RU2598396C2

RU2598396C2 - Method and system of combined radiation nondestructive control

Info

Publication number: RU2598396C2
Application number: RU2015106330/28A
Authority: RU
Inventors: Чжифан ВУ; Цзиган АНЬ; Симин ЛЮ; Лицян ВАН; Яньминь ЧЖАН; Пэн ЦУН; Ибинь ХУАН; Вйэдун ЦЮ; Цзянь ЧЖЭН; Цзиньхуэй ЛЮ; Чжэньтао ВАН; Чуньмин ТАНЬ
Original assignee: Университет Цинхуа
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2016-09-27
Also published as: RU2015106330A; GB201501147D0; WO2014015490A1; GB2519692B; GB2519692A

Abstract

FIELD: radiation.

SUBSTANCE: invention can be used for radiation non-destructive control. Invention consists in the fact that in accordance with method and system of gamma radiation source, x-ray source, solid-state linear matrix detector, gas linear matrix detector and planar matrix detector are integrated on a rigid base with the help of supports of the radiation source and detector respectively, visualization of digital x-ray imaging, computer tomography or cone-beam computer tomography are performed by combination of different radiation sources and detectors in order to implement multilevel section and multi-mode detection on workpieces.

EFFECT: technical result is higher detection resolution, higher sensitivity of detection, higher penetration ability and good long-term stability.

10 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к методу и системе комбинированного радиационного неразрушающего контроля и, в частности, к методу и системе комбинированного радиационного неразрушающего контроля с использованием источника проникающих излучений рентгеновских и гамма-лучей, а также линейных и планарных матричных детекторов, чей метод и система позволяют выполнять высокоточную лучевую дефектоскопию методом ЦР (цифровой рентгенографии)/КТ (компьютерной томографии) заготовки при различных комбинациях детектора и источника радиационного излучения. Настоящее изобретение относится к области техники радиационного неразрушающего контроля и может применяться для использования сложных методов неразрушающего контроля в области национальной обороны, аэрокосмонавтики, промышленности, научных исследований и им подобных.The present invention relates to a method and system of combined radiation non-destructive testing, and, in particular, to a method and system of combined radiation non-destructive testing using a source of penetrating radiation of x-ray and gamma rays, as well as linear and planar matrix detectors, whose method and system allow high-precision radiation defectoscopy by the method of CR (digital radiography) / CT (computed tomography) of the workpiece with various combinations of the detector and the radiation source of radiation. The present invention relates to the field of radiation non-destructive testing technology and can be used to use complex methods of non-destructive testing in the field of national defense, aerospace, industry, scientific research and the like.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Методы ЦР (цифровой рентгенографии) и КТ (компьютерной томографии) представляют собой широко распространенные технологии радиационного неразрушающего контроля в медицинской и промышленной области техники. Существующие системы радиационного неразрушающего контроля, как правило, имеют одну функцию и используются в основном для тестирования определенного типа заготовок или дефектов. Большинство их показателей эффективности, таких как контрастная чувствительность, пространственное разрешение, проникающая способность, долгосрочная стабильность и им подобные, отличаются индивидуальной значимостью и с трудом могут быть сбалансированы между собой.The methods of CR (digital radiography) and CT (computed tomography) are widespread technologies of radiation non-destructive testing in the medical and industrial field of technology. Existing radiation non-destructive testing systems, as a rule, have one function and are mainly used for testing a certain type of workpiece or defect. Most of their performance indicators, such as contrast sensitivity, spatial resolution, penetration, long-term stability and the like, are distinguished by individual significance and can hardly be balanced among themselves.

В зависимости от разницы в использовании источников излучения системы радиационного неразрушающего контроля подразделяются на высокоэнергетические системы и средне- и низкоэнергетические системы. В высокоэнергетических системах в качестве источника излучения обычно используется ускоритель рентгеновского излучения, а в средне- и низкоэнергетических системах в качестве источника излучения, как правило, используется рентгеновский аппарат или радиоактивный изотоп. Помимо различных источников излучения индикаторы обнаружения, такие как применимый диапазон толщины тестируемой заготовки и разрешающая способность при обнаружении дефектов, также отличаются из-за своих отличий в энергии излучения, его интенсивности, размере фокусного пятна и стабильности выходных характеристик. С другой стороны, также существуют различные детекторы излучения для визуализации изображения, которые отличаются по эффективности обнаружения, чувствительности обнаружения, размерам пикселя, скорости визуализации, радиационной стойкости, адаптивности к окружающей среде и т.д. Кроме того, характеристика обнаружения напрямую зависит от энергии падающего луча. Это означает, что характеристики ответных сигналов детекторов одного и того же типа также значительно отличаются, поскольку рентгеновские и гамма-лучи обладают различными диапазонами энергии, а характеристики ответных сигналов, которые не подходят для лучей с одним диапазоном энергии, могут идеально сочетаться с лучами, имеющими другой диапазон энергии. Тем не менее, системы радиационного неразрушающего контроля, раскрытые в предшествующих уровнях техники, имеют одну общую для всех характеристику - обычно используется только один источник излучения и один детектор, а именно независимо используется только один из рентгеновских аппаратов, ускорителей рентгеновского излучения и источников гамма-излучения, и соответственно может использоваться только один из планарных и линейных матричных детекторов. Таким образом, возможность работы в широком диапазоне энергий с одновременной высокой стабильностью весьма затруднительна. Также очень сложно в полной мере использовать преимущества детекторов различных типов. Разрешающая способность обнаружения дефектов ограничена, поэтому обнаружение дефекта при широком диапазоне энергии труднодостижимо. Ограничения и недостатки подробно описаны ниже.Depending on the difference in the use of radiation sources, radiation non-destructive testing systems are divided into high-energy systems and medium- and low-energy systems. In high-energy systems, an X-ray accelerator is usually used as a radiation source, and in medium- and low-energy systems, as a rule, an X-ray apparatus or a radioactive isotope is used. In addition to various radiation sources, detection indicators, such as the applicable thickness range of the test piece and the resolution for detecting defects, also differ due to their differences in radiation energy, intensity, focal spot size and stability of output characteristics. On the other hand, there are also various radiation detectors for image visualization, which differ in detection efficiency, detection sensitivity, pixel size, visualization speed, radiation resistance, adaptability to the environment, etc. In addition, the detection characteristic directly depends on the energy of the incident beam. This means that the response characteristics of the detectors of the same type are also significantly different, since X-rays and gamma rays have different energy ranges, and response characteristics that are not suitable for rays with the same energy range can ideally be combined with rays having different energy range. However, the radiation non-destructive testing systems disclosed in the prior art have one common characteristic for all - usually only one radiation source and one detector are used, namely, only one of the x-ray machines, x-ray accelerators and gamma radiation sources are used independently , and accordingly, only one of the planar and linear matrix detectors can be used. Thus, the ability to work in a wide range of energies with simultaneous high stability is very difficult. It is also very difficult to take full advantage of the various types of detectors. The defect detection resolution is limited, therefore defect detection with a wide energy range is difficult to achieve. Limitations and disadvantages are described in detail below.

1. Диапазон энергии излучения узкий, а объекты, подходящие для тестирования, ограничены.1. The radiation energy range is narrow, and objects suitable for testing are limited.

В целом, чем выше энергия излучения, тем выше проникающая способность. Тем не менее, более высокая энергия излучения необязательно приводит к повышению точности обнаружения. Относительно низкая энергия излучения повлечет за собой недостаточный уровень проникающей способности; если энергия излучения слишком высокая, то уровень проникающей способности также повысится, слишком незначительное поглощение излучения приведет к снижению контрастной чувствительности системы формирования изображений, а следовательно, повлияет на качество самих изображений. Для тестирования заготовок с различными размерами и для тестирования дефектов заготовок с различными размерами необходимо использовать излучение с разным уровнем энергии, либо для измерения излучения с определенным уровнем энергии существует оптимальный диапазон толщины. Например, оптимальная толщина тестирования для рентгеновского аппарата на 450 кВ составляет около 2,3 см эквивалентной толщины железа; оптимальная толщина тестирования для источника гамма-излучения Co-60 составляет около 4,7 см эквивалентной толщины железа; а оптимальная толщина тестирования для ускорителя рентгеновского излучения на 15 МэВ составляет около 8 см эквивалентной толщины железа и т.д. Система контроля с использованием различных источников излучения может приобрести высочайшую точность тестирования при оптимальной толщине тестирования и показать самые лучшие результаты тестирования. Потенциал тестирования снижается, если система контроля отклоняется от этого диапазона. Тем не менее, системы контроля, использующие один источник излучения, ограничены диапазоном энергии излучения и обладают узким диапазоном для походящих для тестирования объектов и ограниченной разрешающей способностью обнаружения дефектов, что также является важной причиной того, что промышленные системы КТ, как правило, нуждаются в настройке в соответствии с тестируемым объектом.In general, the higher the radiation energy, the higher the penetration. However, higher radiation energy does not necessarily result in improved detection accuracy. Relatively low radiation energy will entail an insufficient level of penetration; if the radiation energy is too high, the level of penetration will also increase, too little absorption of radiation will reduce the contrast sensitivity of the imaging system, and therefore will affect the quality of the images themselves. For testing workpieces with different sizes and for testing defects in workpieces with different sizes, it is necessary to use radiation with a different energy level, or for measuring radiation with a certain energy level there is an optimal thickness range. For example, the optimal test thickness for a 450 kV X-ray machine is about 2.3 cm of equivalent iron thickness; the optimal test thickness for the Co-60 gamma radiation source is about 4.7 cm of equivalent iron thickness; and the optimal test thickness for the 15 MeV X-ray accelerator is about 8 cm of equivalent iron thickness, etc. A control system using various radiation sources can obtain the highest testing accuracy with the optimal test thickness and show the best test results. Testing potential is reduced if the control system deviates from this range. However, monitoring systems using a single radiation source are limited by the radiation energy range and have a narrow range for objects suitable for testing and limited defect detection resolution, which is also an important reason that industrial CT systems generally need to be set up. in accordance with the test object.

