X射線出射裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種X射線出射裝置，X射線出射裝置包括：X射線屏蔽裝置，固定在光學平臺上，包括：前擋板、后擋板、兩側面擋板、和支撐架，用于支撐前擋板、后擋板、兩側面擋板和上蓋；X射線調整裝置容置在X射線屏蔽裝置內，包括：豎直升降調整臺、水平前后調整臺、角度調整平臺、水平位移調整平臺、X射線濾過裝置；X射線濾過裝置包括：固定部件、第一轉盤、第二轉盤；第一轉盤和第二轉盤轉至工作位置時，工作位第一過濾片和工作位第二過濾片對準X射線出射孔，X射線管發射出的X射線通過X射線出射孔出射，通過工作位第一過濾片和工作位第二過濾片過濾。本發明X射線出射裝置實現了方便和精確的X射線的出射調整。
【專利說明】X射線出射裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種X射線出射裝置，尤其涉及一種可以調節X射線出射角度的裝置。
【背景技術】
[0002] X射線標準輻射裝置用于X射線輻射儀表的檢定、校準與檢測，以及工業無損檢測 等領域，但現有的設備不能實現對X射線主束軸方向的調整，或者調整過程復雜，很難實現 X射線束主軸，限束光闌中心及輻射儀表定位裝置（定位激光線）的同軸，尤其是在定位 裝置放置于較長導軌上行程可變情況下，更是不易實現，從而無法保證受檢儀器設備探測 器中心處于X射線光束中心，也無法確保其處于均勻輻射野中；同時，現有設備多為鎖死式 的，調整好射線束固定X射線光管后不宜拆卸，拆卸后很難復位，而且該方式在使用過程中 因震動，碰撞等原因造成位置改變后也很難復位。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種X射線出射裝置，從而實現方便 和精確的X射線的出射調整。
[0004] 為實現上述目的，本發明提供了一種X射線出射裝置，所述X射線出射裝置包括：
[0005] X射線屏蔽裝置，固定在光學平臺上，包括：
[0006] 前擋板，由內側第一鉛板和外側第一鋁板粘接組成，屏蔽X射線管產生的X射線光 子主束方向的漏射線，所述前擋板上具有X射線出射孔，出射孔具有光闌；
[0007] 后擋板，由內側第二鉛板和外側第二鋁板粘接組成，屏蔽射向所述后擋板的X射 線光子；
[0008] 兩側面擋板，由內側第三鉛板和外側第三鋁板粘接組成，通過螺絲與所述前擋板 和后擋板接設，屏蔽射向所述兩側面擋板的X射線光子；
[0009] 上蓋，通過螺絲與所述前擋板、后擋板和兩側面擋板接設，屏蔽射向所述上蓋的X 射線光子；
[0010] 支撐架，用于支撐所述前擋板、后擋板、兩側面擋板和上蓋；
[0011] X射線調整裝置，容置在所述X射線屏蔽裝置內，包括：
[0012] 堅直升降調整臺，具有交叉的支撐臂和第一轉軸，通過轉動所述第一轉軸改變所 述支撐臂的交叉角度從而調節高度；
[0013] 水平前后調整臺，架設在所述堅直升降調整臺上，具有第二轉軸；
[0014] 角度調整平臺，穿設在所述第二轉軸上，所述角度調整平臺在所述第二轉軸上沿 與X射線光束平行方向平動；
[0015] 水平位移調整平臺，架設有所述X射線管，并滑設在所述角度調整平臺上，沿所述 X射線光束垂直方向平動；所述水平位移調整平臺隨所述角度調整平臺轉動和角動；
[0016] X射線濾過裝置，置于所述X射線屏蔽裝置的X射線出射孔前，所述X射線濾過裝 置包括：
[0017] 固定部件，固定在所述光學平臺上；
[0018] 第一轉盤，具有第一轉動軸和第一過濾安裝孔，利用所述第一轉動軸與所述固定 部件軸接，所述第一過濾安裝孔內安裝有第一鏡筒，所述第一鏡筒具有第一過濾片；
[0019] 第二轉盤，具有第二轉動軸和第二過濾安裝孔，利用所述第二轉動軸與所述固定 部件軸接，所述第二過濾安裝孔內安裝有第二鏡筒，所述第二鏡筒具有第二過濾片；
[0020] 其中，所述第一轉盤和第二轉盤轉至工作位置時，工作位第一過濾片和工作位第 二過濾片對準所述X射線出射孔，所述X射線管發射出的X射線通過所述X射線出射孔出 射，通過所述工作位第一過濾片和工作位第二過濾片過濾。
