专利名称：大型集装箱x射线检测探头及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种X射线检测探头，特别涉及一种针对大型集装箱检查用的X射线检查探头及其制备工艺。
现在沿用的X射线检测装置大都直接使用光电探测器前端加X射线转换屏的方法来完成，由于X射线具有很强的穿透能力和很大的光子能量，加上转换屏是后安装上去的，因粉的脱落或X射线的穿透会造成光电器件的损坏，从而造成漏探或误探。另外由于各个测量器是一个个分立的元件，因此质量间性能的差异会给系统的调整造成很大的困难。
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提出一种大型集装箱的检查用的X射线检查探头及其制备工艺，所制备的探头具有体积小、重量轻、抗电磁干扰能力强、安装方便简捷、处理系统简单的特点。
为达到上述目的，本发明的解决方案是它首先将光学塑料采用低温聚合的方法制作X射线转换屏块料，然后，用熔软拉锥的方法制作成光学塑料锥体，再次，采用机械夹具的方式或溶化胶合的方式耦合将光学塑料锥体和光纤连接成一个探头，将X射线探头的大端排列成一个线阵，然后装在一个和集装箱高低相同的安装架上，将光纤端排成一个方形列阵，并用位置传感器接受，最终形成一个探测系统。
本发明的具体工艺过程是1、带有X射线转换屏块料的制作首先，用离子膜过滤的方法，将聚甲基丙基酸甲酯(pmmA)单体提纯，滤掉单体中的阻聚剂和其它杂质，使纯度达到99.99％，然后掺入体积比为0.5～1％的X射线转换粉，将混合好的掺杂单体装入瓶中，其次，采用低温聚合的方法，将水浴池温度设在55度，沉淀形成块状，由于pmmA单体和X射线转换粉的比重分别是0.93和3，它们的比重差异较大，在聚合过程中可形成一个均匀分布的X射线转换屏，这个转换屏是靠沉淀形成的，因此比较均匀，而且没有分离的层面，不会造成X射线转换粉脱落和分布不均匀的情况。2、制备X射线检测探头首先将成形的块料从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设在pmmA的软化点之上，即180～210度，在塑料光纤拉丝机上把块料拉成大端直径φ2mm～φ10mm、小端直径φ1mm、锥角小于5度的锥体，用此方法制成的塑料光纤锥体，形成的锥体角度偏差在正负2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的塑料光纤锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端，和塑料光纤耦合成一个探头，耦合可采用两种方式(1)、采用机械夹具的方式耦合连接首先用一段金属材料加工成一个内径与锥体大端相同的筒状外套，然后在外套的一端的中心开一个直径φ1mm的小孔，将锥体安装在外套内，再将光纤插入小孔内用硅橡胶进行封装，即可完成一个完整的X射线探头。(2)、采用溶化胶合的方式连接先将锥体的小端的端头进行抛光处理，再用分析纯的三氯甲烷将锥体的小端和光纤溶化后对接在一起，再用一个和锥体形状相同的塑料套筒将其装配起来，形成一个完整的X射线探头。3、制备探测系统将X射线探头的大端排列成一个线阵，然后装在一个和集装箱高低相同的安装架上，将光纤端排成一个方形列阵，并用位置传感器接收，最终形成一个探测系统。
本发明的第一个实施例是1.1带有X射线转换屏块料的制作首先，用离子膜过滤的方法，将聚甲基丙基酸甲酯(pmmA)单体提纯，滤掉单体中的阻聚剂和其它杂质，使纯度达到99.99％，然后掺入体积比为0.5～1％的X射线转换粉，将混合好的掺杂单体装入瓶中，其次，采用低温聚合的方法，将水浴池温度设在55度，由于pmmA单体和X射线转换粉的比重分别是0.93和3，它们的比重差异较大，在聚合过程中形成一个均匀分布的X射线转换屏，这个转换屏是靠沉淀形成的，因此比较均匀，而且没有分离的层面，不会造成X射线转换粉脱落和分布不均匀的情况。1.2制备X射线检测探头先将成形的块料从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设定在180度，在塑料光纤拉丝机上将块料拉成大端直径φ2mm，小端直径φ1mm、锥角小于5度的锥体，用此方法制成的塑料光纤锥体，形成的锥体角度偏差在2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的塑料光纤锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端，采用机械夹具的方式与光钎耦合连接，即先用一段金属材料加工成一个内径与锥体大端相同的筒状外套，然后在外套的一端的中心开一个直径φ1mm的小孔，将锥体安装在外套内，再将光纤插入小孔内用硅橡胶进行封装，即可完成一个完整的X射线探头。