Рентгеновская трубка

Рентгеновская трубка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к рентгеновским трубкам для структурного анализа, в частности к рентгеновским .трубкам, используемым в устройствах для измерения механических напряжений , и решает задачу создания двух идентичных пучков рентгеновского излучения , оси которых пересекаются в точке, находящейся вне трубки. Цель - обеспечение возможности использования в портативных приборах для измерения механических напряжений . Рентгеновская трубка позволяет создать рентгеновскую аппаратуру для измерения механических напряжений без гониометрического устройства. Рентгеновская трубка имеет анодный - узел, представляющий собой два массивных независимых анода, расположед1ных друг напротив друга симметрично относительно источника электронов , который обеспечивает анодный ток на оба анода. Пучки излучения выходят из трубки через два выходных окна в вакуумной оболочке трубки, симметрично расположенных между плоскостями анодов в плоскости, перпендикулярной их плоскости симметрии. Рентгеновская трубка может быть также использована в дефектоскопии с целью определения глубины залегания дефектов. 1 ил. СО с со Од 00 1C

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (111 д11 4 Н 01 Х 35/02 всксюзм»

13,,, „Ц яияКОИМА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BT0PCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21} 4083394/24-25 (22) )4,04,86 (46) 30.07,88, Бюл. Р 28 (71) Ленинградский политехнический институт им, М.И.Калинина и Всесоюзный теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф.Э.Дзержинского (72) Д.М.Васильев, С.А.Иванов, С.А.Иванов, В,П.Калинин, В.И.Ионин, Г.М.Николаенко, В,И.Петров, В.П.Семушкин, В,В.Трофимов и Г.А, Щукин (53) 621.386.2. 7 (088.8) (56) Патент ФРГ У 875975, кл. 21 g 17/10, 1953.

Патент США В 2948822, кл. 313-56, 1960.

Патент США II 2472745, кл. 313-55, 1949. (54) РЕНТГЕНОВСКАЯ ТРУБКА (57) Изобретение относится к рент" геновским трубкам для структурного анализа, в частности к рентгеновским трубкам, используемым в устройствах для измерения механических напряжений, и решает задачу создания двух идентичных пучков рентгеновского излучения, оси которых пересекаются в точке, находящейся вне трубки.

Цель - обеспечение воэможности ис" пользования в портативных приборах для измерения механических напряжений, Рентгеновская трубка позволяет создать рентгеновскую аппаратуру для измерения механических напряжений без гониометрического устройства.

Рентгеновская трубка имеет анодный узел, представляющий собой два мас" сивных независимых анода, расположенных друг напротив друга симметрично относительно источника электронов, который обеспечивает анодный ток на оба анода. Пучки излучения выходят иэ трубки через два выходных окна в вакуумной оболочке трубки, симметрично расположенных между плоскостями анодов в плоскости, перпен" дикулярной их плоскости симметрии.

Рентгеновская трубка может быть также использована в дефектоскопии с целью определения глубины залегания дефектов. 1 ил.

1413682

Изобретение относится к рентгеновским трубкам для структурного анализа, а точнее к рентгеновским трубкам для измерения механических напряжений.

Цель изобретения -:обеспечение воэможности использования в портативных приборах для измерения механических напряжений.

Для получения информации, достаI точной для определения напряжений, необходимо в одну и ту же точку по верхности образца направить одновременно или последовательно как минимум два пучка рентгеновских лучей под углами к поверхности, отличающимися по величине (но не по знаку).

Эта разность углов д<р принимается о обычно равной 45"60

Для измерения деформации Е не" обходимо найти разность межцу углом дифракции 8 < напряженного образца и углом 8, исходного состояния, т.е. ь9 =6,,„-9,.

Тогда

E, = — Ьв et@8.

Ц), (()

Точность измерения деформации и, соответственно, напряжений зависит от точности измерения угла дифракции 5 6 .

Для получения максимальной интенсивности рентгеновской линии и высокого разрешения обычно используют фокусирующую геометрию съемки, основанную на использовании расходящегося пучка рентгеновских лучей, Фокусировка состоит в том, что рентгеновские лучи расходящимся от точечного фокуса пучком падают на образец и, отразившись от него, сходятся в точке лишь в том случае, если фокус трубки,участок облучаемой поверхности и пленка для регистрации линии лежат на фокусирующей окружности.

На чертеже схематично представлена рентгеновская трубка, общий вид.

Рентгеновская трубка имеет анодный узел в виде двух независимых анодов 1 и 2, являющихся частью корпуса 3 трубки и расположенных друг напротив друга симметрично относительно источника 4 электронов, Два

Bb)XOPHblX O H 5 P C o o eHbi CHMMPT рично между плоскостями анодов.

Источник 4 электронов обеспечивает анодный ток на оба анода 1 и 2, создавая на них фокусные пятна 6 и

7, являющиеся источниками рентгеновского излучения. Два пучка излучения выходят из трубки через выходные окна 5, их оси 8 и 9 пересекаются в точке 10.

