RU2404551C1 - Laser centraliser for x-ray emitter - Google Patents

Laser centraliser for x-ray emitter Download PDF

Info

Publication number
RU2404551C1
RU2404551C1 RU2009131936/07A RU2009131936A RU2404551C1 RU 2404551 C1 RU2404551 C1 RU 2404551C1 RU 2009131936/07 A RU2009131936/07 A RU 2009131936/07A RU 2009131936 A RU2009131936 A RU 2009131936A RU 2404551 C1 RU2404551 C1 RU 2404551C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
axis
reflector
ray
ray beam
Prior art date
Application number
RU2009131936/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Анатольевич Кеткович (RU)
Андрей Анатольевич Кеткович
Виктор Яковлевич Маклашевский (RU)
Виктор Яковлевич Маклашевский
Ольга Викторовна Маклашевская (RU)
Ольга Викторовна Маклашевская
Original Assignee
Виктор Яковлевич Маклашевский
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 Виктор Яковлевич Маклашевский filed Critical Виктор Яковлевич Маклашевский
Priority to RU2009131936/07A priority Critical patent/RU2404551C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2404551C1 publication Critical patent/RU2404551C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: laser centraliser of X-rays also includes a device for digital conversion of turns of the second reflector into linear displacements, made in form of a lever which is rigidly attached to the second reflector, where displacement of said lever is recorded using a digital indicator whose measuring probe is in contact with the lever at a point lying at a distance R from its axis of rotation, defined by the relationship R=2x/w, where w=1/2(U1-U2), U1 and U2 are parallax angles of the point of intersection of the object with the axis of the X-ray beam for distances S1 and S2 from the object to the X-ray emitter, respectively, U1=arctg(S1/B), U2=arctg(S2/B), B is distance from the centre of the first reflector to the axis of rotation of the second reflector, x is linear displacement of the probe of the indicator, corresponding to turning of the lever by an angle w, x=(S1-S2)/k, k=1000 is the coefficient of decimal reduction of the scale of the indicator.
EFFECT: reduced error in apparatus for indicating distance from an object to an X-ray emitter in low illumination conditions.
2 dwg

Description

Изобретение относятся к неразрушающему контролю с использованием рентгеновского излучения и может быть применено для контроля материалов и изделий в различных отраслях машиностроения.The invention relates to non-destructive testing using x-ray radiation and can be used to control materials and products in various industries.

Известен лазерный центратор для рентгеновского излучателя, содержащий лазер с двусторонним выходом излучения и два отражателя, первый отражатель установлен на пересечении оптических осей лазерного и рентгеновского пучков, второй - на оптической оси выхода излучения лазера из его второго торца, средство индикации расстояния от рентгеновского излучателя до объекта, две цилиндрические линзы, установленные на оси лазера перед его торцами, первая из которых может выводиться из лазерного пучка и заменяться на сферическую линзу, формирующую конический пучок света, адекватный по структуре пучку рентгеновского излучения и создающий на поверхности объекта изображение диска, по степени эллиптических искажений формы которого судят о перпендикулярности поверхности объекта оси рентгеновского пучка с возможностью ее количественной оценки с помощью шкал на экране монитора телевизионной системы, входящей в состав центратора [1].Known laser centralizer for an x-ray emitter, containing a laser with two-sided output of radiation and two reflectors, the first reflector is installed at the intersection of the optical axes of the laser and x-ray beams, the second is on the optical axis of the exit of laser radiation from its second end, a means of indicating the distance from the x-ray emitter to the object , two cylindrical lenses mounted on the axis of the laser in front of its ends, the first of which can be removed from the laser beam and replaced with a spherical lens that forms a conical light beam that is adequate in structure to the x-ray beam and creates a disk image on the surface of the object, the degree of elliptical distortion of which determines the perpendicularity of the surface of the object to the axis of the x-ray beam with the possibility of quantification using scales on the monitor screen of the television system, which is part of the centralizer [one].

