CN2035888U - 便携式x射线探伤仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一台用于医疗诊断和工业探伤的便携式O射线探伤仪。由外壳、支撑臂、O射线源、像增强器和电源组成。其特征在于像增强器是采用O射线直接转换成光电子一次转换的O光像增强器。本实用新型具有台式和手举式两种形式、均具结构简单、体积小、重量轻、使用灵活、携带方便、寿命长、图像清晰、对工作人员不会产生射线损伤、适宜于批量生产等优点。

Description

本实用新型是一种用于工业探伤和医疗诊断的便携式X射线探伤仪。

已有技术中，美国专利4142101描述了一种小型的X光透视仪（已有产品出售、商标号为LiXi），它采用近贴平板型像增强器，结构由可见光屏蔽层、闪烁体材料层、输入光纤面板、S－20光电阴极、微通道板、P－20荧光屏和输出光纤面板组成。由于光电阴极只接收可见光，入射的x射线转换成可见光后才能在S－20光电阴极上激发出光电子，所以不能省去可见光屏蔽层、闪烁体材料层和输入、输出光纤面板；中国科学院上海光机所的实用新型专利80207274－6是一种手提式袖诊x光透视仪。它是针对美国专利4142101存在的问题，对x射线源、转换器和像增强器进行了改进，提供了一台体积小、使用方便、寿命长、图像清晰的x光透视仪。它因为采用了x射线管作射线源，避免了因使用放射性同位素材料带来的麻烦，而且降低了成本。但手提式袖诊x光透视仪还存在下列缺点：

（1）使用光锥形转换器、静电聚焦型像增强器，结构中增加了闪烁体材料层、光锥耦合器和可见光屏蔽层、输入输出光纤面板，结构复杂，而且带来x射线转换损耗；

（2）由于采用光锥耦合器、小口径微通道板，则必须用光学放大系统，使成本增加并增大了图像失真；

（3）静电聚焦型像增强器，虽然能够提高像增强器的增益和保证图像质量，但增加了电子聚焦极，制造工艺复杂，而且必须使用庞大而昂贵的真空传递装置才能制造光电阴极，成品率较低，而且输出倒像，给使用带来不便；

（4）x射线管管压仅30－40KV、管流仅60－100μA，源强较低，只能局限于人体四肢骨骼的透视。

本实用新型的目的就是为了克服手提式袖诊x光透视仪和美国专利x光透视仪存在的上述缺点，改进像增强器，变二次转换为一次转换，省去转换器、光学放大系统、提高x射线源强度，提供一台既可用于医疗诊断、又可用于工业探伤的结构简单、体积小、重量轻、用途广、使用和携带方便的便携式x射线探伤仪。

本实用新型便携式x射线探伤仪由外壳、支撑臂、x射线源、像增强器和电源组成。其特征在于像增强器是采用由x射线直接转换成光电子的一次转换的x光像增强器。其结构是把光电阴极、微通道板和荧光屏三者封装在真空玻璃壳内（真空度为1×10－7乇以上），玻璃壳前后为平面玻璃板作输入、输出窗。光电阴极、微通道板、荧光屏三者口径大小相等、三者相互平行排列，光电阴极与微通道板之间的距离为0.3－0.4mm；微通道板与荧光屏之间的距离为1.2－1.4mm，光电阴极采用纳激活的CsI（Na）材料，它接收x射线后直接转换成光电子，因此，它的前面无需再加一个将x射线转换成可见光的转换器（前面两项专利无论平板型还是光锥型的均需要将x射线转换成可见光）。它发射的光电子在电场作用下入射到微通道板入口处，并在微通道板内0.8－1.0KV电压的电场作用下使光电子数得到近千倍的增加，倍增后的光电子又在微通道板输出端和荧光屏之间的4.5－7.5KV电压电场作用下入射到荧光屏上，由于荧光屏的口径与微通道板的口径相同，在电场加速下，光电子几乎可以没有损耗地入射到荧光屏上，激发出足够强的可见光，通过输出窗能够观察到清晰的图像，所以荧光屏后面也无需再加光学放大系统。

本实用新型采用实芯微通道板，既便于清洗处理，又可避免杂物堵塞某些通道形成死眼，以致导致在荧光屏上产生黑斑。

本实用新型的整机装配成台式或者手举式两种形式。支撑臂两端有固定x光射线源和x光像增强器的固定底座，台式的支撑臂中间位置上带有固定柄。可将探伤仪固定在工作台或其它台子上，固定柄上装有上下移动的升降机构，使机身上下移动。支撑臂的固定底座一端用于固定x射线源，另一端用于固定x光像增强器，因此支撑臂能够保证x射线源和x光像增强器处于同一轴线上，并能保证两者之间的距离。

对于台式探伤仪，由x射线光源输出窗口至x光像增强器输入窗之间的距离是400mm以上，手举式探伤仪的工作距离是150mm至400mm之间。手举式探伤仪的支撑臂中间位置上有便于操作的握柄。

