X射線與導軌平行系統的製作方法

2023-04-30 14:21:16

X射線與導軌平行系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種X射線與導軌平行系統，系統包括：X射線出射裝置，具有X射線管；電離室調節裝置，具有第一導軌，用於搭設電離室或面陣平板探測器，電離室或面陣平板探測器接收X射線；其中，當X射線照射在面陣平板探測器，調整X射線管的X射線出射位置，使得X射線的光束中心與面陣平板探測器中心重合；改變面陣平板探測器與X射線出射裝置的相對距離，再次調整X射線管的X射線出射位置，使得X射線的光束中心再次與面陣平板探測器中心重合；繼續調整X射線管的X射線出射位置，直到X射線的光束中心與面陣平板探測器中心一直重合，達到X射線與第一導軌平行。發明X射線與導軌平行系統實現了方便的X射線與導軌平行。
【專利說明】X射線與導軌平行系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種X射線與導軌平行系統，尤其涉及一種用於X射線輻射場的X射 線與導軌平行系統。

【背景技術】
[0002] X射線標準輻射裝置用於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，或者調整過程複雜，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（定位雷射線）的同軸，尤其是在定位 裝置放置於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 器中心處於X射線光束中心，也無法確保其處於均勻輻射野中；同時，現有設備多為鎖死式 的，調整好射線束固定X射線管後不宜拆卸，拆卸後很難復位，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後也很難復位；同時現有技術對X射線束輻射質的過濾調 整通常採用手動切換方式，在輻射質較多情況下，無法實現較快的轉換，再者，大部分實驗 室都是一個X射線管配一個附加過濾轉盤，在使用較多的輻射束規範時需要拆卸過濾轉盤 等操作，很不方便，有的解決方案就是多配置X光機數量，，這樣對實驗室空間，控制設備等 現有設備都沒有充分利用。


【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射線與導軌平行系統，用以實 現方便的X射線與導軌平行。
[0004] 為實現上述目的，本發明提供了一種X射線與導軌平行系統，所述系統包括：
[0005] X射線出射裝置，具有X射線管，用於出射X射線；
[0006] 電離室調節裝置，具有第一導軌，所述X射線出射裝置位於所述電離室調節裝置 的一側的對應位置，用於搭設電離室或面陣平板探測器，所述電離室或面陣平板探測器接 收所述X射線；
[0007] 其中，當所述X射線照射在所述面陣平板探測器，調整所述X射線管的X射線出射 位置，使得X射線的光束中心與面陣平板探測器中心重合；改變所述面陣平板探測器與所 述X射線出射裝置的相對距離，再次調整所述X射線管的X射線出射位置，使得X射線的光 束中心再次與面陣平板探測器中心重合；繼續調整所述X射線管的X射線出射位置，直到X 射線的光束中心與面陣平板探測器中心一直重合，達到所述X射線與所述第一導軌平行。
[0008] 進一步的，所述X射線出射裝置包括：
[0009] X射線屏蔽裝置，固定在光學平臺上，包括：
[0010] 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；
[0011] 後擋板，由內側第二鉛板和外側第二鋁板粘接組成，屏蔽射向所述後擋板的X射 線光子；
[0012] 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 和後擋板接設，屏蔽射向所述兩側面擋板的X射線光子；
[0013] 上蓋，通過螺絲與所述前擋板、後擋板和兩側面擋板接設，屏蔽射向所述上蓋的X 射線光子；
[0014] 支撐架，用於支撐所述前擋板、後擋板、兩側面擋板和上蓋；
[0015] X射線調整裝置，容置在所述X射線屏蔽裝置內，包括：
[0016] 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；
[0017] 水平前後調整臺，架設在所述堅直升降調整臺上，具有第二轉軸；
[0018] 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；
[0019] 水平位移調整平臺，架設有所述X射線管，並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；
