RU2421948C1 - Laser centraliser for x-ray emitter - Google Patents
Laser centraliser for x-ray emitter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2421948C1 RU2421948C1 RU2010102850/07A RU2010102850A RU2421948C1 RU 2421948 C1 RU2421948 C1 RU 2421948C1 RU 2010102850/07 A RU2010102850/07 A RU 2010102850/07A RU 2010102850 A RU2010102850 A RU 2010102850A RU 2421948 C1 RU2421948 C1 RU 2421948C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- axis
- distance
- ray beam
- ray
- Prior art date
Links
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 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 - субъективность способа измерения расстояния до объекта, а также неопределенность значения цены деления шкалы на экране монитора, величина которой зависит от расстояния от объекта до центратора и соответствующего ему значения масштаба оптического изображения. Кроме того, наличие светоделителя вызывает существенное ослабление информационных потоков оптического излучения, а постоянство величины фокусного расстояния объектива телекамеры затрудняет визуальный контроль поверхности объекта, в ходе которого при фиксированном расстоянии от объекта до центратора необходимо изменять оптическое увеличение, что можно осуществить только изменяя фокусное расстояние объектива.The disadvantages of this device are the subjectivity of the method of measuring the distance to the object, as well as the uncertainty of the value of the scale division on the monitor screen, the value of which depends on the distance from the object to the centralizer and the corresponding value of the optical image scale. In addition, the presence of a beam splitter causes a significant weakening of information flows of optical radiation, and the constancy of the focal length of the camera lens makes it difficult to visually control the surface of the object, during which, at a fixed distance from the object to the centralizer, it is necessary to change the optical magnification, which can only be done by changing the focal length of the lens.
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, оптическая ось которого параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, два отражателя, первый из которых установлен на пересечении осей лазера и рентгеновского пучка, а второй установлен на оси лазера перед его излучающим торцом между ним и первым отражателем на расстоянии Н от центра первого отражателя, равного расстоянию от этого центра до фокуса рентгеновской трубки по оси рентгеновского пучка, сферическую линзу, устанавливаемую перед излучающим торцом лазера и вторым отражателем и формирующую конический лазерный пучок, геометрические параметры которого идентичны параметрам рентгеновского пучка, по степени эллиптичности светлого диска, формируемого этим пучком на объекте, судят о перпендикулярности его поверхности оси рентгеновского пучка, телекамера, оптическая ось объектива которой совпадает с осью, проведенной из центра второго отражателя перпендикулярно оси лазера, и измерительные шкалы для количественной оценки размеров дефектов поверхности объекта и ее перпендикулярности к пучку рентгеновского излучения, дополнительно введены портативный лазерный дальномер, установленный на корпусе центратора вне зоны распространения рентгеновского пучка, причем оптическая ось дальномера параллельна оси рентгеновского пучка, на корпусе центратора вне зоны распространения рентгеновского излучения размещены симметрично относительно оси рентгеновского пучка на расстоянии Н друг от друга два микролазера, оптические оси которых параллельны друг другу и оси рентгеновского пучка, второй отражатель выполнен с центральным отверстием Д=Дл для прохождения лазерного пучка, где Дл - диаметр этого пучка, компьютер производит автоматическое вычисление текущего значения С цены деления в плоскости объекта шкалы, располагаемой на экране монитора телевизионной системы, по соотношению С=Co/M, где M - общее увеличение, Co - цена деления шкалы на экране монитора, М=Мт×Mo, где Мт=В/A - телевизионное увеличение, A и B - размеры растров ПЗС-матрицы и экрана монитора соответственно, Mo=F/L - оптическое увеличение, где F - фокусное расстояние объектива телекамеры, L - текущее расстояние от объекта до центратора, измеряемое с помощью лазерного дальномера, объектив телекамеры выполнен трансфокальным с возможностью изменения фокусного расстояния в пределах от Fmin=Lmin/M до Fmax=Lmax/M, где Lmax и Lmin - соответственно минимальное и максимальное расстояния от центратора до объекта в рабочем диапазоне их изменений для конкретной модели центратора, а величина М=Со/C выбирается из условия Co/C=K, где K - целое число, значение которого выбирается исходя из конкретных