1.3制备探测系统将X射线探头的大端排列成一个线阵，然后装在一个和集装箱高低相同的安装架上，将光纤端排成一个方形列阵，并用位置传感器接受，最终形成一个探测系统。本发明的第二个实施例是2.1带有X射线转换屏块料的制作与实施例1相同，但掺入的X射线转换粉体积比为0.5％；2.2制备X射线检测探头在块料形成后，从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设定在210度，在塑料光纤拉丝机上将块料拉成大端直径φ10mm，直径小端φ1mm、锥角小于5度的锥体，形成的锥体角度偏差在正负2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的塑料光纤锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端，采用机械夹具的方式耦合连接，即先用一段金属材料加工成一个内径与锥体大端相同的筒状外套，然后在外套的一端的中心开一个直径φ1mm的小孔，将锥体安装在外套内，再将光纤插入小孔内用硅橡胶进行封装，即可完成一个完整的X射线探头，2.3制备探测系统与实施例1相同。
本发明的第三个实施例是3.1带有X射线转换屏块料的制作与实施例1相同，但掺入的X射线转换粉体积比为0.7％；3.2制备X射线检测探头先将成型的块料从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设定在pmmA的软化点之上，典型的温度值设在210度，在塑料光纤拉丝机上将块料拉成大端直径φ4mm，直径小端φ1mm、锥角小于5度的锥体，用此方法制成的塑料光纤锥体，形成的锥体角度偏差在2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的塑料光纤锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端，和塑料光纤采用机械夹具的方式耦合连接，即先用一段金属材料加工成一个内径与锥体大端相同的筒状外套，然后在外套的一端的中心开一个直径φ1mm的小孔，将锥体安装在外套内，再将光纤插入小孔内用硅橡胶进行封装，即可完成一个完整的X射线探头，3.3制备探测系统与实施例1相同。
本发明的第四个实施例是4.1带有X射线转换屏块料的制作与实施例1相同，但掺入的X射线转换粉体积比为0.9％；4.2制备X射线检测探头先将成型的块料从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设定在180度，在塑料光纤拉丝机上将块料拉成大端直径φ2mm，直径小端φ1mm、锥角小于5度的锥体，用此方法制成的塑料光纤锥体，形成的锥体角度偏差在2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的塑料光纤锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端，采用溶化胶合的方式连接，即先将锥体的小端的端头进行抛光处理，再用分析纯的三氯甲烷将锥体的小端和光纤溶化后对接在一起，再用一个和锥体形状相同的塑料套筒将其装配起来，形成一个完整的X射线探头。4.3制备探测系统与实施例1相同本发明的第五个实施例是5.1带有X射线转换屏块料的制作与实施例1相同，但掺入的X射线转换粉体积比为1％；5.2制备X射线检测探头在块料形成后，从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设定在210度，在塑料光纤拉丝机上将块料拉成大端直径φ10mm，小端直径φ1mm、锥角小于5度的锥体，形成的锥体角度偏差在正负2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的塑料光纤锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端，采用溶化胶合的方式连接，即先将锥体的小端的端头进行抛光处理，再用分析纯的三氯甲烷将锥体的小端和光纤溶化后对接在一起，再用一个和锥体形状相同的塑料套筒将其装配起来，形成一个完整的X射线探头。5.3制备探测系统与实施例1相同。