Недостатки данного устройства - отсутствие цифрового отсчетного устройства в средстве индикации расстояния от объекта до рентгеновского излучателя, что приводит к значительной субъективной погрешности дальномерного блока центратора, а также отсутствие средств спектральной селекции изображений лазерных полосок на объекте и общей его подсветки, что крайне важно при рентгенографировании в условиях пониженной освещенности, например, в вечернее время.The disadvantages of this device are the lack of a digital reading device in the means of indicating the distance from the object to the x-ray emitter, which leads to a significant subjective error of the rangefinder unit of the centralizer, as well as the absence of means for spectral selection of images of laser strips on the object and its general illumination, which is extremely important when radiography in low light conditions, such as in the evening.

Цель изобретения - устранение этих недостатков.The purpose of the invention is the elimination of these disadvantages.

Для этого в лазерный центратор, содержащий корпус, в котором находятся лазер с двусторонним выходом излучения, два отражателя, первый из которых установлен на пересечении осей лазера и рентгеновского пучка, а второй установлен на оси лазера перед его вторым торцом с возможностью вращения относительно оси, проходящей через его центр перпендикулярно плоскости, образуемой осями лазера и рентгеновского пучка, две цилиндрические линзы, первая из которых расположена на оси лазера между ним и первым отражателем с возможностью ввода-вывода из лазерного пучка, а вторая установлена на оси лазера перед вторым отражателем, сферическая линза, устанавливаемая вместо первой цилиндрической линзы и формирующая конический пучок лазерного излучения, соосный с рентгеновским пучком, имеющий одинаковый с ним угол расхождения и используемый для оценки размера зоны объекта, просвечиваемой рентгеновским излучением, а также перпендикулярности его поверхности оси рентгеновского пучка по степени эллиптичности светлого диска, формируемого этим пучком на объекте, светоделитель, установленный на оси лазера между первым отражателем и первой цилиндрической линзой под углом 45 градусов к этой оси перпендикулярно плоскости, образованной осями лазера и рентгеновского пучка, телекамера, оптическая ось, объектив которой совпадает с осью, проведенной из центра светоделителя перпендикулярно оси лазера и на экране монитора которой могут устанавливаться измерительные шкалы для количественной оценки размеров дефектов поверхности объекта и ее перпендикулярности к пучку рентгеновского излучения, дополнительно введен цифровой преобразователь поворотов второго отражателя в линейные перемещения, выполненный в виде жестко скрепленного со вторым отражателем рычага, перемещения которого регистрируются с помощью цифрового индикатора, измерительный щуп которого контактирует с рычагом в точке, находящейся на расстоянии r от оси его вращения, определяемой из соотношения R=2X/W, где W=1/2 (U1-U2), U1 и U2 - параллактические углы точки пересечения объекта с осью рентгеновского пучка для расстояний S1 и S2 от объекта до рентгеновского излучателя соответственно, U1=arctg (S1/B), U2=arctg (S2/B), B - расстояние от центра первого отражателя до оси вращения второго отражателя, Х - линейное перемещение щупа индикатора, соответствующее повороту рычага на угол W, X=(S1-S2)/к, к=1000 - коэффициент децимальной редукции шкалы индикатора, при котором его показания в миллиметрах численно соответствуют расстояниям от объекта до рентгеновского излучателя в метрах, перед объективом установлен с возможностью ввода-вывода интерференционный светофильтр, полоса пропускания которого совпадает с длиной