RU2393581C1 - Gas discharge device - source of x-ray radiation - Google Patents
Gas discharge device - source of x-ray radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393581C1 RU2393581C1 RU2008142778/09A RU2008142778A RU2393581C1 RU 2393581 C1 RU2393581 C1 RU 2393581C1 RU 2008142778/09 A RU2008142778/09 A RU 2008142778/09A RU 2008142778 A RU2008142778 A RU 2008142778A RU 2393581 C1 RU2393581 C1 RU 2393581C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ray
- voltage
- tube
- ray radiation
- metal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- X-Ray Techniques (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для контроля металлических и газовых дефектных включений в полимерной кабельной изоляции с использованием рентгеновского излучения электрического газового барьерного разряда (ЭГБР).The present invention relates to measuring technique and can be used, for example, to control metal and gas defective inclusions in polymer cable insulation using x-ray radiation from an electric gas barrier discharge (EGBR).
Использование рентгеновского излучения от традиционных вакуумных рентгеновских трубок для контроля дефектов в полимерной кабельной изоляции не позволяет обеспечить необходимую контрастность изображения металлических и газовых включений. Это обусловлено тем, что излучение вакуумных рентгеновских трубок является достаточно коротковолновым (10-100А) и плохо поглощается в тонких слоях материалов малой плотности (полимерные кабельные диэлектрики толщиной не более 4-8 мм и тонкие алюминиевые, медные и воздушные включения толщиной несколько мкм). Коротковолновое рентгеновское излучение вакуумных рентгеновских трубок такие дефекты в полимерной изоляции практически не замечает.The use of x-ray radiation from traditional vacuum x-ray tubes to control defects in polymer cable insulation does not allow to provide the necessary image contrast of metal and gas inclusions. This is due to the fact that the radiation of vacuum X-ray tubes is quite short-wavelength (10-100A) and is poorly absorbed in thin layers of low-density materials (polymer cable dielectrics with a thickness of not more than 4-8 mm and thin aluminum, copper and air inclusions with a thickness of several microns). The short-wavelength X-ray radiation of vacuum X-ray tubes practically does not notice such defects in polymer insulation.
Известен газоразрядный источник излучения /Патент РФ №2310947, H01J 61/16, 2007 г./, содержащий источник питания, колбу с рабочей средой, образованную двумя коаксиально установленными трубками из диэлектрического материала, прозрачного для излучения, а также два электрода, расположенных на внутренней поверхности внутренней трубки и на внешней поверхности внешней трубки. Во внутренней трубке колбы установлен металлический теплообменник, являющийся одновременно высоковольтным электродом. Охлаждение теплообменника обеспечивается принудительной прокачкой охлаждающего газа через внутреннюю полость внутренней трубкиKnown gas discharge radiation source / Patent of the Russian Federation No. 2310947, H01J 61/16, 2007 / containing a power source, a flask with a working medium formed by two coaxially mounted tubes of a dielectric material transparent to radiation, as well as two electrodes located on the inside the surface of the inner tube and on the outer surface of the outer tube. A metal heat exchanger is installed in the inner tube of the flask, which is also a high-voltage electrode. The heat exchanger is cooled by forcedly pumping cooling gas through the inner cavity of the inner tube
Известны ионные источники рентгеновского излучения с антикатодом /Гинье А. Рентгенография кристаллов. Изд-во физ-мат. литературы, М., 1961, с.66/, использующие газ низкого давления (ниже 0, 01 атм.), очень чувствительные к давлению остаточного газа. Главным недостатком этих источников является необходимость специальной системы регулировки давления. Ионные трубки являются источниками тормозного и характеристического рентгеновского излучения с длиной волны менее 10 нм, которое плохо поглощается полимерами. Главным недостатком рентгеновского излучения этих трубок является его высокая проникающая способность, когда невозможно зарегистрировать металлические и газовые дефекты в тонкой полимерной кабельной изоляции, а также высокая стоимость самих рентгеновских трубок и рентгеновского оборудования.Known ion sources of x-ray radiation with an anticathode / Guinier A. Crystal X-ray. Publishing House of Physics and Math. literature, M., 1961, p.66 /, using low-pressure gas (below 0.01 atm.), very sensitive to the pressure of the residual gas. The main disadvantage of these sources is the need for a special pressure control system. Ion tubes are sources of inhibitory and characteristic x-rays with a wavelength of less than 10 nm, which is poorly absorbed by polymers. The main disadvantage of the x-ray radiation of these tubes is its high penetrating ability, when it is impossible to detect metal and gas defects in thin polymer cable insulation, as well as the high cost of the x-ray tubes and x-ray equipment themselves.