2. Способность обнаружения не подлежит дальнейшему улучшению путем всестороннего использования преимуществ различных типов источников излучения.2. The detection ability cannot be further improved by making full use of the advantages of various types of radiation sources.

Любой тип источников излучения обладает собственными преимуществами и недостатками в случае его использования для визуализации результатов радиационной диагностики, в частности: (а) источник излучения рентгеновского аппарата имеет маленький размер фокусного пятна и высокую интенсивность излучения, а также позволяет достаточно высокое пространственное разрешение, но излучение обладает низким уровнем энергии и непрерывным энергетическим спектром, в результате чего снижается эффективность проникающей способности и возникает ужесточение спектра пучка. Для заготовок с маленькой толщиной массы достигается хороший результат тестирования, в то время как для заготовок с относительно высокой толщиной массы и характеризующимися жесткими требованиями к устойчивости будет очень сложно соответствовать тем требованиям, в соответствии с которыми размеры дефектов подлежат высокоточному количественному контролю; (б) рентгеновский луч, вырабатываемый ускорителем рентгеновского излучения, обладает высоким уровнем энергии и высокой интенсивностью и может проникать через толстые заготовки, но он также имеет слишком большое фокусное пятно, четкие пространственные распределения интенсивности излучения и энергии, сильные прямые пучки, незначительную стабильность выходных характеристик рентгеновского излучения. Также существует проблема ужесточения спектра пучка, поскольку его энергетический спектр непрерывен. Хотя заготовки с большой толщиной массы могут быть протестированы, но пространственное разрешение, чувствительность тестирования, стабильность измерения и другие подобные факторы остаются ограниченными. Кроме того, вследствие незначительного по размерам углового поля пучка рентгеновских лучей, выпускаемых ускорителем, система контроля будет занимать значительную площадь в случае необходимости тестирования заготовок большого размера. Механическая конструкция также очень сложная, а требования к радиационной защите - высокие; (в) в отношении источника гамма-излучения, например, Co-60, интенсивность излучения постепенно снижается, но может быть определена и измерена в любое время ввиду фиксированного периода полураспада. Пространственное распределение его интенсивности изотропно, а генерируемые гамма-лучи являются гамма-лучами 1,17 МэВ и 1,33 МэВ с одним источником энергии. По существу, проблемы ужесточения спектра излучения не существует, а источник гамма-излучения обладает сильной проникающей способностью, сравнимой с проникающей способностью ускорителя на 4 МэВ, и особенно подходит для тестирования незначительных изменений в толщине массы заготовки в течение длительного периода времени. Тем не менее, по-прежнему присутствуют недостатки такого излучения - большие размеры целевого источника и низкая интенсивность излучения. Любой из вышеперечисленных типов источника излучения имеет ограничения, если он используется независимо от других источников. Если же эти типы источников излучения используются в комбинации, в частности источник гамма-излучения, например, Co-60, используется в комбинации с рентгеновским аппаратом, их соответствующие недостатки могут быть компенсированы друг другом. Таким образом, комбинированная система контроля может достичь максимальной эффективности.Any type of radiation source has its own advantages and disadvantages if it is used to visualize the results of radiation diagnostics, in particular: (a) the radiation source of the x-ray apparatus has a small focal spot size and high radiation intensity, and also allows a fairly high spatial resolution, but the radiation has low energy level and continuous energy spectrum, as a result of which penetrating efficiency decreases and arises more ix of the spectrum. For workpieces with a small mass thickness, a good test result is achieved, while for workpieces with a relatively high mass thickness and characterized by stringent requirements for stability, it will be very difficult to meet those requirements according to which the dimensions of defects are subject to high-precision quantitative control; (b) the x-ray produced by the x-ray accelerator has a high level of energy and high intensity and can penetrate thick blanks, but it also has a too large focal spot, clear spatial distributions of radiation intensity and energy, strong direct beams, low stability of output characteristics x-ray radiation. There is also the problem of tightening the spectrum of the beam, since its energy spectrum is continuous. Although blanks with a large mass thickness can be tested, spatial resolution, test sensitivity, measurement stability, and other similar factors remain limited. In addition, due to the small size of the angular field of the x-ray beam emitted by the accelerator, the control system will occupy a significant area if it is necessary to test large workpieces. The mechanical design is also very complex, and the requirements for radiation protection are high; (c) with respect to a gamma radiation source, for example Co-60, the radiation intensity gradually decreases, but can be determined and measured at any time due to a fixed half-life. The spatial distribution of its intensity is isotropic, and the generated gamma rays are gamma rays of 1.17 MeV and 1.33 MeV with one energy source. In essence, there is no problem of tightening the emission spectrum, and the gamma radiation source has strong penetrating power comparable to that of the 4 MeV accelerator, and is especially suitable for testing minor changes in the thickness of the workpiece mass over a long period of time. Nevertheless, there are still disadvantages of such radiation - large sizes of the target source and low radiation intensity. Any of the above types of radiation source has limitations if it is used independently of other sources. If these types of radiation sources are used in combination, in particular a gamma radiation source, for example, Co-60, is used in combination with an X-ray apparatus, their corresponding disadvantages can be compensated for by each other. Thus, a combined control system can achieve maximum efficiency.

3. Преимущества различных детекторов не могут быть полностью использованы, а эффективность тестирования не может быть в значительной степени улучшена.3. The advantages of various detectors cannot be fully exploited, and the testing efficiency cannot be significantly improved.

Различные типы детекторов обладают различными характеристиками, у каждого есть преимущества и ограничения, в частности: (а) планарный матричный детектор: пространственное разрешение высокое и может быть поднято до уровня мкм; скорость визуализации высокая, но толщина чувствительного тела составляет всего 0,2-0,5 мм; эффективность обнаружения низкая, трудно избавиться от вторичных наводок на изображение, а следовательно, планарный матричный детектор подходит для тестирования низкоэнергетического излучения; (б) твердотельный линейный матричный детектор: толщина чувствительного тела может быть повышена до уровня см; эффективность обнаружения высокая; чувствительность тестирования высокая, но пространственное разрешение сложно поднять до уровня мкм; требуется построчное сканирование; скорость визуализации медленная, а твердотельный линейный матричный детектор легко поддается воздействию радиации, температуры окружающей среды, влажности и другим факторам, а также обладает низкой долгосрочной стабильностью; (в) газовый линейный матричный детектор: производительность стабильная; адаптивность к окружающей среде высокая; может оказывать сопротивление излучению, но размеры детектора нельзя уменьшить, а пространственное разрешение значительно ограничено. Тем не менее, в связи с различным уровнем энергии излучения и различными дефектами, оптимальная эффективность тестирования может быть достигнута только путем использования различных типов детекторов. Один тип детектора не может одновременно соответствовать всем требованиям комплексного тестирования.Different types of detectors have different characteristics, each has advantages and limitations, in particular: (a) planar matrix detector: spatial resolution is high and can be raised to the level of microns; visualization speed is high, but the thickness of the sensitive body is only 0.2-0.5 mm; detection efficiency is low, it is difficult to get rid of secondary pickups on the image, and therefore, the planar matrix detector is suitable for testing low-energy radiation; (b) solid-state linear matrix detector: the thickness of the sensitive body can be increased to the level of cm; high detection efficiency; testing sensitivity is high, but spatial resolution is difficult to raise to the level of microns; line scan required; visualization speed is slow, and the solid-state linear matrix detector is easily susceptible to radiation, ambient temperature, humidity and other factors, and also has low long-term stability; (c) gas linear matrix detector: stable performance; high adaptability to the environment; can resist radiation, but the size of the detector cannot be reduced, and the spatial resolution is significantly limited. However, due to different levels of radiation energy and various defects, optimal testing efficiency can only be achieved by using different types of detectors. One type of detector cannot simultaneously meet all the requirements of complex testing.

4. Процесс тестирования нуждается в высоком уровне чувствительности, а высокая проникающая способность и хорошая долгосрочная стабильность не могут быть достигнуты одновременно.4. The testing process needs a high level of sensitivity, and high penetration and good long-term stability cannot be achieved at the same time.

В некоторых особых областях техники тестируемые объекты отличаются относительно большой толщиной (эквивалентной нескольким сантиметрам железа) и нуждаются в высоких требованиях к точности тестирования, поскольку определению подлежат дефекты в виде мельчайших трещин (размером несколько микрон), отслаиваний, вспучиваний и т.д., а также незначительные изменения в 0,1% в толщине, возникающие в течение длительного периода времени (несколько месяцев или даже лет). В этом случае требования к показателям пространственного разрешения, чувствительности тестирования, долгосрочной стабильности и подобным факторам должны быть очень высокими, что является сложно достижимым при существующих системах контроля визуализации изображения радиационного излучения.In some specific areas of technology, the test objects are relatively thick (equivalent to a few centimeters of iron) and require high requirements for testing accuracy, since defects in the form of tiny cracks (several microns in size), peeling, swelling, etc., must be determined also minor changes of 0.1% in thickness, arising over a long period of time (several months or even years). In this case, the requirements for spatial resolution, test sensitivity, long-term stability, and similar factors should be very high, which is difficult to achieve with existing radiation visualization image control systems.