требований к точности измерений дефектов, при этом для повышения стабильности измерений они производятся при фиксированном значении фокусного расстояния трансфокатора, при котором изображение двух реперных лазерных точек на объекте с расстоянием Н между ними совпадает с соответствующими метками на экране монитора, расстояние между которыми равно Н*=H/M.To do this, in a laser centralizer containing a housing in which the laser is located, 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 and x-ray axes, and the second is mounted on the laser axis in front of its radiating end and the first reflector at a distance H from the center of the first reflector, equal to the distance from this center to the focus of the x-ray tube along the axis of the x-ray beam, a spherical lens mounted in front of the radiating the laser beam and the second reflector and forming a conical laser beam, the geometric parameters of which are identical to the parameters of the x-ray beam, by the degree of ellipticity of the light disk formed by this beam on the object, they judge the perpendicularity of its surface to the axis of the x-ray beam, a camera whose optical axis of the lens coincides with the axis, drawn from the center of the second reflector perpendicular to the laser axis, and measuring scales for quantifying the size of defects on the surface of the object and its perpendicular In addition to the x-ray beam, a portable laser range finder is installed, mounted on the centralizer body outside the x-ray beam propagation zone, the optical axis of the range finder being parallel to the x-ray beam axis, and on the centralizer case outside the x-ray propagation zone symmetrically relative to the x-ray axis at a distance H from two microlasers, the optical axes of which are parallel to each other and the x-ray beam axis, the second reflector is made from the center with a hole Д = Дл for passing a laser beam, where Дл is the diameter of this beam, the computer automatically calculates the current value С of the division price in the plane of the scale object located on the monitor screen of the television system, according to the ratio С = Co / M, where M is the total increase, Co - the price of dividing the scale on the monitor screen, M = Mt × Mo, where Mt = B / A is the television increase, A and B are the sizes of the rasters of the CCD matrix and the monitor screen, respectively, Mo = F / L is the optical increase, where F is the focal length of the camera lens, L is the current distance from the object to the centralizer, measured using a laser rangefinder, the camera’s lens is made transfocal with the possibility of changing the focal length in the range from Fmin = Lmin / M to Fmax = Lmax / M, where Lmax and Lmin are the minimum and maximum distances from the centralizer to the object in the working range of their changes for a specific centralizer model, and the value M = Co / C is selected from the condition Co / C = K, where K is an integer whose value is selected based on specific requirements for the accuracy of defect measurements, while increasing stability Measurements are made at a fixed value of the focal length of the zoom in which the image of the two reference laser points on the object with a distance H between them coincides with the corresponding marks on the screen, the distance between which is equal to H * = H / M.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема центратора.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a centralizer.
Лазерный центратор содержит рентгеновский излучатель 1, к которому прикреплен корпус 2, в котором расположены первый отражатель 3 из оргстекла, второй отражатель 4, сферическая линза 5, лазер 6, объектив-трансфокатор 8 с светофильтром 7 телекамеры с ПЗС-матрицей 9, лазерный дальномер 10 и два микролазера 11 с параллельными оптическими осями, расстояние между которыми равно Н. Светофильтр 7 имеет максимальное пропускание в области длин волн, излучаемых лазером 6 и предназначен для контрастирования изображений лазерных структур на объекте.The laser centralizer contains an X-ray emitter 1, to which a housing 2 is attached, in which the first Plexiglas reflector 3, the second reflector 4, the spherical lens 5, the laser 6, the zoom lens 8 with the light filter 7 of the CCD camera 9, the laser range finder 10 are located and two microlasers 11 with parallel optical axes, the distance between which is equal to N. The filter 7 has a maximum transmission in the wavelength region emitted by the laser 6 and is intended for contrasting images of laser structures on the object.
Центратор работает следующим образом.The centralizer works as follows.