[0020] X射線濾過裝置，置於所述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：
[0021] 固定部件，固定在所述光學平臺上；
[0022] 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；
[0023] 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；
[0024] 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。
[0025] 進一步的，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於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；
[0026] 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。
[0027] 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 射線管；
[0028] 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；
[0029] 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；
[0030] 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；
[0031] 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；
[0032] 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；
[0033] 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，並在上位計 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，並在上位計 算機的控制下控制所述第二轉盤轉動。
[0034] 進一步的，所述電離室調節裝置包括：
[0035] 基座，所述基座上具有第一導軌；
[0036] 電離室位置調整裝置，包括：
[0037] -級移動載物平臺，滑設在第一導軌上，在所述第一導軌上平動，且具有第二導 軌，所述第一導軌沿所述X射線主束方向，所述第二導軌與所述第一導軌的方向垂直；
[0038] 二級移動載物平臺，滑設在所述第二導軌上，在所述第二導軌上平動；
[0039] 三級移動載物平臺，與所述二級移動載物平臺相接設，包括堅直升降調整平臺，所 述堅直升降調整平臺上具有夾具夾持電離室，用於調節所述電離室的高度；
[0040] 其中，調節一級移動載物平臺在所述第一導軌上平動，二級移動載物平臺在所述 第二導軌上平動，堅直升降調整平臺調節所述電離室高度，使得雷射中心對準所述電離室 的靈敏體積中心，所述雷射中心與所述X射線主束中心位置相同。
[0041] 進一步的，所述二級移動載物平臺包括：滑塊，與所述第二導軌滑設；絲槓，一端 與電機連接，另一端與所述滑塊連接，通過所述電機驅動絲槓帶動所述滑塊在所述第二導 軌滑動；
[0042] 所述堅直升降調整平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。
[0043] 進一步的，所述夾具包括：
[0044] 底盤座，所述底盤座具有螺紋孔，利用螺釘與支撐平臺固定；
[0045] 支撐杆，螺接在所述底盤座上，所述支撐杆的上端具有插口；
[0046] 夾具頭，所述夾具頭包括：
[0047]固定部件，所述固定部件利用連接杆插接在所述支撐杆的插口上；
[0048] 移動部件，包括金屬杆，金屬杆的一端插接在所述固定部件上，另一端利用連接件 相固定，所述連接件上開具有螺孔；夾持部，套接在所述金屬杆上；調節杆，螺接在所述螺 孔內，並且一端為調節頭，另一端與所述夾持部相固定；
[0049] 其中，調節所述調節頭時，螺設在所述螺孔內的調節杆與所述金屬杆平行移動，調 節杆帶動所述夾持部與所述固定部件共同夾持電離室。
[0050] 進一步的，所述底盤座、支撐杆、固定部件、連接杆、夾持部和連接件的材質為有機 玻璃；所述金屬杆和調節杆的材質為金屬；所述固定部件與夾持部的相對面為平面或者弧 形面，所述夾持部與固定部件的相對面為平面或者弧形面。
[0051] 進一步的，所述面陣平板探測器為空氣電離室等間距排成32X32矩陣。
[0052] 本發明X射線與導軌平行系統實現了方便的X射線與導軌平行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0053] 圖1為本發明X射線與導軌平行系統的示意圖；