本实用新型的x射线管的电压为45KVP－75KVP，电流是60μA－350μA，连续可调。由此电流、电压可以保证上述台式或手举式的工作探伤距离，因此，本新型的探伤范围，不仅可以探查人体的四肢，还可扩展到全身；既可用于人体内金属异物的探查，还可用于半导体工业、电子工业和材料工业的探伤。x射线管的电流加到最大值（350μA）时，在正常操作下，仍然不会引起射线烧伤。

本实用新型的优点

（1）由于采用了由钠激活CsI（Na）的材料作为光电阴极制作的x光像增强器，x射线直接入射到光电阴极上激发出光电子，免去了x射线的转换，即变二次转换为一次转换，省去了转换器；

（2）x光像增强器的输入输出窗口、光电阴极、微通道板和荧光屏的口径都相同，可省去光锥耦合器（国产φ50－φ25的光锥每只500元）和光学放大系统，既简化了结构，又避免了图像失真；

（3）本新型采用台式、手举式两种结构，探伤的范围扩大，x射线源强度提高，使用范围从人体的四肢骨骼透视扩展到全身，还可用于人体内金属异物的探查和工业上探伤；

（4）本新型由于不用聚焦型结构的像增强器和光学放大系统，输出图像为正像，使用方便；

（5）本新型由于省去了x射线转换器、光锥耦合器、光学放大系统、输入输出光纤面板，使结构简化、成本降低、便于操作、重量减轻、更便于携带。

附图说明

图1为便携式x射线探伤仪台式结构示意图。

1－x射线管        2－铅屏蔽层

3－x射线源外壳        4－铅输出光栏

5－x光像增强器        6－x光像增强器外壳

7－遮光罩        8－台式支撑臂

9－固定柄        10－固定x射线源底座

11－固定x光像增强器底座

图2为图1中固定柄9的A－A剖视图

12－升降机构        13－固紧螺钉

图3为手举式x射线探伤仪结构示意图

14－手举式支撑臂        15－握柄

图4为x光像增强器结构示意图

16－x射线输入窗        17－光电阴极

18－微通道板        19－玻璃外壳

20－荧光屏        21－输出窗

22－光电阴极电极        23－微通道板输入电极

24－微通道板输出电极        25－荧光屏电极

本实用新型的实施例

实施例1是台式结构x射线探伤仪，如图1所示；

实施例2是装配成手举式结构探伤仪，如图3所示；

x光像增强器的结构如图4所示，由玻璃输入窗14、光电阴极15、微通道板16、荧光屏18、输出窗19和玻璃外壳17组成，外壳内真空度为6×10^－8乇，光电阴极材料为钠激活的CsI（Na），微通道板用实芯板，荧光屏为P－20荧光材料，输入、输出窗、光电阴极、荧光屏和微通道板的有效口径均为φ50mm，x光像增强器光电阴极通过电极20加电压－1.5至－3.5KV；微通道板输入端通过电极21加电压－0.8至－1.0KV，微通道板输出端通过电极22接地，荧光屏通过电极23加电压4.5至7.5KV。

图1、图2为整机结构示意图，图中1、2、3、4是组成一体的x射线发射源（电源另外供给），x射线管1是直径φ25mm、长70mm的玻璃管子，焦点0.3mm×0.3mm，阴极灯丝电压2.7±0.6V、电流1.5A可调，钨阳极，真空度高于5×10^－6乇；铅屏蔽层2采用厚1.3mm的铅板制成；x射线源外壳3为厚1mm、直径φ100mm、长100mm的镀锌铁皮筒，内封装x射线管1、铅屏蔽层2和供x射线管阳极高压的逆变、倍压元件和灯丝变压器、并灌满电容器油作绝缘和散热用；x光输出光栏4厚为3mm的铅板，其输出孔经限制出射的x射线只充满x光像增强器的φ50mm输入窗；图中5、6、7为封装一体的x射线接收、显示器，遮光罩7用聚矾材料制作并呈喇叭状，用以遮档杂散光，以保证在明亮环境中可以观察探查的图像。

整机台式长500mm、宽480mm、高500mm、上下移动距离300mm、重量不大于4Kg；手举式长300mm、宽120mm、高150mm、重量不大于2.5Kg；整机荧光屏亮度大于20尼特、分辨率优于每毫克4线对。

Claims (1)

1、一种用于医疗诊断和工业探伤的便携式X射线探伤仪。由外壳、带有握柄的支撑臂、X射线源、像增强器和电源组成。其特征在于：像增强器是由一玻璃壳内置有口径相等、平行排列的钠激活CsI(Na)材料制作的光电阴极、实芯板的微通道板、荧光屏、平面的输入和输出窗所组成的X光像增强器，支撑臂两端有固定X射线源和X光像增强器的固定底座，中间的握柄是带有升降机构的固定柄，由X射线光源输出窗口至X光像增强器输入窗之间的距离大于150mm。

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