Описание изобретенияDescription of the invention

Техническая задача, подлежащая решению настоящим изобретением, заключается в преодолении недостатков использования одного источника излучения и одного детектора в рабочем режиме существующей системы контроля визуализации изображения радиационного излучения, а также в осуществлении комбинированного, многоуровневого и многорежимного тестирования заготовки в рамках одной интегрированной миниатюрой системы, и, кроме того, в соответствии требованиям высокого разрешения тестирования, высокой чувствительности обнаружения, высокой проникающей способности излучения, хорошей долгосрочной стабильности и т.д.The technical problem to be solved by the present invention is to overcome the disadvantages of using one radiation source and one detector in the operating mode of the existing radiation image visualization control system, as well as in the implementation of combined, multi-level and multi-mode testing of the workpiece within one integrated miniature system, and, In addition, in accordance with the requirements of high resolution testing, high detection sensitivity, high pro ikayuschey radiation ability, good long-term stability, etc.

Для того чтобы решить вышеобозначенную техническую задачу, настоящее изобретение раскрывает комбинированный метод радиационного неразрушающего контроля и комбинированную систему радиационного неразрушающего контроля с использованием метода. В соответствии с методом и системой осуществляется многоуровневый и многорежимный ЦР/КТ радиационный неразрушающий контроль с высоким разрешением, высокой точностью и высокой стабильностью на основе комбинированной системы радиационного неразрушающего контроля, включающей в себя источник гамма-излучения, источник рентгеновского излучения, линейный матричный детектор и планарный матричный детектор, которая реализуется посредством различных комбинаций различных источников излучения и различных детекторов.In order to solve the above technical problem, the present invention discloses a combined method of radiation non-destructive testing and a combined system of radiation non-destructive testing using the method. In accordance with the method and system, multilevel and multimode CR / CT radiation non-destructive testing with high resolution, high accuracy and high stability is carried out on the basis of a combined radiation non-destructive testing system, which includes a gamma radiation source, X-ray source, linear matrix detector and planar matrix detector, which is implemented through various combinations of various radiation sources and various detectors.

Комбинированный метод радиационного неразрушающего контроля, раскрытый настоящим изобретением, заключается в следующем. Заготовки подвергаются облучению рентгеновскими и гамма-лучами, вырабатываемыми источником излучения; лучи, проникающие через заготовки, улавливаются детектором и преобразуются в цифровые сигналы, а затем радиационные изображения заготовок получаются в процессе обработки сигналов, где комбинированный источник излучения, включающий в себя источник рентгеновского излучения и источник гамма-излучения, используется в качестве источника излучения, комбинированный детектор, включающий в себя твердотельный линейный матричный детектор, газовый линейный матричный детектор и планарный матричный детектор, используется в качестве детектора, а визуализация изображения ЦР сканирования или визуализация изображения среза КТ или визуализация изображения конусообразного луча КТ для заготовки осуществляется путем переключения между различными источниками излучения и тестирующими аппаратами, включающими в себя различные детекторы. Кроме того, комбинированный источник излучения, комбинированные детекторы и поворотный стол для заготовки устанавливаются на одном жестком основании.The combined method of radiation non-destructive testing disclosed by the present invention is as follows. Workpieces are exposed to x-ray and gamma rays produced by the radiation source; rays penetrating the workpieces are captured by the detector and converted into digital signals, and then the radiation images of the workpieces are obtained in the process of signal processing, where a combined radiation source, including an x-ray source and a gamma radiation source, is used as a radiation source, a combined detector including a solid-state linear matrix detector, a gas linear matrix detector and a planar matrix detector, is used as a detector, and image visualization of a CR scan or visualization of a slice of a CT scan or visualization of an image of a cone-shaped CT beam for a workpiece is carried out by switching between different radiation sources and testing devices, including various detectors. In addition, the combined radiation source, combined detectors and turntable for the workpiece are mounted on one rigid base.

Кроме того, передний коллиматор расположен на отверстии для выхода луча из комбинированного источника излучения, передний коллиматор используется для коллимации лучей в веерообразные или конусообразные пучки, а задний коллиматор расположен на отверстии для входа луча в комбинированный детектор; если включенный детектор является твердотельным линейным матричным детектором или газовым линейным матричным детектором, задний коллиматор используется для коллимации лучей в небольшие пучки лучей, высота и количество которых сопоставимы с детектором, а ширина коллиматорной щели заднего коллиматора меньше, чем ширина детектора; во время ЦР визуализации задний коллиматор может смещаться вдоль ширины обнаружения детектора; один набор проекционных данных получается для каждого смещения заднего коллиматора, а расстояние каждого смещения соответствует ширине коллиматорной щели.In addition, the front collimator is located at the hole for the beam to exit from the combined radiation source, the front collimator is used to collimate the rays into fan-shaped or cone-shaped beams, and the rear collimator is located at the hole for the beam to enter the combined detector; if the detector turned on is a solid-state linear matrix detector or a gas linear matrix detector, the rear collimator is used to collimate the rays into small beams of rays, the height and quantity of which are comparable to the detector, and the width of the collimator slit of the rear collimator is less than the width of the detector; during CR imaging, the rear collimator may shift along the detection width of the detector; one set of projection data is obtained for each offset of the rear collimator, and the distance of each offset corresponds to the width of the collimator slit.

Комбинированная система радиационного неразрушающего контроля, использующая выше описанный метод, состоит из:The combined system of radiation non-destructive testing using the method described above consists of:

жесткого основания, на котором крепятся опоры для источника излучения, поворотного стола для заготовки и детектора, которые последовательно расположены на опорах с промежуточными интервалами;a rigid base on which the supports for the radiation source, the turntable for the workpiece and the detector are mounted, which are sequentially located on the supports at intermediate intervals;

опоры источника излучения, оснащенного комбинированным источником излучения, который состоит из источника гамма-излучения и источника рентгеновского излучения, переключающего механизма для смещения различных источников излучения в комбинированном источнике излучения на рабочие позиции и механизма, позволяющего перемещать смещенные детекторы вверх и вниз, вперед и назад, влево и вправо, и вращать на месте;supporting a radiation source equipped with a combined radiation source, which consists of a gamma radiation source and an x-ray source, a switching mechanism for shifting various radiation sources in the combined radiation source to operating positions and a mechanism for moving the biased detectors up and down, forward and backward, left and right, and rotate in place;

опоры детектора, оснащенного комбинированным детектором, который состоит из твердотельного линейного матричного детектора, газового линейного матричного детектора и планарного матричного детектора, переключающего механизма для смещения различных детекторов в комбинированном детекторе на рабочие позиции и механизма, позволяющего перемещать смещенные детекторы вверх и вниз, вперед и назад, влево и вправо, и вращать на месте;detector supports equipped with a combined detector, which consists of a solid-state linear matrix detector, a gas linear matrix detector and a planar matrix detector, a switching mechanism for shifting the various detectors in the combined detector to operating positions and a mechanism that allows the displaced detectors to move up and down, forward and backward , left and right, and rotate in place;

опоры источника излучения, оснащенного передним коллиматором, способным коллимировать лучи, испускаемые источниками излучения, в веерообразные или конусообразные пучки, а опора детектора оснащена задним коллиматором, используемым для проведения дальнейшей коллимационной обработки на лучах;the support of a radiation source equipped with a front collimator capable of collimating the rays emitted by the radiation sources into fan-shaped or cone-shaped beams, and the detector support is equipped with a rear collimator used for further collimation processing on the rays;

газового линейного матричного детектора и твердотельного линейного матричного детектора дугообразной конструкции. После того как газовый линейный матричный детектор и твердотельный линейный матричный детектор смещаются на рабочую позицию, окна падения лучей различных детекторов в комбинированном детекторе равномерно и плотно располагаются вдоль дуги окружности, приводя центр источника излучения в рабочее положение, благодаря центру круга, через который проходит центральная линия каждого блока детектора, каждый задний коллиматор, сопоставляемый с газовым линейным матричным детектором или твердотельным линейным матричным детектором, также имеет дугообразную форму, которая приводит центр источника излучения в рабочее положение, благодаря центру круга, коллиматорная щель заднего коллиматора способна коллимировать пучки веерообразных лучей в маленькие пучки лучей, которые находятся в поочередном соответствии с отдельными блоками комбинированного детектора, а ширина коллиматорной щели меньше, чем ширина блока детектора;a gas linear matrix detector and a solid-state linear matrix detector of an arcuate design. After the gas linear matrix detector and the solid-state linear matrix detector are shifted to the working position, the incident windows of the rays of various detectors in the combined detector are uniformly and densely located along the circular arc, bringing the center of the radiation source to the working position, due to the center of the circle through which the center line passes each detector unit, each rear collimator, comparable to a gas linear matrix detector or solid-state linear matrix detector, also has the arched shape, which brings the center of the radiation source into working position, thanks to the center of the circle, the collimator slit of the rear collimator is able to collimate the beams of fan-shaped rays into small beams of rays, which are in turn corresponding to the individual blocks of the combined detector, and the width of the collimator slit is less than the width of the block a detector;

во время визуализации ЦР изображения задний коллиматор плотно прилегает к газовому линейному матричному детектору или твердотельному линейному матричному детектору и может смещаться в направлении расположения блоков детектора, а расстояние каждого смещения соответствует ширине коллиматорной щели.during the imaging of the CR image, the rear collimator fits snugly against the gas linear matrix detector or solid-state linear matrix detector and can be displaced in the direction of the detector blocks, and the distance of each displacement corresponds to the width of the collimator gap.

Кроме того, ширина каждой коллиматорной щели составляет 1/2, или 1/3, или 1/4 ширины блока детектора.In addition, the width of each collimator slit is 1/2, or 1/3, or 1/4 of the width of the detector unit.

Кроме того, источник гамма-излучения представляет собой радиоизотопный Co-60, или Cs-137, или Ir-192 источник гамма-излучения.In addition, the gamma radiation source is a radioisotope Co-60, or Cs-137, or Ir-192 gamma radiation source.

