RU2369995C1 - Laser positioner for x-ray emitter - Google Patents
Laser positioner for x-ray emitter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2369995C1 RU2369995C1 RU2008107963/28A RU2008107963A RU2369995C1 RU 2369995 C1 RU2369995 C1 RU 2369995C1 RU 2008107963/28 A RU2008107963/28 A RU 2008107963/28A RU 2008107963 A RU2008107963 A RU 2008107963A RU 2369995 C1 RU2369995 C1 RU 2369995C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- ray
- laser
- distance
- lens
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к неразрушающему контролю с использованием рентгеновского излучения и может быть применено для контроля материалов и изделий радиационным методом в различных отраслях машиностроения.The invention relates to non-destructive testing using x-ray radiation and can be used to control materials and products by the radiation method in various engineering industries.
Известен лазерный центратор для рентгеновского излучателя, содержащий корпус, расположенный в нем лазер с двухсторонним выходом излучения, оптическая ось которого параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, два отражателя, первый из которых установлен на пересечении оси лазера с осью рентгеновского пучка, а второй установлен на оси лазера вне проекции на него выходного окна рентгеновского излучателя с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости, задаваемой осью лазера и осью рентгеновского пучка, средство индикации фокусного расстояния в виде указателя со шкалой, закрепленной на корпусе [1].A known laser centralizer for an x-ray emitter, comprising a housing, a laser located therein with a two-sided radiation output, the optical axis of which is parallel to the longitudinal axis of the x-ray emitter, two reflectors, the first of which is mounted at the intersection of the laser axis with the x-ray axis, and the second is mounted on the laser axis outside the projection onto it of the output window of the x-ray emitter with the possibility of rotation around an axis perpendicular to the plane defined by the axis of the laser and the axis of the x-ray beam, means indication of the focal length in the form of a pointer with a scale mounted on the body [1].
Недостаток данного устройства - невозможность точного наведения оси рентгеновского пучка на нужную зону объекта из-за отсутствия средства его точечной подсветки лазерным лучом, совпадающим с направлением оси рентгеновского пучка, а также сложность контроля (оценки) перпендикулярности к поверхности объекта оси рентгеновского пучка, что необходимо, в частности, при радиационном контроле сотовых панелей и подобных изделий, состоящих из большого числа расположенных параллельно друг другу ячеек, ориентированных ортогонально внешней поверхности панели. Неперпендикулярность поверхности сотовой панели к оси рентгеновского пучка приводит к возникновению артефактов на изображениях отдельных ячеек из-за эффекта их взаимного экранирования.The disadvantage of this device is the impossibility of accurately pointing the x-ray axis of the beam to the desired area of the object due to the lack of a means of spotlighting it with a laser beam that coincides with the direction of the x-ray beam axis, as well as the difficulty of controlling (evaluating) the perpendicularity to the object surface of the x-ray beam axis, which is necessary, in particular, during radiation monitoring of honeycomb panels and similar products, consisting of a large number of cells located parallel to each other, oriented orthogonally to the outer surface ited panel. The non-perpendicularity of the surface of the honeycomb panel to the axis of the x-ray beam leads to the appearance of artifacts in the images of individual cells due to the effect of their mutual screening.