[0021] 根據權利要求1所述的X射線出射裝置，其特征在于，所述前擋板的第一鉛板的厚 度為屏蔽X射線管在最大管電壓下的X射線光子的厚度；所述第一鉛板的厚度大于所述第 二鉛板和第三鉛板的厚度；所述兩側面擋板上具有高壓線纜通入的圓孔。
[0022] 根據權利要求1所述的X射線出射裝置，其特征在于，所述角度調整平臺包括：
[0023] 圓盤，穿設在所述第二轉軸上；
[0024] 鉸接結構，與所述圓盤相連接，所述圓盤與所述鉸接結構相對轉動；
[0025] 光學平臺，與所述鉸接結構相連接，通過所述鉸接結構動作，所述光學平臺與所述 圓盤俯仰轉動。
[0026] 進一步的，所述水平位移調整平臺上利用光管固定卡箍卡接發射所述X射線的X 射線光管。
[0027] 進一步的，所述第一轉盤和第二轉盤的半徑相同，所述第一過濾片和第二過濾片 的半徑相同。
[0028] 進一步的，所述第一過濾安裝孔在所述第一轉盤上等圓周角排列，所述第二過濾 安裝孔在所述第二轉盤上等圓周角排列。
[0029] 進一步的，所述第一過濾片依次按照能量從低到高的順利依次排列在所述第一轉 盤上，所述第二過濾片依次按照能量從低到高的順利依次排列在所述第二轉盤上。
[0030] 進一步的，所述第一過濾片和第二過濾片的材質為金屬，所述金屬的材質為高純 度的鋁、銅、錫或者鉛。
[0031] 進一步的，所述第一鏡筒內的不同第一過濾片在照射束方向上應按照原子序數減 小的順序排列；所述第二鏡筒內的不同第二過濾片在照射束方向上應按照原子序數減小的 順序排列。
[0032] 進一步的，所述X射線濾過裝置還包括：第一控制電機，固定在所述固定部件上， 并在上位計算機的控制下控制所述第一轉盤轉動；第二控制電機，固定在所述固定部件上， 并在上位計算機的控制下控制所述第二轉盤轉動。
[0033] 本發明X射線出射裝置實現了方便和精確的X射線的出射調整。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發明X射線出射裝置的示意圖；
[0035] 圖2為本發明X射線出射裝置的俯視圖；
[0036] 圖3A為本發明X射線出射裝置的X射線屏蔽裝置的主視圖；
[0037] 圖3B為本發明X射線出射裝置的X射線屏蔽裝置的側視圖；
[0038] 圖3C為本發明X射線出射裝置的X射線屏蔽裝置的俯視圖
[0039] 圖4A為本發明X射線出射裝置的X射線調整裝置的示意圖；
[0040] 圖4B為本發明X射線出射裝置的X射線調整裝置的正視圖；
[0041] 圖5為本發明X射線出射裝置的X射線濾過裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0042] 下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0043] 圖1和圖2為本發明X射線出射裝置的示意圖和俯視圖，如圖所示，本發明X射線 出射裝置包括：x射線屏蔽裝置l、x射線調整裝置2和X射線濾過裝置3。X射線管9架設 在X射線濾過裝置3上，X射線屏蔽裝置1、X射線調整裝置2和X射線濾過裝置3都固定 在光學平臺8上，X射線調整裝置2容置在X射線屏蔽裝置1內。
[0044] 圖3A、圖3B和圖3C分別為本發明X射線出射裝置的X射線屏蔽裝置的主視圖、側 視圖和俯視圖，如圖所示，X射線屏蔽裝置具體包括：前擋板11、后擋板12、兩側面擋板13、 上蓋14和支撐架。
[0045] 前擋板11由內側第一鉛板和外側第一鋁板粘接組成，屏蔽X射線管產生的X射線 光子主束方向的漏射線；后擋板12由內側第二鉛板和外側第二鋁板粘接組成，屏蔽射向后 擋板的X射線光子；兩側面擋板13由內側第三鉛板和外側第三鋁板粘接組成，通過螺絲與 前擋板11和后擋板12接設，屏蔽射向兩側面擋板13的X射線光子；上蓋14通過螺絲與前 擋板11、后擋板12和兩側面擋板13接設，屏蔽射向上蓋14的X射線光子；支撐架用于支 撐前擋板11、后擋板12、兩側面擋板13和上蓋14。
