CN107817257A - 用于零件检查的x射线后向散射 - Google Patents

Abstract

本文描述用于零件(110)的无损检查的X射线后向散射装置(10/100/109)。该装置包括X射线发射器(12)和波带片(102)。X射线发射器(12)包括X射线防护罩(24)、真空管(28)、阴极(30)和阳极(32)。X射线防护罩(24)具有发射孔(26)。真空管(28)在X射线防护罩(24)内。阴极(30)和阳极(32)被封装在真空管(28)内。阴极(30)生成电子发射。阳极(32)相对阴极(30)安置以接收电子发射并且将电子发射转换为硬性X射线发射，并且阳极(32)相对发射孔(26)安置以引导硬性X射线发射的至少一部分通过发射孔。波带片(102)在X射线防护罩(24)外部并且相对发射孔(26)安置以接收硬性X射线发射的该部分并且将该部分聚焦为聚焦硬性X射线发射。

Description

用于零件检查的X射线后向散射

技术领域

本公开总体涉及零件的无损检查，并且更具体地涉及利用X射线后向散射装置、系统和方法的零件的检查。

背景技术

当不期望损坏要检查的零件时，一些检查技术(诸如无损测试、外物检测、部位的非线性检查等等)被采用。某些X射线检查技术提供零件的穿透扫描或检查。这样的X射线检查技术被用于各种应用中，诸如祖国安全、油气开采和精炼、管道检查、运输、汽车、航空、海事、采矿、航运和贮存，以及其他应用。

一些检查技术利用从零件的一侧穿过零件到达零件的相对侧的X射线的检测。然而，在其他检查技术中(诸如X射线后向散射技术)，从零件反射回来的X射线(例如，后向散射的X射线)被检测并且随后被用于生成零件的图像或分析。后向散射的X射线的模式和强度取决于零件的材料和组织。因此，后向散射的X射线的模式和强度可以被用于生成图像，依赖于该图像确定零件的质量、特性或瑕疵。

通常，通过X射线后向散射技术生成的图像的质量与X射线冲击要被检查的零件处的X射线的功率密度相对应。例如，更高的功率密度通常导致更高的图像质量。然而，根据常规技术，在与零件冲击的点处X射线的功率密度的增加通常与可能不期望的效果的增加相对应，诸如热量生成、能量消耗、重量以及组件和操作成本等的增加。

发明内容

本申请的主题响应于该领域的现状，并且特别响应于传统X射线后向散射设备的缺点(其还没有通过当前可用技术被完全解决)而开发。因此，本申请的主题被开发以提供具有波带片的后向散射设备和相关联的装置、系统和方法，其克服现有技术的上述缺点中的至少一些。

本文公开一种用于零件的无损检查的X射线后向散射装置。该装置包括X射线发射器和波带片。X射线发射器包括X射线防护罩、真空管、阴极和阳极。X射线防护罩具有发射孔。真空管在X射线防护罩内。阴极被封装在真空管内并且选择性地可操作以生成电子发射。阳极被封装在真空管内，并且相对于阴极安置以接收电子发射并将来自阴极的电子发射转换成硬性X射线流。在一个实施例中，如果流的X射线具有大于5-10keV的能量等级，则X射线流被定义为硬性X射线流。在另一实施例中，如果X射线流具有超过50keV的能量等级，则X射线流是硬性X射线流。在进一步的实施例中，如果流的X射线具有在约60keV和约80keV之间的能量等级，则X射线流是硬性X射线流。在其他实施例中，硬性X射线流包括具有大于80keV的能量等级的X射线。阳极相对于发射孔安置以引导硬性X射线流的至少一部分通过发射孔。波带片在X射线防护罩外部并且相对于发射孔安置。波带片从X射线防护罩的发射孔接收硬性X射线流的该部分，并且将从发射孔接收的硬性X射线流的该部分聚焦成为聚焦硬性X射线流。本段落的前述主题描述本公开的示例1的特征。

波带片包括多个菲涅尔区。本段落的前述主题描述本公开的示例2的特征，其中示例2也包括根据上述示例1所述的主题。

波带片的多个菲涅尔区中的至少一个具有与波带片的焦距相对应的至少一个半径。本段落的前述主题描述本公开的示例3的特征，其中示例3也包括根据上述示例1或2中的任一个所述的主题。