Сходимость осей пучков обеспечи" вается симметричным расположением выходных окон 5 между плоскостями анодов 1 и 2, а идентичность пучков обеспечивает симметричная конструкция трубки. Трубка располагается так, что измеряемый участок объекта

ll в точке 10 пересечения осей пучков рентгеновских лучей наклонен под заданным углом к оси 12 трубки, дифрагированные лучи регистрируются на фотопленку, Работа трубки в процессе измерения происходит следующим образом.

При включении питания трубки электроны под действием ускоряющего напряжения, приложенного между источником 4 электронов и корпусом Э трубки, попадают на поверхность зеркал анодов 1 и 2 в область допустимых пятен б и 7. При этом на поверхности анодов возникает характеристи" ческое рентгеновское излучение, соответствующее материалу зеркал анодов.

Расходящиеся под заданным углом лучи выходят из корпуса трубки через бериллиевые окна 5 и пересекаются о вне трубки в интервале углов 25 — 70, причем оси 8 и 9 этих пучков перео секаются под углом 45-50 в точке

10 на поверхности объекта 11. В соответствии с требованиями методик ось трубки ориентируется под заданным углом к плоскости объекта. ,Дифрагированные лучи регистрируются на фотопленку либо на другое детектирующее устройство, прикрепленное к корпусу трубки. После обработки пленки и измерения положения дифракционных линий соответствующие углы дифракции пересчитываются в напряжения по известной методике.

Аноды ориентированы по отношению к указанной плоскости таким образом, чтобы направления максимальной интенсивности рентгеновского излучения от обоих анодов пересекались под уго лом 45-60, Два выходных окна в вакуумной оболочке трубки также расположены между плоскостями анодов в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии анодов и симметрично относительно нее, Диаметры окон выбраФормула изобретения

2 Kd(L - 1 е Ф j, (1+K )(Ь - 1) - а

2h = K(L-1), (2) rpe .К = ctg — — - = 1,7-2,4.

М где параметр К определяется соотношением

В этом случае угол сходимости осей пучков лучей ь будет находиться в 2h оптимальном диапазоне углов 45-60 7L — T) з

14136

Hbl таким образом, чтобы интервал расходимости пучков вырезаемого окнами рентгеновского излучения не превышал

10, Источник электронов создает на анодах фокусные пятна, являющиеся источниками рентгеновского излучения, часть которого через выходные окна выходит из трубки в виде двух идентичных пучков. Оптический размер фокусных пятен на анодах в направлении оси пучков не превышает 0,2 мм, что обеспечивает необходимую остроту дифракционных линий и позволяет,испольэовать максимально возможную мощ- 15 ность излучения, выделяемую на аноде.

Сходимость осей пучков излучения обеспечивается эа счет того, что выходные окна расположены на заданном расстоянии симметрично между плоскостями анодов, Идентичность обоих пучков обусловлена симметричной конструкцией трубки.

Для обеспечения оптимальной геометрии пучков рентгеновских лучей расстояние между фокусами трубки L расстояние между центрами окон 1 и диаметр окон d должны быть взаимно обусловлены в соответствии с неравенством

Смысл выражения (1) состоит в том, 35 что, если в предлагаемой конструкции трубки размеры L 1 и d. выбрать в соответствии с неравенством (1), то угол расходимости пучков лучей 2Е не о будет превышать 10

Параметр К в выражении (1) определяется иэ условия пересечения осей о пучков под углом hg 45-60, Для этого расстояния от фокусного пятна до плоскости Окон и и Величина (Ь 1) 45 должны удовлетворять соотношению

82

Использование такой трубки для измерения механических напряжений позволяет отказаться от гониометри" ческих устройств в портативных рент" геновских аппаратах для измерения механических напряжений и, кроме того, существенно упростить технику съемки и повысить надежность процесса измерения.

Габариты 10х60х60 см, длина стек" лянного баллона 120 см и малый вес (0,8 кг), а также отсутствие водяного охлаждения при значительной мощности (40 Вт) позволяют использовать трубку в переносных аппаратах без гониометрического устройства, что значительно упрощает конструкцию и, соответственно, стоимость прибора в целом, а также в несколько раз сокращает время проведения измерений,так как нужно проводить лишь одну съемку.

Рентгеновская трубка, содержащая вакуумную оболочку, источник электронов и анодный узел, о т л и ч а ю" щ а я с я тем, что, с целью обеспечения возможности использования в портативных приборах для измерения механических напряжений, анодный узел содержит два массивных идентич» ных анода, расположенных друг напротив друга симметрично относительно плоскости, проходящей через общий источник электронов, и два выходных окна, которые расположены между плоскостями анодных зеркал, причем расстояние между фокусами L расстояние между центрами окон 1, диаметр окон d и расстояние от фокуса до плоскости окон h связаны соотношени-, ем

1413682

Составитель В. Простакова

Техред А.Кравчук

Корректор Д, Пилипенко

Редактор И.Бандура

Ф

Заказ 3791/54

Подписное

Тираж 746

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113Î35, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. /

4/5

Производственно-полиграфическое пред р и е п иятие r. Ужгород, ул. Проектная, 4