При выведенной из лазерного пучка линзе 5 лазер 6 формирует на объекте 12 яркую точку, которая с помощью средств перемещения центратора совмещается с центром контролируемой зоны. Затем линза 5 вводится в лазерный пучок и на мониторе 13 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, предварительно изменяя фокусное расстояния трансфокатора до значения, при котором изображения реперных точек на объекте совмещаются с метками на экране монитора. При этом цена деления шкалы в плоскости объекта будет равна величине, кратной цене деления этой шкалы в плоскости экрана монитора, т.е. С=K·Co, где K выбирается обычно равным 5 или 10, что существенно облегчает и упрощает процесс измерений. После завершения этих процедур приступают к рентгенографированию объекта контроля.When the lens 5 is removed from the laser beam, the laser 6 forms a bright dot on the object 12, which, using the means of moving the centralizer, is combined with the center of the controlled zone. Then the lens 5 is introduced into the laser beam and on the monitor 13 observe the image of the light disk. If it has ellipticity, it is eliminated by performing linear and angular movements of the centralizer. If necessary, quantitatively assess the degree of ellipticity of the disk and / or the size of the surface defects of the object using measuring scales on the monitor screen, previously changing the focal length of the zoom to a value at which the images of the reference points on the object are aligned with the marks on the monitor screen. In this case, the scale division price in the plane of the object will be equal to a multiple of the division scale of this scale in the plane of the monitor screen, i.e. C = K · Co, where K is usually chosen equal to 5 or 10, which greatly simplifies and simplifies the measurement process. After completing these procedures, they begin to x-ray the control object.
Приведем некоторые численные оценки расчетов цены деления измерительных шкал по вышеприведенным соотношениям.Here are some numerical estimates of the calculation of the division price of measuring scales according to the above relations.
Как правило, цена деления шкалы на экране дисплея выбирается из эргономических и технологических соображений равной Со=1 мм. Размер растра ПЗС-матриц обычно находится в диапазоне А=5-10 мм, а размер экрана монитора портативных мобильных приборов равен В=150-200 мм. Расстояние от центратора до объекта находится обычно в пределах L=3-5 м. Фокусное расстояние объектива телекамер для формирования изображений объектов, находящихся на этих расстояниях, выбирается исходя из требований к углу поля зрения и разрешающей способности телевизионной системы и находится обычно в пределах F=50-100 мм.As a rule, the scale division price on the display screen is selected from ergonomic and technological considerations equal to Co = 1 mm. The raster size of the CCD matrices is usually in the range A = 5-10 mm, and the screen size of the monitor of portable mobile devices is B = 150-200 mm. The distance from the centralizer to the object is usually in the range of L = 3-5 m. The focal length of the camera lens for imaging objects at these distances is selected based on the requirements for the field of view angle and resolution of the television system and is usually in the range of F = 50-100 mm.
Для характерных значений этих параметров А=10 мм, B=200 мм, L=5000 мм, F=50 мм будем иметь Мт=20, Мо=0,01, М=0,2 и С=Со/М=1/0,2=5 мм, т.е. 1 мм шкалы на экране соответствует 5 мм в плоскости объекта. Например, если изображение дефекта на экране дисплея занимает 20 мм (и, соответственно, 20 делений шкалы), то его истинный размер в плоскости объекта составит 100 мм для приведенных выше характерных значений параметров телевизионной системы. При этом при расстоянии между реперными точками, равном, например, 200 мм (выбирается из конструктивных соображений), расстояние между их изображениями на экране монитора будет равно 40 мм, на котором и располагаются соответствующие метки. Понятно, что для каждой конкретной модели центратора эти величины будут различаться в соответствии с их конструктивными особенностями, но методология их оценки остается единой.For the characteristic values of these parameters, A = 10 mm, B = 200 mm, L = 5000 mm, F = 50 mm, we will have Mt = 20, Mo = 0.01, M = 0.2, and C = Co / M = 1 / 0.2 = 5 mm, i.e. 1 mm of the scale on the screen corresponds to 5 mm in the plane of the object. For example, if the image of a defect on the display screen occupies 20 mm (and, accordingly, 20 divisions of the scale), then its true size in the plane of the object will be 100 mm for the above characteristic values of the parameters of the television system. At the same time, when the distance between the reference points is, for example, 200 mm (selected from design considerations), the distance between their images on the monitor screen will be 40 mm, on which the corresponding marks are located. It is clear that for each specific centralizer model, these values will vary in accordance with their design features, but the methodology for their assessment remains the same.