本发明的第六个实施例是6.1带有X射线转换屏块料的制作与实施例1相同，但掺入的X射线转换粉体积比为0.7％；6.2制备X射线检测探头先将成型的块料从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设定在210度，在塑料光纤拉丝机上将块料拉成大端直径φ4mm，小端直径φ1mm、锥角小于5度的锥体，用此方法制成的塑料光纤锥体，形成的锥体角度偏差在2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的塑料光纤锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端和塑料光纤采用溶化胶合的方式连接，即先将锥体的小端的端头进行抛光处理，再用分析纯的三氯甲烷将锥体的小端和光纤溶化后对接在一起，再用一个和锥体形状相同的塑料套筒将其装配起来，形成一个完整的X射线探头。6.3制备探测系统与实施例1相同。
与上述现有技术相比，本发明具有重量轻、体积小、抗电磁干扰能力强、安装方便简捷、处理系统简单且X射线转换屏不易脱落、损坏的特点。
权利要求
1.大型集装箱X射线检测探头的制备工艺，首先制作带有X射线转换屏的块料，其次，将块料拉伸成锥体，然后将其与光钎耦合连接，其特征在于，用离子膜过滤的方法，将聚甲基丙基酸甲酯(pmmA)单体提纯，滤掉单体中的阻聚剂和其它杂质，使纯度达到99.99％，然后掺入体积比为0.5～1％的X射线转换粉，将混合好的掺杂单体装入瓶中，其次，采用低温聚合的方法沉淀形成块状，再将成型的块料从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法拉成塑料光钎锥体，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设定设在180～210度，拉成大端直径φ2mm～φ10mm，小端直径φ1mm、锥角小于5度的锥体，形成的锥体角度偏差在正负2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端，和塑料光纤采用机械夹具或溶化胶合的方式耦合成一个探头即可。
2.根据权利要求1所述的大型集装箱X射线检测探头的制备工艺，其特征在于，首先，用离子膜过滤的方法，将pmmA单体提纯，滤掉单体中的阻聚剂和其它杂质，使纯度达到99.99％，然后掺入体积比为0.5％的X射线转换粉，将混合好的掺杂单体装入瓶中，其次，将水浴池温度设在55度，采用低温聚合的方法沉淀形成块状，再将成形的块料从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法拉成塑料光钎锥体，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设定在180度，在塑料光纤拉丝机上将块料拉成大端直径φ2mm，小端直径φ1mm、锥角小于5度的锥体，形成的锥体角度偏差在2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端，采用机械夹具的方式耦合连接，即先用一段金属材料加工成一个内径与锥体大端相同的筒状外套，然后在外套的一端的中心开一个直径φ1mm的小孔，将锥体安装在外套内，再将光纤插入小孔内用硅橡胶进行封装即可。
3.根据权利要求1所述的大型集装箱X射线检测探头的制备工艺，其特征在于，首先，用离子膜过滤的方法，将pmmA单体提纯，滤掉单体中的阻聚剂和其它杂质，使纯度达到99.99％，然后掺入体积比为1％的X射线转换粉，将混合好的掺杂单体装入瓶中，其次，将水浴池温度设在55度，采用低温聚合的方法沉淀形成块状，再将成形的块料从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法拉成塑料光钎锥体，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设定在210度，在塑料光纤拉丝机上将块料拉成大端直径φ10mm，小端直径φ1mm、锥角小于5度的锥体，形成的锥体角度偏差在2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端，采用机械夹具的方式耦合连接，即先用一段金属材料加工成一个内径与锥体大端相同的筒状外套，然后在外套的一端的中心开一个直径φ1mm的小孔，将锥体安装在外套内，再将光纤插入小孔内用硅橡胶进行封装即可。
4.根据权利要求1所述的大型集装箱X射线检测探头的制备工艺，其特征在于，首先，用离子膜过滤的方法，将pmmA单体提纯，滤掉单体中的阻聚剂和其它杂质，使纯度达到99.99％，然后掺入体积比为0.6％的X射线转换粉，将混合好的掺杂单体装入瓶中，其次，将水浴池温度设在55度，采用低温聚合的方法沉淀形成块状，再将成形的块料从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法拉成塑料光钎锥体，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设定在210度，在塑料光纤拉丝机上将块料拉成大端直径φ4mm，小端直径φ1mm、锥角小于5度的锥体，形成的锥体角度偏差在2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端，采用机械夹具的方式耦合连接，即先用一段金属材料加工成一个内径与锥体大端相同的筒状外套，然后在外套的一端的中心开一个直径φ1mm的小孔，将锥体安装在外套内，再将光纤插入小孔内用硅橡胶进行封装即可。