波带片至少部分地由碳纳米管制造。本段落的前述主题描述本公开的示例4的特征，其中示例4也包括根据上述示例1-3中的任一个所述的主题。

波带片至少部分地由铅制造。本段落的前述主题描述本公开的示例5的特征，其中示例5也包括根据上述示例1-4中的任一个所述的主题。

波带片包括表面镀层(plating)。本段落的前述主题描述本公开的示例6的特征，其中示例6也包括根据上述示例1-5中的任一个所述的主题。

表面镀层是金。本段落的前述主题描述本公开的示例7的特征，其中示例7也包括根据上述示例1-6中的任一个所述的主题。

硬性X射线流具有在约60keV和约80keV之间的能量等级。本段落的前述主题描述本公开的示例8的特征，其中示例8也包括根据上述示例1-7中的任一个所述的主题。本文也公开一种用于零件的无损检查的X射线后向散射系统。该系统包括底座、X射线发射器、检查滤波器和波带片。X射线发射器被连接到底座。检查滤波器被可移动地连接到底座，并且选择性地可操作以接收来自X射线发射器的硬性X射线发射，并且使硬性X射线发射的至少一部分穿过检查滤波器中的滤波器孔到达零件上的可选位置。波带片被插入在X射线发射器和检查滤波器之间。波带片从X射线发射器接收硬性X射线发射并且修改从X射线发射器接收的硬性X射线发射的波束模式。本段落的前述主题描述本公开的示例9的特征。该系统进一步包括被连接到底座并且选择性地可操作以检测从零件后向散射的硬性X射线的检测器。本段落的前述主题描述本公开的示例10的特征，其中示例10也包括根据上述示例9所述的主题。

波带片相对于X射线发射器是可移动的，以进一步修改从X射线发射器接收的硬性X射线发射的波束模式。本段落的前述主题描述本公开的示例11的特征，其中示例11也包括根据上述示例9或10中的任一个所述的主题。

X射线发射器和波带片相对于底座是可调整的，以相对于底座修改发射方向。本段落的前述主题描述本公开的示例12的特征，其中示例12也包括根据上述示例9-11中的任一个所述的主题。

底座包括可操作以相对于零件移动底座的机动性系统。本段落的前述主题描述本公开的示例13的特征，其中示例13也包括根据上述示例9-12中的任一个所述的主题。

机动性系统包括滚轮、轮胎、导轨、轨道、滚筒、缆绳、滑轮、马达、滑道(slide)和轴承中的至少一种。本段落的前述主题描述本公开的示例14的特征，其中示例14也包括根据上述示例9-13中的任一个所述的主题。

该系统进一步包括控制单元，用于控制波带片相对于X射线发射器或相对于检查滤波器的位置。本段落的前述主题描述本公开的示例15的特征，其中示例15也包括根据上述示例9-14中的任一个所述的主题。

检查滤波器包括具有多个孔的可转动环。该多个孔中的至少一个不同于该多个孔中的另一个。本段落的前述主题描述本公开的示例16的特征，其中示例16也包括根据上述示例9-15中的任一个所述的主题。

本文也公开一种通过X射线后向散射进行零件的无损检查的方法。该方法包括在波带片处从X射线发射器接收硬性X射线发射。该方法也包括用波带片将硬性X射线发射聚焦成为聚焦硬性X射线流。该方法也包括用波带片将聚焦硬性X射线流的至少一部分引导通过检查滤波器的第一滤器孔并且到达零件的第一部分上。本段落的前述主题描述本公开的示例17的特征。

该方法进一步包括调整检查滤波器相对于波带片的取向，使得聚焦硬性X射线流被引导通过检查滤波器的第二滤波器孔并且到达零件的第二部分上。第二滤波器孔不同于第一滤波器孔。本段落的前述主题描述本公开的示例18的特征，其中示例18也包括根据上述示例17所述的主题。

将硬性X射线发射聚焦包括将硬性X射线发射聚焦约30％和约40％之间。本段落的前述主题描述本公开的示例19的特征，其中示例19也包括根据上述示例17和18中的任一个所述的主题。

被引导通过第一滤波器孔的聚焦硬性X射线流的一部分构成来自X射线发射器的硬性X射线发射的约60％和约70％之间。本段落的前述主题描述本公开的示例20的特征，其中示例20也包括根据上述示例17-19中的任一个所述的主题。

