) Optical indicating device
RU2280857C2 (en) Laser centering mount for x-ray radiator
JP2830943B2 (en) Optical shape measurement method
RU2315446C2 (en) Laser localizer for x-ray emitter
RU2285235C2 (en) Device for performing visual amd measurement inspection of internal cavities
KR930008564B1 (en) Angle measuring divice

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060702