волны лазера, на корпусе размещены источники света, угол излучения которых равен или превосходит угол поля зрения объектива телекамеры, оптические оси параллельны оси рентгеновского пучка, а мощность и спектр излучения выбираются с учетом специфики применения центратора в конкретных условиях.To do this, in a laser centralizer containing a housing in which there is a laser with a two-sided output of radiation, two reflectors, the first of which is mounted at the intersection of the axes of the laser and the x-ray beam, and the second is mounted on the axis of the laser in front of its second end with the possibility of rotation about an axis passing through its center perpendicular to the plane formed by the axes of the laser and the x-ray beam, two cylindrical lenses, the first of which is located on the laser axis between it and the first reflector with the possibility of input-output from an azero beam, and the second is mounted on the laser axis in front of the second reflector, a spherical lens that is installed instead of the first cylindrical lens and forms a conical laser beam coaxial with the x-ray beam, having the same angle of divergence and used to estimate the size of the area of the object exposed to x-ray radiation , as well as the perpendicularity of its surface to the axis of the x-ray beam according to the degree of ellipticity of the light disk formed by this beam on the object, a beam splitter installed on the laser axis between the first reflector and the first cylindrical lens at an angle of 45 degrees to this axis perpendicular to the plane formed by the axes of the laser and the x-ray beam, a television camera, the optical axis, the lens of which coincides with the axis drawn from the center of the beam splitter perpendicular to the laser axis and on the monitor screen which measuring scales can be set to quantify the size of defects in the surface of an object and its perpendicularity to the x-ray beam, an additional digital conversion is introduced The indicator of rotations of the second reflector into linear displacements, made in the form of a lever rigidly fastened to the second reflector, the movements of which are recorded using a digital indicator, the measuring probe of which contacts the lever at a point located at a distance r from its axis of rotation, determined from the relation R = 2X / W, where W = 1/2 (U1-U2), U1 and U2 are the parallactic angles of the point of intersection of the object with the x-ray axis for the distances S1 and S2 from the object to the x-ray emitter, respectively, U1 = arctg (S1 / B), U2 = arctan (S2 / B), B - distance from the center of the first reflector to the axis of rotation of the second reflector, X is the linear displacement of the indicator probe corresponding to the rotation of the lever by an angle W, X = (S1-S2) / k, k = 1000 is the decimal reduction coefficient of the indicator scale, at which its readings in millimeters numerically correspond to the distance from the object to the x-ray emitter in meters, an interference filter is installed in front of the lens with the possibility of input-output, the passband of which coincides with the laser wavelength, light sources are placed on the body, the angle of radiation whose values are equal to or greater than the angle of the field of view of the camera lens, the optical axes are parallel to the axis of the x-ray beam, and the radiation power and spectrum are selected taking into account the specifics of using the centralizer in specific conditions.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлена схема центратора.The invention is illustrated by drawings, on which a centralizer diagram is presented.

