X射线与导轨平行系统的制作方法

X射线与导轨平行系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种X射线与导轨平行系统，系统包括：X射线出射装置，具有X射线管；电离室调节装置，具有第一导轨，用于搭设电离室或面阵平板探测器，电离室或面阵平板探测器接收X射线；其中，当X射线照射在面阵平板探测器，调整X射线管的X射线出射位置，使得X射线的光束中心与面阵平板探测器中心重合；改变面阵平板探测器与X射线出射装置的相对距离，再次调整X射线管的X射线出射位置，使得X射线的光束中心再次与面阵平板探测器中心重合；继续调整X射线管的X射线出射位置，直到X射线的光束中心与面阵平板探测器中心一直重合，达到X射线与第一导轨平行。发明X射线与导轨平行系统实现了方便的X射线与导轨平行。
【专利说明】X射线与导轨平行系统

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种X射线与导轨平行系统，尤其涉及一种用于X射线辐射场的X射 线与导轨平行系统。

【背景技术】
[0002] X射线标准辐射装置用于X射线辐射仪表的检定、校准与检测，以及工业无损检测 等领域，但现有的设备不能实现对X射线主束轴方向的调整，或者调整过程复杂，很难实现 X射线束主轴，限束光阑中心及辐射仪表定位装置（定位激光线）的同轴，尤其是在定位 装置放置于较长导轨上行程可变情况下，更是不易实现，从而无法保证受检仪器设备探测 器中心处于X射线光束中心，也无法确保其处于均匀辐射野中；同时，现有设备多为锁死式 的，调整好射线束固定X射线管后不宜拆卸，拆卸后很难复位，而且该方式在使用过程中因 震动，碰撞等原因造成位置改变后也很难复位；同时现有技术对X射线束辐射质的过滤调 整通常采用手动切换方式，在辐射质较多情况下，无法实现较快的转换，再者，大部分实验 室都是一个X射线管配一个附加过滤转盘，在使用较多的辐射束规范时需要拆卸过滤转盘 等操作，很不方便，有的解决方案就是多配置X光机数量，，这样对实验室空间，控制设备等 现有设备都没有充分利用。


【发明内容】

[0003] 本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种X射线与导轨平行系统，用以实 现方便的X射线与导轨平行。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供了一种X射线与导轨平行系统，所述系统包括：
[0005] X射线出射装置，具有X射线管，用于出射X射线；
[0006] 电离室调节装置，具有第一导轨，所述X射线出射装置位于所述电离室调节装置 的一侧的对应位置，用于搭设电离室或面阵平板探测器，所述电离室或面阵平板探测器接 收所述X射线；
[0007] 其中，当所述X射线照射在所述面阵平板探测器，调整所述X射线管的X射线出射 位置，使得X射线的光束中心与面阵平板探测器中心重合；改变所述面阵平板探测器与所 述X射线出射装置的相对距离，再次调整所述X射线管的X射线出射位置，使得X射线的光 束中心再次与面阵平板探测器中心重合；继续调整所述X射线管的X射线出射位置，直到X 射线的光束中心与面阵平板探测器中心一直重合，达到所述X射线与所述第一导轨平行。
[0008] 进一步的，所述X射线出射装置包括：
[0009] X射线屏蔽装置，固定在光学平台上，包括：
[0010] 前挡板，由内侧第一铅板和外侧第一铝板粘接组成，屏蔽X射线管产生的X射线光 子主束方向的漏射线，所述前挡板上具有X射线出射孔，出射孔具有光阑；
[0011] 后挡板，由内侧第二铅板和外侧第二铝板粘接组成，屏蔽射向所述后挡板的X射 线光子；
[0012] 两侧面挡板，由内侧第三铅板和外侧第三铝板粘接组成，通过螺丝与所述前挡板 和后挡板接设，屏蔽射向所述两侧面挡板的X射线光子；
[0013] 上盖，通过螺丝与所述前挡板、后挡板和两侧面挡板接设，屏蔽射向所述上盖的X 射线光子；
[0014] 支撑架，用于支撑所述前挡板、后挡板、两侧面挡板和上盖；
[0015] X射线调整装置，容置在所述X射线屏蔽装置内，包括：
[0016] 坚直升降调整台，具有交叉的支撑臂和第一转轴，通过转动所述第一转轴改变所 述支撑臂的交叉角度从而调节高度；
[0017] 水平前后调整台，架设在所述坚直升降调整台上，具有第二转轴；
[0018] 角度调整平台，穿设在所述第二转轴上，所述角度调整平台在所述第二转轴上沿 与X射线光束平行方向平动；
[0019] 水平位移调整平台，架设有所述X射线管，并滑设在所述角度调整平台上，沿所述 X射线光束垂直方向平动；所述水平位移调整平台随所述角度调整平台转动和角动；
[0020] X射线滤过装置，置于所述X射线屏蔽装置的X射线出射孔前，所述X射线滤过装 置包括：