Кроме того, источник рентгеновского излучения представляет собой рентгеновский аппарат с маленьким фокусным пятном, микрофокусный рентгеновский аппарат и/или ускоритель рентгеновского излучения.In addition, the x-ray source is an x-ray apparatus with a small focal spot, a microfocus x-ray apparatus and / or an x-ray accelerator.

Кроме того, планарный матричный детектор представляет собой планарный матричный детектор на основе аморфного кремния, планарный матричный детектор на основе аморфного селена или планарный матричный КМОП-детектор.In addition, the planar matrix detector is a planar matrix detector based on amorphous silicon, a planar matrix detector based on amorphous selenium, or a planar matrix CMOS detector.

Кроме того, газовый линейный матричный детектор представляет собой линейный матричный детектор с газонаполненной ионизационной камерой, или линейный матричный детектор с многопроволочной пропорциональной камерой, или линейный матричный детектор со счетчиком Гейгера.In addition, the gas linear matrix detector is a linear matrix detector with a gas-filled ionization chamber, or a linear matrix detector with a multiwire proportional chamber, or a linear matrix detector with a Geiger counter.

Кроме того, твердотельный линейный матричный детектор представляет собой твердотельный сцинтилляционный линейный матричный детектор или полупроводниковый линейный матричный детектор.In addition, the solid state linear matrix detector is a solid state scintillation linear matrix detector or a semiconductor linear matrix detector.

Кроме того, сцинтиллятор твердотельного сцинтилляционного линейного матричного детектор является NaI, CsI, CdWO₄, LaBr₃, или LaCl₃.In addition, the solid state scintillation linear matrix detector scintillator is NaI, CsI, CdWO ₄ , LaBr ₃ , or LaCl ₃ .

Доказано на практике, что многоуровневые, многорежимные, с большим разрешением комбинированные методы и система радиационного неразрушающего контроля настоящего изобретения высокоэффективны при тестировании заготовок и имеющихся в них дефектах. Кроме того, может быть достигнуто достаточно высокое пространственное разрешение и разрешение плотности, а также тестирование незначительных изменений в толщине массы во внутренних исследуемых областях заготовки в течение длительного периода времени.It has been proven in practice that the multi-level, multi-mode, high-resolution combined methods and the radiation non-destructive testing system of the present invention are highly effective in testing workpieces and their defects. In addition, a sufficiently high spatial resolution and density resolution can be achieved, as well as testing minor changes in the thickness of the mass in the internal studied areas of the workpiece over a long period of time.

Система контроля настоящего изобретения обеспечивает широкий спектр энергии источника излучения, который может состоять из средне- и высокоэнергетических источников гамма-излучения (энергия излучения в диапазоне от нескольких сотен кэВ до нескольких тысяч кэВ), а также из средне- и низкоэнергетических источников рентгеновского излучения (энергия излучения в диапазоне от нескольких десятков кэВ до нескольких сотен кэВ). Метод и система настоящего изобретения могут всесторонне использовать преимущества множества диапазонов энергии и лучей различных атрибутов и подходят для обнаружения дефектов в заготовках с более широким диапазоном толщины массы. В связи с этим могут быть реализованы более сильные функции, и может быть достигнута более высокая производительность тестирования. Различные источники излучения комбинированы с планарным матричным детектором, газовым линейным матричным детектором или твердотельным линейным матричным детектором соответственно для формирования различных детекторных блоков источника излучения-детектора. Таким образом, может быть выполнено быстрое тестирование методом формирования стереоизображений с различными разрешениями посредством трехмерной конусно-лучевой компьютерной томографии, формирования изображений посредством двумерной цифровой рентгенографии. В ключевых областях также может быть выполнен высокоточный томографический неразрушающий контроль методом двухмерной КТ. Таким образом, преимущества различных визуализирующих детекторов могут быть полностью осуществимы; различные типы источников излучения и различные типы детекторов комбинируются в одну систему посредством инновационного дизайна конструкции, где одно устройство может обеспечить от нескольких единиц до десятков вариантов комбинирования источников излучения и детекторов, что эквивалентно нескольким различным типам систем контроля. Таким образом, достигается высокий уровень адаптации объекта, полное проявление характеристик различных типов источников излучения и различных типов детекторов, а также достигается более высокий уровень обнаружения дефектов. Система контроля настоящего изобретения отличается компактной конструкцией, небольшим размером, меньшей площадью напольной опоры, высоким уровнем адаптации к толщине, формам и размерам заготовок, обеспечивает высокую точность обнаружения дефектов, мощный функционал, высокий показатель эффективности затрат, и особенно подходит для применения в местах со значительными различиями в тестируемых объектах и строгих требованиях тестирования. Таким образом, достигается соответствие различным требованиям к высокой точности и сложности тестирования в таких секторах, как национальная оборона, аэрокосмонавтика, промышленность, научные исследования и им подобные.The control system of the present invention provides a wide range of radiation source energy, which may consist of medium and high energy gamma radiation sources (radiation energy in the range from several hundred keV to several thousand keV), as well as medium and low energy x-ray sources (energy radiation in the range from several tens of keV to several hundred keV). The method and system of the present invention can take full advantage of the many ranges of energy and rays of various attributes and are suitable for detecting defects in workpieces with a wider range of mass thickness. In this regard, stronger functions can be realized, and higher test performance can be achieved. Various radiation sources are combined with a planar matrix detector, a gas linear matrix detector, or a solid-state linear matrix detector, respectively, to form various detector blocks of the radiation detector. Thus, a quick test can be performed using the method of forming stereo images with different resolutions by means of three-dimensional cone beam computed tomography, image formation by means of two-dimensional digital radiography. In key areas, high-precision tomographic non-destructive testing using two-dimensional CT can also be performed. Thus, the advantages of various imaging detectors can be fully realized; various types of radiation sources and various types of detectors are combined into one system through an innovative design design, where one device can provide from several units to dozens of combinations of radiation sources and detectors, which is equivalent to several different types of monitoring systems. Thus, a high level of adaptation of the object is achieved, the full manifestation of the characteristics of various types of radiation sources and various types of detectors, and a higher level of detection of defects is achieved. The control system of the present invention is characterized by a compact design, small size, smaller floor support area, high level of adaptation to the thickness, shapes and sizes of the workpieces, provides high accuracy of defect detection, powerful functionality, high cost-effectiveness, and is especially suitable for use in places with significant differences in test objects and stringent testing requirements. Thus, compliance with various requirements for high accuracy and testing complexity is achieved in sectors such as national defense, aerospace, industry, research and the like.

Краткое писание чертежейBrief Writing Drawings

На фиг. 1 показана схема в перспективе комбинированной системы радиационного неразрушающего контроля настоящего изобретения.In FIG. 1 is a perspective diagram of a combined radiation non-destructive testing system of the present invention.

На фиг. 2 показана конструкция детекторных блоков линейного матричного детектора и коллиматорные щели заднего коллиматора, и частично увеличенное направление смещения задних коллиматоров.In FIG. 2 shows the design of the detector blocks of the linear matrix detector and the collimator slots of the rear collimator, and a partially increased direction of displacement of the rear collimators.

На фиг. 3 показан боковой вид в разрезе источника гамма-излучения.In FIG. 3 shows a side sectional view of a gamma radiation source.

Детальное описание вариантов осуществления изобретенияDetailed Description of Embodiments

Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.Specific embodiments of the present invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings.

Как показано на фиг. 1, комбинированная система радиационного неразрушающего контроля настоящего изобретения включает в себя: основание 5 и металлические ножки 14, расположенные на нижней части основания; опору 10 источника излучения и опору 1 детектора, перпендикулярно зафиксированные на основании; рейку 12 источника излучения, которая может подниматься или передвигаться и закрепляться вдоль опоры 10 источника излучения; рейку 7 детектора, которая может подниматься или передвигаться и закрепляться вдоль опоры 1 детектора; источник 9 рентгеновского излучения и источник 13 гамма-излучения, прикрепленные к рейке 12 источника излучения; планарный матричный детектор 6, твердотельный линейный матричный детектор 2 и газовый линейный матричный детектор 4, зафиксированные на рейке 7 детектора; поворотный стол 15 для заготовки и расположенный на нем зажим 8 для заготовки; а также передний коллиматор 11 для источников излучения и задний коллиматор 3 для линейных матричных детекторов.As shown in FIG. 1, the combined radiation non-destructive testing system of the present invention includes: a base 5 and metal legs 14 located on the lower part of the base; a support 10 of the radiation source and a support 1 of the detector, perpendicularly fixed on the base; rail 12 of the radiation source, which can be raised or moved and fixed along the support 10 of the radiation source; the detector rail 7, which can be raised or moved and secured along the detector support 1; an X-ray source 9 and a gamma-ray source 13 attached to a rail 12 of the radiation source; a planar matrix detector 6, a solid-state linear matrix detector 2, and a gas linear matrix detector 4, fixed to the detector rail 7; a rotary table 15 for the workpiece and located on it clip 8 for the workpiece; as well as a front collimator 11 for radiation sources and a rear collimator 3 for linear array detectors.