[0046] 具體的，前擋板11位于X射線管發射的X射線光子的方向，因此位于前擋板11的 內側的第一鉛板的厚度是最后的，而第一鉛板的厚度由X射線管的最大管電壓決定，保證 第一鉛板的厚度能夠屏蔽最大管電壓下的X射線光子，保證在X射線光子的方向不會泄漏 光子。
[0047] 后擋板12所要屏蔽的不是主束方向的漏射線，所以第二鉛板的厚度可以做得比 前擋板的第一鉛板薄，由此也可以減輕整個X射線屏蔽裝置的重量。
[0048] 同樣，兩側面擋板13所要屏蔽的也不是主束方向的漏射線，所以第三鉛板的厚度 也可以做得比前擋板的第一鉛板薄，由此也可以減輕整個X射線屏蔽裝置的重量。另外，為 了能夠通入高壓線纜，在兩側面擋板13上開有圓孔130。
[0049] 前擋板11、后擋板12、兩側面擋板13、上蓋14 一起構成密閉長方體裝置，之間靠螺 絲固定。而各個擋板和上蓋需要由鋼架結構來支撐，并且在支撐架上打孔，用于固定各個擋 板。
[0050] 所以，X射線屏蔽裝置可以有效地保證為基準測量和能譜測量的實驗最大限度的 減小X射線散射成分。
[0051] 圖4A和圖4B為本發明X射線出射裝置的X射線調整裝置的示意圖和正視圖，X射 線調整裝置包括堅直升降調整臺21、水平前后調整臺22、角度調整平臺23、水平位移調整 平臺24。
[0052] 堅直升降調整臺21具有交叉的支撐臂210和第一轉軸211，通過轉動第一轉軸 211改變支撐臂210的交叉角度從而調節高度；水平前后調整臺22架設在堅直升降調整臺 上21，具有第二轉軸221 ;角度調整平臺23穿設在第二轉軸上221，角度調整平臺23在第二 轉軸221上沿與X射線光束平行方向平動；水平位移調整平臺24滑設在角度調整平臺23， 沿X射線光束垂直方向平動；水平位移調整平臺24隨角度調整平臺23轉動和角動。
[0053] 具體的，堅直升降調整臺21下部固定在承重的光學平臺上，通過旋轉第一轉軸11 帶動絲杠，調整剪形支撐臂，可實現堅直方向（Z軸）升降運動。
[0054] 水平前后調整臺22通過第二轉軸221使得絲杠旋轉，旋轉第二轉軸221的把手可 以帶動絲杠上的位移塊沿Y軸運動，位移塊與角度調整平臺23用螺母緊密固定。
[0055] 角度調整平臺23包括圓盤230、鉸接結構31和光學平臺232。圓盤230在下部， 穿設在所述第二轉軸221上，可調整與YZ面的夾角± 5S，調整好后可鎖死。鉸接結構231 上部與光學平臺232鏈接，下部與圓盤230鏈接，調整旋鈕調節鉸接結構231，實現光學平臺 232與水平前后調整臺22俯仰角度的調節，可選的調節范圍±3。
[0056] 水平位移調整平臺24頂部為內凹結構，可初步固定X射線光管25,使其只能水平 方向輕微距離的移動和旋轉，其頂面有螺紋空，使用螺母，配合兩個光管固定卡箍26可將 X射線光管牢固的固定板，為防止震動，減輕震動，防止松動等原因造成光管位置移動和旋 轉，卡箍26內襯具有良好的耐磨性、耐老化性的橡膠墊。底部固定在角度調整平臺23,實現 水平向左右位移調整。
[0057] X射線調整裝置通過采用X射線光管五維調節的方式實現X射線輻射束主軸調整 的功能，方便實現射線束與光闌、定位裝置等的準直。
[0058] 圖5為本發明X射線出射裝置的X射線濾過裝置的示意圖，如圖所示，X射線濾過 裝置具體包括：固定部件33、第一轉盤31和第二轉盤32。
[0059] 固定部件33固定在光學平臺8上；第一轉盤31具有第一轉動軸310和第一過濾 安裝孔311，利用第一轉動軸310與固定部件33軸接，第一過濾安裝孔311內安裝有第一鏡 筒312,第一鏡筒312具有第一過濾片；第二轉盤32具有第二轉動軸320和第二過濾安裝 孔321，利用第二轉動軸320與固定部件33軸接，第二過濾安裝孔321內安裝有第二鏡筒 322,第二鏡筒322具有第二過濾片；再參見圖1所示，第一轉盤31和第二轉盤32轉至工作 位置時，工作位第一過濾片和工作位第二過濾片對準X射線出射孔90, X射線管9發射出的 X射線通過X射線出射孔90出射，通過工作位第一過濾片和工作位第二過濾片過濾。
[0060] 具體的，第一過濾安裝孔311在第一轉盤31上等圓周角排列，第二過濾安裝孔321 在第二轉盤32上等圓周角排列。第一轉盤31和第二轉盤32需具有相同的半徑，由此保證 兩個轉盤的過濾孔的數量和圓周角相同，以便于軟件對兩個轉盤的旋轉控制。第一轉盤31 和第二轉盤32還可以具有等尺寸大小的過濾安裝孔311和第二過濾安裝孔321，以便于等 尺寸的第一過濾片和第二過濾片的加工與安裝。