[0021] 固定部件，固定在所述光学平台上；
[0022] 第一转盘，具有第一转动轴和第一过滤安装孔，利用所述第一转动轴与所述固定 部件轴接，所述第一过滤安装孔内安装有第一镜筒，所述第一镜筒具有第一过滤片；
[0023] 第二转盘，具有第二转动轴和第二过滤安装孔，利用所述第二转动轴与所述固定 部件轴接，所述第二过滤安装孔内安装有第二镜筒，所述第二镜筒具有第二过滤片；
[0024] 其中，所述第一转盘和第二转盘转至工作位置时，工作位第一过滤片和工作位第 二过滤片对准所述X射线出射孔，所述X射线管发射出的X射线通过所述X射线出射孔出 射，通过所述工作位第一过滤片和工作位第二过滤片过滤。
[0025] 进一步的，所述前挡板的第一铅板的厚度为屏蔽X射线管在最大管电压下的X射 线光子的厚度；所述第一铅板的厚度大于所述第二铅板和第三铅板的厚度；所述两侧面挡 板上具有高压线缆通入的圆孔；
[0026] 所述角度调整平台包括：圆盘，穿设在所述第二转轴上；铰接结构，与所述圆盘相 连接，所述圆盘与所述铰接结构相对转动；光学平台，与所述铰接结构相连接，通过所述铰 接结构动作，所述光学平台与所述圆盘俯仰转动。
[0027] 进一步的，所述水平位移调整平台上利用光管固定卡箍卡接发射所述X射线的X 射线管；
[0028] 所述第一转盘和第二转盘的半径相同，所述第一过滤片和第二过滤片的半径相 同；
[0029] 所述第一过滤安装孔在所述第一转盘上等圆周角排列，所述第二过滤安装孔在所 述第二转盘上等圆周角排列；
[0030] 所述第一过滤片依次按照能量从低到高的顺利依次排列在所述第一转盘上，所述 第二过滤片依次按照能量从低到高的顺利依次排列在所述第二转盘上；
[0031] 所述第一过滤片和第二过滤片的材质为金属，所述金属的材质为高纯度的铝、铜、 锡或者铅；
[0032] 所述第一镜筒内的不同第一过滤片在照射束方向上应按照原子序数减小的顺序 排列；所述第二镜筒内的不同第二过滤片在照射束方向上应按照原子序数减小的顺序排 列；
[0033] 所述X射线滤过装置还包括：第一控制电机，固定在所述固定部件上，并在上位计 算机的控制下控制所述第一转盘转动；第二控制电机，固定在所述固定部件上，并在上位计 算机的控制下控制所述第二转盘转动。
[0034] 进一步的，所述电离室调节装置包括：
[0035] 基座，所述基座上具有第一导轨；
[0036] 电离室位置调整装置，包括：
[0037] -级移动载物平台，滑设在第一导轨上，在所述第一导轨上平动，且具有第二导 轨，所述第一导轨沿所述X射线主束方向，所述第二导轨与所述第一导轨的方向垂直；
[0038] 二级移动载物平台，滑设在所述第二导轨上，在所述第二导轨上平动；
[0039] 三级移动载物平台，与所述二级移动载物平台相接设，包括坚直升降调整平台，所 述坚直升降调整平台上具有夹具夹持电离室，用于调节所述电离室的高度；
[0040] 其中，调节一级移动载物平台在所述第一导轨上平动，二级移动载物平台在所述 第二导轨上平动，坚直升降调整平台调节所述电离室高度，使得激光中心对准所述电离室 的灵敏体积中心，所述激光中心与所述X射线主束中心位置相同。
[0041] 进一步的，所述二级移动载物平台包括：滑块，与所述第二导轨滑设；丝杠，一端 与电机连接，另一端与所述滑块连接，通过所述电机驱动丝杠带动所述滑块在所述第二导 轨滑动；
[0042] 所述坚直升降调整平台具有交叉的支撑臂和第一转轴，通过转动所述第一转轴改 变所述支撑臂的交叉角度从而调节高度。
[0043] 进一步的，所述夹具包括：
[0044] 底盘座，所述底盘座具有螺纹孔，利用螺钉与支撑平台固定；
[0045] 支撑杆，螺接在所述底盘座上，所述支撑杆的上端具有插口；
[0046] 夹具头，所述夹具头包括：
[0047]固定部件，所述固定部件利用连接杆插接在所述支撑杆的插口上；
[0048] 移动部件，包括金属杆，金属杆的一端插接在所述固定部件上，另一端利用连接件 相固定，所述连接件上开具有螺孔；夹持部，套接在所述金属杆上；调节杆，螺接在所述螺 孔内，并且一端为调节头，另一端与所述夹持部相固定；
[0049] 其中，调节所述调节头时，螺设在所述螺孔内的调节杆与所述金属杆平行移动，调 节杆带动所述夹持部与所述固定部件共同夹持电离室。
[0050] 进一步的，所述底盘座、支撑杆、固定部件、连接杆、夹持部和连接件的材质为有机 玻璃；所述金属杆和调节杆的材质为金属；所述固定部件与夹持部的相对面为平面或者弧 形面，所述夹持部与固定部件的相对面为平面或者弧形面。
[0051] 进一步的，所述面阵平板探测器为空气电离室等间距排成32X32矩阵。
[0052] 本发明X射线与导轨平行系统实现了方便的X射线与导轨平行。

【专利附图】