Известен центратор [2], в котором для устранения этих недостатков дополнительно введены светоделитель, расположенный на оси лазера между первым отражателем и первой цилиндрической линзой, телекамера, оптическая ось объектива которой совпадает с осью, перпендикулярной оси лазера и проходящей через точку пересечения светоделителя с осью лазера, и которая с помощью светоделителя первого, отражателя совмещается с осью рентгеновского пучка, обеспечивая безпараллаксное наблюдение зоны объекта, облучаемой рентгеновским пучком, видеомонитор и сферическая линза, располагаемая на оси лазера вместо первой цилиндрической линзы, обе линзы установлены с возможностью ввода-вывода из пучка лазерного излучения, фокусное расстояние сферической линзы численно равно фокусному расстоянию цилиндрической линзы и определяется из соотношения f=h/tg·α, где h - радиус лазерного пучка, α - угол излучения рентгеновского пучка. Сферическая линза при ее введении в пучок лазера вместо первой цилиндрической линзы формирует расходящийся конический пучок, который при пересечении с поверхностью объекта формирует на нем изображение в виде круглого диска или эллипса в зависимости от того, перпендикулярна она оси рентгеновского пучка или нет. При этом площади, освещаемые на объекте лазером и просвечиваемые рентгеновским пучком, будут равны. На экране монитора могут быть установлены различные сетки количественной оценки степени эллиптичности и/или адекватной ей неперпендикулярности объекта к оси рентгеновского пучка, связанные очевидным соотношением β=arccos(D′/D), где D′ и D - малая и большая оси эллиптического сечения конического пучка объектом контроля, нормаль к плоскости которого отклоняется от оси рентгеновского пучка на угол β. Для автоматизации процесса контроля и коррекции неперпендикулярности оси рентгеновского пучка к плоскости объекта могут использоваться стандартные ПЭВМ и устройства для дистанционного управления взаимной угловой ориентации объекта и рентгеновского аппарата.A known centralizer [2], in which to eliminate these shortcomings, a beam splitter is additionally introduced, located on the laser axis between the first reflector and the first cylindrical lens, a camera whose optical axis of the lens coincides with the axis perpendicular to the laser axis and passing through the point of intersection of the beam splitter with the laser axis , and which, using the first beam splitter, the reflector is combined with the axis of the x-ray beam, providing non-parallax observation of the area of the object irradiated by the x-ray beam, a video monitor and a spherical lens located on the laser axis instead of the first cylindrical lens, both lenses are mounted with the possibility of input-output from the laser beam, the focal length of the spherical lens is numerically equal to the focal length of the cylindrical lens and is determined from the relation f = h / tg · α, where h is the radius of the laser beam, α is the angle of emission of the x-ray beam. A spherical lens, when introduced into the laser beam, instead of the first cylindrical lens, forms a diverging conical beam, which when intersected with the surface of the object forms an image on it in the form of a circular disk or ellipse, depending on whether it is perpendicular to the axis of the x-ray beam or not. In this case, the areas illuminated at the object by a laser and illuminated by an X-ray beam will be equal. Various grids can be installed on the monitor screen to quantify the degree of ellipticity and / or the object’s nonperpendicularity to the axis of the x-ray beam, related by the obvious relation β = arccos (D ′ / D), where D ′ and D are the minor and major axis of the elliptical cross section beam object of control, the normal to the plane of which deviates from the x-ray axis by an angle β. To automate the process of monitoring and correcting the non-perpendicularity of the axis of the x-ray beam to the plane of the object, standard PCs and devices for remote control of the relative angular orientation of the object and the x-ray machine can be used.
Недостаток данного центратора - отсутствие контроля за положением зоны, просвечиваемой рентгеновским излучением со стороны объекта, противоположной рентгеновскому излучателю. Особенно проявляется этот недостаток при контроле крупногабаритных конструкций авиакосмической техники, например сотовых панелей в крыльях широкофюзеляжных самолетов типа «Руслан», Ил-96 и др., на наличие воды в сотах. При этом рентгеновский аппарат размещается под крылом самолета на аэродроме и пучок рентгеновского излучения направляют вертикально вверх. На противоположной по ходу рентгеновских лучей верхней поверхности крыла располагается кассета с рентгеновской пленкой. При этом верхняя поверхность крыла откосно расчерчивается (размечается) сеткой квадратов, размер которых равен размеру кассеты. По существующей технологии контроля кассета устанавливается на один из квадратов сетки, нанесенной на крыле, и производится серия снимков при различных положениях рентгеновского аппарата под крылом на земле, и фиксируется его позиция, при которой пленка засвечена полностью. Затем, зная расположение квадратов сетки на верхней поверхности крыла, производят перемещение аппарата на соответствующие центрам этих квадратов расстояния и производят снимки всего крыла.The disadvantage of this centralizer is the lack of control over the position of the zone illuminated by x-ray radiation from the side of the object opposite the x-ray emitter. This drawback is especially evident in the control of large-sized structures of aerospace engineering, for example, cellular panels in the wings of wide-body aircraft such as Ruslan, IL-96, etc., for the presence of water in the cells. In this case, the x-ray apparatus is placed under the wing of the aircraft at the aerodrome and the x-ray beam is directed vertically upward. An x-ray cassette is located on the upper surface of the wing opposite the x-rays. In this case, the upper surface of the wing is slanted out (marked out) by a grid of squares, the size of which is equal to the size of the cartridge. According to the existing control technology, the cartridge is mounted on one of the squares of the grid deposited on the wing, and a series of images is taken at various positions of the X-ray machine under the wing on the ground, and its position is fixed at which the film is fully illuminated. Then, knowing the location of the grid squares on the upper surface of the wing, the apparatus is moved to the distances corresponding to the centers of these squares and images are taken of the entire wing.