[0054] 圖2A為本發明X射線與導軌平行系統的X射線出射裝置的示意圖；
[0055] 圖2B為本發明X射線與導軌平行系統的X射線出射裝置的俯視圖；
[0056] 圖3A、為本發明X射線與導軌平行系統的X射線屏蔽裝置的主視圖；
[0057] 圖3B為本發明X射線與導軌平行系統的X射線屏蔽裝置的側視圖；
[0058] 圖3C為本發明X射線與導軌平行系統的X射線屏蔽裝置的俯視圖；
[0059] 圖4A為本發明X射線與導軌平行系統的X射線調整裝置的示意圖；
[0060] 圖4B為本發明X射線與導軌平行系統的X射線調整裝置的正視圖；
[0061] 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；
[0062] 圖6A為本發明X射線與導軌平行系統的電離室調節裝置的示意圖；
[0063] 圖6B為本發明X射線與導軌平行系統的電離室調節裝置的工作狀態示意圖；
[0064] 圖7A為本發明X射線與導軌平行系統的夾具的示意圖；
[0065] 圖7B為本發明X射線與導軌平行系統的夾具頭的俯視圖。

【具體實施方式】
[0066] 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。
[0067] 圖1為本發明X射線與導軌平行系統的示意圖，如圖所示，本發明包括X射線出射 裝置1、電離室調節裝置2。
[0068] X射線出射裝置1，具有X射線管9,用於出射X射線10。電離室調節裝置2具有 第一導軌210。X射線出射裝置1位於電離室調節裝置2的一側的對應位置，用於搭設電離 室或面陣平板探測器，電離室或面陣平板探測器接收X射線。面陣平板探測器可以為空氣 電離室等間距排成32X32矩陣，也可以在矩陣的四角不設置空氣電離室。
[0069] 當X射線照射在面陣平板探測器，調整X射線管的X射線出射位置，使得X射線 的光束中心與面陣平板探測器中心重合；改變面陣平板探測器與X射線出射裝置的相對距 離，再次調整X射線管的X射線出射位置，使得X射線的光束中心再次與面陣平板探測器中 心重合；繼續調整X射線管的X射線出射位置，直到X射線的光束中心與面陣平板探測器中 心一直重合，達到X射線與第一導軌平行。
[0070] 圖2A和圖2B為本發明X射線與導軌平行系統的X射線出射裝置的示意圖和俯視 圖，如圖所示，X射線出射裝置包括：X射線屏蔽裝置11、X射線調整裝置12和X射線濾過 裝置13。X射線管9架設在X射線濾過裝置13上，X射線屏蔽裝置11、X射線調整裝置12 和X射線濾過裝置13都固定在光學平臺8上，X射線調整裝置12容置在X射線屏蔽裝置 11內。
[0071] 圖3A、圖3B和圖3C分別為本發明X射線與導軌平行系統的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111、後擋板112、兩側 面擋板113、上蓋114和支撐架。
[0072] 前擋板111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；後擋板112由內側第二鉛板和外側第二鋁板粘接組成，屏蔽射 向後擋板的X射線光子；兩側面擋板113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111和後擋板112接設，屏蔽射向兩側面擋板113的X射線光子；上蓋114通過 螺絲與前擋板111、後擋板112和兩側面擋板113接設，屏蔽射向上蓋114的X射線光子； 支撐架用於支撐前擋板111、後擋板112、兩側面擋板113和上蓋114。
[0073] 具體的，前擋板111位於X射線管發射的X射線光子的方向，因此位於前擋板111 的內側的第一鉛板的厚度是最後的，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洩 漏光子。
[0074] 後擋板112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。
[0075] 同樣，兩側面擋板113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113上開有圓孔130。
[0076] 前擋板111、後擋板112、兩側面擋板113、上蓋114 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，並且在支撐架上打孔，用於固定各 個擋板。
[0077] 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。