被描述的本公开的主题的特征、结构、优势和/或特性可以以任何适当的方式在一个或更多个实施例和/或实施方式中被组合。在下列说明中，许多具体细节被提供以给予本公开的主题的实施例的透彻理解。相关领域技术人员将认识到，本公开的主题可以在没有特定实施例或实施方式的具体特征、细节、组件、材料和/或方法中的一个或更多个的情况下被实施。在其他情况下，可能没有存在于全部实施例或实施方式中的附加特征和优势可以在某些实施例和/或实施方式中被认识到。进一步地，在一些情况下，众所周知的结构、材料或操作未被示出或详细描述，以避免使本公开的主题的方面模糊不清。本公开的主题的特征和优势将从以下说明和所附权利要求中更全面地显现，或可以通过如下文阐述的主题的实施来获知。

附图说明

为了使主题的优势可以被更容易地理解，如上简要描述的主题的更多具体描述将通过参考在附图中示出的具体实施例来呈现。应理解，这些绘图仅描绘主题的典型实施例，并且因此不被认为是该主题的范围的限制，该主题将通过使用附图用附加的特性和细节来描述和说明，在附图中：

图1A是根据本公开的一个或更个多实施例的X射线后向散射装置的示意图；

图1B是根据本公开的一个或更多个实施例的图1的X射线后向散射装置的X射线发射器的示意图；

图2A是根据本公开的一个或更多个实施例的X射线后向散射装置的示意性截面侧视图；

图2B是根据本公开的一个或更多个实施例的图2A的X射线后向散射装置的X射线发射器的示意性截面侧视图；

图2C是根据本公开的一个或更多个实施例的图2A的X射线后向散射装置的示意性侧视图；

图3是根据本公开的一个或更多个实施例的X射线后向散射系统的示意性侧视图；

图4是根据本公开的一个或更多个实施例的波带片的透视图和截面侧视图；

图5是根据本公开的一个或更多个实施例的波带片的扫描电子显微镜显微图片；以及

图6是根据本公开的一个或更多个实施例的通过X射线后向散射进行零件的无损检查的方法的示意性流程图。

具体实施方式

贯穿本说明书对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的提及，意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。贯穿本说明书的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”以及类似的语言的出现，可能但不一定都指的是相同的实施例。类似地，术语“实施方式”的使用意指具有结合本公开的一个或更多个实施例描述的特定特征、结构或特性的实施方式，然而，在没有明确的相关性以便以其他方式指示时，实施方式可以与一个或更多实施例有关。

参考图1A，X射线后向散射装置10被示出。X射线后向散射装置10包括用以产生入射X射线发射14的X射线发射器12、具有多个滤波器孔18以产生经滤波的X射线发射20的检查滤波器16，以及底座22。

X射线发射器12被连接到底座22。X射线发射器12生成入射X射线发射14并且将入射X射线发射14靠近滤波器孔18投射到检查滤波器16上。只有入射X射线发射14的一部分(即，经滤波的X射线发射20)穿过滤波器孔18。经滤波的X射线发射20随后被用于检查零件或其他物体。如所描绘的实施例所示，经滤波的X射线发射20是相对小百分比的由X射线发射器12生成的入射X射线发射14。这样，经滤波的X射线发射20的功率密度(其是X射线冲击零件并且可用于零件的检查的功率密度)小于入射X射线发射14的功率密度。因此，在一些情况下，由X射线发射器12生成的大多数入射X射线发射14在检查滤波器16处损耗。为了补偿功率密度的损耗，在一些情况下，X射线发射器12生成具有比在零件处所需的功率密度大得多的功率密度的入射X射线发射14，这导致降低的效率。

图1B示出图1A的X射线后向散射装置10的X射线发射器12。X射线发射器12包括X射线防护罩24。此外，X射线防护罩24包括发射孔26。除具有发射孔26以外，X射线防护罩24还封装真空管28。真空管28封装阴极30和阳极32。阴极30和阳极32通过铅片40连接到电压源。阴极30被进一步地连接到灯丝电源线42并且选择性地可操作以生成电子发射，该电子发射在阳极32处被接收。阳极32从阴极30接收电子发射并且生成硬性X射线流。硬性X射线流被朝向X射线防护罩24的发射孔26引导。来自阳极32的硬性X射线流的一部分穿过发射孔26而硬性X射线流的分离部分被X射线防护罩24阻挡。穿过发射孔26的硬性X射线流的该部分是入射X射线发射14。

在所示的表示中，X射线发射器12的阳极32是转动阳极。然而，在其他表示中，X射线发射器12的阳极32不转动。阳极32可以是被连接到转子34的钨阳极。转子34由转子支撑件36支撑并且可以用便于在转子34和转子支撑件36之间的相对转动的轴承或其他结构连接到转子支撑件36。转子34由马达38驱动。通过对马达38施加电信号而产生的磁场对转子34施加力，以转动转子34和阳极32。