Поворотный стол 15 для заготовки может вращаться, подниматься или передвигаться по направлению, параллельному или перпендикулярному соединительной линии, между источником излучения и детектором. Источник излучения и детектор могут подниматься или передвигаться вместе с их соответствующими рейками и могут точно закрепляться в требуемой позиции. Выпускные отверстия лучей для источника 9 рентгеновского излучения и источника 13 гамма-излучения соответственно оснащены передним коллиматором 11, который изготовлен из свинцового сплава, вольфрамового сплава или обедненного урана, а также горизонтальной роговидной щелью и квадратными конусообразными отверстиями, которые сформированы внутри переднего коллиматора и могут переключаться посредством горизонтального смещения с тем, чтобы коллимировать лучи в веерообразные пучки или квадратные конусообразные пучки для проецирования на линейный матричный детектор или планарный матричный детектор соответственно. Со стороны впускного отверстия лучей твердотельного линейного матричного детектора 2 и газового линейного матричного детектора 4 соответствующим образом установлен задний коллиматор 3 для последующей коллимации веерообразных лучей, поступающих в линейные матричные детекторы, в множество мелких пучков лучей, соответствующих детекторным блокам. Коробчатые области за пределами активных зон (т.е. квадратные области, сформированные чувствительными материалами для обнаружения рентгеновских или гамма-лучей) планарного матричного детектора 6 покрыты плоским защитным слоем свинцового сплава или вольфрамового сплава (не показано на фиг. 1), предназначенным для защиты электронных компонентов планарного матричного детектора 6 от радиационных повреждений, вызванных лучами. Основание 5 изготовлено из литого чугуна, камня или стальной рамы, выполняет функцию жесткой опоры и амортизации, а также служит в качестве опорной плоскости для установки и настройки всей системы контроля. Металлические ножки 14 используются для установки основания 5 в горизонтальное положение, металлические ножки 14 в количестве 4, 6 или 8 штук, как правило, предоставляются и распределяются по четырем углам нижней поверхности основания 5 или по центру четырех сторон.The rotary table 15 for the workpiece can rotate, rise or move in a direction parallel or perpendicular to the connecting line between the radiation source and the detector. The radiation source and detector can be raised or moved together with their respective rails and can be precisely fixed in the required position. The ray outlets for the X-ray source 9 and gamma-ray source 13 are respectively equipped with a front collimator 11, which is made of lead alloy, tungsten alloy or depleted uranium, as well as a horizontal horn-shaped slit and square cone-shaped openings that are formed inside the front collimator and can be switched by horizontal displacement so as to collimate the rays into fan-shaped bundles or square cone-shaped bundles for projection onto ineyny array detector or a planar array detector, respectively. From the side of the inlet of the beams of the solid-state linear matrix detector 2 and the gas linear matrix detector 4, a rear collimator 3 is appropriately mounted for the subsequent collimation of the fan-shaped rays entering the linear matrix detectors into a plurality of small beam beams corresponding to the detector blocks. Box areas outside the core (i.e., square areas formed by sensitive materials for detecting X-rays or gamma rays) of the planar matrix detector 6 are coated with a flat protective layer of lead alloy or tungsten alloy (not shown in Fig. 1), intended to protect electronic components of a planar matrix detector 6 from radiation damage caused by rays. The base 5 is made of cast iron, stone or a steel frame, serves as a rigid support and cushioning, and also serves as a reference plane for installing and setting up the entire control system. Metal legs 14 are used to install the base 5 in a horizontal position, metal legs 14 in the amount of 4, 6 or 8 pieces, as a rule, are provided and distributed at the four corners of the lower surface of the base 5 or in the center of the four sides.

Система контроля настоящего изобретения включает в себя планарный матричный детектор и линейный матричный детектор, каждый из которых может комбинироваться с источником рентгеновского или гамма-излучения соответственно, таким образом, чтобы выполнять ЦР и КТ визуализацию. Рабочие режимы включают в себя:The monitoring system of the present invention includes a planar matrix detector and a linear matrix detector, each of which can be combined with an x-ray or gamma radiation source, respectively, so as to perform CR and CT imaging. Operating modes include:

(1) Визуализация цифровой рентгенографии посредством планарного матричного детектора: выбранный источник излучения и планарный матричный детектор поднимаются или передвигаются на заданную позицию с тем, чтобы центр источника излучения и центр планарного матричного детектора находились в одной и той же горизонтальной плоскости, а заготовка полностью помещалась в области изображения планарного матричного детектора; передний коллиматор смещается горизонтально относительно позиции конусообразного отверстия, затвор источника излучения открыт, а лучи коллимируются передним коллиматором 11 в конусообразные пучки, проникают в заготовки и впоследствии принимаются планарным матричным детектором 6, с целью получения двухмерных проекционных изображений методом ЦР.(1) Visualization of digital radiography using a planar matrix detector: the selected radiation source and planar matrix detector are raised or moved to a predetermined position so that the center of the radiation source and the center of the planar matrix detector are in the same horizontal plane and the workpiece is completely placed in image areas of a planar matrix detector; the front collimator is shifted horizontally relative to the position of the conical hole, the shutter of the radiation source is open, and the beams are collimated by the front collimator 11 into conical beams, penetrate into the workpieces and subsequently received by a planar matrix detector 6, in order to obtain two-dimensional projection images by the CR method.

(2) Визуализация компьютерной томографии посредством планарного матричного детектора: выбранный источник излучения и планарный матричный детектор поднимаются или передвигаются на заданную позицию с тем, чтобы центр источника излучения и центр планарного матричного детектора находились в одной и той же горизонтальной плоскости, а заготовка полностью помещалась в области изображения планарного матричного детектора; передний коллиматор смещается горизонтально относительно позиции конусообразного отверстия, затвор источника излучения открыт, поворотный стол для заготовки вращается на 360 градусов на заданной скорости вращения, для каждого шага вращения получается одна рамка проекционного изображения, после завершения процесса получения всех проекционных данных, посредством обработки данных и реконструкции изображения получаются трехмерные конусно-лучевые КТ изображения заготовки.(2) Visualization of computed tomography using a planar matrix detector: the selected radiation source and planar matrix detector are raised or moved to a predetermined position so that the center of the radiation source and the center of the planar matrix detector are in the same horizontal plane and the workpiece is completely placed in image areas of a planar matrix detector; the front collimator is shifted horizontally relative to the position of the cone-shaped hole, the shutter of the radiation source is open, the rotary table for the workpiece rotates 360 degrees at a given rotation speed, for each rotation step one frame of the projection image is obtained, after the completion of the process of obtaining all projection data, through data processing and reconstruction Images are obtained three-dimensional conical beam CT images of the workpiece.

Визуализация цифровой рентгенографии посредством линейного матричного детектора может выполняться в двух режимах сканирования:Visualization of digital radiography by means of a linear matrix detector can be performed in two scanning modes:

1) выбранный источник излучения и линейный матричный детектор поднимаются или передвигаются на заданную позицию с тем, чтобы центр источника излучения и центр линейного матричного детектора располагались в одной и той же горизонтальной плоскости (плоскости тестирования), при этом плоскость тестирования должна быть незначительно выше верхнего края заготовки или незначительно ниже нижнего края заготовки (снаружи тестируемой области), передний коллиматор смещается на позицию щели, затвор источника излучения открыт, поворотный стол 15 поддерживает тестируемую заготовку, позволяя ей подниматься и опускаться на установленной постоянной скорости, листовидные пучки лучей, коллимированные передним коллиматором 11, используются для перпендикулярного сканирования тестируемой заготовки. Проникающие через заготовку лучи принимаются твердотельным линейным матричным детектором 2 или газовым линейным матричным детектором 4 после их коллимации задним коллиматором 3 и преобразуются в ЦР проекционные изображения при помощи системы обработки данных.1) the selected radiation source and the linear matrix detector are raised or moved to a predetermined position so that the center of the radiation source and the center of the linear matrix detector are located in the same horizontal plane (test plane), while the test plane should be slightly higher than the upper edge of the workpiece or slightly lower than the lower edge of the workpiece (outside the test area), the front collimator is shifted to the slot position, the radiation source shutter is open, the rotary table 15 under erzhivaet preform under test, allowing it to rise and fall at a set constant speed, leaf bundles of rays collimated front collimator 11 is used for the perpendicular scanning of the test piece. The rays penetrating through the workpiece are received by a solid-state linear matrix detector 2 or a gas linear matrix detector 4 after being collimated by the rear collimator 3 and projection images are converted into CR using a data processing system.

2) Выбранный источник излучения и линейные матричные детекторы поднимаются или передвигаются на заданную позицию с тем, чтобы центр источника излучения и центр линейного матричного детектора располагались в одной и той же горизонтальной плоскости (плоскости тестирования), при этом плоскость тестирования должна быть незначительно выше верхнего края заготовки или незначительно ниже нижнего края заготовки (снаружи тестируемой области), передний коллиматор смещается на позицию щели, затвор источника излучения открыт; источники излучения и линейные матричные детекторы синхронно опускаются или поднимаются на заданной постоянной скорости, листовидные пучки лучей, коллимированные передним коллиматором 11, используются для перпендикулярного сканирования тестируемой заготовки. Проникающие через заготовку лучи принимаются твердотельным линейным матричным детектором 2 или газовым линейным матричным детектором 4 после их коллимации задним коллиматором 3 и преобразуются в ЦР проекционные изображения при помощи системы обработки данных.2) The selected radiation source and linear matrix detectors are raised or moved to a predetermined position so that the center of the radiation source and the center of the linear matrix detector are in the same horizontal plane (test plane), while the test plane should be slightly higher than the upper edge the workpiece or slightly lower than the lower edge of the workpiece (outside the test area), the front collimator is shifted to the slot position, the radiation source shutter is open; radiation sources and linear matrix detectors are simultaneously lowered or raised at a given constant speed, leaf-shaped beam beams collimated by the front collimator 11 are used for perpendicular scanning of the test piece. The rays penetrating through the workpiece are received by a solid-state linear matrix detector 2 or a gas linear matrix detector 4 after being collimated by the rear collimator 3 and projection images are converted into CR using a data processing system.