[0078] 圖4A和圖4B為本發明X射線與導軌平行系統的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121、水平前後調整臺122、角度調整平臺123、水平 位移調整平臺124。
[0079] 堅直升降調整臺121具有交叉的支撐臂1210和第一轉軸1211，通過轉動第一轉軸 1211改變支撐臂1210的交叉角度從而調節高度；水平前後調整臺122架設在堅直升降調 整臺121上，具有第二轉軸1221 ;角度調整平臺123穿設在第二轉軸1221上，角度調整平 臺123在第二轉軸1221上沿與X射線光束平行方向平動；水平位移調整平臺124滑設在角 度調整平臺123,沿X射線光束垂直方向平動；水平位移調整平臺124隨角度調整平臺123 轉動和角動。
[0080] 具體的，堅直升降調整臺121下部固定在承重的光學平臺上，通過旋轉第一轉軸 11帶動絲槓，調整剪形支撐臂，可實現堅直方向（Z軸）升降運動。
[0081] 水平前後調整臺122通過第二轉軸1221使得絲槓旋轉，旋轉第二轉軸1221的把 手可以帶動絲槓上的位移塊沿Y軸運動，位移塊與角度調整平臺123用螺母緊密固定。
[0082] 角度調整平臺123包括圓盤1230、鉸接結構131和光學平臺1232。圓盤1230在 下部，穿設在所述第二轉軸1221上，可調整與YZ面的夾角±5S，調整好後可鎖死。鉸接 結構1231上部與光學平臺1232連結，下部與圓盤1230連結，調整旋鈕調節鉸接結構1231， 實現光學平臺1232與水平前後調整臺122俯仰角度的調節，可選的調節範圍±3。
[0083] 水平位移調整平臺124頂部為內凹結構，可初步固定X射線管9,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126可將X 射線管牢固的固定板，為防止震動，減輕震動，防止鬆動等原因造成光管位置移動和旋轉， 卡箍126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123,實現 水平向左右位移調整。
[0084] X射線調整裝置通過採用X射線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。
[0085] 圖5為本發明X射線與導軌平行系統出射裝置的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133、第一轉盤131和第二轉盤132。
[0086] 固定部件133固定在光學平臺8上；第一轉盤131具有第一轉動軸1310和第一過 濾安裝孔1311，利用第一轉動軸1310與固定部件133軸接，第一過濾安裝孔1311內安裝有 第一鏡筒1312,第一鏡筒1312具有第一過濾片；第二轉盤132具有第二轉動軸1320和第 二過濾安裝孔1321，利用第二轉動軸1320與固定部件133軸接，第二過濾安裝孔1321內安 裝有第二鏡筒1322,第二鏡筒1322具有第二過濾片；再參見圖1所示，第一轉盤131和第 二轉盤132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。
[0087] 具體的，第一過濾安裝孔1311在第一轉盤131上等圓周角排列，第二過濾安裝孔 1321在第二轉盤132上等圓周角排列。第一轉盤131和第二轉盤132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，以便於軟體對兩個轉盤的旋轉控制。第 一轉盤131和第二轉盤132還可以具有等尺寸大小的第一過濾安裝孔1311和第二過濾安 裝孔1321，以便於等尺寸的第一過濾片和第二過濾片的加工與安裝。
[0088] 第一過濾片和第二過濾片為金屬片，材質為純度不小於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。
[0089] 再如圖所示，還包括第一控制電機134和第二控制電機135,第一控制電機135固 定在固定部件136上，並在上位計算機的控制下控制第一轉盤131轉動；第二控制電機136 固定在固定部件133上，並在上位計算機的控制下控制第二轉盤132轉動。
[0090] 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，並能夠在試驗 中方便的使用不同的過濾片及其組合，使用一臺千伏範圍大的光機就可建立多個參考輻射 質，比如ICRU治療水平X射線規範，ISO窄譜，寬譜系列防護水平規範，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。
[0091] 本發明X射線濾過裝置的具體工作過程如下：
[0092] 1、初步安裝和固定