Следует заметить, что формула для вычисления оптического увеличения справедлива для соотношения фокусного расстояния объектива и расстояний от центратора до объекта, при которых L>30F, что практически всегда имеет место при радиационном контроле крупногабаритных изделий авиационной техники [2].It should be noted that the formula for calculating the optical magnification is valid for the ratio of the focal length of the lens and the distance from the centralizer to the object, at which L> 30F, which almost always occurs during radiation monitoring of large-sized aircraft products [2].
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ 2250575. Лазерный центратор.1. RF patent 2250575. Laser centralizer.
2. Панов В.А. и др. Справочник конструктора оптико-механических приборов. Л.: Машиностроение, 1980 г., 742 с.2. Panov V.A. and other Reference designer of optical-mechanical devices. L .: Engineering, 1980, 742 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010102850/07A RU2421948C1 (en) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | Laser centraliser for x-ray emitter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010102850/07A RU2421948C1 (en) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | Laser centraliser for x-ray emitter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2421948C1 true RU2421948C1 (en) | 2011-06-20 |
Family
ID=44738220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010102850/07A RU2421948C1 (en) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | Laser centraliser for x-ray emitter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2421948C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103292796A (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-11 | 连江县宏大激光测量仪器研究所 | Instrument for measuring verticality (slant degree) of column and barrel shaped exterior wall of high-rise building |
-
2010
- 2010-01-29 RU RU2010102850/07A patent/RU2421948C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103292796A (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-11 | 连江县宏大激光测量仪器研究所 | Instrument for measuring verticality (slant degree) of column and barrel shaped exterior wall of high-rise building |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100923059B1 (en) | Eccentric amount measuring method | |
CN101140196A (en) | Lens focal length measuring device and measuring method thereof and optical quality evaluation method | |
CN106767545A (en) | A kind of high accuracy high-space resolution angel measuring instrument and angle measurement method | |
CN111458108A (en) | Device and method for measuring parallelism of transmitting and receiving optical axes | |
Wei et al. | Measurement of base angle of an axicon lens based on auto-collimation optical path | |
RU2421948C1 (en) | Laser centraliser for x-ray emitter | |
CN111735613A (en) | Optical quality detection system of four-quadrant detector lens | |
RU2421950C1 (en) | Laser centraliser for x-ray emitter | |
KR100926019B1 (en) | Defective particle measuring apparatus and defective particle measuring method | |
CN108572160B (en) | Refractometer for measuring refractive index distribution | |
RU2417565C1 (en) | Laser centrator for x-ray emitter | |
RU2413396C1 (en) | Laser centraliser for x-ray emitter | |
CN102636181A (en) | Method for detecting focal length of high-precision spatial aerial camera | |
Nakamura et al. | Speckle beam-oriented schlieren technique | |
CN212228353U (en) | Optical quality detection device of four-quadrant detector lens | |
CN110657749B (en) | Micro-distance measuring device, method and equipment based on imaging | |
RU2369992C1 (en) | Laser positioner for x-ray emitter | |
RU2295712C2 (en) | Method of measuring coefficients of spherical aberration | |
RU2325048C1 (en) | Laser centralizer for x-ray emitter | |
RU2315448C1 (en) | Laser localizer for x-ray emitter | |
RU2242097C2 (en) | Autocollimation x-ray localizer | |
RU2421949C1 (en) | Laser centraliser for x-ray emitter | |
RU2204821C1 (en) | Laser centralizer of x-ray radiator | |
RU2280963C1 (en) | Laser localizer for x-ray emitter | |
RU2325051C1 (en) | Laser centralizer for x-ray emitter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130130 |