Известен источник излучения /Патент США №5198717, H01J 65/04; H01J 007/24, 1993 г./. Конструктивно он представляет собой источник питания, герметичную колбу и систему охлаждения. Колба изготовлена из двух коаксиально установленных и спаянных по торцам кварцевых трубок. Пространство между трубками, являющееся колбой, заполнено рабочей средой - газовой. Электроды размещены на внешней поверхности внешней трубки и на внутренней поверхности внутренней трубки. При этом внешний электрод заземлен, а на электрод, находящийся внутри внутренней трубки, подается высокое напряжение. Для охлаждения внутренней трубки используется двойной контур охлаждения. Первый из них образует поток деионизованной воды, охлаждающейся во внешнем теплообменнике. Второй контур образует внешний поток теплоносителя, охлаждающего теплообменник.Known radiation source / US Patent No. 5198717, H01J 65/04; H01J 007/24, 1993 /. Structurally, it is a power source, a sealed flask and a cooling system. The flask is made of two quartz tubes coaxially mounted and welded along the ends. The space between the tubes, which is a flask, is filled with a working medium - gas. The electrodes are located on the outer surface of the outer tube and on the inner surface of the inner tube. In this case, the external electrode is grounded, and a high voltage is applied to the electrode inside the inner tube. A double cooling circuit is used to cool the inner tube. The first of these forms a stream of deionized water, which is cooled in an external heat exchanger. The second circuit forms an external flow of coolant cooling the heat exchanger.
Ближайшим аналогом является источник излучения /Патент РФ №2258975, H01J 61/30, 2005 г./, содержащий заполненную газом стаканообразную колбу из диэлектрика с прозрачным на рабочей длине волны выходным окном, источник питания с электродами, колба помещена в металлическом корпусе-экране, на внешней поверхности выходного окна расположен заземленный перфорированный электрод, а высоковольтный электрод расположен на внутренней поверхности дна колбы и соединен с источником питания, расположенным в том же корпусе, по кратчайшему расстоянию, при этом дополнительно в корпусе установлено устройство нагнетания охлаждающего воздуха.The closest analogue is a radiation source / RF Patent No. 2258975, H01J 61/30, 2005 /, containing a gas-filled glass-shaped flask made of a dielectric with an output window transparent at the working wavelength, a power source with electrodes, the flask is placed in a metal screen housing, on the outer surface of the exit window there is a grounded perforated electrode, and the high-voltage electrode is located on the inner surface of the bottom of the flask and is connected to the power source located in the same housing over the shortest distance, while Additionally, a cooling air injection device is installed in the housing.
Недостатком известных устройств является то, что они не позволяют обеспечить необходимую контрастность изображения металлических и газовых включений для контроля дефектов в полимерной кабельной изоляции.A disadvantage of the known devices is that they do not allow to provide the necessary image contrast of metal and gas inclusions to control defects in polymer cable insulation.
Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства, позволяющего обеспечить сравнительно длинноволновый диапазон рентгеновского излучения (20-200 нм). Рентгеновское излучение этого волнового диапазона хорошо поглощается в тонких слоях полимерной кабельной изоляции и по этой причине его выгодно использовать для контроля металлических и газовых дефектов в полимерной кабельной изоляции.The objective of the invention is to provide a device that allows for a relatively long wavelength range of x-ray radiation (20-200 nm). X-ray radiation of this wave range is well absorbed in thin layers of polymer cable insulation and for this reason it is advantageous to use it to control metal and gas defects in polymer cable insulation.
Поставленная задача достигается тем, что в известном источнике излучения, содержащем диэлектрическую трубку с прозрачным на рабочей длине волны выходным окном, заполненную рабочим газом, два электрода - внешний и внутренний высоковольтный электрод, внутренний высоковольтный электрод, выполненный цилиндрическим, расположен вдоль центральной оси, причем соотношение внутреннего диаметра D диэлектрической трубы к диаметру d центрального высоковольтного электрода - 2/1; 2/1,5; 2/1,8.The problem is achieved in that in a known radiation source containing a dielectric tube with an exit window transparent at the working wavelength filled with working gas, two electrodes - an external and an internal high-voltage electrode, an internal high-voltage electrode made cylindrical, is located along the central axis, and the ratio the inner diameter D of the dielectric tube to the diameter d of the central high-voltage electrode is 2/1; 2 / 1.5; 2 / 1.8.
Общий вид устройства представлен на Фиг.1.A general view of the device is shown in FIG.