5.根据权利要求1所述的大型集装箱X射线检测探头的制备工艺，其特征在于，首先，用离子膜过滤的方法，将pmmA单体提纯，滤掉单体中的阻聚剂和其它杂质，使纯度达到99.99％，然后掺入体积比为0.7％的X射线转换粉，将混合好的掺杂单体装入瓶中，其次，将水浴池温度设在55度，采用低温聚合的方法沉淀形成块状，再将成形的块料从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法拉成塑料光钎锥体，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设定在180度，在塑料光纤拉丝机上将块料拉成大端直径φ2mm，小端直径φ1mm、锥角小于5度的锥体，形成的锥体角度偏差在2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端，采用溶化胶合的方式连接，即先将锥体的小端的端头进行抛光处理，再用分析纯的三氯甲烷将锥体的小端和光纤溶化后对接在一起，再用一个和锥体形状相同的塑料套筒将其装配起来，形成一个完整的X射线探头。
6.根据权利要求1所述的大型集装箱X射线检测探头的制备工艺，其特征在于，首先，用离子膜过滤的方法，将pmmA单体提纯，滤掉单体中的阻聚剂和其它杂质，使纯度达到99.99％，然后掺入体积比为0.8％的X射线转换粉，将混合好的掺杂单体装入瓶中，其次，将水浴池温度设在55度，采用低温聚合的方法沉淀形成块状，再将成形的块料从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法拉成塑料光钎锥体，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设定在210度，在塑料光纤拉丝机上将块料拉成大端直径φ10mm，小端直径φ1mm、锥角小于5度的锥体，形成的锥体角度偏差在2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端，采用溶化胶合的方式连接，即先将锥体的小端的端头进行抛光处理，再用分析纯的三氯甲烷将锥体的小端和光纤溶化后对接在一起，再用一个和锥体形状相同的塑料套筒将其装配起来，形成一个完整的X射线探头。
7.根据权利要求1所述的大型集装箱X射线检测探头的制备工艺，其特征在于，首先，用离子膜过滤的方法，将pmmA单体提纯，滤掉单体中的阻聚剂和其它杂质，使纯度达到99.99％，然后掺入体积比为0.9％的X射线转换粉，将混合好的掺杂单体装入瓶中，其次，将水浴池温度设在55度，采用低温聚合的方法沉淀形成块状，再将成形的块料从瓶中取出，采用熔软拉锥的方法拉成塑料光钎锥体，即将塑料光纤拉丝机的炉温度设定在210度，在塑料光纤拉丝机上将块料拉成大端直径φ4mm，小端直径φ1mm、锥角小于5度的锥体，形成的锥体角度偏差在2度，然后，将制成的带有X射线转换屏的锥体的小端，即未带X射线转换屏的一端，采用溶化胶合的方式连接，即先将锥体的小端的端头进行抛光处理，再用分析纯的三氯甲烷将锥体的小端和光纤溶化后对接在一起，再用一个和锥体形状相同的塑料套筒将其装配起来，形成一个完整的X射线探头。
8.大型集装箱X射线检测探头，包括一塑料光钎，其特征在于，塑料光钎的一端与带有X射线转换屏的锥体的小端相连接，X射线转换屏位于锥体的大端。
9.根据权利要求8所述的大型集装箱X射线检测探头，其特征在于，所说的带有X射线转换屏的锥体的大端直径为φ2mm～φ10mm、小端直径φ1mm、锥角小于5度。
全文摘要
大型集装箱X射线检测探头及其制备工艺,它首先将光学塑料采用低温聚合的方法制作X射线转换屏块料,然后,用熔软拉锥的方法制作成光学塑料锥体,再次,采用机械夹具的方式或溶化胶合的方式耦合将光学塑料锥体和光纤连接成一个探头,再制作成探测系统,具有所制备的探头具有体积小、重量轻、抗电磁干扰能力强、安装方便简捷、处理系统简单的特点。
文档编号G01N23/02GK1305104SQ00138039
公开日2001年7月25日 申请日期2000年12月31日 优先权日2000年12月31日
发明者姚胜利, 高风 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所