【附图说明】
[0053] 图1为本发明X射线与导轨平行系统的示意图；
[0054] 图2A为本发明X射线与导轨平行系统的X射线出射装置的示意图；
[0055] 图2B为本发明X射线与导轨平行系统的X射线出射装置的俯视图；
[0056] 图3A、为本发明X射线与导轨平行系统的X射线屏蔽装置的主视图；
[0057] 图3B为本发明X射线与导轨平行系统的X射线屏蔽装置的侧视图；
[0058] 图3C为本发明X射线与导轨平行系统的X射线屏蔽装置的俯视图；
[0059] 图4A为本发明X射线与导轨平行系统的X射线调整装置的示意图；
[0060] 图4B为本发明X射线与导轨平行系统的X射线调整装置的正视图；
[0061] 图5为本发明X射线出射装置的X射线滤过装置的示意图；
[0062] 图6A为本发明X射线与导轨平行系统的电离室调节装置的示意图；
[0063] 图6B为本发明X射线与导轨平行系统的电离室调节装置的工作状态示意图；
[0064] 图7A为本发明X射线与导轨平行系统的夹具的示意图；
[0065] 图7B为本发明X射线与导轨平行系统的夹具头的俯视图。

【具体实施方式】
[0066] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0067] 图1为本发明X射线与导轨平行系统的示意图，如图所示，本发明包括X射线出射 装置1、电离室调节装置2。
[0068] X射线出射装置1，具有X射线管9,用于出射X射线10。电离室调节装置2具有 第一导轨210。X射线出射装置1位于电离室调节装置2的一侧的对应位置，用于搭设电离 室或面阵平板探测器，电离室或面阵平板探测器接收X射线。面阵平板探测器可以为空气 电离室等间距排成32X32矩阵，也可以在矩阵的四角不设置空气电离室。
[0069] 当X射线照射在面阵平板探测器，调整X射线管的X射线出射位置，使得X射线 的光束中心与面阵平板探测器中心重合；改变面阵平板探测器与X射线出射装置的相对距 离，再次调整X射线管的X射线出射位置，使得X射线的光束中心再次与面阵平板探测器中 心重合；继续调整X射线管的X射线出射位置，直到X射线的光束中心与面阵平板探测器中 心一直重合，达到X射线与第一导轨平行。
[0070] 图2A和图2B为本发明X射线与导轨平行系统的X射线出射装置的示意图和俯视 图，如图所示，X射线出射装置包括：X射线屏蔽装置11、X射线调整装置12和X射线滤过 装置13。X射线管9架设在X射线滤过装置13上，X射线屏蔽装置11、X射线调整装置12 和X射线滤过装置13都固定在光学平台8上，X射线调整装置12容置在X射线屏蔽装置 11内。
[0071] 图3A、图3B和图3C分别为本发明X射线与导轨平行系统的X射线屏蔽装置的主 视图、侧视图和俯视图，如图所示，X射线屏蔽装置具体包括：前挡板111、后挡板112、两侧 面挡板113、上盖114和支撑架。
[0072] 前挡板111由内侧第一铅板和外侧第一铝板粘接组成，屏蔽X射线管产生的X射 线光子主束方向的漏射线；后挡板112由内侧第二铅板和外侧第二铝板粘接组成，屏蔽射 向后挡板的X射线光子；两侧面挡板113由内侧第三铅板和外侧第三铝板粘接组成，通过螺 丝与前挡板111和后挡板112接设，屏蔽射向两侧面挡板113的X射线光子；上盖114通过 螺丝与前挡板111、后挡板112和两侧面挡板113接设，屏蔽射向上盖114的X射线光子； 支撑架用于支撑前挡板111、后挡板112、两侧面挡板113和上盖114。
[0073] 具体的，前挡板111位于X射线管发射的X射线光子的方向，因此位于前挡板111 的内侧的第一铅板的厚度是最后的，而第一铅板的厚度由X射线管的最大管电压决定，保 证第一铅板的厚度能够屏蔽最大管电压下的X射线光子，保证在X射线光子的方向不会泄 漏光子。
[0074] 后挡板112所要屏蔽的不是主束方向的漏射线，所以第二铅板的厚度可以做得比 前挡板的第一铅板薄，由此也可以减轻整个X射线屏蔽装置的重量。
[0075] 同样，两侧面挡板113所要屏蔽的也不是主束方向的漏射线，所以第三铅板的厚 度也可以做得比前挡板的第一铅板薄，由此也可以减轻整个X射线屏蔽装置的重量。另外， 为了能够通入高压线缆，在两侧面挡板113上开有圆孔130。
[0076] 前挡板111、后挡板112、两侧面挡板113、上盖114 一起构成密闭长方体装置，之间 靠螺丝固定。而各个挡板和上盖需要由钢架结构来支撑，并且在支撑架上打孔，用于固定各 个挡板。
[0077] 所以，X射线屏蔽装置可以有效地保证为基准测量和能谱测量的实验最大限度的 减小X射线散射成分。
[0078] 图4A和图4B为本发明X射线与导轨平行系统的X射线调整装置的示意图和正视 图，X射线调整装置包括坚直升降调整台121、水平前后调整台122、角度调整平台123、水平 位移调整平台124。