Как показано на фиг. 2, газовый линейный матричный детектор или твердотельный линейный матричный детектор имеют дугообразное строение и состоят из множества детекторных блоков 21. Торцевая поверхность детекторного блока 21, т.е. окна падения лучей, лицевая часть которых направлена к источникам излучения, равномерно и плотно расположены вдоль первой дугообразной линии 24, которая использует центр источника излучения (т.е. целевой центр источника рентгеновского излучения или радиоактивный источник гамма-излучения) в качестве центра круга, и принимает расстояние от окна падения лучей к центру источника излучения в качестве радиуса. Высота и ширина детекторного блока 21 соотносятся с высотой и шириной окна падения лучей, а произведение высоты и ширины является значением в пикселях линейного матричного детектора. Количество детекторных блоков 21 должно быть таким, чтобы веерообразная область, сформированная длиной первой дугообразной линии 24, могла определять окна падения лучей и центр источников излучения над каждой подлежащей тестированию секцией для тестируемой заготовки, и в предпочтительном варианте осуществления являлась целым числом, кратным 8. Ширина окна падения луча каждого детекторного блока 21 вдоль дуги должна соответствовать требованиям к разрешению тестирования системы контроля настоящего изобретения. Центральная линия в направлении длины каждого детекторного блока 21 (т.е. в параллельном лучам направлении) указывает на центр источника излучения. Задний коллиматор 3 линейного матричного детектора также имеет дугообразно строение, вторая дугообразная линия 25 заднего коллиматора также принимает центр источника излучения в качестве центра круга, а его радиус незначительно меньше, чем радиус первой дугообразной линии 24. Задний коллиматор 3 состоит из изоляционных листов 23, которые равномерно располагаются вдоль второй дугообразной линии 25 параллельно друг другу и изготовлены из прямоугольных листов из вольфрамового сплава, а две (верхняя и нижняя) параллельные зажимные пластины (не показаны на фиг. 2) используются для точной фиксации изоляционных листов 23 и изготовлены из красной меди или свинцового или вольфрамового сплава. Множество коллиматорных щелей 22 формируются между изоляционными листами 23 и зажимными пластинами и используются для последующей коллимации лучей перед их попаданием в детекторы во множество маленьких пучков лучей. Высота коллиматорной щели 22 равна расстоянию между двумя зажимными пластинами, а ширина равна расстоянию между двумя прилегающими изоляционными листами 23. Высота коллиматорной щели 22 равна или немного превышает высоту детекторного блока 21, ширина составляет 1/2, или 1/3, или 1/4 от ширины детекторного блока 21, а количество коллиматорных щелей равно количеству детекторных блоков 21. Линия расширения в направлении длины (т.е. в параллельном лучам направлении) изоляционного листа 23 проходит через центр источника излучения таким образом, что центральная линия коллиматорной щели 22 также проходит через центр источника излучения, тем самым увеличивая эффективность передачи лучей, попадающих в детекторные блоки после прохождения через коллиматорные щели, эффективно блокируя рассеивание лучей и снижая сигнал перекрестных помех между прилегающими детекторными блоками 21. Во время визуализации цифровой рентгенографии посредством линейных матричных детекторов задний коллиматор 3 адаптируется к двунаправленному смещению вдоль второй дугообразной линии 25, набор проекционных данных получается для каждого смещения заднего коллиматора 3, а расстояние для каждого смещения соответствует ширине коллиматорной щели 22, после чего пространственное разрешение визуализации цифровой рентгеноскопии достигает 1/2, или 1/3, или 1/4 от ширины детекторного блока 21, а разрешение тестирования системы контроля настоящего изобретения может быть дополнительно улучшено.As shown in FIG. 2, a gas linear matrix detector or a solid-state linear matrix detector have an arcuate structure and consist of a plurality of detector blocks 21. The end surface of the detector block 21, i.e. incident windows of rays, the front of which is directed towards the radiation sources, are uniformly and densely located along the first arcuate line 24, which uses the center of the radiation source (i.e., the target center of the x-ray source or radioactive gamma radiation source) as the center of the circle, and takes the distance from the incident window to the center of the radiation source as the radius. The height and width of the detector unit 21 are correlated with the height and width of the ray incidence window, and the product of the height and width is the pixel value of the linear matrix detector. The number of detector blocks 21 must be such that the fan-shaped region formed by the length of the first arcuate line 24 can define the ray incidence windows and the center of the radiation sources above each section to be tested for the test piece, and in the preferred embodiment, is an integer multiple of 8. Width the incident window of the beam of each detector unit 21 along the arc should comply with the permission requirements for testing the monitoring system of the present invention. A center line in the length direction of each detector unit 21 (i.e., in a direction parallel to the rays) indicates the center of the radiation source. The rear collimator 3 of the linear matrix detector also has an arched structure, the second arcuate line 25 of the rear collimator also takes the center of the radiation source as the center of the circle, and its radius is slightly less than the radius of the first arcuate line 24. The rear collimator 3 consists of insulating sheets 23, which evenly spaced along the second arcuate line 25 parallel to each other and made of rectangular sheets of tungsten alloy, and two (upper and lower) parallel clamping plates (not shown in Fig. 2) are used to accurately fix the insulating sheets 23 and are made of red copper or lead or tungsten alloy. Many collimator slots 22 are formed between the insulating sheets 23 and the clamping plates and are used for subsequent collimation of the rays before they enter the detectors in many small beams of rays. The height of the collimator slit 22 is equal to the distance between the two clamping plates, and the width is equal to the distance between the two adjacent insulating sheets 23. The height of the collimator slit 22 is equal to or slightly greater than the height of the detector unit 21, the width is 1/2, or 1/3, or 1/4 from the width of the detector block 21, and the number of collimator slots is equal to the number of detector blocks 21. The extension line in the length direction (i.e., in the direction parallel to the rays) of the insulating sheet 23 passes through the center of the radiation source so that the center The total line of the collimator slit 22 also passes through the center of the radiation source, thereby increasing the transmission efficiency of the rays entering the detector blocks after passing through the collimator slits, effectively blocking the scattering of rays and reducing the crosstalk signal between adjacent detector blocks 21. During the visualization of digital radiography by of linear matrix detectors, the rear collimator 3 adapts to bi-directional displacement along the second arcuate line 25, a set of projection data It turns out for each bias of the rear collimator 3, and the distance for each bias corresponds to the width of the collimator slit 22, after which the spatial resolution of the digital fluoroscopy visualization reaches 1/2, or 1/3, or 1/4 of the width of the detector unit 21, and the resolution of the system test The control of the present invention can be further improved.

Процесс визуализации КТ посредством линейных матричных детекторов: выбранный источник излучения и линейный матричный детектор поднимаются или передвигаются на заданную позицию с тем, чтобы центр источника излучения и центр линейного матричного детектора располагались в одной и той же горизонтальной плоскости (плоскости тестирования), поворотный стол 15 для заготовки поднимается в заданную позицию, а часть тестируемой заготовки располагается в плоскости тестирования; передний коллиматор горизонтально смещается на позицию конусообразного отверстия, источник излучения открыт, поворотный стол 15 для заготовки вращается на 360 градусов на заданной скорости вращения, набор проекционных данных получается, когда поворотный стол 15 для заготовки поворачивается на постоянный угол. Все данные подлежат обработке и реконструкции изображения после завершения процесса их получения для того, чтобы предоставить КТ изображения тестируемой части заготовки.The process of CT imaging by linear matrix detectors: the selected radiation source and the linear matrix detector are raised or moved to a predetermined position so that the center of the radiation source and the center of the linear matrix detector are located in the same horizontal plane (testing plane), rotary table 15 for the workpiece rises to a predetermined position, and part of the tested workpiece is located in the testing plane; the front collimator is horizontally shifted to the position of the conical hole, the radiation source is open, the rotary table 15 for the workpiece rotates 360 degrees at a given rotation speed, a set of projection data is obtained when the rotary table 15 for the workpiece is rotated at a constant angle. All data is subject to processing and reconstruction of the image after completion of the process of obtaining them in order to provide CT images of the tested part of the workpiece.

Как показано на фиг. 3, источник гамма-излучения включает в себя: защитный корпус 36, изготовленный из свинцового или вольфрамового сплава или обедненного урана, в котором размещены впускное отверстие 37 для лучей и выпускное отверстие 38 для лучей; поворотный затвор 35, который расположен в защитном корпусе 36 и вращается относительно защитного корпуса, а также оснащен горизонтально расположенными осями вращения, где адаптирован соединительный канал 39, который выборочно соединяет и разъединяет впускное отверстие 37 для лучей и выпускное отверстие 38 для лучей внутри защитного корпуса 36 в тот момент, когда внутри защитного корпуса происходит вращение, соединительный канал 39 расширяется в форме рога из впускного отверстия 37 для лучей в выпускное отверстие 38 для лучей, образуя лучевой канал, который расширяется в форме рога вместе с впускным отверстием 37 для лучей и выпускным отверстием 38 для лучей защитного корпуса 36 таким образом, что гамма-лучи приобретают форму веерообразных или конусообразных пучков; и радиоактивный источник 34, расположенный в исходном положении впускного отверстия 37 для лучей.As shown in FIG. 3, the gamma radiation source includes: a protective housing 36 made of lead or tungsten alloy or depleted uranium, in which an inlet 37 for rays and an outlet 38 for rays are arranged; a rotary shutter 35, which is located in the protective housing 36 and rotates relative to the protective housing, and is also equipped with horizontal axes of rotation, where the connecting channel 39 is adapted, which selectively connects and disconnects the inlet 37 for the rays and the outlet 38 for the rays inside the protective housing 36 at the moment when rotation occurs inside the protective housing, the connecting channel 39 expands in the form of a horn from the inlet 37 for the rays into the outlet 38 for the rays, forming a beam to nal, which expands in a horn shape with the inlet opening 37 for the rays and an outlet opening 38 for the rays of the protective cover 36 so that gamma rays take the form of fan-shaped or cone-shaped beams; and a radioactive source 34 located in the initial position of the beam inlet 37.