[0093] 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 微錯位並排固定於光學平臺上，使兩個轉盤的工作位過濾孔能夠一前一後對準，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，此時處於零位（過濾孔為空）。
[0094] 2、工作
[0095] 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。
[0096] 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。
[0097] 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 制軟體設置相對應。
[0098] 3、接收和觀察
[0099] 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。
[0100] 4、繼續調節
[0101] 完成此輻射束規範的測量時，通過軟體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， 穩定後進行測量。
[0102] X射線濾過裝置的設計，很好的解決了輻射束規範多的問題，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。
[0103] 圖6A為本發明X射線與導軌平行系統的電離室調節裝置的示意圖，圖6B為本發 明X射線與導軌平行系統的電離室調節裝置的工作狀態示意圖；如圖所示，電離室位置調 整裝置包括：基座25和電離室位置調整裝置26。
[0104] 電離室位置調整裝置26包括一級移動載物平臺21、二級移動載物平臺22和三級 移動載物平臺23。
[0105] 基座25上具有第一導軌210。
[0106] -級移動載物平臺21滑設在第一導軌210上，在第一導軌210上平動，且具有第 二導軌211，第一導軌210沿X射線主束方向，第二導軌211與第一導軌210的方向垂直；二 級移動載物平臺22,滑設在第二導軌211上，在第二導軌211上平動；三級移動載物平臺23 與二級移動載物平臺22相接設，包括堅直升降調整平臺230,堅直升降調整平臺230上具有 夾具7夾持電離室，用於調節電離室的高度；調節一級移動載物平臺21在第一導軌210上 平動，二級移動載物平臺22在第二導軌211上平動，堅直升降調整平臺230調節電離室高 度，使得雷射中心對準電離室的靈敏體積中心，雷射中心與X射線主束中心位置相同。
[0107] 具體的，一級移動載物平臺21沿著X射線光束方向的X軸調整。二級移動載物平 臺22在水平面內沿著垂直於X軸方向的Y軸調整。三級移動載物平臺23沿著堅直方向的 升降調整，即是Z軸調整。
[0108] 第一導軌210固定在基座25上，基座25通過膨脹螺栓固定於地面上，且在安裝後 保證基座25的水平。基座25上表面的平面度水平度小於1mm，以保證第一導軌210和光柵 尺安裝的水平性。第一導軌210為兩平行導軌通過螺釘固定安裝於基座25上，與上方搭載 的一級移動載物平臺21通過滑塊連接。齒條安裝於基座25右側通過螺釘固定於基座25 上，齒條與第一導軌210上的一級移動載物平臺電機通過齒輪連接，用以完成整個一級移 動載物平臺21的精確移動。光柵尺安裝在基座的左邊沿，通過傳感器實現一級移動載物平 臺21X軸方向的精確定位。一級載物平臺1置於第一導軌210上方，用於二級移動載物平 臺22和三級移動載物平臺23,且包括兩條沿Y軸方向的第二導軌211。
[0109] 二級移動載物平臺22包括滑塊、絲槓和電機，滑塊與第二導軌滑設；絲槓的一端 與電機連接，另一端與滑塊連接，通過電機驅動絲槓帶動滑塊在第二導軌滑動。
[0110] 具體的，二級移動載物平臺22與第二導軌211間通過滑塊連接。絲槓與兩第二導 軌211平行，置於導軌中心，一端與電機相連，另一端固定於一級載物平臺1上（絲槓可實 現轉動），絲槓穿過固定於二級移動載物平臺22下表面類似於螺帽裝置的結構，從而通過 電機帶動絲槓轉動來實現二級移動載物平臺22在Υ軸方向的移動。
[0111] 三級移動載物平臺23包括堅直升降調整平臺，例如為剪形手動升降平臺，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。還包括精研絲槓驅動，上下兩面多孔位設計剪形手動升降平臺，配有鎖緊手輪，與二級 移動載物平臺22通過螺釘固定。堅直升降調整平臺上表面有多個螺紋孔，可實現夾具通過 螺釘固定於升降平臺上表面。
[0112] 電離室最終是通過夾具夾持住，固定於三級移動載物平臺23上。