[0079] 坚直升降调整台121具有交叉的支撑臂1210和第一转轴1211，通过转动第一转轴 1211改变支撑臂1210的交叉角度从而调节高度；水平前后调整台122架设在坚直升降调 整台121上，具有第二转轴1221 ;角度调整平台123穿设在第二转轴1221上，角度调整平 台123在第二转轴1221上沿与X射线光束平行方向平动；水平位移调整平台124滑设在角 度调整平台123,沿X射线光束垂直方向平动；水平位移调整平台124随角度调整平台123 转动和角动。
[0080] 具体的，坚直升降调整台121下部固定在承重的光学平台上，通过旋转第一转轴 11带动丝杠，调整剪形支撑臂，可实现坚直方向（Z轴）升降运动。
[0081] 水平前后调整台122通过第二转轴1221使得丝杠旋转，旋转第二转轴1221的把 手可以带动丝杠上的位移块沿Y轴运动，位移块与角度调整平台123用螺母紧密固定。
[0082] 角度调整平台123包括圆盘1230、铰接结构131和光学平台1232。圆盘1230在 下部，穿设在所述第二转轴1221上，可调整与YZ面的夹角±5S，调整好后可锁死。铰接 结构1231上部与光学平台1232链接，下部与圆盘1230链接，调整旋钮调节铰接结构1231， 实现光学平台1232与水平前后调整台122俯仰角度的调节，可选的调节范围±3。
[0083] 水平位移调整平台124顶部为内凹结构，可初步固定X射线管9,使其只能水平方 向轻微距离的移动和旋转，其顶面有螺纹空，使用螺母，配合两个光管固定卡箍126可将X 射线管牢固的固定板，为防止震动，减轻震动，防止松动等原因造成光管位置移动和旋转， 卡箍126内衬具有良好的耐磨性、耐老化性的橡胶垫。底部固定在角度调整平台123,实现 水平向左右位移调整。
[0084] X射线调整装置通过采用X射线管五维调节的方式实现X射线辐射束主轴调整的 功能，方便实现射线束与光阑、定位装置等的准直。
[0085] 图5为本发明X射线与导轨平行系统出射装置的X射线滤过装置的示意图，如图 所示，X射线滤过装置具体包括：固定部件133、第一转盘131和第二转盘132。
[0086] 固定部件133固定在光学平台8上；第一转盘131具有第一转动轴1310和第一过 滤安装孔1311，利用第一转动轴1310与固定部件133轴接，第一过滤安装孔1311内安装有 第一镜筒1312,第一镜筒1312具有第一过滤片；第二转盘132具有第二转动轴1320和第 二过滤安装孔1321，利用第二转动轴1320与固定部件133轴接，第二过滤安装孔1321内安 装有第二镜筒1322,第二镜筒1322具有第二过滤片；再参见图1所示，第一转盘131和第 二转盘132转至工作位置时，工作位第一过滤片和工作位第二过滤片对准X射线出射孔90， X射线管9发射出的X射线通过X射线出射孔90出射，通过工作位第一过滤片和工作位第 二过滤片过滤。
[0087] 具体的，第一过滤安装孔1311在第一转盘131上等圆周角排列，第二过滤安装孔 1321在第二转盘132上等圆周角排列。第一转盘131和第二转盘132需具有相同的半径， 由此保证两个转盘的过滤孔的数量和圆周角相同，以便于软件对两个转盘的旋转控制。第 一转盘131和第二转盘132还可以具有等尺寸大小的第一过滤安装孔1311和第二过滤安 装孔1321，以便于等尺寸的第一过滤片和第二过滤片的加工与安装。
[0088] 第一过滤片和第二过滤片为金属片，材质为纯度不小于99. 9%的铝、铜、锡或者 铅，过滤片的厚度由所需的辐射质决定，过滤片通过垫圈卡在筒镜内，筒镜安装在转盘上。 第一过滤片和第二过滤片的排布，一般根据治疗水平、诊断水平或者防护水平不同的辐射 质，按照每个系列能量从低到高的顺利依次排列。第一镜筒内的不同第一过滤片在照射束 方向上应按照原子序数减小的顺序排列；第二镜筒内的不同第二过滤片在照射束方向上应 按照原子序数减小的顺序排列。
[0089] 再如图所示，还包括第一控制电机134和第二控制电机135,第一控制电机135固 定在固定部件136上，并在上位计算机的控制下控制第一转盘131转动；第二控制电机136 固定在固定部件133上，并在上位计算机的控制下控制第二转盘132转动。
[0090] X射线滤过装置的第一过滤片和第二过滤片可以快速安装和拆卸，并能够在试验 中方便的使用不同的过滤片及其组合，使用一台千伏范围大的光机就可建立多个参考辐射 质，比如ICRU治疗水平X射线规范，ISO窄谱，宽谱系列防护水平规范，IEC诊断RQR，RQA等 系列。充分利用了实验室空间，X射线光机，监控系统，防护系统，导轨运动定位系统，测量 系统等资源，很大的降低了实验室的投入和运行成本。
[0091] 本发明X射线滤过装置的具体工作过程如下：