Лазерный центратор содержит рентгеновский излучатель 1, к которому прикреплен корпус 2, в котором расположены первый отражатель 3 из оргстекла, светоделитель 4, цилиндрическая 5 и сферическая 11 линзы, лазер 6 с двусторонним выходом излучения, вторая цилиндрическая линза 7, второй отражатель 8, рычаг 9, цифровой индикатор 10, телекамера 12 с монитором 13, интерференционный светофильтр 14, источник 15 подсветки объекта 16.The laser centralizer contains an x-ray emitter 1, to which a housing 2 is attached, in which the first plexiglass reflector 3, a beam splitter 4, a cylindrical 5 and a spherical 11 lens, a laser 6 with a two-sided radiation output, a second cylindrical lens 7, a second reflector 8, a lever 9 are located , a digital indicator 10, a camera 12 with a monitor 13, an interference filter 14, a source 15 of the illumination of the object 16.

Фиг.2 поясняет работу цифрового индикатора расстояний от объекта до рентгеновского излучателя.Figure 2 explains the operation of a digital indicator of the distances from the object to the x-ray emitter.

Как видно из фиг.2, при перемещении объекта от рентгеновского излучателя из минимального до максимального положения (расстояния S1 и S2 соответственно) соответствующие параллактические утлы U1 и U2 изменяются на величину W=U1-U2. При этом, как известно [2], для отклонения луча лазера на этот угол достаточно повернуть второй отражатель на угол W/2. Линейное перемещение луча лазера на поверхности объекта, находящегося на расстоянии S1 от рентгеновского излучателя, при этом может быть оценено приближенным равенством Д=S×W с учетом малости угла (W=3 угл.град, для реальных конструкций центраторов с характерными значениями параметров B=0,3 м, S=4-6 м). Для использования стандартного цифрового индикатора с линейной метрической шкалой, отградуированной в миллиметрах, очевидно, необходимо, чтобы величине Д в метрах соответствовало значение X в мм, численно ему равное. Для этого необходимо, чтобы X=Д/к=Д/1000. Необходимое значение R определяется при этом из выражения R=X/W, как это следует из анализа подобных треугольников АОВ и СОЕ.As can be seen from figure 2, when moving the object from the x-ray emitter from the minimum to the maximum position (distances S1 and S2, respectively), the corresponding parallactic corners U1 and U2 change by the amount W = U1-U2. Moreover, as is known [2], to deflect the laser beam by this angle, it is sufficient to rotate the second reflector by the angle W / 2. The linear displacement of the laser beam on the surface of an object located at a distance S1 from the X-ray emitter can be estimated by the approximate equality D = S × W, taking into account the smallness of the angle (W = 3 angular degrees, for real designs of centralizers with characteristic values of the parameters B = 0.3 m, S = 4-6 m). To use a standard digital indicator with a linear metric scale, graduated in millimeters, it is obviously necessary that the value of D in meters corresponds to the value of X in mm, numerically equal to it. For this, it is necessary that X = D / k = D / 1000. The required value of R is determined in this case from the expression R = X / W, as follows from the analysis of such triangles AOB and SOE.

Центратор работает следующим образом.The centralizer works as follows.

При выведенных из лазерного пучка линз 5 и 11 лазер 5 формирует на объекте 16 яркую точку, которая с помощью средств перемещения центратора совмещается с центром контролируемой зоны. Затем линза 11 вводится в лазерный пучок, и на мониторе наблюдают изображение светлого диска. Если он имеет эллиптичность, ее устраняют, совершая линейные и угловые перемещения центратора. В случае необходимости производят количественную оценку степени эллиптичности диска и/или размеров дефектов поверхности объекта с помощью измерительных шкал на экране монитора. После этого выводят линзу 11 и вводят первую цилиндрическую линзу. Наблюдают на мониторе изображения подвижной и неподвижной лазерных полосок и, вращая второй отражатель с помощью его привода (например, микровинтом, контактирующим с рычагом 9), добиваются совмещения полосок и снимают показания с дисплея цифрового индикатора, равные расстоянию от объекта до рентгеновского излучателя, выраженные в метрах. Затем приступают непосредственно к процедурам радиационного контроля.When the lenses 5 and 11 are removed from the laser beam, the laser 5 forms a bright dot on the object 16, which, using the means of moving the centralizer, is combined with the center of the controlled zone. Then, the lens 11 is introduced into the laser beam, and the image of the light disk is observed on the monitor. If it has ellipticity, it is eliminated by performing linear and angular movements of the centralizer. If necessary, a quantitative assessment of the degree of ellipticity of the disk and / or the size of the defects on the surface of the object using measuring scales on the monitor screen is performed. After that, the lens 11 is withdrawn and the first cylindrical lens is introduced. Observe the images of the moving and stationary laser strips on the monitor and, rotating the second reflector with its drive (for example, with a microscrew in contact with the lever 9), achieve the alignment of the strips and take readings from the display of the digital indicator, equal to the distance from the object to the x-ray emitter, expressed in meters. Then proceed directly to the radiation control procedures.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ 2250575. Лазерный центратор.1. RF patent 2250575. Laser centralizer.

2. Справочник конструктора оптико-механических приборов, Панов В.А. и др.. Л., Машиностроение, 1980 г., 742 с.2. Reference designer of optical-mechanical devices, Panov V.A. et al., L., Mechanical Engineering, 1980, 742 pp.