Источник гамма-излучения состоит из защитного корпуса 36 и горизонтально расположенного поворотного затвора 35, где поворотный затвор оснащен соединительным каналом 39, расширяющимся в форме рога в поворотный затвор 35. Поскольку центр тяжести поворотного затвора 35 отклоняется от своей оси вращения таким образом, что поворотный затвор 35 может перевернуться под действием собственной силы тяжести в случае, когда отсутствуют внешние силы воздействия, он тем самым прерывает поток излучения, обеспечивая источник гамма-излучения присущими характеристиками защиты от автоматического отключения излучения в случае отключения электропитания.The gamma radiation source consists of a protective housing 36 and a horizontally located rotary shutter 35, where the rotary shutter is equipped with a connecting channel 39 expanding in the form of a horn into a rotary shutter 35. Since the center of gravity of the rotary shutter 35 deviates from its axis of rotation so that the rotary shutter 35 can turn over under the action of its own gravity in the case when there are no external forces, it thereby interrupts the radiation flux, providing a source of gamma radiation inherent in protection characteristics against automatic shutdown of radiation in case of power failure.

В соответствии с настоящим изобретением, источник рентгеновского излучения и источник гамма-излучения расположены внутри интегрированной миниатюрной системы контроля. При подъеме или поступательном смещении источника излучения и детекторов различные источники излучения и различные детекторы могут быть объединены в пары для формирования десятков режимов тестирования. Различные режимы тестирования подходят для обнаружения дефектов различных объектов различных типов и размеров с тем, чтобы соответствовать различным требованиям к процессу тестирования. Например, в комбинации 450 кВ рентгеновского аппарата и Со-60 источника гамма-излучения, 450 кВ рентгеновский аппарат имеет маленький прицел (до 0,4 мм), высокую интенсивность радиации (мощность дозы облучения на расстоянии 1 м от цели достигает сотен мГр/мин), а достаточно высокое пространственное разрешение (например, до 4,4 пл/мм при сопоставлении с планарным матричным детектором) может быть достигнуто для заготовок с эквивалентной толщиной массы, меньшей 60 мм железа; Co-60 источник гамма-излучения имеет высокий уровень энергии (среднее значение энергии составляет 1,25 МэВ), проникающая способность его лучей эквивалентна проникающей способности лучей 4 МэВ ускорителя, и он подходит для тестирования заготовок с толщиной массы, эквивалентной 30-130 мм железа, достигая разрешения плотности до 0,1%. При использовании характеристик интенсивности стабильного выхода излучения источника гамма-излучения расстояние между любыми двумя точками в заготовке также может быть измерено, и незначительные изменения в толщине массы любой внутренней локальной области заготовки в течение длительного периода времени также могут быть установлены. Если выбран микрофокусный рентгеновский аппарат, разрешение тестирования системы контроля может быть дополнительно повышено на порядок нескольких микронов.In accordance with the present invention, an X-ray source and a gamma-ray source are located inside an integrated miniature monitoring system. When lifting or translationally shifting the radiation source and detectors, various radiation sources and various detectors can be paired to form dozens of test modes. Different test modes are suitable for detecting defects of various objects of various types and sizes in order to meet different requirements for the testing process. For example, in a combination of 450 kV X-ray apparatus and Co-60 gamma radiation source, 450 kV X-ray apparatus has a small sight (up to 0.4 mm), high radiation intensity (dose rate at a distance of 1 m from the target reaches hundreds of mGy / min ), and a sufficiently high spatial resolution (for example, up to 4.4 pl / mm when compared with a planar matrix detector) can be achieved for workpieces with an equivalent mass thickness of less than 60 mm of iron; Co-60 gamma radiation source has a high energy level (average energy value is 1.25 MeV), its penetrating power is equivalent to the penetrating power of 4 MeV accelerator rays, and it is suitable for testing workpieces with a mass thickness equivalent to 30-130 mm of iron reaching a resolution of density of up to 0.1%. Using the characteristics of the intensity of the stable output of the gamma radiation source, the distance between any two points in the workpiece can also be measured, and minor changes in the thickness of the mass of any internal local region of the workpiece over a long period of time can also be established. If a microfocus x-ray machine is selected, the resolution of testing the monitoring system can be further increased by several microns.

Вариант осуществления изобретения 1Embodiment 1

В данном варианте осуществления изобретения адоптированы два источника излучения, т.е. Co-60 источник гамма-излучения и 450 кэВ рентгеновский аппарат с малым фокусом, а также планарный матричный детектор, сцинтилляционный твердотельный линейный матричный детектор и газонаполненная ионизационная камера газового линейного матричного детектора используются в качестве детекторов. Активность используемого Co-60 - источника излучения составляет примерно 3,7 ТБк (100 Кюри), размер фокуса 450 кэВ рентгеновского аппарата составляет 0,4 мм, максимальный ток разряда в трубке составляет 3,3 мА. Размеры области изображения планарного матричного детектора составляют 409,6×409,6 мм², размеры пикселя составляют 0,2×0,2 мм²; в твердотельном линейном матричном детекторе кристалл CdWO₄ используется в качестве сцинтиллятора, а размеры пикселя составляют 0,4×5×30 мм³. В газовом линейном матричном детекторе применяется газонаполненная ионизационная камера, ксенон используется в качестве рабочей среды, а давление заполнения газом составляет 3,5 МПа. Защитный контейнер для источника гамма-излучения, передний коллиматор и задний коллиматор изготовлены из вольфрамового сплава с плотностью превышающей 18 г/см³. Поднятие или перемещение рейки источника излучения и рейки детектора, а также поднятие и двунаправленное перемещение поворотного стола для заготовки выполняются при помощи линейной направляющей рейки и серводвигателя, измерения позиций осуществляются за счет поворотного регулятора и измерительной линейки, а повторяемая точность позиционирования ниже, чем 10 мкм; минимальная длина поворотного шага поворотного стола для заготовки составляет 15′′, а повторяемая точность позиционирования меньше 2′′. Общие размеры всей системы контроля составляют 2,5×1,8×2,2 м (длина×ширина×высота), а вес около 5 тонн. Используя систему контроля, можно тестировать заготовки с эквивалентной толщиной массы менее 130 мм железа и диаметром, не превышающим 500 мм, можно выполнять обнаружение тонкого листа железа с толщиной 30 мкм за железной пластиной толщиной 3 см, также можно осуществлять обнаружение мелких трещин или шовных зазоров с шириной менее 20 мкм.In this embodiment, two radiation sources are adapted, i.e. The Co-60 gamma radiation source and 450 keV low-focus X-ray apparatus, as well as a planar matrix detector, a scintillation solid-state linear matrix detector, and a gas-filled ionization chamber of a gas linear matrix detector are used as detectors. The activity of the used Co-60 radiation source is approximately 3.7 TBq (100 Curie), the focus size of the 450 keV X-ray machine is 0.4 mm, and the maximum discharge current in the tube is 3.3 mA. The dimensions of the image area of the planar matrix detector are 409.6 × 409.6 mm ² , the pixel dimensions are 0.2 × 0.2 mm ² ; in a solid-state linear matrix detector, a CdWO ₄ crystal is used as a scintillator, and the pixel dimensions are 0.4 × 5 × 30 mm ³ . The gas linear matrix detector uses a gas-filled ionization chamber, xenon is used as the working medium, and the gas filling pressure is 3.5 MPa. The protective container for the gamma radiation source, the front collimator and the rear collimator are made of tungsten alloy with a density exceeding 18 g / cm ³ . Raising or moving the radiation source and detector rails, as well as raising and bi-directional movement of the workpiece turntable, are performed using a linear guide rail and a servomotor, position measurements are carried out by the rotary controller and measuring ruler, and the repeatable positioning accuracy is lower than 10 microns; the minimum turning length of the turntable for the workpiece is 15 ″, and the repeatable positioning accuracy is less than 2 ″. The overall dimensions of the entire control system are 2.5 × 1.8 × 2.2 m (length × width × height), and the weight is about 5 tons. Using a control system, it is possible to test workpieces with an equivalent mass thickness of less than 130 mm of iron and a diameter not exceeding 500 mm, it is possible to detect a thin sheet of iron with a thickness of 30 μm behind an iron plate 3 cm thick, it is also possible to detect small cracks or suture gaps with less than 20 microns wide.

В настоящем варианте осуществления изобретения такие задачи тестирования, как тестирование швов на зазоры и незначительные изменения в толщине массы, а также тестирование на наличие вздутий подразделяются и выполняются системами контроля с различными параметрами и различными режимами тестирования.In the present embodiment, testing tasks such as testing joints for gaps and minor changes in the thickness of the mass, as well as testing for blisters, are subdivided and performed by monitoring systems with various parameters and various test modes.

В настоящем варианте осуществления изобретения тестирование швов на зазоры и незначительные изменения в толщине массы заготовки осуществляются в режиме «Со-60 источник + высокопиксельный газовый линейный матричный детектор с визуализацией изображения методом ЦР сканирования». Детектор имеет незначительные статистические флуктуации сильного выходного сигнала и приспосабливает процесс тестирования к изменениям в толщине массы. Источник Со-60 характеризуется стабильностью в течение длительного времени, легок в управлении и имеет высокую надежность; газовый детектор отличается низким уровнем тока утечки, высокой стабильностью, незначительным температурным дрейфом, радиационной устойчивостью. Система ЦР сканирования состоит из Co-60 источника и газового детектора с высокой точностью измерений, стабильной производительностью в течение длительного времени и полностью подходит для тестирования швов на зазоры и незначительные изменения в толщине массы.In the present embodiment, testing the joints for gaps and minor changes in the thickness of the mass of the workpiece is carried out in the "Co-60 source + high-pixel gas linear matrix detector with image visualization using the CR scanning method." The detector has insignificant statistical fluctuations of the strong output signal and adapts the testing process to changes in the thickness of the mass. Co-60 source is characterized by stability for a long time, is easy to control and has high reliability; The gas detector is characterized by a low level of leakage current, high stability, low temperature drift, and radiation resistance. The CR scanning system consists of a Co-60 source and a gas detector with high measurement accuracy, stable performance for a long time and is fully suitable for testing joints for gaps and minor changes in the thickness of the mass.