在所示的实施例中，如结合图1A所描述的，入射X射线发射14随后到达检查滤波器16。由于入射X射线发射14的相对不聚焦性和滤波器孔18的相对小的尺寸，只有到达检查滤波器16的入射X射线发射14的一部分穿过滤波器孔18。换句话说，穿过滤波器孔18的入射X射线发射14的该部分(即，经滤波的X射线发射20)相对于入射X射线发射14是小的，并且相比于在离开发射孔26之前由阳极32生成的X射线甚至更小。

图2A是X射线后向散射装置100的示意性截面图。X射线后向散射装置100包括与图1A的X射线后向散射装置10的特征类似的特征，其中相同编号指代相同特征/特征件。然而，图2A的X射线后向散射装置100提供超越图1A的X射线后向散射装置10的优势。例如，X射线后向散射装置100包括插入在X射线发射器12和检查滤波器16的滤波器孔18之间的波带片102。通常，波带片从X射线发射器12接收入射X射线发射14并且将入射X射线发射14聚焦成为聚焦X射线发射104。聚焦X射线发射104由波带片102朝向检查滤波器16的滤波器孔18引导。聚焦X射线发射104的一部分穿过滤波器孔18以限定经滤波的X射线发射20。通过在穿过检查滤波器16的滤波器孔18之前首先将入射X射线发射14聚焦成为聚焦X射线发射104，较高数量或浓度的X射线以及因此较高功率密度的X射线穿过滤波器孔18并且冲击要检查的零件。因此，由于波带片102，相比于用X射线后向散射装置10，用X射线后向散射装置100转换成为经滤波的X射线发射20的入射X射线发射14的一部分更大。

因此，为了实现经滤波的X射线发射20的相同功率密度，相比于X射线后向散射装置10，X射线后向散射装置100可以生成具有更低的能量密度的入射X射线发射14，这促进某些优势。例如，相比于X射线后向散射装置10，X射线后向散射装置100促进下列中的一项或多项：更宽范围的X射线成像、更大的视域、更大的检查角、提高的图像分辨度、提高的图像清晰度、横向扫描所需的减少的数量、动态视域和瞬时视域、降低的图像失真、在成像拐角处降低的枕形效应(pin-cuhsion)、降低的电源要求、降低的冷却要求、减小的系统重量、减小的系统尺寸、改进的轻便性、用于更广泛的测试情景的改进的耐久性，以及改进的部件寿命。

如本文所使用的，聚焦X射线发射104可以包括下列的任何X射线发射或X射线流：其中聚焦X射线发射104的X射线的至少一部分被波带片102修改为比来自X射线发射器12的入射X射线发射14的X射线更不发散。聚焦X射线发射104也可以包括下列的任意X射线流：其中聚焦X射线发射104的X射线的一部分通过波带片102从发散模式被修改为会聚模式。波带片102也可以将接收的X射线从发散模式修改为准直模式。在一些示例中，波带片102可以以至少部分会聚的模式接收入射X射线发射14，并且进一步地将X射线聚焦为更会聚的。可替换地，波带片102可以以发散模式接收入射X射线发射14，并且将入射X射线发射14聚焦成为不那么发散的状态。

在一些示例中，波带片102可以提供所接收的X射线的约20％和约40％之间的聚焦。更具体地，波带片102可以提供约30％的聚焦。波带片102的其他实施例可以比上述示例聚焦更多或更少。在一些实施例中，波带片102可以将入射X射线发射14聚焦得足以使入射X射线发射14的约60％到70％作为聚焦X射线发射104穿过滤波器孔18。

在一些实施方式中，波带片102可以全部地或部分地由铅制造。在一些实施例中，铅片的密度允许波带片102对入射X射线发射14的更大的影响。在一些实施例中，波带片102可以包括碳纳米管。碳纳米管在重量减轻、热传导和冷却以及强度方面提供益处。波带片102也可以包括表面处理。表面处理可以包括电镀、掺杂、硬化、涂覆或一些其它化学处理、机械处理或热处理。

