лазерный центратор для рентгеновского излучателя

Формула изобретения

Лазерный центратор для рентгеновского излучателя, содержащий корпус с расположенной в нем телевизионной системой, включающей объектив, ПЗС-матрицу, монитор, вычислитель для определения расстояния до объекта, оптическая ось объектива которой параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, отражатель из оргстекла, установленный на пересечении осей объектива телевизионной системы и рентгеновского пучка перпендикулярно плоскости, образованной этими осями, два микролазера, оптические оси которых расположены параллельно друг другу и оси рентгеновского пучка, симметрично относительно этой оси в плоскости, образованной осями объектива телевизионной системы и рентгеновского пучка на расстоянии В друг от друга, дополнительно введены второй отражатель, который выполнен полупрозрачным и установлен на оптической оси объектива телевизионной системы между этим объективом и первым отражателем, на оси, проходящей через точку пересечения оси объектива с вторым отражателем перпендикулярно этой оси на расстоянии А от этой точки, расположена кольцевая матрица микролазеров, содержащая один центральный микролазер, ось излучения которого совпадает с осью, проведенной из точки пересечения второго отражателя с осью объектива, перпендикулярно этой оси, и микролазеры в количестве N 8, расположенные симметрично относительно центрального микролазера на окружности D, оси излучения этих микролазеров в плоскостях, образованных осями микролазеров и осью центрального микролазера, наклонены под углом /2 к оси центрального микролазера, где - угол расхождения пучка рентгеновского излучения, оси микролазеров, расположенных на кольце диаметром D, пересекают ось центрального микролазера в точке пересечения второго отражателя с осью объектива, расположенной на расстоянии А от точки пересечения первого отражателя с осью рентгеновского пучка, равного расстоянию от этой точки до фокуса рентгеновской трубки излучателя по оси рентгеновского пучка, диаметр D матрицы лазеров связан с расстоянием А от нее до точки пересечения оси объектива с вторым отражателем соотношением D=2·tg( /2), перед двумя микролазерами, оси которых параллельны друг другу и оси рентгеновского пучка, установлены симметрично идентичные цилиндрические линзы с фокусными расстояниями где d - диаметр пучков микролазеров.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к неразрушающему контролю с помощью рентгеновского излучения и может быть использовано для контроля материалов и изделий в авиакосмической и оборонной отраслях промышленности.

Известен лазерный центратор для рентгеновского излучателя [I]. Устройство включает в себя лазер, телевизионную систему, отражатель, установленный на пересечении осей объектива телевизионной системы и рентгеновского пучка. Особенностью устройства является наличие дополнительных двух микролазеров, оптические оси которых параллельны друг другу и оси рентгеновского пучка и расположены на определенном расстоянии друг от друга. Фокусное расстояние объектива телевизионной системы связано с размером растра ПЗС-матрицы телевизионной системы определенным соотношением. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения, устранение субъективных ошибок при считывании расстояния, улучшение эргономических характеристик устройства.

Недостатки устройства - невозможность определения зоны объекта, просвечиваемой рентгеновским излучением, а также центра этой зоны.

Цель изобретения - устранение этих недостатков. Для этого в лазерный центратор для рентгеновского излучателя, содержащий корпус с расположенной в нем телевизионной системой, включающей объектив, ПЗС-матрицу, монитор, вычислитель для определения расстояния до объекта, оптическая ось объектива которой параллельна продольной оси рентгеновского излучателя, отражатель из оргстекла, установленный на пересечении осей объектива телевизионной системы и рентгеновского пучка перпендикулярно плоскости, образованной этими осями, два микролазера, оптические оси которых расположены параллельно друг другу и оси рентгеновского пучка, симметрично относительно этой оси в плоскости, образованной осями объектива телевизионной системы и рентгеновского пучка на расстоянии В друг от друга, дополнительно введены второй отражатель, который выполнен полупрозрачным и установлен на оптической оси объектива телевизионной системы между этим объективом и первым отражателем, на оси, проходящей через точку пересечения оси объектива с вторым отражателем перпендикулярно этой оси на расстоянии А от этой точки, расположена кольцевая матрица микролазеров, содержащая один центральный микролазер, ось излучения которого совпадает о осью, проведенной из точки пересечения второго отражателя с осью объектива, перпендикулярно этой оси, и микролазеры в количестве N 8, расположенные симметрично относительно центрального микролазера на окружности диаметром D, оси излучения этих микролазеров в плоскостях, образованных осями микролазеров и осью центрального микролазера, наклонены под углом /2 к оси центрального микролазера, где - угол расхождения пучка рентгеновского излучения, оси микролазеров, расположенных на кольце диаметром D, пересекают ось центрального микролазера в точке пересечения второго отражателя с осью объектива, расположенной на расстоянии А от точки пересечения первого отражателя с осью рентгеновского пучка, равном расстоянию от этой точки до фокуса рентгеновской трубки излучателя по оси рентгеновского пучка, диаметр D матрицы лазеров связан с расстоянием А от нее до точки пересечения оси объектива с вторым отражателем соотношением D=2·tg( /2), перед двумя микролазерами, оси которых параллельны друг другу и оси рентгеновского пучка, установлены симметрично идентичные цилиндрические линзы с фокусными расстояниями где d - диаметр пучков микролазеров.