Источник излучения содержит кварцевую или керамическую трубу 1, высоковольтный металлический электрод с конической резьбой 2, трубку для откачки и подачи газа 3, алюминиевое или бериллиевое окно для выхода рентгеновского излучения 4, заземляемый металлический электрод 5.The radiation source contains a quartz or ceramic pipe 1, a high-voltage metal electrode with a tapered thread 2, a tube for pumping and supplying gas 3, an aluminum or beryllium window for the output of x-ray radiation 4, a grounded metal electrode 5.
Вдоль центральной оси диэлектрической трубы располагается первый металлический (медный) высоковольтный электрод 2 с резьбой. Соотношение внутреннего диаметра D диэлектрической трубы к диаметру d центрального высоковольтного электрода - 2:1; 2:1,5; 2:1,8. Шаг и высота резьбы зависят от диаметра внутреннего высоковольтного электрода. Толщина стенки диэлектрической трубы - от 1 до 10 мм в зависимости от диаметра внутреннего высоковольтного электрода. Длина диэлектрической трубы равна 10d. В стенке диэлектрической трубы имеется сквозное отверстие, через которое с помощью металлического патрубка 3 производится откачка источника рентгеновского излучения с помощью вакуумного насоса и напуск в рентгеновский источник рабочего газа (гелий, аргон, азот, воздух и т.д.). На одном из концов трубы располагается выходное окно для рентгеновского излучения 4. Окно изготавливается из алюминия, бериллия или полиэтилена. На внешней поверхности диэлектрической трубы располагается второй - заземляемый металлический электрод 5 цилиндрической формы. На втором конце трубы располагается вакуум-плотный высоковольтный изолированный контакт, к которому подключается высокое переменное напряжение от источника питания.Along the central axis of the dielectric tube is the first metal (copper) high-voltage electrode 2 with a thread. The ratio of the inner diameter D of the dielectric tube to the diameter d of the central high-voltage electrode is 2: 1; 2: 1.5; 2: 1.8. Pitch and thread height depend on the diameter of the internal high-voltage electrode. The wall thickness of the dielectric tube is from 1 to 10 mm, depending on the diameter of the internal high-voltage electrode. The length of the dielectric tube is 10d. There is a through hole in the wall of the dielectric tube through which the X-ray source is pumped out using a metal pipe 3 and the gas is pumped into the X-ray source (helium, argon, nitrogen, air, etc.). At one end of the pipe there is an exit window for x-ray radiation 4. The window is made of aluminum, beryllium or polyethylene. On the outer surface of the dielectric tube is a second - a grounded metal electrode 5 of a cylindrical shape. At the second end of the pipe there is a vacuum-tight high-voltage insulated contact, to which a high alternating voltage from the power source is connected.
Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:
На расстоянии 10 мм от выходного окна газоразрядного устройства - источника рентгеновского излучения - располагается специально подобранный образец поливинилхлоридной изоляции силового кабеля АВВГ, содержащий металлическое включение в виде алюминиевой стружки. С противоположной стороны на расстоянии 1 мм от поверхности кабельной изоляции располагается фотокамера для регистрации рентгеновского изображения кабельной изоляции. На высоковольтный электрод подается переменное высоковольтное напряжение (40 кВ, время экспозиции - 10, 15 и 20 мин). После экспозиции рентгеновская пленка проявляется.At a distance of 10 mm from the exit window of the gas-discharge device - an X-ray source - there is a specially selected sample of polyvinyl chloride insulation of the AVVG power cable containing a metal inclusion in the form of aluminum shavings. On the opposite side, at a distance of 1 mm from the surface of the cable insulation, there is a camera for recording an x-ray image of the cable insulation. An alternating high-voltage voltage (40 kV, exposure time 10, 15 and 20 min) is supplied to the high-voltage electrode. After exposure, an x-ray film appears.
На Фиг.2 представлена рентгеновская фотография полимерной кабельной изоляции силового кабеля АВВГ, содержащей алюминиевую стружку (четыре треугольных кусочка, толщиной 15 мкм), полученная с помощью рентгеновского излучения, U=40 кВ, Р=0,3 атм, 1 - время экспозиции - 10 мин, 2 - время экспозиции - 15 мин, 3 - время экспозиции - 20 мин.Figure 2 presents an x-ray photo of the polymer cable insulation of the AVVG power cable containing aluminum chips (four triangular pieces, 15 μm thick), obtained using x-ray radiation, U = 40 kV, P = 0.3 atm, 1 - exposure time - 10 minutes, 2 - exposure time - 15 minutes, 3 - exposure time - 20 minutes.
