專利名稱：便攜式x射線探傷儀的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種用于工業探傷和醫療診斷的便攜式X射線探傷儀。
已有技術中，美國專利4142101描述了一種小型的X光透視儀(已有產品出售、商標號為LiXi)，它采用近貼平板型像增強器，結構由可見光屏蔽層、閃爍體材料層、輸入光纖面板、S－20光電陰極、微通道板、P－20熒光屏和輸出光纖面板組成。由于光電陰極只接收可見光，入射的x射線轉換成可見光后才能在S－20光電陰極上激發出光電子，所以不能省去可見光屏蔽層、閃爍體材料層和輸入、輸出光纖面板；中國科學院上海光機所的實用新型專利80207274－6是一種手提式袖診x光透視儀。它是針對美國專利4142101存在的問題，對x射線源、轉換器和像增強器進行了改進，提供了一臺體積小、使用方便、壽命長、圖像清晰的x光透視儀。它因為采用了x射線管作射線源，避免了因使用放射性同位素材料帶來的麻煩，而且降低了成本。但手提式袖診x光透視儀還存在下列缺點(1)使用光錐形轉換器、靜電聚焦型像增強器，結構中增加了閃爍體材料層、光錐耦合器和可見光屏蔽層、輸入輸出光纖面板，結構復雜，而且帶來x射線轉換損耗；(2)由于采用光錐耦合器、小口徑微通道板，則必須用光學放大系統，使成本增加并增大了圖像失真；(3)靜電聚焦型像增強器，雖然能夠提高像增強器的增益和保證圖像質量，但增加了電子聚焦極，制造工藝復雜，而且必須使用龐大而昂貴的真空傳遞裝置才能制造光電陰極，成品率較低，而且輸出倒像，給使用帶來不便；(4)x射線管管壓僅30－40KV、管流僅60－100μA，源強較低，只能局限于人體四肢骨骼的透視。
本實用新型的目的就是為了克服手提式袖診x光透視儀和美國專利x光透視儀存在的上述缺點，改進像增強器，變二次轉換為一次轉換，省去轉換器、光學放大系統、提高x射線源強度，提供一臺既可用于醫療診斷、又可用于工業探傷的結構簡單、體積小、重量輕、用途廣、使用和攜帶方便的便攜式x射線探傷儀。
本實用新型便攜式x射線探傷儀由外殼、支撐臂、x射線源、像增強器和電源組成。其特征在于像增強器是采用由x射線直接轉換成光電子的一次轉換的x光像增強器。其結構是把光電陰極、微通道板和熒光屏三者封裝在真空玻璃殼內(真空度為1×10－7乇以上)，玻璃殼前后為平面玻璃板作輸入、輸出窗。光電陰極、微通道板、熒光屏三者口徑大小相等、三者相互平行排列，光電陰極與微通道板之間的距離為0.3－0.4mm；微通道板與熒光屏之間的距離為1.2－1.4mm，光電陰極采用納激活的CsI(Na)材料，它接收x射線后直接轉換成光電子，因此，它的前面無需再加一個將x射線轉換成可見光的轉換器(前面兩項專利無論平板型還是光錐型的均需要將x射線轉換成可見光)。它發射的光電子在電場作用下入射到微通道板入口處，并在微通道板內0.8－1.0KV電壓的電場作用下使光電子數得到近千倍的增加，倍增后的光電子又在微通道板輸出端和熒光屏之間的4.5－7.5KV電壓電場作用下入射到熒光屏上，由于熒光屏的口徑與微通道板的口徑相同，在電場加速下，光電子幾乎可以沒有損耗地入射到熒光屏上，激發出足夠強的可見光，通過輸出窗能夠觀察到清晰的圖像，所以熒光屏后面也無需再加光學放大系統。
本實用新型采用實芯微通道板，既便于清洗處理，又可避免雜物堵塞某些通道形成死眼，以致導致在熒光屏上產生黑斑。
本實用新型的整機裝配成臺式或者手舉式兩種形式。支撐臂兩端有固定x光射線源和x光像增強器的固定底座，臺式的支撐臂中間位置上帶有固定柄。可將探傷儀固定在工作臺或其它臺子上，固定柄上裝有上下移動的升降機構，使機身上下移動。支撐臂的固定底座一端用于固定x射線源，另一端用于固定x光像增強器，因此支撐臂能夠保證x射線源和x光像增強器處于同一軸線上，并能保證兩者之間的距離。
對于臺式探傷儀，由x射線光源輸出窗口至x光像增強器輸入窗之間的距離是400mm以上，手舉式探傷儀的工作距離是150mm至400mm之間。手舉式探傷儀的支撐臂中間位置上有便于操作的握柄。
本實用新型的x射線管的電壓為45KVP－75KVP，電流是60μA－350μA，連續可調。由此電流、電壓可以保證上述臺式或手舉式的工作探傷距離，因此，本新型的探傷范圍，不僅可以探查人體的四肢，還可擴展到全身；既可用于人體內金屬異物的探查，還可用于半導體工業、電子工業和材料工業的探傷。x射線管的電流加到最大值(350μA)時，在正常操作下，仍然不會引起射線燒傷。