[0061] 第一過濾片和第二過濾片為金屬片，材質為純度不小于99. 9%的鋁、銅、錫或者 鉛，過濾片的厚度由所需的輻射質決定，過濾片通過墊圈卡在筒鏡內，筒鏡安裝在轉盤上。 第一過濾片和第二過濾片的排布，一般根據治療水平、診斷水平或者防護水平不同的輻射 質，按照每個系列能量從低到高的順利依次排列。第一鏡筒內的不同第一過濾片在照射束 方向上應按照原子序數減小的順序排列；第二鏡筒內的不同第二過濾片在照射束方向上應 按照原子序數減小的順序排列。
[0062] 再如圖所示，還包括第一控制電機34和第二控制電機35,第一控制電機35固定在 固定部件36上，并在上位計算機的控制下控制第一轉盤31轉動；第二控制電機36固定在 固定部件33上，并在上位計算機的控制下控制第二轉盤32轉動。
[0063] 本發明X射線濾過裝置的第一過濾片和第二過濾片可以快速安裝和拆卸，并能夠 在試驗中方便的使用不同的過濾片及其組合，使用一臺千伏范圍大的光機就可建立多個參 考輻射質，比如ICRU治療水平X射線規范，ISO窄譜，寬譜系列防護水平規范，IEC診斷RQR， RQA等系列。充分利用了實驗室空間，X射線光機，監控系統，防護系統，導軌運動定位系統， 測量系統等資源，很大的降低了實驗室的投入和運行成本。
[0064] 本發明X射線濾過裝置的具體工作過程如下：
[0065] 1、初步安裝和固定
[0066] 將測量好的附加第一過濾片和第二過濾片，按照每一系列能量從低到高的次序放 入第一轉盤和第二轉盤的第一安裝孔和第二安裝孔上，零位為空。兩個轉盤的固定部件稍 微錯位并排固定于光學平臺上，使兩個轉盤的工作位過濾孔能夠一前一后對準，即過濾孔 中心和射束中心同軸。打開控制箱，使過濾裝置通訊正常，此時處于零位（過濾孔為空）。
[0067] 2、工作
[0068] 打開X射線管，轉動第一過轉盤到所需的工作位置。經過光闌限束的射線透過第 一過濾片，形成固定形式的參考輻射束。
[0069] 當需要利用第二轉盤上的第二過濾片時，將第一轉盤歸零，按照第一過轉的方法 旋轉第二轉盤到所需的附件過濾處。
[0070] 電控部分控制轉動速度和轉動角度，轉化為電流信號發送給第一控制電機和第二 控制電機，從而帶動第一轉盤和第二轉盤，通過控制電流信號的時間，從而控制第一轉盤和 第二轉盤的轉動角度；每一過濾片的位置通過編碼形式被記錄此位置的圓周角，同時與控 制軟件設置相對應。
[0071] 3、接收和觀察
[0072] 通過電離室或者能譜儀，探測和測量該輻射質下的電離電流或者能譜，分析測量 結果和得出結論。
[0073] 4、繼續調節
[0074] 完成此輻射束規范的測量時，通過軟件轉動第一轉盤和第二轉盤，切換到另一輻 射質，同時調節此時光機輻射質下對應的管電壓和電流。過濾轉盤轉動到位時，打開光機， 穩定后進行測量。
[0075] X射線濾過裝置的設計，很好的解決了輻射束規范多的問題，同時可將不同系列輻 射質分類開來安放；通過電機控制，使實驗和檢定工作實現自動化，可以不用進入實驗室手 動而進行輻射質的切換，提高了工作效率和工作準確度。
[0076] 以上所述的【具體實施方式】，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步 詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發明 的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含 在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種X射線出射裝置，其特征在于，所述X射線出射裝置包括： X射線屏蔽裝置，固定在光學平臺上，包括： 前擋板，由內側第一鉛板和外側第一鋁板粘接組成，屏蔽X射線管產生的X射線光子主 束方向的漏射線，所述前擋板上具有X射線出射孔，出射孔具有光闌； 