波带片102可以被安置以从X射线发射器12接收入射X射线发射14的一些或全部。在所示的实施例中，波带片102以水平取向被示出。然而，波带片102可以从水平方向以零或非零取向来定向。在一些实施例中，波带片102可以相对于X射线发射器12、相对于滤波器孔18、相对于底座22、或相对于在X射线后向散射装置100上或外部的其它物理参考点或结构参考点以零度角或非零度角来定向。在一些实施例中，波带片102的定位与取向是可调整的。波带片102的可调整性由波带片102被连接到的框架或其他安装结构(未示出)来提供。在其他实施例中，波带片102被连接到冷却系统以通过传导、对流或辐射来冷却波带片102。

虽然所示的实施例将波带片102描述为位于X射线发射器12外，但是在其他实施例中，波带片102作为X射线发射器12的一体部分被并入X射线发射器12中。在可替换实施例中，多个波带片102被连接到检查滤波器16以与每个滤波器孔18单独地相对应，或者使得每个波带片102与检查滤波器16上的多个滤波器孔18相对应。

参考图2B，图2A的波带片102相对于图1B的X射线发射器12被示出。在所示的实施例中，波带片102相对于X射线发射器12的发射孔26被安置。在本布置中，波带片102接收穿过发射孔26的入射X射线发射14的至少一部分。在一些实施例中，波带片102与发射孔26是共轴的，或以一些其他角度定向。在可替换实施例中，波带片102与滤波器孔18是同轴的。在所示的实施例中，波带片102在X射线发射器12和检查滤波器16之间被示出。在一些实施例中，波带片102更靠近X射线发射器12或更靠近检查滤波器16定位。在其他实施例中，波带片102距X射线发射器12和检查滤波器16等距离地定位。在一些实施方式中，波带片102的位置相对于X射线发射器12和检查滤波器16中的至少一个是可调整的。在一些实施例中，当检查滤波器16相对于X射线发射器12被平移或转动时，波带片102转动以将聚焦X射线发射104引导到滤波器孔18。

图2C是图2A的X射线后向散射装置100的示意性侧视图。所示的实施例包括连接到底座22的检测器106。检测器106被定位以在检查期间接收从零件后向散射的X射线。两个检测器106被示出。在一些可替换实施例中，X射线后向散射装置100包括比两个更少或更多的检测器106。例如，X射线后向散射装置100可以包括定位在检查滤波器16的外边缘的前面的以便靠近X射线在零件处的冲击点的单个检测器106。可替换地，X射线后向散射装置100包括三个或更多个检测器106，以收集附加的后向散射的X射线，以制造零件的更完整的和更清晰的图像。在示例性实施例中，检测器106被屏蔽从X射线发射器12、波带片102、检查滤波器16和/或滤波器孔18反射或折射的X射线。在一个实施例中，检测器106被固定，但是在其他实施例中，检测器106相对于底座22是可调整的，以便改善后向散射的X射线的检测，从而减少来自非后向散射的X射线的图像噪声，或适应检查约束。在附加的实施例中，一旦确定检测器106的最佳位置，检测器106就可以相对于底座22被固定。

在所描绘的实施方式中，波带片102位于X射线发射器12和检查滤波器16的内表面之间。当检查滤波器16围绕X射线发射器12转动时，波带片102保持在适当位置。检查滤波器16的位置由连接到检查滤波器16的马达108控制。如上所述，一些实施例包括多个波带片102，其沿着检查滤波器16内部在不同点处被连接到检查滤波器16。多个波带片102中的每个的放置都与一个或更多滤波器孔18的位置相对应。

在所描绘的实施例中，滤波器孔18沿着检查滤波器16的周边以一致的间隔被放置，其中每个滤波器孔18距检查滤波器16的边缘不同的距离。在一些实施例中，滤波器孔18是统一的，但是在其他实施例中，滤波器孔18的位置、空间频率、尺寸、形状、几何结构、材料(或材料的缺乏)或其他特性不同。在一些实施方式中，波带片102基于被定位以从波带片102接收聚焦X射线发射的滤波器孔18的特性来定位。在其他实施方式中，波带片102是固定的，但是被配置为产生足以用于每个滤波器孔18的聚焦X射线发射。