本實用新型的優點(1)由于采用了由鈉激活CsI(Na)的材料作為光電陰極制作的x光像增強器，x射線直接入射到光電陰極上激發出光電子，免去了x射線的轉換，即變二次轉換為一次轉換，省去了轉換器；(2)x光像增強器的輸入輸出窗口、光電陰極、微通道板和熒光屏的口徑都相同，可省去光錐耦合器(國產φ50－φ25的光錐每只500元)和光學放大系統，既簡化了結構，又避免了圖像失真；(3)本新型采用臺式、手舉式兩種結構，探傷的范圍擴大，x射線源強度提高，使用范圍從人體的四肢骨骼透視擴展到全身，還可用于人體內金屬異物的探查和工業上探傷；(4)本新型由于不用聚焦型結構的像增強器和光學放大系統，輸出圖像為正像，使用方便；(5)本新型由于省去了x射線轉換器、光錐耦合器、光學放大系統、輸入輸出光纖面板，使結構簡化、成本降低、便于操作、重量減輕、更便于攜帶。
圖1為便攜式x射線探傷儀臺式結構示意圖。
1－x射線管2－鉛屏蔽層3－x射線源外殼4－鉛輸出光欄5－x光像增強器6－x光像增強器外殼7－遮光罩8－臺式支撐臂9－固定柄10－固定x射線源底座11－固定x光像增強器底座圖2為圖1中固定柄9的A－A剖視圖
12－升降機構13－固緊螺釘圖3為手舉式x射線探傷儀結構示意圖14－手舉式支撐臂15－握柄圖4為x光像增強器結構示意圖16－x射線輸入窗17－光電陰極18－微通道板19－玻璃外殼20－熒光屏21－輸出窗22－光電陰極電極23－微通道板輸入電極24－微通道板輸出電極25－熒光屏電極本實用新型的實施例實施例1是臺式結構x射線探傷儀，如圖1所示；實施例2是裝配成手舉式結構探傷儀，如圖3所示；x光像增強器的結構如圖4所示，由玻璃輸入窗14、光電陰極15、微通道板16、熒光屏18、輸出窗19和玻璃外殼17組成，外殼內真空度為6×10－8乇，光電陰極材料為鈉激活的CsI(Na)，微通道板用實芯板，熒光屏為P－20熒光材料，輸入、輸出窗、光電陰極、熒光屏和微通道板的有效口徑均為φ50mm，x光像增強器光電陰極通過電極20加電壓－1.5至－3.5KV；微通道板輸入端通過電極21加電壓－0.8至－1.0KV，微通道板輸出端通過電極22接地，熒光屏通過電極23加電壓4.5至7.5KV。
圖1、圖2為整機結構示意圖，圖中1、2、3、4是組成一體的x射線發射源(電源另外供給)，x射線管1是直徑φ25mm、長70mm的玻璃管子，焦點0.3mm×0.3mm，陰極燈絲電壓2.7±0.6V、電流1.5A可調，鎢陽極，真空度高于5×10－6乇；鉛屏蔽層2采用厚1.3mm的鉛板制成；x射線源外殼3為厚1mm、直徑φ100mm、長100mm的鍍鋅鐵皮筒，內封裝x射線管1、鉛屏蔽層2和供x射線管陽極高壓的逆變、倍壓元件和燈絲變壓器、并灌滿電容器油作絕緣和散熱用；x光輸出光欄4厚為3mm的鉛板，其輸出孔經限制出射的x射線只充滿x光像增強器的φ50mm輸入窗；圖中5、6、7為封裝一體的x射線接收、顯示器，遮光罩7用聚礬材料制作并呈喇叭狀，用以遮檔雜散光，以保證在明亮環境中可以觀察探查的圖像。
整機臺式長500mm、寬480mm、高500mm、上下移動距離300mm、重量不大于4Kg；手舉式長300mm、寬120mm、高150mm、重量不大于2.5Kg；整機熒光屏亮度大于20尼特、分辨率優于每毫克4線對。
權利要求1.一種用于醫療診斷和工業探傷的便攜式X射線探傷儀。由外殼、帶有握柄的支撐臂、X射線源、像增強器和電源組成。其特征在于像增強器是由一玻璃殼內置有口徑相等、平行排列的鈉激活CsI(Na)材料制作的光電陰極、實芯板的微通道板、熒光屏、平面的輸入和輸出窗所組成的X光像增強器，支撐臂兩端有固定X射線源和X光像增強器的固定底座，中間的握柄是帶有升降機構的固定柄，由X射線光源輸出窗口至X光像增強器輸入窗之間的距離大于150mm。
專利摘要本實用新型提供一臺用于醫療診斷和工業探傷的便攜式O射線探傷儀。由外殼、支撐臂、O射線源、像增強器和電源組成。其特征在于像增強器是采用O射線直接轉換成光電子一次轉換的O光像增強器。本實用新型具有臺式和手舉式兩種形式、均具結構簡單、體積小、重量輕、使用靈活、攜帶方便、壽命長、圖像清晰、對工作人員不會產生射線損傷、適宜于批量生產等優點。
文檔編號G01N23/18GK2035888SQ88217599
公開日1989年4月12日 申請日期1988年10月11日 優先權日1988年10月11日
發明者余加進, 于長海, 馮政新, 曹金洲, 王黎君, 翁明亮 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所