На чертеже а, представлена схема устройства.

Центратор содержит закрепляемый на рентгеновском излучателе 1 корпус 2, в котором располагаются два идентичных микролазера 3 и 3 , перед которыми расположены одинаково ориентированные относительно осей излучения микролазеров 3 и 3 идентичные цилиндрические линзы 11 и 11 . Оси микролазеров 3 и 3 параллельны друг другу и оси рентгеновского пучка и расположены симметрично относительно этой оси. На выходе цилиндрических линз 11 и 11 при этом формируется два параллельных друг другу плоских расходящихся луча с углом расхождения , равным углу расхождения луча с углом расхождения , равным углу расхождения рентгеновского пучка. Фокусное расстояние цилиндрических линз 11 и 11 f=d/2·tg( /2), где d - диаметр лазерных пучков микролазеров 3 и 3 .

Расстояние между плоскими пучками В равно расстоянию между микролазерами 3 и 3 . На оси рентгеновского пучка на расстоянии А от фокуса рентгеновского излучателя установлен первый отражатель 4, выполненный из оргстекла. На оси, проведенной из точки пересечения первого отражателя с осью рентгеновского пучка перпендикулярно к ней и параллельно продольной оси рентгеновского излучателя, расположены последовательно второй отражатель 12, выполненный полупрозрачным и находящимся на расстоянии А от точки пересечения первого отражателя с осью рентгеновского пучка, объектив 5 и ПЗС-матрица 6 телевизионной системы.

Телевизионная система включает в себя также монитор 7 и вычислитель 8. На оси, проведенной через точку пересечения второго отражателя 12 с осью объектива 5 перпендикулярно оси объектива 5 и расположенной в плоскости, образованной этой осью и осью рентгеновского пучка, на расстоянии А от точки пересечения оси объектива 5 с отражателем 12 установлена перпендикулярно этой оси кольцевая матрица микролазеров 10. Матрица содержит один центральный микролазер 13, ось излучения которого после отражения от второго отражателя 12 и первого отражателя 4 совпадает с осью рентгеновского пучка. На диаметре D в матрице симметрично относительно ее центра расположены микролазеры 14, оси излучения которых в плоскостях, образованных осями этих лазеров и осью центрального микролазера матрицы, составляют угол /2 к этой оси. Лучи этих лазеров пересекаются с осью объектива 5 в точке ее пересечения с вторым отражателем 12 и после отражений от него, а затем от первого отражателя 4. Формируют веерный лазерный пучок, угол которого равен углу расхождения рентгеновского пучка, а центральный луч совпадает с его осью. Число микролазеров в кольцевой матрице N 8 определенно с учетом эргономических характеристик зрительного восприятия.

Лазерный центратор работает следующим образом. Оператор включает микролазеры кольцевой матрицы 10 и наблюдает на экране монитора 7 изображения объекта одновременно с изображениями кольцевой структуры лазерных пятен, размер и расположение которой определяют область, просвечиваемую рентгеновским пучком. Осуществляя взаимное перемещение излучателя с центратором и объекта, оператор наводит излучатель на нужную область объекта. Затем микролазеры матрицы выключают и включают микролазеры 3 и 3 . При этом на объекте возникает изображение двух параллельных лазерных полос, расстояние между которыми равно В, не зависит от расстояния от объекта до рентгеновского излучателя L. Расстояние между изображениями этих полос В (чертеж, в) на экране монитора 7 изменяется пропрорционально расстоянию L от объекта до рентгеновского излучателя, которое вычисляется в блоке вычислителя 8 и индицируется на его дисплее.

Расстояние В между осями микролазеров 3 и 3 выбирается из соотношения В 2L_min·tg( /2), где L_min - минимальное расстояние от объекта до излучателя.

Это обеспечивает нахождение лучей микролазеров 3 и 3 на ПЗС-матрице во всем диапазоне расстояний до объекта от излучателя.

Объектив 5 телевизионной системы располагается в непосредственной близости от второго отражателя 12. Его фокусное расстояние выбирается из соотношения f_o H/2·tg( /2), где Н - размер растра ПЗС-матрицы. При этом обеспечивается совпадение угла поля зрения объектива 5 с угловым размером рентгеновского пучка, т.к. расстояние от фокуса рентгеновского излучателя до центра первого отражателя 4 равно расстоянию от этого центра до входного зрачка объектива 5.

Литература

1. Патент РФ №2235447.