RU2251229C2 - Laser centralizer for x-ray emitter - Google Patents
Laser centralizer for x-ray emitter Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
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 , 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 , 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 .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 .
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
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
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
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
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
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)
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) |
-
2003
- 2003-07-01 RU RU2003119430/28A patent/RU2251229C2/en not_active IP Right Cessation
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 |