Подобная процедура отнимает много времени, приводит к потерям дорогостоящей рентгеновской пленки.Such a procedure is time-consuming, leading to the loss of an expensive x-ray film.
Кроме того, возникают трудности при определении фокусного расстояния рентгеновского аппарата, т.е. расстояния от фокуса трубки рентгеновского излучателя до пленки в кассете, т.к. лазерная система центратора позволяет измерять только расстояние от рентгеновского излучателя до нижней поверхности крыла и при этом не учитывается реальная толщина объекта.In addition, difficulties arise in determining the focal length of the x-ray apparatus, i.e. the distance from the focus of the tube of the x-ray emitter to the film in the cassette, because The centralizer’s laser system allows you to measure only the distance from the x-ray emitter to the lower surface of the wing and does not take into account the actual thickness of the object.
Это препятствует, в частности, точному расчету геометрической нерезкости, зависящей от фокусного расстояния и учет которой необходим при расшифровке рентгенограмм.This prevents, in particular, the exact calculation of geometric blur, depending on the focal length and which is necessary when decoding radiographs.
Для устранения вышеуказанных недостатков предлагается лазерный центратор для рентгеновского излучателя, содержащий корпус, расположенные в нем лазер с двухсторонним выходом излучения, оптическая ось которого параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, два отражателя, первый из которых установлен на пересечении оптической оси лазера с осью рентгеновского пучка, а второй установлен на оптической оси выхода излучения лазера вне проекции на нее выходного окна рентгеновского излучателя с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости, задаваемой оптической осью выхода излучения лазера и осью рентгеновского пучка, средство индикации расстояния от рентгеновского излучателя до объекта в виде указателя со шкалой, закрепленной на корпусе центратора, две цилиндрические линзы, установленные на оси излучения лазера поперек каждого его выходного пучка, первая - между одним из торцов лазера и первым отражателем, вторая - между вторым торцом лазера и вторым отражателем, первая цилиндрическая линза установлена с возможностью ввода-вывода из пучка лазерного излучения, светоделитель, расположенный на оси лазера между первым отражателем и первой цилиндрической линзой, телекамеру, оптическая ось объектива которой совпадает с осью, перпендикулярной оси лазера и проходящей через точку пересечения светоделителя с осью лазера, сферическую линзу, устанавливаемую на оси лазера с возможностью ее выведения из лазерного пучка и введения на ее место первой цилиндрической линзы, фокусное расстояние сферической линзы определено таким образом, чтобы формировался конический световой пучок, идентичный по геометрическим параметрам пучку рентгеновского излучения, видеомонитор, на котором наблюдаются изображения сечения конического светового пучка поверхностью объекта, по отклонениям формы которых от окружности можно судить об угловой ориентации объекта относительно оси рентгеновского пучка, измерительные шкалы для количественной оценки угла отклонения нормали к поверхности объекта относительно оси рентгеновского пучка в точке ее пересечения с осью рентгеновского пучка по соотношению β=arccos(D'/D), где D и D′ - размеры полуосей эллиптических сечений поверхностью объекта конического светового пучка, формируемого сферической линзой, установленной на экране монитора, в который дополнительно введены диафрагма диаметром d из материала, непрозрачного для рентгеновского излучения, устанавливаемая с возможностью ее ввода-вывода из пучка рентгеновского излучения на оси этого пучка на расстоянии t от фокуса рентгеновской трубки, и кассета с люминофорной пластиной размером А×А, равным размеру пленки, применяемой при рентгенографическом контроле, в которой на оси, проходящей через центр пластины, перпендикулярно к ней, на расстоянии h от пластины установлено зеркало под углом 45° к этой оси, и дополнительная телекамера, установленная на оси, проходящей через центр зеркала, расположенного в кассете, параллельно пластине рентгенолюминофора на расстоянии R≥A/2 от этого центра вне зоны распространения пучка рентгеновского излучения, дополнительная телекамера снабжена кабельным и/или эфирным каналом связи с дополнительным монитором, установленным на пульте дистанционного управления перемещениями рентгеновского излучателя относительно объекта контроля, с помощью которого производится оценка взаимной ориентации кассеты и пучка рентгеновского излучения по расположению и форме изображения диафрагмы на рентгенолюминофоре, при этом диаметр диафрагмы d, ее расстояние от фокуса рентгеновской трубки t, размер изображения диафрагмы в плоскости рентгенолюминофорной пластины 2с, фокусное расстояние рентгеновского излучателя F, расстояние от рентгеновского излучателя до объекта контроля L и толщина просвечиваемого участка объекта по оси рентгеновского пучка Δ связаны соотношениемTo eliminate the above drawbacks, a laser centralizer for an x-ray emitter is proposed, comprising a housing, a laser disposed therein with a two-sided output of radiation, the optical axis of which is parallel to the longitudinal axis of the x-ray emitter, two