[0113] 安裝與電離室型號相適應的夾具於三極移動載物平臺23上，取出待測量電離室 由夾具夾持固定住。連接電離室測量系統。調整二級極載物平臺和三級極載物平臺位置， 使得十字雷射中心（十字雷射中心位置即是X射線主束中心位置）照在電離室的靈敏體積 中心。
[0114] 之後打開X射線光機，設置X光機參數，轉動附加過濾轉盤於實驗所需規範處。由 步進電機軟體控制一級載物平臺進行X軸移動到工作位置。然後開始進行電離室電離電流 測量，該規範下測量完畢，保存數據。再調整X光機參數，調整X軸位置，測量不同規範。
[0115] 由於電離室的型號種類的不同，測量的規範不同，因此需要在距離X射線管的不 同位置處進行測量，也即是在測量過程中需要的X軸位置調整。由於電離室的尺寸大小的 不同，為使得電離室的靈敏體積位於X射線主束的中心位置，因此不同的電離室需要進行 不同的Υ軸和Ζ軸的位置調整。
[0116] 最終通過完成Υ軸與Ζ軸移動，實行電離室的靈敏位置處於X射線束的中心位置。 通過X軸的位置移動，完成不同電離室不同規範的測量。
[0117] 圖7Α為本發明X射線與導軌平行系統的夾具的示意圖，圖7Β為本發明X射線與 導軌平行系統的夾具頭的俯視圖，如圖所示，夾具具體包括：底盤座273、支撐杆272和夾具 頭271。夾具頭271包括固定部件2711和移動部件2710。
[0118] 底盤座273具有螺紋孔，利用螺釘與三級移動載物平臺固定；支撐杆272螺接在底 盤座273上，支撐杆272的上端具有插口。
[0119] 固定部件2711利用連接杆27110插接在支撐杆272的插口上。移動部件2710包括 金屬杆27100,金屬杆27100的一端插接在固定部件2711上，另一端利用連接件7101相固 定，連接件7101上開具有螺孔27102 ;夾持部27103套接在金屬杆27100上；調節杆27104 螺接在螺孔27102內，並且一端為調節頭27105,另一端與夾持部27103相固定。
[0120] 調節調節頭27105時，螺設在螺孔27102內的調節杆27104與金屬杆27100平行 移動，調節杆27104帶動夾持部27103與固定部件2711共同夾持電離室。
[0121] 具體的，底盤座273的材料是機玻璃，為一直徑10釐米，厚1釐米的圓盤，具有9 個小螺紋孔呈圓形分布，通過螺釘實現底盤座273與支撐平臺的固定。底盤座273中心有 1稍大螺紋孔，可實現支撐杆272擰入，用於固定支撐杆272。
[0122] 支撐杆272的材料為有機玻璃，支撐7桿2下端杆面帶有螺紋，可擰入底盤座273。 支撐杆272上端為中空管裝結構為插口，可實現夾具頭271的連接杆27110的插入，通過連 接杆27110上端側面擰入固定部件2711實現固定鎖死。
[0123] 固定部件2711為一方形有機玻璃體。夾持部27103套接在金屬杆27100上，可以 沿著金屬杆移動，具體移動行程由調節杆27104決定，利用調節頭27105旋轉調節杆27104， 以實現夾持部27103接近和遠離固定部件2711，實現夾持功能。
[0124] 工作過程具體如下：
[0125] 初步安裝：經螺釘固定底座盤與電離室三維調節平臺上，根據電離室大小，選擇特 定高度支撐杆擰入底座盤。根據電離室型號，選擇不同夾具頭。
[0126] 夾具頭的夾持部和固定部件的相對面可以根據不同型號和形狀的電離室進行不 同的選擇，例如固定部件與夾持部的互相相對面為互相平行的平面，或者相對稱弧形面，或 者平行弧面。
[0127] 安裝好夾具之後，放入電離室於夾具移動部件和固定部件之間。擰緊螺紋杆，固定 好電離室。
[0128] 因電離室型號大小不同，因此本發明的夾具需要把電離室固定於不同的位置，則 可以選擇不同長度的支撐杆。因為電離室的特殊外形結構，則可以選擇不同的夾具頭。最 終完成電離室的固定。
[0129] 圖8為本發明X射線與導軌平行系統的雷射器調整裝置的示意圖，如圖所示，雷射 器調整裝置具體包括：支撐杆31、夾持器32、直角塊33、平移臺34、升降臺35、旋轉臺36、角 位移臺37和夾持器38。
[0130] 夾持器32利用齒輪結構與所述支撐杆齒接，在所述支撐杆上堅直移動；直角塊33 與所述夾持器32固定連接；平移臺34固定在所述直角塊33上；升降臺35與所述平移臺 34相接設，在所述平移臺34的驅動下沿X射線光束方向垂直平動；旋轉臺36與所述升降臺 35相接設，在所述升降臺35的驅動下沿堅直方向平動；角位移臺37與所述旋轉臺36相接 設，在所述旋轉臺36的驅動下旋轉；夾持器38與所述角位移臺37相固定，夾持雷射器6,在 所述角位移臺37的驅動下產生角位移，使所述雷射器6產生的雷射十字中心始終與所述X 射線光束在自顯影膠片產生的圓形光斑的中心對準，從而使得雷射器的雷射十字中心與所 述X射線光束中心一致。
[0131] 具體的，
[0132] 支撐杆31底部固定盤上有4個螺紋孔，可擰入螺絲與光學平臺固定在一起；堅直 方向整個杆面上具有齒條結構，實現夾持器在整個杆上的上下移動。