后擋板，由內側第二鉛板和外側第二鋁板粘接組成，屏蔽射向所述后擋板的X射線光 子； 兩側面擋板，由內側第三鉛板和外側第三鋁板粘接組成，通過螺絲與所述前擋板和后 擋板接設，屏蔽射向所述兩側面擋板的X射線光子； 上蓋，通過螺絲與所述前擋板、后擋板和兩側面擋板接設，屏蔽射向所述上蓋的X射線 光子； 支撐架，用于支撐所述前擋板、后擋板、兩側面擋板和上蓋； X射線調整裝置，容置在所述X射線屏蔽裝置內，包括： 堅直升降調整臺，具有交叉的支撐臂和第一轉軸，通過轉動所述第一轉軸改變所述支 撐臂的交叉角度從而調節高度； 水平前后調整臺，架設在所述堅直升降調整臺上，具有第二轉軸； 角度調整平臺，穿設在所述第二轉軸上，所述角度調整平臺在所述第二轉軸上沿與X 射線光束平行方向平動； 水平位移調整平臺，架設有所述X射線管，并滑設在所述角度調整平臺上，沿所述X射 線光束垂直方向平動；所述水平位移調整平臺隨所述角度調整平臺轉動和角動； X射線濾過裝置，置于所述X射線屏蔽裝置的X射線出射孔前，所述X射線濾過裝置包 括： 固定部件，固定在所述光學平臺上； 第一轉盤，具有第一轉動軸和第一過濾安裝孔，利用所述第一轉動軸與所述固定部件 軸接，所述第一過濾安裝孔內安裝有第一鏡筒，所述第一鏡筒具有第一過濾片； 第二轉盤，具有第二轉動軸和第二過濾安裝孔，利用所述第二轉動軸與所述固定部件 軸接，所述第二過濾安裝孔內安裝有第二鏡筒，所述第二鏡筒具有第二過濾片； 其中，所述第一轉盤和第二轉盤轉至工作位置時，工作位第一過濾片和工作位第二過 濾片對準所述X射線出射孔，所述X射線管發射出的X射線通過所述X射線出射孔出射，通 過所述工作位第一過濾片和工作位第二過濾片過濾。
2. 根據權利要求1所述的X射線出射裝置，其特征在于，所述前擋板的第一鉛板的厚度 為屏蔽X射線管在最大管電壓下的X射線光子的厚度；所述第一鉛板的厚度大于所述第二 鉛板和第三鉛板的厚度；所述兩側面擋板上具有高壓線纜通入的圓孔。
3. 根據權利要求1所述的X射線出射裝置，其特征在于，所述角度調整平臺包括： 圓盤，穿設在所述第二轉軸上； 鉸接結構，與所述圓盤相連接，所述圓盤與所述鉸接結構相對轉動； 光學平臺，與所述鉸接結構相連接，通過所述鉸接結構動作，所述光學平臺與所述圓盤 俯仰轉動。
4. 根據權利要求1所述的X射線出射裝置，其特征在于，所述水平位移調整平臺上利用 光管固定卡箍卡接發射所述X射線的X射線光管。
5. 根據權利要求1所述的X射線出射裝置，其特征在于，所述第一轉盤和第二轉盤的半 徑相同，所述第一過濾片和第二過濾片的半徑相同。
6. 根據權利要求1所述的X射線出射裝置，其特征在于，所述第一過濾安裝孔在所述第 一轉盤上等圓周角排列，所述第二過濾安裝孔在所述第二轉盤上等圓周角排列。
7. 根據權利要求1所述的X射線出射裝置，其特征在于，所述第一過濾片依次按照能量 從低到高的順利依次排列在所述第一轉盤上，所述第二過濾片依次按照能量從低到高的順 利依次排列在所述第二轉盤上。
8. 根據權利要求1所述的X射線出射裝置，其特征在于，所述第一過濾片和第二過濾片 的材質為金屬，所述金屬的材質為高純度的鋁、銅、錫或者鉛。
9. 根據權利要求1所述的X射線出射裝置，其特征在于，所述第一鏡筒內的不同第一過 濾片在照射束方向上應按照原子序數減小的順序排列；所述第二鏡筒內的不同第二過濾片 在照射束方向上應按照原子序數減小的順序排列。
10. 根據權利要求1所述的X射線出射裝置，其特征在于，所述X射線濾過裝置還包括： 第一控制電機，固定在所述固定部件上，并在上位計算機的控制下控制所述第一轉盤 轉動； 第二控制電機，固定在所述固定部件上，并在上位計算機的控制下控制所述第二轉盤 轉動。
【文檔編號】G01N23/083GK104122278SQ201410325897
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月9日 優先權日:2014年7月9日
【發明者】吳金杰, 楊元第, 蔣偉, 陳法君 申請人:中國計量科學研究院
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