В настоящем варианте осуществления изобретения тестирование на наличие вздутий в заготовке выполняется в режиме «Рентгеновский аппарат + низкопиксельный твердотельный линейный матричный детектор с КТ визуализацией». КТ визуализация обеспечивает распределение плотности тестируемых объектов, обнаружение малых дефектов и точное позиционирование дефектов, а также является оптимальным средством для тестирования на предмет вздутия и отслоения.In the present embodiment of the invention, the test for the presence of blisters in the workpiece is performed in the mode of "X-ray apparatus + low-pixel solid-state linear matrix detector with CT visualization." CT imaging provides the distribution of the density of the tested objects, the detection of small defects and the exact positioning of defects, and is also an optimal tool for testing for swelling and delamination.

Система контроля настоящего изобретения оснащена двумя источниками излучения (Co-60 и 450 кВ рентгеновский аппарат) и тремя детекторами (низкопиксельный твердотельный линейный матричный детектор, высокопиксельный газовый линейный матричный детектор и микропиксельный планарный матричный детектор), которые используются в комбинации для максимально эффективного использования всех преимуществ различных источников излучения и различных детекторов, тем самым соответствуя требованиям к тестированию. Рентгеновский аппарат обладает высокой радиационной интенсивностью, малым размером фокусного пятна источника, а также способствует улучшению разрешающей способности системы формирования изображений. Источник Co-60 обеспечивает хорошее свойство одного источника энергии, для которого отсутствует фактор ужесточения спектра пучка, а Co-60 характеризуется относительно высокой энергией излучения, более сильной проникающей способностью и может использоваться для тестирования предметов с более высокой толщиной массы. Низкопиксельный твердотельный линейный матричный детектор обладает лучшей способностью экранирования рассеивающих лучей, обладает более высокой эффективностью обнаружения и способствует получению более четких изображений; а микропиксельный планарный матричный детектор отличается меньшим размером пикселя, способствует достижению более высокого пространственного разрешения и обеспечивает трехмерные изображения объектов одним действием, при котором процесс визуализации проходит быстрее.The control system of the present invention is equipped with two radiation sources (Co-60 and 450 kV X-ray apparatus) and three detectors (low-pixel solid-state linear matrix detector, high-pixel gas linear matrix detector and micropixel planar matrix detector), which are used in combination to maximize the benefits of different radiation sources and different detectors, thereby meeting the testing requirements. The x-ray apparatus has a high radiation intensity, a small focal spot size of the source, and also helps to improve the resolution of the imaging system. The Co-60 source provides a good property of a single energy source, for which there is no factor of tightening the beam spectrum, and Co-60 is characterized by a relatively high radiation energy, stronger penetrating power and can be used to test objects with a higher mass thickness. Low-pixel solid-state linear matrix detector has the best ability to screen scattering rays, has a higher detection efficiency and contributes to sharper images; and the micropixel planar matrix detector is characterized by a smaller pixel size, helps to achieve a higher spatial resolution and provides three-dimensional images of objects with one action, in which the visualization process is faster.

В настоящем варианте осуществления изобретения вышеописанные два источника излучения и три детектора интегрируются в одну тестирующую платформу, где обеспечивается перемещение в верхнем и нижнем направлении, а также композитный и модульный принцип конструкции. Таким образом, обеспечиваются переключаемые комбинации различных источников излучения и различных детекторов, а также органично сочетаются различные режимы тестирования, тем самым образуя комплексную систему контроля.In the present embodiment, the above two radiation sources and three detectors are integrated into one testing platform, which provides movement in the upper and lower directions, as well as a composite and modular design principle. Thus, switchable combinations of various radiation sources and various detectors are provided, as well as various test modes are organically combined, thereby forming an integrated monitoring system.

Выше были описаны конкретные методы осуществления настоящего изобретения, но настоящее изобретение не ограничивается этими методами, например, миниатюризированный ускоритель рентгеновского излучения может быть использован в качестве средне- и высокоэнергетического источника рентгеновского излучения.Specific implementation methods of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these methods, for example, a miniaturized X-ray accelerator can be used as a medium and high-energy source of X-rays.

Даже в случае внесения различных дополнений к настоящему изобретению шаги или процессы, осуществляемые на основе сущности настоящего изобретения, а также система контроля, описанная в настоящем изобретении, должны рассматриваться как попадающие в объем патентной защиты настоящего изобретения.Even in the case of various additions to the present invention, steps or processes carried out on the basis of the essence of the present invention, as well as the control system described in the present invention, should be considered as falling within the scope of patent protection of the present invention.

Claims

1. The method of combined radiation non-destructive testing, including the following steps:
a) irradiation of the workpiece to be tested;
b) receiving rays penetrating through the workpiece by means of a detector and converting them into digital signals; and
c) obtaining radiation images of the workpiece by means of signal processing;
moreover:
- a combined detector, including a solid-state linear matrix detector, a gas linear matrix detector and a planar matrix detector, is used as a detector, and the visualization of digital radiography, computed tomography or cone-beam computer radiography of the workpiece is carried out by switching between different radiation sources and testing devices, including various detectors; and
- a combined radiation source, combined detectors, a rotary table for the workpiece are installed on one rigid base.

2. The method according to p. 1, characterized in that the combined radiation source is equipped with a front collimator located on the hole for the beam to exit from the combined radiation source, and the front collimator is used to collimate the rays into fan-shaped or cone-shaped beams, and the combined detector is equipped with a rear collimator, located on the hole for the beam to enter the combined detector;
moreover, when using a solid-state linear matrix detector or a gas linear matrix detector, the rear collimator is used to collimate the rays into small beams of rays, the height and quantity of which are comparable to the detector unit, and the width of the collimator slit of the rear collimator is less than the width of the detector unit;
and the rear collimator is configured to be offset in the width direction of the detector unit during digital radiography imaging, and for each offset of the rear collimator one set of projection data is obtained, and the distance of each offset corresponds to the width of the collimator slit.

3. The system of combined radiation non-destructive testing using this method according to claim 1 or 2, including:
- a rigid base on which the supports for the radiation source, the turntable for the workpiece and the detector are mounted, which are sequentially located on the supports at intermediate intervals;
- the support of the radiation source, which is equipped with a combined radiation source, which consists of a gamma radiation source and an X-ray source, a switching mechanism for shifting various radiation sources in the combined radiation source to operating positions and a mechanism for moving the biased detectors up and down, forward and back, left and right, and rotate in place;
- a detector support, which is equipped with a combined detector, which consists of a solid-state linear matrix detector, a gas linear matrix detector, and a planar matrix detector, a switching mechanism for shifting the various detectors in the combined detector to working positions and a mechanism for moving the biased detectors up and down, forward and back, left and right, and rotate in place;
- a radiation source support, which is equipped with a front collimator capable of collimating the rays emitted by the radiation sources into fan-shaped or cone-shaped beams, and the detector support is equipped with a rear collimator used for further collimation processing on the rays;
- a gas linear matrix detector and a solid-state linear matrix detector, which have an arcuate design, and after shifting the gas linear matrix detector and solid-state linear matrix detector to the working position of the incident window of the rays of various detectors in the combined detector are uniformly and densely located along the arc of a circle, the center of which is the center of the radiation source in the working position, and through the specified center passes the center line of each detector block,
and each rear collimator corresponding to a gas linear matrix detector or solid-state linear matrix detector, also has an arched shape, and the center of the circle of the specified arc coincides with the center of the radiation source in the working position,
and the collimator slit of the rear collimator is capable of collimating beams of fan-shaped rays into small beams of rays, which are in turn corresponding to the individual blocks of the combined detector, and the width of the collimator slit is less than the width of the detector block,
and in the process of visualization of digital radiography, the rear collimator fits snugly against the gas linear matrix detector or solid-state linear matrix detector and is configured to bias in the direction of the detector blocks, and the distance of each bias corresponds to the width of the collimator slit.

4. The control system according to claim 3, characterized in that the width of the collimator slits is 1/2, 1/3 or 1/4 of the width of the detector unit.

5. The control system according to claim 3 or 4, characterized in that the gamma radiation source is a radioisotope source of gamma radiation on Co-60, Cs-137 or Ir-192.

6. The control system according to claim 3 or 4, characterized in that the x-ray source is an x-ray apparatus with a small focal spot size, a microfocus x-ray apparatus and / or an x-ray accelerator.

7. The control system according to claim 3 or 4, characterized in that the planar matrix detector is a planar matrix detector based on amorphous silicon, a planar matrix detector based on amorphous selenium, or a planar matrix CMOS detector.

8. The control system according to claim 3 or 4, characterized in that the gas linear matrix detector is a linear matrix detector with a gas-filled ionization chamber or a linear matrix detector with a multiwire proportional chamber or a linear matrix detector with a Geiger counter.

9. The control system according to claim 3 or 4, characterized in that the solid-state linear matrix detector is a solid-state scintillation linear matrix detector or a semiconductor linear matrix detector.

10. The control system according to claim 9, characterized in that the scintillator of the solid-state scintillation linear array detector is NaI, CsI, CdWO ₄ , LaBr ₃ or LaCl ₃ .