图3图示说明X射线后向散射系统109的示意图。在所描绘的实施方式中，X射线后向散射系统109被定位置以检查零件110。具体地，X射线发射器12生成入射X射线发射14，其被波带片102接收。波带片102修改入射X射线发射14的波束模式以生成聚焦X射线发射104。聚焦X射线发射104近似在滤波器孔18处撞击检查滤波器16。滤波器孔18过滤聚焦X射线发射104以使聚焦X射线发射104的一部分通过。在一些实施例中，经滤波的X射线发射20在零件110处具有由滤波器孔18施加的特定模式或特性以便于检查。穿过滤波器孔18的经滤波的X射线发射20到达零件110并且一些X射线被朝向检测器106后向散射。一些后向散射的X射线112被检测器106检测。与检测到的后向散射的X射线112相对应的信号从检测器106被发送到控制系统114。在一些实施方式中，检查滤波器16可以被转动以便零件110的不同部分接收X射线并且后向散射X射线。在检测器106处生成附加的信号并且将该附加的信号发送给控制系统114。

在一些实施例中，控制系统114解读信号以生成图像或其他检查结果。在一些实施例中，控制系统114也提供用于控制下列项的信号：X射线发射器12的X射线的生成、检查滤波器16的移动、底座22相对于零件110的移动、波带片102的移动、冷却系统或电源的控制或者经由传感器或其他装置对系统或个别组件状态的监测。控制系统114包括到X射线后向散射系统109的连接116。连接116可以是有线或无线连接。在所描绘的实施方式中，控制系统114与X射线后向散射系统109分离。可替换地，控制系统114被连接到底座22或以其他方式被整合到X射线后向散射系统109中。

图4示出波带片102的透视图和截面侧视图。在所示的实施例中，波带片102具有焦距f。给定系统的具体焦距f(从图3的波带片102到滤波器孔18或零件110的距离)，波带片102的半径特性可以被确定。在一些实施例中，波带片102包括表面处理119。表面处理119可以包括电镀、掺杂、硬化、涂覆或其它化学处理、机械处理或热处理。在一个示例中，表面处理119包括镀金。

类似地，在菲涅尔区波带片102的情况下，在菲涅尔区波带片102中的多个菲涅尔区120的半径和对应的间距可以被确定。在一些实施方式中，焦距f与多个菲涅尔区120中的每个的焦点F相对应。在其他实施方式中，菲涅尔区120可以被配置为具有不同焦距f或焦点F以便以零件内的一系列深度来检查。

图5是波带片102的扫描电子显微镜显微图片200。显微图片200图示说明多个菲涅尔区120。显微图片200描绘波带片102的最外部分的25nm分段。在该示例中，波带片102的直径是63mm，其具有628个菲涅尔区120并且在铅片上方镀金。在其他示例中，波带片102可以包括更少的或更多的菲涅尔区、更大的或更小的直径和其他电镀材料或者无电镀材料或表面处理。

参考图6，利用X射线后向散射进行零件的无损检查的方法300被示出。该方法300包括在302处在波带片处从X射线发射器接收硬性X射线发射。此外，方法300包括在304处用波带片将硬性X射线发射聚焦成为聚焦硬性X射线发射。方法300进一步包括，在306处用波带片引导聚焦硬性X射线发射的至少一部分通过检查滤波器的第一滤波器孔并且到达零件的第一部分上。

在上述描述中，可以使用诸如“上”、“下”、“上部”、“下部”、“水平的”、“竖直的”、“左”、“右”、“上方”、“下方”等特定术语。这些术语在可适用的情况下被用于在处理相对关系时提供一些明确描述。但是，这些术语不旨在暗示绝对的关系、位置和/或取向。例如，对于物体，“上部”表面可以通过简单地翻转物体被变成“下部”表面。然而，其仍然是相同的物体。进一步，除非另有明确说明，否则术语“包含”、“包括”、“具有”及其变型意指“包括但不限于”。除非另有明确说明，否则列举的项目的列表不暗示任何或全部项目是互相排斥和/或互相包括的。除非另有明确说明，否则术语“一”、“一个”和“所述/该”也指的是“一个或更多个”。进一步，术语“多个”可以被定义为“至少两个”。

此外，在一个元件被“连接”到另一元件的该说明书中的实例可以包括直接和间接连接。直接连接可以被定义为一个元件连接到另一元件并且与该另一元件有一些接触。间接连接可以被定义为在两个元件之间的连接没有处于直接相互接触，而是在相连接的元件之间具有一个或更多个附加元件。进一步，如本文所使用的，将一个元件固定到另一元件可以包括直接固定和间接固定。此外，如本文所使用的，“邻近”不一定表示接触。例如，一个元件可以邻近另一元件而不与另一元件接触。