[0133] 夾持器32有齒輪結構，與支撐杆31齒條銜接，實現夾持器32上下移動。達到工 作位置時，擰緊螺栓，實現位置鎖死。夾持器32與直角塊33通過螺釘連接實現夾持器32 與直角塊33的同步。
[0134] 直角塊33兩個直角面，一個面與夾持器32連接，另一個面作為固定平臺搭載平移 臺34,通過螺釘實現直角塊33和平移臺34的固定於連接。
[0135] 平移臺34是精密平移臺，與上下機構均為螺釘固定連接。驅動位置是側面驅動。 驅動方式誰細牙螺杆/微分頭。實現25_行程，精度可達0. 003_的調節。
[0136] 升降臺35為精密升降臺，與上下機構均為螺釘固定連接。驅動方式：細牙螺杆/ 微分頭。實現25mm行程，精度可達0.005mm的調節。
[0137] 旋轉臺36為精密旋轉臺，與上下機構均為螺釘固定連接。驅動方式：細牙螺杆/ 微分頭。粗調節：360度，解析度：0. 009度。
[0138] 角位移臺37與上下機構均為螺釘固定連接。實現±10度的角度調節。
[0139] 夾持器38,通過螺釘固定於角位移臺37上，夾持器38從中心分為上下兩半，通過 螺釘連接上下兩部分，需要夾持雷射器6放於夾具中心孔。
[0140] 9雷射器，產生一相互垂直的十字形雷射射出。固定於夾持器38中心。
[0141] 具體工作過程如下：
[0142] 1、安裝過程
[0143] 把雷射器調整裝置置於正對X光機的導軌平臺末端。打開雷射器調整夾持器高度 使得雷射十字中心大致對準X光機出光孔中心，支撐杆於導軌平臺上。在測量平臺上安放 一垂直於X射線束的自顯影膠片，打開X光機後，經過輻射會在膠片上產生一圓形光斑（即 是X射線照射野的一個參考面），然後微調平移臺、升降臺、旋轉臺、角位移臺，使得雷射十 字中心對準膠片參考野中心。然後，沿著導軌方向移動膠片，保證雷射中心始終在膠片輻射 野中心，也即是保證了雷射十字中心始終為X射線束中心。從而實現工作中待測量電離室 等儀器精確定位。同時，也可以放一雷射調製裝置於導軌平臺側面，發射一堅直線狀雷射， 實現某些測量位置與X光機距離的精確定位。
[0144] 2、工作過程
[0145] 在有儀器或樣品待測量時，打開導軌末端和側端雷射器，放置待測儀器於測量平 臺上，調整測量平臺位置，使得待測儀器位於末端雷射器發射的十字雷射中心點，和側端特 定距離雷射器發射的堅直雷射線上。末端雷射十字交叉點位置即為X射線束射線中心位 置，側面堅直雷射位置即是特定距離的測量位。
[0146] 雷射器調整裝置也稱為末端雷射器，主要作用即是逆向模擬X光的射出過程，使 不可見有危險的X射線成為可見的雷射線。從而可以肉眼知道X射線束中心通過的位置， 來實現各待測儀器的定位。是X射線光機產生的射線是類似於電筒光一樣的錐狀光束，而 雷射僅僅是線條。因此導軌尾端發射的十字狀雷射交叉點僅能體現出某個輻射參考面的中 心位置。
[0147] 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，並不用於限定本發明 的保護範圍，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 在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種X射線與導軌平行系統，其特徵在於，所述系統包括： X射線出射裝置，具有X射線管，用於出射X射線； 電離室調節裝置，具有第一導軌，所述X射線出射裝置位於所述電離室調節裝置的一 側的對應位置，用於搭設電離室或面陣平板探測器，所述電離室或面陣平板探測器接收所 述X射線； 其中，當所述X射線照射在所述面陣平板探測器，調整所述X射線管的X射線出射位 置，使得X射線的光束中心與面陣平板探測器中心重合；改變所述面陣平板探測器與所述X 射線出射裝置的相對距離，再次調整所述X射線管的X射線出射位置，使得X射線的光束中 心再次與面陣平板探測器中心重合；繼續調整所述X射線管的X射線出射位置，直到X射線 的光束中心與面陣平板探測器中心一直重合，使得所述X射線與所述第一導軌平行。
2. 根據權利要求1所述的X射線與導軌平行系統，其特徵在於，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； 後擋板，由內側第二鉛板和外側第二鋁板粘接組成，屏蔽射向所述後擋板的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後 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、後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，用於支撐所述前擋板、後擋板、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； 水平前後調整臺，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，並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，置於所述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。