[0092] 1、初步安装和固定
[0093] 将测量好的附加第一过滤片和第二过滤片，按照每一系列能量从低到高的次序放 入第一转盘和第二转盘的第一安装孔和第二安装孔上，零位为空。两个转盘的固定部件稍 微错位并排固定于光学平台上，使两个转盘的工作位过滤孔能够一前一后对准，即过滤孔 中心和射束中心同轴。打开控制箱，使过滤装置通讯正常，此时处于零位（过滤孔为空）。
[0094] 2、工作
[0095] 打开X射线管，转动第一过转盘到所需的工作位置。经过光阑限束的射线透过第 一过滤片，形成固定形式的参考辐射束。
[0096] 当需要利用第二转盘上的第二过滤片时，将第一转盘归零，按照第一过转的方法 旋转第二转盘到所需的附件过滤处。
[0097] 电控部分控制转动速度和转动角度，转化为电流信号发送给第一控制电机和第二 控制电机，从而带动第一转盘和第二转盘，通过控制电流信号的时间，从而控制第一转盘和 第二转盘的转动角度；每一过滤片的位置通过编码形式被记录此位置的圆周角，同时与控 制软件设置相对应。
[0098] 3、接收和观察
[0099] 通过电离室或者能谱仪，探测和测量该辐射质下的电离电流或者能谱，分析测量 结果和得出结论。
[0100] 4、继续调节
[0101] 完成此辐射束规范的测量时，通过软件转动第一转盘和第二转盘，切换到另一辐 射质，同时调节此时光机辐射质下对应的管电压和电流。过滤转盘转动到位时，打开光机， 稳定后进行测量。
[0102] X射线滤过装置的设计，很好的解决了辐射束规范多的问题，同时可将不同系列辐 射质分类开来安放；通过电机控制，使实验和检定工作实现自动化，可以不用进入实验室手 动而进行辐射质的切换，提高了工作效率和工作准确度。
[0103] 图6A为本发明X射线与导轨平行系统的电离室调节装置的示意图，图6B为本发 明X射线与导轨平行系统的电离室调节装置的工作状态示意图；如图所示，电离室位置调 整装置包括：基座25和电离室位置调整装置26。
[0104] 电离室位置调整装置26包括一级移动载物平台21、二级移动载物平台22和三级 移动载物平台23。
[0105] 基座25上具有第一导轨210。
[0106] -级移动载物平台21滑设在第一导轨210上，在第一导轨210上平动，且具有第 二导轨211，第一导轨210沿X射线主束方向，第二导轨211与第一导轨210的方向垂直；二 级移动载物平台22,滑设在第二导轨211上，在第二导轨211上平动；三级移动载物平台23 与二级移动载物平台22相接设，包括坚直升降调整平台230,坚直升降调整平台230上具有 夹具7夹持电离室，用于调节电离室的高度；调节一级移动载物平台21在第一导轨210上 平动，二级移动载物平台22在第二导轨211上平动，坚直升降调整平台230调节电离室高 度，使得激光中心对准电离室的灵敏体积中心，激光中心与X射线主束中心位置相同。
[0107] 具体的，一级移动载物平台21沿着X射线光束方向的X轴调整。二级移动载物平 台22在水平面内沿着垂直于X轴方向的Y轴调整。三级移动载物平台23沿着坚直方向的 升降调整，即是Z轴调整。
[0108] 第一导轨210固定在基座25上，基座25通过膨胀螺栓固定于地面上，且在安装后 保证基座25的水平。基座25上表面的平面度水平度小于1mm，以保证第一导轨210和光栅 尺安装的水平性。第一导轨210为两平行导轨通过螺钉固定安装于基座25上，与上方搭载 的一级移动载物平台21通过滑块连接。齿条安装于基座25右侧通过螺钉固定于基座25 上，齿条与第一导轨210上的一级移动载物平台电机通过齿轮连接，用以完成整个一级移 动载物平台21的精确移动。光栅尺安装在基座的左边沿，通过传感器实现一级移动载物平 台21X轴方向的精确定位。一级载物平台1置于第一导轨210上方，用于二级移动载物平 台22和三级移动载物平台23,且包括两条沿Y轴方向的第二导轨211。
[0109] 二级移动载物平台22包括滑块、丝杠和电机，滑块与第二导轨滑设；丝杠的一端 与电机连接，另一端与滑块连接，通过电机驱动丝杠带动滑块在第二导轨滑动。
[0110] 具体的，二级移动载物平台22与第二导轨211间通过滑块连接。丝杠与两第二导 轨211平行，置于导轨中心，一端与电机相连，另一端固定于一级载物平台1上（丝杠可实 现转动），丝杠穿过固定于二级移动载物平台22下表面类似于螺帽装置的结构，从而通过 电机带动丝杠转动来实现二级移动载物平台22在Υ轴方向的移动。
[0111] 三级移动载物平台23包括坚直升降调整平台，例如为剪形手动升降平台，具有交 叉的支撑臂和第一转轴，通过转动所述第一转轴改变所述支撑臂的交叉角度从而调节高 度。还包括精研丝杠驱动，上下两面多孔位设计剪形手动升降平台，配有锁紧手轮，与二级 移动载物平台22通过螺钉固定。坚直升降调整平台上表面有多个螺纹孔，可实现夹具通过 螺钉固定于升降平台上表面。