Claims (1)

Лазерный центратор, содержащий корпус, в котором находятся лазер с двусторонним выходом излучения, два отражателя, первый из которых установлен на пересечении осей лазера и рентгеновского пучка, а второй установлен на оси лазера перед его вторым торцом с возможностью вращения относительно оси, проходящей через его центр перпендикулярно плоскости, образуемой осями лазера и рентгеновского пучка, две цилидрические линзы, первая из которых расположена на оси лазера между ним и первым отражателем с возможностью ввода-вывода из лазерного пучка, а вторая установлена на оси лазера перед вторым отражателем, сферическая линза, устанавливаемая вместо первой цилиндрической линзы и формирующая конический пучок лазерного излучения, соосный с рентгеновским пучком, имеющий одинаковый с ним угол расхождения и используемый для оценки размера зоны объекта, просвечиваемой рентгеновским излучением, а также перпендикулярности его поверхности оси рентгеновского пучка по степени эллиптичности светлого диска, формируемого этим пучком на объекте, светоделитель, установленный на оси лазера между первым отражателем и первой цилиндрической линзой под углом 45° к этой оси перпендикулярно плоскости, образованной осями лазера и рентгеновского пучка, телекамера, оптическая ось объектива которой совпадает с осью, проведенной из центра светоделителя перпендикулярно оси лазера, и на экране монитора которой могут устанавливаться измерительные шкалы для количественной оценки размеров дефектов поверхности объекта и ее перпендикулярности к пучку рентгеновского излучения, дополнительно введен цифровой преобразователь поворотов второго отражателя в линейные перемещения, выполненный в виде жестко скрепленного со вторым отражателем рычага, перемещения которого регистрируются с помощью цифрового индикатора, измерительный щуп которого контактирует с рычагом в точке, находящейся на расстоянии r от оси его вращения, определяемой из соотношения R=2X/W, где W=1/2 (U1-U2), U1 и U2 - параллактические углы точки пересечения объекта с осью рентгеновского пучка для расстояний S1 и S2 от объекта до рентгеновского излучателя соответственно, U1=arctg(S1/B), U2=arctg(S2/B), В - расстояние от центра первого отражателя до оси вращения второго отражателя, X - линейное перемещение щупа индикатора, соответствующее повороту рычага на угол W, X=(S1-S2)/к, к=1000 - коэффициент децимальной редукции шкалы индикатора, при котором его показания в миллиметрах численно соответствуют расстояниям от объекта до рентгеновского излучателя в метрах, перед объективом установлен с возможностью ввода-вывода интерференционный светофильтр, полоса пропускания которого совпадает с длиной волны лазера, на корпусе размещены источники света, угол излучения которых равен или превосходит угол поля зрения объектива телекамеры, оптические оси параллельны оси рентгеновского пучка, а мощность и спектр излучения выбираются с учетом специфики применения центратора в конкретных условиях. A laser centralizer comprising a housing in which there is a laser with a two-sided output of radiation, two reflectors, the first of which is mounted at the intersection of the axes of the laser and the x-ray beam, and the second is mounted on the axis of the laser in front of its second end with the possibility of rotation about an axis passing through its center perpendicular to the plane formed by the axes of the laser and the x-ray beam, two cylindrical lenses, the first of which is located on the laser axis between it and the first reflector with the possibility of input-output from the laser beam ka, and the second is mounted on the laser axis in front of the second reflector, a spherical lens that is installed instead of the first cylindrical lens and forms a conical laser beam coaxial with the x-ray beam, having the same angle of divergence and used to estimate the size of the area of the object that is exposed to x-ray radiation, as well as the perpendicularity of its surface to the axis of the x-ray beam according to the degree of ellipticity of the light disk formed by this beam on the object, a beam splitter mounted on the laser axis between the first reflector and the first cylindrical lens at an angle of 45 ° to this axis perpendicular to the plane formed by the axes of the laser and the x-ray beam, a camera whose optical axis of the lens coincides with the axis drawn from the center of the beam splitter perpendicular to the laser axis, and on the monitor screen of which measurement scales for quantifying the size of defects in the surface of an object and its perpendicularity to the x-ray beam, an additional digital converter of turns in of the reflector in linear displacements, made in the form of a lever rigidly fastened to the second reflector, the movements of which are recorded using a digital indicator, the measuring probe of which contacts the lever at a point located at a distance r from its axis of rotation, determined from the relation R = 2X / W , where W = 1/2 (U1-U2), U1 and U2 are the parallactic angles of the point of intersection of the object with the axis of the x-ray beam for the distances S1 and S2 from the object to the x-ray emitter, respectively, U1 = arctan (S1 / B), U2 = arctg (S2 / B), B - distance from the center of the first of the reflector to the axis of rotation of the second reflector, X is the linear displacement of the indicator probe corresponding to the rotation of the lever through the angle W, X = (S1-S2) / k, k = 1000 is the decimal reduction coefficient of the indicator scale at which its readings in millimeters numerically correspond to the distances from the object to the x-ray emitter in meters, an interference filter is installed with the possibility of input-output in front of the lens, the passband of which coincides with the laser wavelength, light sources are placed on the body, the radiation angle of which is equal to or exceed the visual field angle lens camera, the optical axes are parallel to the axis of the X-ray beam, and the power and emission spectrum are selected based on the specific application of the centralizer in specific conditions.
RU2009131936/07A 2009-08-25 2009-08-25 Laser centraliser for x-ray emitter RU2404551C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009131936/07A RU2404551C1 (en) 2009-08-25 2009-08-25 Laser centraliser for x-ray emitter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009131936/07A RU2404551C1 (en) 2009-08-25 2009-08-25 Laser centraliser for x-ray emitter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2404551C1 true RU2404551C1 (en) 2010-11-20