reflectors, the first of which is mounted at the intersection of the laser optical axis with the x-ray axis, and the second is mounted on the optical axis of the output of the laser radiation outside the projection onto it of the output window of the x-ray emitter with the possibility of rotation around the axis, perp a plane defined by the optical axis of the laser radiation exit and the axis of the x-ray beam, a means of indicating the distance from the x-ray emitter to the object in the form of a pointer with a scale mounted on the centralizer body, two cylindrical lenses mounted on the laser radiation axis across each of its output beam, the first one between one of the ends of the laser and the first reflector, the second between the second end of the laser and the second reflector, the first cylindrical lens is installed with the possibility of input-output from the laser beam radiation beam, a beam splitter located on the laser axis between the first reflector and the first cylindrical lens, a television camera whose optical axis coincides with the axis perpendicular to the laser axis and passing through the intersection point of the beam splitter with the laser axis, a spherical lens mounted on the laser axis with the possibility of it removing from the laser beam and introducing in its place the first cylindrical lens, the focal length of the spherical lens is determined so that a conical light beam is formed, identical geometrical parameters of the x-ray beam, a video monitor on which images of the cross section of the conical light beam are observed by the surface of the object, the deviations of the shape of which from the circle can be used to judge the angular orientation of the object relative to the axis of the x-ray beam, measuring scales for quantifying the angle of deviation of the normal to the surface of the object relative to the axis of the x-ray beam at the point of intersection with the axis of the x-ray beam according to the relation β = arccos (D '/ D), where D and D' are the dimensions of the elliptical half-axes cross sections of the surface of an object of a conical light beam formed by a spherical lens mounted on a monitor screen, into which an aperture of diameter d made of a material opaque to x-ray radiation is additionally inserted, installed with the possibility of its input-output from the x-ray beam on the axis of this beam at a distance t from the focus of the x-ray tube, and the cartridge with a phosphor plate of size A × A equal to the size of the film used in x-ray inspection, in which on the axis passing through the center of the plate, perpendicular to it, at a distance h from the plate, a mirror is installed at an angle of 45 ° to this axis, and an additional camera mounted on an axis passing through the center of the mirror located in the cassette parallel to the X-ray phosphor plate at a distance of R≥A / 2 from this center outside the zone of propagation of the x-ray beam, the additional camera is equipped with a cable and / or ether communication channel with an additional monitor mounted on the remote control of the X-ray movements the emitter relative to the object of control, with the help of which the relative orientation of the cartridge and the x-ray beam is estimated by the location and image shape of the diaphragm on the X-ray phosphor, the diameter of the diaphragm d, its distance from the focus of the x-ray tube t, the image size of the diaphragm in the plane of the X-ray phosphor plate 2s, focal the distance of the x-ray emitter F, the distance from the x-ray emitter to the test object L and the thickness of the translucent portion of the object along the x-ray axis about the beam Δ are related by
, где F=L+Δ, угол поля зрения дополнительной телекамеры φ, размер квадратной пластины рентгенолюминофора А, расстояние от центра этой пластины до центра зеркала, расположенного в кассете, h и расстояние от центра зеркала, расположенного в кассете, до объектива дополнительной телекамеры на ее оптической оси R выбирается из соотношения , where F = L + Δ, the angle of the field of view of the additional camera φ, the size of the square plate of the X-ray phosphor A, the distance from the center of this plate to the center of the mirror located in the cartridge, h and the distance from the center of the mirror located in the cartridge to the lens of the additional camera its optical axis R is selected from the relation
а фокусное расстояние f′ объектива дополнительной телекамеры с ПЗС-матрицей размером В×В определяется выражениемand the focal length f ′ of the lens of an additional camera with a CCD matrix of size B × B is determined by the expression
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства (а) и вид изображений на экране видеомонитора сечение светового конического пучка при перпендикулярном (б) и наклонном (в) положении поверхности объекта относительно осей конических рентгеновского и светового пучков.The invention is illustrated by the drawing, which shows the diagram of the device (a) and the type of images on the screen of the video monitor the cross section of the light conical beam with the perpendicular (b) and inclined (c) position of the surface of the object relative to the axes of the conical x-ray and light beams.