[0112] 电离室最终是通过夹具夹持住，固定于三级移动载物平台23上。
[0113] 安装与电离室型号相适应的夹具于三极移动载物平台23上，取出待测量电离室 由夹具夹持固定住。连接电离室测量系统。调整二级极载物平台和三级极载物平台位置， 使得十字激光中心（十字激光中心位置即是X射线主束中心位置）照在电离室的灵敏体积 中心。
[0114] 之后打开X射线光机，设置X光机参数，转动附加过滤转盘于实验所需规范处。由 步进电机软件控制一级载物平台进行X轴移动到工作位置。然后开始进行电离室电离电流 测量，该规范下测量完毕，保存数据。再调整X光机参数，调整X轴位置，测量不同规范。
[0115] 由于电离室的型号种类的不同，测量的规范不同，因此需要在距离X射线管的不 同位置处进行测量，也即是在测量过程中需要的X轴位置调整。由于电离室的尺寸大小的 不同，为使得电离室的灵敏体积位于X射线主束的中心位置，因此不同的电离室需要进行 不同的Υ轴和Ζ轴的位置调整。
[0116] 最终通过完成Υ轴与Ζ轴移动，实行电离室的灵敏位置处于X射线束的中心位置。 通过X轴的位置移动，完成不同电离室不同规范的测量。
[0117] 图7Α为本发明X射线与导轨平行系统的夹具的示意图，图7Β为本发明X射线与 导轨平行系统的夹具头的俯视图，如图所示，夹具具体包括：底盘座273、支撑杆272和夹具 头271。夹具头271包括固定部件2711和移动部件2710。
[0118] 底盘座273具有螺纹孔，利用螺钉与三级移动载物平台固定；支撑杆272螺接在底 盘座273上，支撑杆272的上端具有插口。
[0119] 固定部件2711利用连接杆27110插接在支撑杆272的插口上。移动部件2710包括 金属杆27100,金属杆27100的一端插接在固定部件2711上，另一端利用连接件7101相固 定，连接件7101上开具有螺孔27102 ;夹持部27103套接在金属杆27100上；调节杆27104 螺接在螺孔27102内，并且一端为调节头27105,另一端与夹持部27103相固定。
[0120] 调节调节头27105时，螺设在螺孔27102内的调节杆27104与金属杆27100平行 移动，调节杆27104带动夹持部27103与固定部件2711共同夹持电离室。
[0121] 具体的，底盘座273的材料是机玻璃，为一直径10厘米，厚1厘米的圆盘，具有9 个小螺纹孔呈圆形分布，通过螺钉实现底盘座273与支撑平台的固定。底盘座273中心有 1稍大螺纹孔，可实现支撑杆272拧入，用于固定支撑杆272。
[0122] 支撑杆272的材料为有机玻璃，支撑7杆2下端杆面带有螺纹，可拧入底盘座273。 支撑杆272上端为中空管装结构为插口，可实现夹具头271的连接杆27110的插入，通过连 接杆27110上端侧面拧入固定部件2711实现固定锁死。
[0123] 固定部件2711为一方形有机玻璃体。夹持部27103套接在金属杆27100上，可以 沿着金属杆移动，具体移动行程由调节杆27104决定，利用调节头27105旋转调节杆27104， 以实现夹持部27103接近和远离固定部件2711，实现夹持功能。
[0124] 工作过程具体如下：
[0125] 初步安装：经螺钉固定底座盘与电离室三维调节平台上，根据电离室大小，选择特 定高度支撑杆拧入底座盘。根据电离室型号，选择不同夹具头。
[0126] 夹具头的夹持部和固定部件的相对面可以根据不同型号和形状的电离室进行不 同的选择，例如固定部件与夹持部的互相相对面为互相平行的平面，或者相对称弧形面，或 者平行弧面。
[0127] 安装好夹具之后，放入电离室于夹具移动部件和固定部件之间。拧紧螺纹杆，固定 好电离室。
[0128] 因电离室型号大小不同，因此本发明的夹具需要把电离室固定于不同的位置，则 可以选择不同长度的支撑杆。因为电离室的特殊外形结构，则可以选择不同的夹具头。最 终完成电离室的固定。
[0129] 图8为本发明X射线与导轨平行系统的激光器调整装置的示意图，如图所示，激光 器调整装置具体包括：支撑杆31、夹持器32、直角块33、平移台34、升降台35、旋转台36、角 位移台37和夹持器38。
[0130] 夹持器32利用齿轮结构与所述支撑杆齿接，在所述支撑杆上坚直移动；直角块33 与所述夹持器32固定连接；平移台34固定在所述直角块33上；升降台35与所述平移台 34相接设，在所述平移台34的驱动下沿X射线光束方向垂直平动；旋转台36与所述升降台 35相接设，在所述升降台35的驱动下沿坚直方向平动；角位移台37与所述旋转台36相接 设，在所述旋转台36的驱动下旋转；夹持器38与所述角位移台37相固定，夹持激光器6,在 所述角位移台37的驱动下产生角位移，使所述激光器6产生的激光十字中心始终与所述X 射线光束在自显影胶片产生的圆形光斑的中心对准，从而使得激光器的激光十字中心与所 述X射线光束中心一致。