3. 根據權利要求2所述的X射線與導軌平行系統，其特徵在於，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於所 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； 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2所述的X射線與導軌平行系統，其特徵在於，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射線管； 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； 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； 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； 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； 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； 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，並在上位計算機 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，並在上位計算機 的控制下控制所述第二轉盤轉動。
5. 根據權利要求1所述的X射線與導軌平行系統，其特徵在於，所述電離室調節裝置包 括： 基座，所述基座上具有第一導軌； 電離室位置調整裝置，包括： 一級移動載物平臺，滑設在第一導軌上，在所述第一導軌上平動，且具有第二導軌，所 述第一導軌沿所述X射線主束方向，所述第二導軌與所述第一導軌的方向垂直； 二級移動載物平臺，滑設在所述第二導軌上，在所述第二導軌上平動； 三級移動載物平臺，與所述二級移動載物平臺相接設，包括堅直升降調整平臺，所述堅 直升降調整平臺上具有夾具夾持電離室，用於調節所述電離室的高度； 其中，調節一級移動載物平臺在所述第一導軌上平動，二級移動載物平臺在所述第二 導軌上平動，堅直升降調整平臺調節所述電離室高度，使得雷射中心對準所述電離室的靈 敏體積中心，所述雷射中心與所述X射線主束中心位置相同。
6. 根據權利要求5所述的X射線與導軌平行系統，其特徵在於： 所述二級移動載物平臺包括：滑塊，與所述第二導軌滑設；絲槓，一端與電機連接，另 一端與所述滑塊連接，通過所述電機驅動絲槓帶動所述滑塊在所述第二導軌滑動； 所述堅直升降調整平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。
7. 根據權利要求5所述的X射線與導軌平行系統，其特徵在於，所述夾具包括： 底盤座，所述底盤座具有螺紋孔，利用螺釘與支撐平臺固定； 支撐杆，螺接在所述底盤座上，所述支撐杆的上端具有插口； 夾具頭，所述夾具頭包括： 固定部件，所述固定部件利用連接杆插接在所述支撐杆的插口上； 移動部件，包括金屬杆，金屬杆的一端插接在所述固定部件上，另一端利用連接件相固 定，所述連接件上開具有螺孔；夾持部，套接在所述金屬杆上；調節杆，螺接在所述螺孔內， 並且一端為調節頭，另一端與所述夾持部相固定； 其中，調節所述調節頭時，螺設在所述螺孔內的調節杆與所述金屬杆平行移動，調節杆 帶動所述夾持部與所述固定部件共同夾持電離室。
8. 根據權利要求5所述的X射線與導軌平行系統，其特徵在於，所述底盤座、支撐杆、固 定部件、連接杆、夾持部和連接件的材質為有機玻璃；所述金屬杆和調節杆的材質為金屬； 所述固定部件與夾持部的相對面為平面或者弧形面，所述夾持部與固定部件的相對面為平 面或者弧形面。
9. 根據權利要求1所述的X射線與導軌平行系統，其特徵在於，所述面陣平板探測器為 空氣電離室等間距排成32X32矩陣。
【文檔編號】G01T1/00GK104101892SQ201410325978
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月9日 優先權日:2014年7月9日
【發明者】吳金傑, 陳法君, 蔣偉, 李兵 申請人:中國計量科學研究院