Лазерный центратор (фиг.1) содержит рентгеновский излучатель 1, к которому прикреплен корпус 2, в котором расположены отражатель 3 из оргстекла, светоделитель 4, цилиндрическая 5 и сферическая 11 линзы; лазер с двухсторонним выходом излучения 6, вторая цилиндрическая линза 7, идентичная линза 5, второй отражатель 8, установленные с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной оси лазера и расположенной в плоскости, проходящей через ось и перпендикулярной плоскости чертежа, скрепленной с отражателем 8, указатель 9 и установленная на корпусе 2 шкала 10 для отсчета расстояния от рентгеновского излучателя до объекта контроля 14 и за которым располагают кассету 15 с пластинкой из рентгенолюминофора 16, имеющей размер, равный размеру применяемой при рентгенографии рентгеновской пленки.The laser centralizer (figure 1) contains an
В корпусе 2 расположена также телекамера 12 с видеомонитором 13, располагаемая вне зоны распространения пучка рентгеновского излучения.In the
В специальной кассете 15 расположено зеркало 17, установленное на оси, проходящей через центр пластины рентгенолюминофора 16 под углом 45° к этой оси на расстоянии. Расстояние от центра пластины рентгенолюминофора до центра зеркала h и расстояние от дополнительной телекамеры с удвоенным углом поля зрения 2φ до центра зеркала R выбираются из условия, чтобы поле зрения объектива телекамера h охватывала диагональ пластины рентгенолюминофора размером . Между этими величинами существует очевидное соотношениеIn a special cassette 15 is a mirror 17 mounted on an axis passing through the center of the plate of the
Данное соотношение получено с учетом известного выражения, связывающего фокусное расстояние f′ объектива телекамеры и диагональю ее ПЗС-матрицы размером В с углом поля зрения φ телекамерыThis ratio is obtained taking into account the well-known expression relating the focal length f ′ of the camera’s lens and the diagonal of its CCD matrix of size B with the field of view angle φ of the camera
откуда where from
Приравнивая эти выражения для угла поля зрения, получим окончательноEquating these expressions for the angle of the field of view, we finally obtain
Дополнительная телекамера 18 установлена вне зоны распространения рентгеновского пучка и не связана с дополнительным монитором 21 каналом кабельной и/или эфирной радиосвязи.An additional camera 18 is installed outside the area of the x-ray beam and is not connected to the additional monitor 21 via cable and / or radio broadcasting.
Центратор работает следующим образом.The centralizer works as follows.
При выведенных из лазерного пучка линзах 5 и 11 лазер формирует на объекте 14 яркую точку, которая используется в качестве целеуказателя для точного наведения рентгеновского излучателя на центр зоны контроля.When the lenses 5 and 11 are removed from the laser beam, the laser forms a bright dot on object 14, which is used as a target indicator for accurately pointing the x-ray emitter to the center of the control zone.
Затем в пучок лазера вводится сферическая линза 11.Then a spherical lens 11 is introduced into the laser beam.
При этом на экране видеомонитора 13 наблюдают изображение сечения конического светового пучка поверхностью объекта, а также визуально оценивают поверхность объекта.At the same time, on the screen of the video monitor 13, an image of the cross section of the conical light beam is observed by the surface of the object, and the surface of the object is visually evaluated.
Если оно имеет форму эллипса, производят взаимные линейные и угловые перемещения объекта и рентгеновского излучателя, добиваясь, чтобы сечение приняло вид круглого диска, что соответствует перпендикулярности объекта оси рентгеновского пучка.If it has the shape of an ellipse, mutual linear and angular movements of the object and the x-ray emitter are made, ensuring that the cross section takes the form of a round disk, which corresponds to the perpendicularity of the object to the axis of the x-ray beam.
После завершения операции ориентирования объекта 14 относительно рентгеновского излучателя сферическую линзу выводят из лазерного пучка, на ее место устанавливают цилиндрическую линзу 5, вращают отражатель 6 и до момента совпадения неподвижной вертикальной полоски, формируемой первым отражателем 3, и первой цилиндрической полоски, формируемой на объекте второй цилиндрической линзой 7 и отражателем 8, считывают по шкале 10 расстояние от рентгеновского излучателя до объекта контроля 14.After the orientation operation of the object 14 with respect to the X-ray emitter is completed, the spherical lens is removed from the laser beam, a cylindrical lens 5 is installed in its place, the
Для повышения точности угловой ориентации объекта и объективизации этого процесса на экране видеомониторов могут устанавливаться различные измерительные шкалы. Возможно такое использование ПЭВМ для формирования соответствующих шкал на экране дисплея и автоматизации процесса ориентации контроля.To increase the accuracy of the angular orientation of the object and objectify this process, various measuring scales can be installed on the screen of video monitors. It is possible this use of a PC to form appropriate scales on the display screen and automate the process of orientation control.