[0131] 具体的，
[0132] 支撑杆31底部固定盘上有4个螺纹孔，可拧入螺丝与光学平台固定在一起；坚直 方向整个杆面上具有齿条结构，实现夹持器在整个杆上的上下移动。
[0133] 夹持器32有齿轮结构，与支撑杆31齿条衔接，实现夹持器32上下移动。达到工 作位置时，拧紧螺栓，实现位置锁死。夹持器32与直角块33通过螺钉连接实现夹持器32 与直角块33的同步。
[0134] 直角块33两个直角面，一个面与夹持器32连接，另一个面作为固定平台搭载平移 台34,通过螺钉实现直角块33和平移台34的固定于连接。
[0135] 平移台34是精密平移台，与上下机构均为螺钉固定连接。驱动位置是侧面驱动。 驱动方式谁细牙螺杆/微分头。实现25_行程，精度可达0. 003_的调节。
[0136] 升降台35为精密升降台，与上下机构均为螺钉固定连接。驱动方式：细牙螺杆/ 微分头。实现25mm行程，精度可达0.005mm的调节。
[0137] 旋转台36为精密旋转台，与上下机构均为螺钉固定连接。驱动方式：细牙螺杆/ 微分头。粗调节：360度，分辨率：0. 009度。
[0138] 角位移台37与上下机构均为螺钉固定连接。实现±10度的角度调节。
[0139] 夹持器38,通过螺钉固定于角位移台37上，夹持器38从中心分为上下两半，通过 螺钉连接上下两部分，需要夹持激光器6放于夹具中心孔。
[0140] 9激光器，产生一相互垂直的十字形激光射出。固定于夹持器38中心。
[0141] 具体工作过程如下：
[0142] 1、安装过程
[0143] 把激光器调整装置置于正对X光机的导轨平台末端。打开激光器调整夹持器高度 使得激光十字中心大致对准X光机出光孔中心，支撑杆于导轨平台上。在测量平台上安放 一垂直于X射线束的自显影胶片，打开X光机后，经过辐射会在胶片上产生一圆形光斑（即 是X射线照射野的一个参考面），然后微调平移台、升降台、旋转台、角位移台，使得激光十 字中心对准胶片参考野中心。然后，沿着导轨方向移动胶片，保证激光中心始终在胶片辐射 野中心，也即是保证了激光十字中心始终为X射线束中心。从而实现工作中待测量电离室 等仪器精确定位。同时，也可以放一激光调制装置于导轨平台侧面，发射一坚直线状激光， 实现某些测量位置与X光机距离的精确定位。
[0144] 2、工作过程
[0145] 在有仪器或样品待测量时，打开导轨末端和侧端激光器，放置待测仪器于测量平 台上，调整测量平台位置，使得待测仪器位于末端激光器发射的十字激光中心点，和侧端特 定距离激光器发射的坚直激光线上。末端激光十字交叉点位置即为X射线束射线中心位 置，侧面坚直激光位置即是特定距离的测量位。
[0146] 激光器调整装置也称为末端激光器，主要作用即是逆向模拟X光的射出过程，使 不可见有危险的X射线成为可见的激光线。从而可以肉眼知道X射线束中心通过的位置， 来实现各待测仪器的定位。是X射线光机产生的射线是类似于电筒光一样的锥状光束，而 激光仅仅是线条。因此导轨尾端发射的十字状激光交叉点仅能体现出某个辐射参考面的中 心位置。
[0147] 以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明 的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种X射线与导轨平行系统，其特征在于，所述系统包括： X射线出射装置，具有X射线管，用于出射X射线； 电离室调节装置，具有第一导轨，所述X射线出射装置位于所述电离室调节装置的一 侧的对应位置，用于搭设电离室或面阵平板探测器，所述电离室或面阵平板探测器接收所 述X射线； 其中，当所述X射线照射在所述面阵平板探测器，调整所述X射线管的X射线出射位 置，使得X射线的光束中心与面阵平板探测器中心重合；改变所述面阵平板探测器与所述X 射线出射装置的相对距离，再次调整所述X射线管的X射线出射位置，使得X射线的光束中 心再次与面阵平板探测器中心重合；继续调整所述X射线管的X射线出射位置，直到X射线 的光束中心与面阵平板探测器中心一直重合，使得所述X射线与所述第一导轨平行。