Family

ID=44058556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009131936/07A RU2404551C1 (en) 2009-08-25 2009-08-25 Laser centraliser for x-ray emitter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2404551C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6480720B2 (en) Hole measuring apparatus and hole measuring method using non-rotating CPS pen
CN106767545A (en) A kind of high accuracy high-space resolution angel measuring instrument and angle measurement method
CN102607472A (en) Measuring device and measuring method of wide-range flatness
CN103424363A (en) Non-rotary optical rotation solution gauge and method for measuring specific rotation of optical rotation solution through gauge
CN105091798B (en) The inclined measurement apparatus of new transmission-type center of lens and measuring method
CN107561008A (en) A kind of device for VUV diffusing reflection plate BRDF feature measurements
CN103245488B (en) A kind of broadband large scale plane raster diffraction efficiency measurer
RU2404551C1 (en) Laser centraliser for x-ray emitter
CN204924203U (en) Novel transmission -type lens center is measured partially device
CN103845039A (en) Spectrograph for frequency domain OCT (Optical Coherence Tomography) system
RU2413396C1 (en) Laser centraliser for x-ray emitter
RU2293971C2 (en) Radiography and tomography device
RU2325048C1 (en) Laser centralizer for x-ray emitter
CN103884684A (en) Optical system of high-accuracy digital V-prism refractometer
RU2235447C1 (en) Laser localizer for x-ray generator
JP2020533584A (en) A device that optically measures the dose of radiation absorbed by a gel dosimeter using polarized light.
RU2421948C1 (en) Laser centraliser for x-ray emitter
RU2405137C1 (en) X-ray optical endoscope
RU2280963C1 (en) Laser localizer for x-ray emitter
RU2369997C1 (en) Laser positioner for x-ray emitter
JP2013036898A (en) Eccentricity measuring device and eccentricity measuring method
RU2369995C1 (en) Laser positioner for x-ray emitter
RU2421950C1 (en) Laser centraliser for x-ray emitter
RU2250575C2 (en) Laser centralizer for x-ray radiator
RU2242846C1 (en) Laser localizer for x-ray radiation

Legal Events

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

Effective date: 20120826