Соотношение между отношением D и D′ осей эллипса (см. чертеж (а)) и углом β отношения оси рентгеновского пучка от нормали N к поверхности объекта в точке ее пересечения с этой осью имеет вид cosβ=D′/D.The ratio between the ratio D and D ′ of the axes of the ellipse (see drawing (a)) and the angle β of the ratio of the axis of the X-ray beam from the normal N to the surface of the object at the point of intersection with this axis has the form cosβ = D ′ / D.
После выполнения операций по ориентации центратора с помощью лазера на поверхности объекта, внешней по отношению к излучателю, располагают в нужной зоне кассету 15 с рентгенолюминофором, вводят диафрагму 23 в пучок рентгеновского излучения и включают рентгеновский излучатель. Наблюдают на экране дополнительного монитора 21 изображение диафрагмы 23 и с помощью пульта дистанционного управления 20 перемещают тележку 19, расположенную под объектом 14 на поверхности аэродрома 22, пока изображение диафрагмы не окажется в центре экрана монитора 21.After performing operations to orient the centralizer using a laser, an X-ray phosphor cartridge 15 is placed in the desired area on the surface of the object external to the emitter, the diaphragm 23 is inserted into the x-ray beam, and the x-ray emitter is turned on. On the screen of the additional monitor 21, the image of the diaphragm 23 is observed and, using the
Затем выключают излучатель 1, заменяют кассету 15 на кассету с пленкой и производят ее экспонирование.Then turn off the
Затем тележку перемещают на необходимое расстояние, равное, например, шагу сетки на верхней поверхности крыла самолета, располагают новую кассету с пленкой в нужном квадрате разметочной сетки и производят ее экспонирование.Then the trolley is moved to the required distance equal, for example, to the grid pitch on the upper surface of the wing of the aircraft, a new cassette with a film is placed in the desired square of the marking grid, and it is exposed.
После этого операции, описанные выше, повторяют до завершения полного объема контроля.After this, the operations described above are repeated until the complete control is completed.
На фиг.2 приведена схема формирования изображения диафрагмы на пластине рентгенолюминофора.Figure 2 shows a diagram of the imaging of the diaphragm on the plate of the x-ray phosphor.
Анализ подобных треугольников ОВС и ОКН дает следующее соотношение для основных параметров центратораThe analysis of such triangles OVS and OKN gives the following relationship for the main parameters of the centralizer
откудаwhere from
Из фиг.1 имеем F=L+Δ, после этого окончательно получимFrom figure 1 we have F = L + Δ, after which we finally get
. .
Отметим, что предлагаемая процедура контроля позволяет определять толщину просвечиваемого участка объекта по оси рентгеновского пучка в том случае, если ее значение неизвестно.Note that the proposed control procedure allows you to determine the thickness of the translucent portion of the object along the axis of the x-ray beam if its value is unknown.
Действительно, после элементарных преобразований из выражения (1) получаем , L получают из лазерных измерений, а диаметр изображения диафрагмы 2с на пластине рентгенолюминофора определяют из выраженияIndeed, after elementary transformations from expression (1) we obtain , L is obtained from laser measurements, and the diameter of the image of the diaphragm 2c on the plate of the X-ray phosphor is determined from the expression
2с=k·2с, где 2с - размер изображения диафрагмы на экране монитора 21, k - масштабный множитель, зависящий только от фокусного расстояния телекамеры 18 и который, соответственно, является константной для конкретной телекамеры.2s = k · 2s, where 2s is the size of the image of the aperture on the monitor 21, k is a scale factor that depends only on the focal length of the camera 18 and which, accordingly, is constant for a particular camera.
На фиг.3 представлены вид экрана монитора 13 в процессе измерения расстояния до объекта (а) и при ориентировании центратора перпендикулярно нижней плоскости объекта (б).Figure 3 presents the view of the screen of the monitor 13 in the process of measuring the distance to the object (a) and when orienting the centralizer perpendicular to the lower plane of the object (b).
На фиг.3 в и 3 г показано изображение диафрагмы 23 на экране дополнительного монитора 21 при различных положениях тележки 19 под крылом самолета.Figure 3 in and 3 g shows the image of the diaphragm 23 on the screen of the additional monitor 21 at various positions of the cart 19 under the wing of the aircraft.