如本文所使用的，当与项目的列表一起使用时，短语“至少一个”意指可以使用一个或更多个所列项目的不同组合，并且可能仅需要列表中的一个项目。该项目可以是特定的物体、事物或类别。换句说话，“至少一个”意指可以使用来自列表的项目的任意组合或多个项目，而可能不要求列表中的全部项目。例如，“项目A、项目B和项目C中的至少一个”可以意指项目A；项目A和项目B；项目B；项目A、项目B和项目C；或项目B和项目C。在一些情况下，“项目A、项目B和项目C种的至少一个”可以意指(例如但不限于)两个项目A、一个项目B和十个项目C；四个项目B和七个项目C；或一些其他适当的组合。

除非另有指示，否则本文所使用的术语“第一”、“第二”等仅作为标号并且不意在对这些术语所指代的项目强加顺序、位置或层次要求。此外，引用(例如)“第二”项目不要求或排除(例如)“第一”或更低编号的项目和/或(例如)“第三”或更高编号的项目的存在。

如本文所使用的，“被配置为”执行指定功能的系统、装置、结构、制品、元件、部件或硬件事实上能够在没有任何变动的情况下执行所指定的功能，而不是仅具有在进一步修改后执行该指定功能的潜力。换句话说，“被配置为”执行指定功能的系统、装置、结构、制品、元件、部件或硬件针对执行指定功能的目的被具体地选择、创建、实施、使用、编程和/或设计。如本文所使用的，“被配置为”表示存在使得系统、装置、结构、制品、元件、部件或硬件能够在没有进一步修改的情况下执行指定功能的系统、装置、结构、制品、元件、部件或硬件的特征。出于本公开的目的，被描述为被“配置为”执行特定功能的系统、装置、结构、制品、元件、部件或硬件可以附加地或可替换地被描述为“适用于”和/或“操作以”执行该功能。

进一步，本公开包括根据以下条款的实施例：

条款1.一种用于零件的无损检查的X射线后向散射装置，该装置包括:

X射线发射器，其包括:

X射线防护罩，其包括发射孔；

在X射线防护罩内的真空管；

封装在真空管内并且选择性地可操作以生成电子发射的阴极；以及

阳极，其被封装在真空管内并且相对于阴极放置，以接收电子发射并且将来自阴极的电子发射转换为硬性X射线发射，并且相对于发射孔放置以引导硬性X射线发射的至少一部分通过发射孔；以及

波带片，其在X射线防护罩外部并且相对于发射孔放置，以从X射线防护罩的发射孔接收硬性X射线的一部分，并且将从发射孔接收的硬性X射线发射的一部分聚焦成为聚焦硬性X射线发射。

条款2.根据条款1的装置，其中波带片包括多个菲涅尔区。

条款3.根据条款2的装置，其中波带片的多个菲涅尔区中的至少一个具有与波带片的焦距相对应的至少一个半径。

条款4.根据条款1的装置，其中波带片至少部分地由碳纳米管制造。

条款5.根据条款1的装置，其中波带片至少部分地由铅制造。

条款6.根据条款1的装置，其中波带片包括表面处理。

条款7.根据条款6的装置，其中表面处理是镀金。

条款8.根据条款1的装置，其中硬性X射线流线具有在约60keV和约80keV之间的能量等级。

条款9.一种用于零件的无损检查的X射线后向散射系统，该系统包括:

底座；

被连接到底座的X射线发射器；

检查滤波器，其可移动地连接到底座，并且选择性地可操作以从X射线发射器接收硬性X射线发射，并且使硬性X射线发射的至少一部分穿过检查滤波器中的滤波器孔到达零件上的可选位置；以及

波带片，其被插入在X射线发射器和检查滤波器之间，以从X射线发射器接收硬性X射线发射并且修改从X射线发射器接收的硬性X射线发射的波束模式。

条款10.根据条款9的系统，其进一步包括被连接到底座并且选择性地可操作以检测从零件后向散射的硬性X射线的检测器。

条款11.根据条款9的系统，其中波带片相对于X射线发射器是可移动的，以进一步修改从X射线发射器接收的硬性X射线发射的波束模式。

条款12.根据条款9的系统，其中X射线发射器和波带片相对于底座是可调整的，以相对于底座修改发射方向。

条款13.根据条款9的系统，其中底座包括可操作以相对于零件移动底座的机动性系统。

条款14.根据条款13的系统，其中机动性系统包括群组中的至少一个，该群组包括滚轮、轮胎、导轨、轨道、滚筒、缆绳、滑轮、磁体、马达、滑道和轴承。

条款15.根据条款9的系统，其进一步包括用于控制波带片相对于X射线发射器或相对于检查滤波器的位置的控制单元。

条款16.根据条款9的系统，其中检查滤波器包括具有多个孔的可转动环，其中多个孔中的至少一个不同于多个孔中的另一个。

条款17.一种利用X射线后向散射进行零件的无损检查的方法，该方法包括:

在波带片处从X射线发射器接收硬性X射线发射；

用波带片将硬性X射线发射聚焦成为聚焦硬性X射线发射；以及

用波带片将聚焦硬性X射线发射的至少一部分引导通过检查滤波器的第一滤波器孔并且到达零件的第一部分上。

条款18.根据条款17的方法，其进一步包括调整检查滤波器相对于波带片的取向，使得聚焦硬性X射线发射被引导通过检查滤波器的第二滤波器孔并且到达零件的第二部分上，其中第二滤波器孔不同于第一滤波器孔。

条款19.根据条款17的方法，其中将硬性X射线发射聚焦包括将硬性X射线发射聚焦约30％和约40％之间。

条款20.根据条款17的方法，其中被引导通过第一滤波器孔的聚焦硬性X射线发射的一部分构成来自X射线发射器的硬性X射线发射的约60％和约70％之间。

在没有脱离本主题的精神或本质特性的情况下，本主题可以以其他具体形式来体现。所述实施例在所有方面将仅被认为是说明性并非限制性的。进入权利要求的等价物的含义和范围内的所有改变将被包含在该权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于零件的无损检查的X射线后向散射装置(10/100/109)，所述装置(10)包括：

X射线发射器(12)，其包括:

X射线防护罩(24)，其包括发射孔(26)；

在所述X射线防护罩(24)内的真空管(28)；

封装在所述真空管(28)内并且选择性地操作以生成电子发射的阴极(30)；以及

阳极(32)，其被封装在所述真空管(28)内并且相对于所述阴极(30)安置，以接收所述电子发射并且将来自所述阴极(30)的所述电子发射转换为硬性X射线发射，并且所述阳极相对于所述发射孔(26)安置以引导所述硬性X射线发射的至少一部分通过所述发射孔(26)；以及

波带片(102)，其在所述X射线防护罩(24)外部并且相对于所述发射孔(26)安置，以从所述X射线防护罩(24)的所述发射孔(26)接收所述硬性X射线发射的所述部分，并且将从所述发射孔(26)接收的所述硬性X射线发射的所述部分聚焦为聚焦硬性X射线发射。

2.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述波带片(102)包括多个菲涅尔区(120)。

3.根据权利要求2所述的装置(10)，其中所述波带片(102)的所述多个菲涅尔区(120)中的至少一个具有与所述波带片(102)的焦距f相对应的至少一个半径。

4.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述波带片(102)至少部分地由碳纳米管制造。

5.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述波带片(102)包括表面处理(119)。

6.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述硬性X射线流具有在约60keV和约80keV之间的能量等级。

7.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：

底座(22)，所述X射线发射器连接到所述底座(22)；以及

检查滤波器(16)，其可移动地连接到所述底座(22)，并且选择性地操作以接收来自所述X射线发射器(12)的所述硬性X射线发射，并且使所述硬性X射线发射的至少一部分穿过在所述检查滤波器(16)中的滤波器孔(18)到达零件(110)上的可选位置；其中所述波带片(102)被插入在所述X射线发射器(12)和所述检查滤波器(16)之间，以从所述X射线发射器(12)接收所述硬性X射线发射并且修改从所述X射线发射器(12)接收的所述硬性X射线发射的波束模式。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述检查滤波器包括具有多个孔的可转动环，其中所述多个孔中的至少一个孔不同于所述多个孔中的另一个孔。

9.一种利用X射线后向散射进行零件的无损检查的方法，所述方法包括：

在波带片(102)处接收来自X射线发射器(12)的硬性X射线发射；

用所述波带片(102)将所述硬性X射线发射聚焦成为聚焦硬性X射线发射；以及

用所述波带片(102)引导所述聚焦硬性X射线发射的至少一部分通过检查滤波器的第一滤波器孔并且到达所述零件的第一部分上。

10.根据权利要求9方法的所述的方法，其进一步包括调整所述检查滤波器相对于所述波带片(102)的取向，使得所述聚焦硬性X射线发射被引导通过所述检查滤波器的第二滤波器孔并且到达所述零件的第二部分上，其中所述第二滤波器孔不同于所述第一滤波器孔。