Видно, что кусочки алюминиевой стружки, находящейся в толще ПВХ изоляции кабеля, четко различаются на рентгеновской фотографии в виде светлого изображения.It can be seen that the pieces of aluminum shavings located in the thickness of the PVC cable insulation clearly differ in the x-ray photograph as a bright image.
Техническим эффектом предлагаемого нами газоразрядного устройства - источника рентгеновского излучения - для контроля металлических и газовых включений в полимерной кабельной изоляции является простота исполнения, отсутствие антикатода и сравнительно длинноволновый диапазон рентгеновского излучения - 20-200 нм. Рентгеновское излучение этого волнового диапазона хорошо поглощается в тонких слоях полимерной кабельной изоляции и по этой причине его выгодно использовать для контроля металлических и газовых дефектов в полимерной кабельной изоляции.The technical effect of our gas-discharge device — an X-ray source — for controlling metal and gas inclusions in polymer cable insulation is simplicity of execution, the absence of an anticathode, and the relatively long-wavelength range of X-ray radiation — 20-200 nm. X-ray radiation of this wave range is well absorbed in thin layers of polymer cable insulation and for this reason it is advantageous to use it to control metal and gas defects in polymer cable insulation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008142778/09A RU2393581C1 (en) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | Gas discharge device - source of x-ray radiation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008142778/09A RU2393581C1 (en) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | Gas discharge device - source of x-ray radiation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008142778A RU2008142778A (en) | 2010-05-10 |
RU2393581C1 true RU2393581C1 (en) | 2010-06-27 |
Family
ID=42673381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008142778/09A RU2393581C1 (en) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | Gas discharge device - source of x-ray radiation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2393581C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488243C2 (en) * | 2010-08-26 | 2013-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Plasma generator of deceleration radiation |
RU2557013C1 (en) * | 2014-04-15 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") | X-ray tube of electrical gas barrier discharge for control over metallic and gaseous inclusions in polymer cable insulation |
-
2008
- 2008-10-28 RU RU2008142778/09A patent/RU2393581C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488243C2 (en) * | 2010-08-26 | 2013-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Plasma generator of deceleration radiation |
RU2557013C1 (en) * | 2014-04-15 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") | X-ray tube of electrical gas barrier discharge for control over metallic and gaseous inclusions in polymer cable insulation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008142778A (en) | 2010-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6232613B1 (en) | Debris blocker/collector and emission enhancer for discharge sources | |
JP2003218025A (en) | Apparatus for generating extreme ultraviolet ray based on gas discharge | |
US3900803A (en) | Lasers optically pumped by laser-produced plasma | |
JPH0456420B2 (en) | ||
US4357536A (en) | Apparatus and method for monitoring the intensities of charged particle beams | |
RU2393581C1 (en) | Gas discharge device - source of x-ray radiation | |
WO2015186272A1 (en) | Laser chamber | |
US3274437A (en) | High intensity radiant energy source | |
US10636623B2 (en) | Ion beam device | |
CN106094004B (en) | A kind of single particle energy measuring device and method based on optical imagery | |
US7338575B2 (en) | Hydrocarbon dielectric heat transfer fluids for microwave plasma generators | |
US20090211895A1 (en) | Ozone generator | |
Wyckoff et al. | The spatial asymmetry of Cerenkov radiation as a function of electron energy | |
Boltnev et al. | An experimental setup for investigation of cryogenic helium plasma and dusty plasma structures within a wide temperature range | |
Kiik et al. | Spectroscopic study of rare‐gas excimer formation in a direct‐current discharge with supersonic expansion | |
RU2557013C1 (en) | X-ray tube of electrical gas barrier discharge for control over metallic and gaseous inclusions in polymer cable insulation | |
US3968373A (en) | Device, in particular a neutron generator, having a detachable high-voltage connection | |
RU2509389C1 (en) | Soft x-ray source based on demountable x-ray tube | |
US2877341A (en) | Liquid cooled flash-producing apparatus | |
Fox et al. | The BRV continuum source | |
Swaffield et al. | Variable pressure and temperature liquid nitrogen cryostat for optical measurements with applied electric fields | |
Robert et al. | CAPELLA: a kHz and low-debris capillary discharge EUV source | |
CN109596905B (en) | Electron beam radiation system with temperature capable of being changed rapidly under vacuum | |
RU2438220C2 (en) | Gas-discharge pulse optical source | |
US3597700A (en) | High energy gas laser producing a continuous abnormal glow discharge in the gas mixture |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131029 |