Отметим, что при контроле объектов, верхняя и нижняя поверхности которых не параллельны, угловое ориентирование центратора по отношению к кассете с пленкой можно проводить непосредственно по изображениям диафрагмы 23 на экране монитора 21. Понятно, что при этом возможно и непосредственное определение фокусного расстояния центратора по размеру этого изображения с помощью приведенных выше соотношений.Note that when monitoring objects whose upper and lower surfaces are not parallel, the angular orientation of the centralizer with respect to the film cassette can be carried out directly from the images of the diaphragm 23 on the monitor screen 21. It is clear that it is also possible to directly determine the focal length of the centralizer by size of this image using the above ratios.
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ №2106619 от 10.03.1996 г.1. RF patent No. 2106619 dated 03/10/1996
2. Патент РФ №2250575 от 26.12.2002 г.2. RF patent No. 2250575 dated 12/26/2002
Claims (1)
где D и D′ - размеры полуосей эллиптических сечений поверхностью объекта конического светового пучка, формируемого сферической линзой,
отличающийся тем, что в него дополнительно введены диафрагма диаметром d из материала, непрозрачного для рентгеновского излучения, устанавливаемая с возможностью ее ввода - вывода из пучка рентгеновского излучения на оси этого пучка на расстоянии t от фокуса рентгеновской трубки, и кассета с рентгенолюминофорной пластиной размером А×А, равной размеру пленки, применяемой при рентгенографическом контроле, в которой на оси, проходящей через центр пластины перпендикулярно к ней, на расстоянии h от пластины установлено зеркало под углом 45° к этой оси и дополнительная телекамера, установленная на оси, проходящей через центр зеркала, расположенного в кассете, параллельно пластине рентгенолюминофора на расстоянии R≥A/2 от этого центра вне зоны распространения пучка рентгеновского излучения, дополнительная телекамера снабжена кабельным и/или эфирным каналом связи с дополнительным монитором, установленным на пульте дистанционного управления перемещениями рентгеновского излучателя относительно объекта контроля, с помощью которого производится оценка взаимной ориентации кассеты и пучка рентгеновского излучения по расположению и форме изображения диафрагмы на рентгенолюминофоре, при этом диаметр диафрагмы d, ее расстояние от фокуса рентгеновской трубки t, размер изображения диафрагмы в плоскости рентгенолюминофорной пластины 2С, фокусное расстояние рентгеновского излучателя F, расстояние от рентгеновского излучателя до объекта L и толщина просвечиваемого участка объекта по оси рентгеновского пучка Δ связаны соотношением ,
где F=L+A,
угол поля зрения дополнительной телекамеры φ, размер квадратной пластины рентгенолюминофора А, расстояние от центра этой пластины до центра зеркала, расположенного в кассете, h и расстояние от центра зеркала, расположенного в кассете, до объектива дополнительной телекамеры на ее оптической оси R выбирается из соотношения , а фокусное расстояние объектива дополнительной телекамеры с ПЗС-матрицей размером определяется выражением A laser centralizer for an x-ray emitter, comprising a housing, a laser disposed therein with a two-sided output of radiation, the optical axis of which is parallel to the longitudinal axis of the x-ray emitter, two reflectors, the first of which is mounted at the intersection of the optical axis of the laser with the axis of the x-ray beam, and the second is mounted on the optical axis the output of laser radiation outside the projection onto it of the output window of the x-ray emitter with the possibility of rotation around the axis of the perpendicular plane defined by the optical axis of the exit yes laser radiation and the axis of the x-ray beam, a means of indicating the distance from the x-ray emitter to the object in the form of a pointer with a scale mounted on the centralizer body, two cylindrical lenses mounted on the axis of the laser radiation across each of its output beam, the first between one of the ends of the laser and the first reflector, the second between the second end of the laser and the second reflector, the first cylindrical lens is mounted with the possibility of input-output from the laser beam, a beam splitter located on the laser axis between the first reflector and the first cylindrical lens, a camera whose optical axis of the lens coincides with the axis perpendicular to the laser axis and passing through the point of intersection of the beam splitter with the laser axis, a spherical lens mounted on the laser axis with the possibility of its removal from the laser beam and insert it in its place of the first cylindrical lens, the focal length of the spherical lens is determined so that a conical light beam is formed that is identical in geometry to the x-ray beam exercises, a video monitor, on which images of the cross section of a conical light beam are observed by the surface of the object by the deviations of the shape of which from the circle you can judge the angular orientation of the object relative to the axis of the x-ray beam, measurement scales are installed on the screen of the video monitor to quantify the angle of deviation of the normal to the surface of the object relative to the axis of the x-ray beam at the point of its intersection with the axis of the x-ray beam with respect to β = arccos (D ′ / D),
where D and D ′ are the dimensions of the semiaxes of elliptical sections by the surface of the object of a conical light beam formed by a spherical lens,
characterized in that a diaphragm with a diameter d of a material opaque to x-ray radiation is additionally inserted into it, which is installed with the possibility of its input and output from the x-ray beam on the axis of this beam at a distance t from the focus of the x-ray tube, and a cassette with an x × phosphor plate A, equal to the size of the film used in x-ray inspection, in which a mirror is installed at an angle of 45 ° to the axis passing through the center of the plate perpendicular to it at a distance h from the plate of that axis and an additional television camera mounted on an axis passing through the center of the mirror located in the cartridge, parallel to the X-ray phosphor plate at a distance of R≥A / 2 from this center outside the propagation zone of the X-ray beam, the additional camera is equipped with a cable and / or ether communication channel with an additional monitor mounted on the remote control of the movements of the x-ray emitter relative to the object of control, with the help of which the relative orientation of the x-ray beam and beam according to the location and image shape of the diaphragm on the X-ray phosphor, the diameter of the diaphragm d, its distance from the focus of the x-ray tube t, the image size of the diaphragm in the plane of the X-ray phosphor plate 2C, the focal length of the X-ray emitter F, the distance from the x-ray emitter to the object L and the thickness of the translucent portion of the object along the x-ray beam axis Δ are related by the relation ,
where F = L + A,
the angle of the field of view of the additional camera φ, the size of the square plate of the X-ray phosphor A, the distance from the center of this plate to the center of the mirror located in the cartridge, h and the distance from the center of the mirror located in the cartridge to the lens of the additional camera on its optical axis R is selected from the ratio , and the focal length of the lens of an additional camera with a CCD matrix size is determined by the expression
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008107963/28A RU2369995C1 (en) | 2008-03-04 | 2008-03-04 | Laser positioner for x-ray emitter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008107963/28A RU2369995C1 (en) | 2008-03-04 | 2008-03-04 | Laser positioner for x-ray emitter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2369995C1 true RU2369995C1 (en) | 2009-10-10 |
Family
ID=41261063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008107963/28A RU2369995C1 (en) | 2008-03-04 | 2008-03-04 | Laser positioner for x-ray emitter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2369995C1 (en) |
-
2008
- 2008-03-04 RU RU2008107963/28A patent/RU2369995C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10481110B2 (en) | Radiographic image generating device | |
EP3032288B1 (en) | Alignment system and method for container or vehicle inspection system | |
US10024808B2 (en) | Collection of tomographic inspection data using compton scattering | |
US7227621B2 (en) | System for visualizing flow and measuring velocity field using X-ray particle image velocimetry | |
US9417195B2 (en) | Method and its apparatus for x-ray diffraction | |
RU2369995C1 (en) | Laser positioner for x-ray emitter | |
CN109997202B (en) | Apparatus and method for detecting and/or inspecting wear on a surface of a cylindrical component | |
CN108200424B (en) | Debugging method and system for aligning visual axes of multiple TDI CCD detectors | |
JP2001280960A (en) | Telemetering method and instrument | |
US20190025231A1 (en) | A method of detection of defects in materials with internal directional structure and a device for performance of the method | |
JPS6267432A (en) | X rays ct apparatus | |
RU2413396C1 (en) | Laser centraliser for x-ray emitter | |
RU2493557C2 (en) | Method for radiation flaw detection of circular weld seams of tubular elements (versions) and apparatus for realising said method | |
CN1158522C (en) | Camera of computer tomography | |
JP4563701B2 (en) | X-ray crystal orientation measuring apparatus and X-ray crystal orientation measuring method | |
RU2250575C2 (en) | Laser centralizer for x-ray radiator | |
RU2293971C2 (en) | Radiography and tomography device | |
RU2404551C1 (en) | Laser centraliser for x-ray emitter | |
RU2369998C1 (en) | Laser positioner for x-ray emitter | |
KR20190028307A (en) | Checking device | |
RU2421948C1 (en) | Laser centraliser for x-ray emitter | |
RU2369997C1 (en) | Laser positioner for x-ray emitter | |
RU2421949C1 (en) | Laser centraliser for x-ray emitter | |
RU2235447C1 (en) | Laser localizer for x-ray generator | |
RU2749180C1 (en) | Optical device for determining the displacement relative to each other of holes of adjacent surfaces |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110305 |