2. 根据权利要求1所述的X射线与导轨平行系统，其特征在于，所述X射线出射装置包 括： X射线屏蔽装置，固定在光学平台上，包括： 前挡板，由内侧第一铅板和外侧第一铝板粘接组成，屏蔽X射线管产生的X射线光子主 束方向的漏射线，所述前挡板上具有X射线出射孔，出射孔具有光阑； 后挡板，由内侧第二铅板和外侧第二铝板粘接组成，屏蔽射向所述后挡板的X射线光 子； 两侧面挡板，由内侧第三铅板和外侧第三铝板粘接组成，通过螺丝与所述前挡板和后 挡板接设，屏蔽射向所述两侧面挡板的X射线光子； 上盖，通过螺丝与所述前挡板、后挡板和两侧面挡板接设，屏蔽射向所述上盖的X射线 光子； 支撑架，用于支撑所述前挡板、后挡板、两侧面挡板和上盖； X射线调整装置，容置在所述X射线屏蔽装置内，包括： 坚直升降调整台，具有交叉的支撑臂和第一转轴，通过转动所述第一转轴改变所述支 撑臂的交叉角度从而调节高度； 水平前后调整台，架设在所述坚直升降调整台上，具有第二转轴； 角度调整平台，穿设在所述第二转轴上，所述角度调整平台在所述第二转轴上沿与X 射线光束平行方向平动； 水平位移调整平台，架设有所述X射线管，并滑设在所述角度调整平台上，沿所述X射 线光束垂直方向平动；所述水平位移调整平台随所述角度调整平台转动和角动； X射线滤过装置，置于所述X射线屏蔽装置的X射线出射孔前，所述X射线滤过装置包 括： 固定部件，固定在所述光学平台上； 第一转盘，具有第一转动轴和第一过滤安装孔，利用所述第一转动轴与所述固定部件 轴接，所述第一过滤安装孔内安装有第一镜筒，所述第一镜筒具有第一过滤片； 第二转盘，具有第二转动轴和第二过滤安装孔，利用所述第二转动轴与所述固定部件 轴接，所述第二过滤安装孔内安装有第二镜筒，所述第二镜筒具有第二过滤片； 其中，所述第一转盘和第二转盘转至工作位置时，工作位第一过滤片和工作位第二过 滤片对准所述X射线出射孔，所述X射线管发射出的X射线通过所述X射线出射孔出射，通 过所述工作位第一过滤片和工作位第二过滤片过滤。
3. 根据权利要求2所述的X射线与导轨平行系统，其特征在于，所述前挡板的第一铅板 的厚度为屏蔽X射线管在最大管电压下的X射线光子的厚度；所述第一铅板的厚度大于所 述第二铅板和第三铅板的厚度；所述两侧面挡板上具有高压线缆通入的圆孔； 所述角度调整平台包括：圆盘，穿设在所述第二转轴上；铰接结构，与所述圆盘相连 接，所述圆盘与所述铰接结构相对转动；光学平台，与所述铰接结构相连接，通过所述铰接 结构动作，所述光学平台与所述圆盘俯仰转动。
4. 根据权利要求2所述的X射线与导轨平行系统，其特征在于，所述水平位移调整平台 上利用光管固定卡箍卡接发射所述X射线的X射线管； 所述第一转盘和第二转盘的半径相同，所述第一过滤片和第二过滤片的半径相同； 所述第一过滤安装孔在所述第一转盘上等圆周角排列，所述第二过滤安装孔在所述第 二转盘上等圆周角排列； 所述第一过滤片依次按照能量从低到高的顺利依次排列在所述第一转盘上，所述第二 过滤片依次按照能量从低到高的顺利依次排列在所述第二转盘上； 所述第一过滤片和第二过滤片的材质为金属，所述金属的材质为高纯度的铝、铜、锡或 者铅； 所述第一镜筒内的不同第一过滤片在照射束方向上应按照原子序数减小的顺序排列； 所述第二镜筒内的不同第二过滤片在照射束方向上应按照原子序数减小的顺序排列； 所述X射线滤过装置还包括：第一控制电机，固定在所述固定部件上，并在上位计算机 的控制下控制所述第一转盘转动；第二控制电机，固定在所述固定部件上，并在上位计算机 的控制下控制所述第二转盘转动。
5. 根据权利要求1所述的X射线与导轨平行系统，其特征在于，所述电离室调节装置包 括： 基座，所述基座上具有第一导轨； 电离室位置调整装置，包括： 一级移动载物平台，滑设在第一导轨上，在所述第一导轨上平动，且具有第二导轨，所 述第一导轨沿所述X射线主束方向，所述第二导轨与所述第一导轨的方向垂直； 二级移动载物平台，滑设在所述第二导轨上，在所述第二导轨上平动； 三级移动载物平台，与所述二级移动载物平台相接设，包括坚直升降调整平台，所述坚 直升降调整平台上具有夹具夹持电离室，用于调节所述电离室的高度； 其中，调节一级移动载物平台在所述第一导轨上平动，二级移动载物平台在所述第二 导轨上平动，坚直升降调整平台调节所述电离室高度，使得激光中心对准所述电离室的灵 敏体积中心，所述激光中心与所述X射线主束中心位置相同。
6. 根据权利要求5所述的X射线与导轨平行系统，其特征在于： 所述二级移动载物平台包括：滑块，与所述第二导轨滑设；丝杠，一端与电机连接，另 一端与所述滑块连接，通过所述电机驱动丝杠带动所述滑块在所述第二导轨滑动； 所述坚直升降调整平台具有交叉的支撑臂和第一转轴，通过转动所述第一转轴改变所 述支撑臂的交叉角度从而调节高度。
7. 根据权利要求5所述的X射线与导轨平行系统，其特征在于，所述夹具包括： 底盘座，所述底盘座具有螺纹孔，利用螺钉与支撑平台固定； 支撑杆，螺接在所述底盘座上，所述支撑杆的上端具有插口； 夹具头，所述夹具头包括： 固定部件，所述固定部件利用连接杆插接在所述支撑杆的插口上； 移动部件，包括金属杆，金属杆的一端插接在所述固定部件上，另一端利用连接件相固 定，所述连接件上开具有螺孔；夹持部，套接在所述金属杆上；调节杆，螺接在所述螺孔内， 并且一端为调节头，另一端与所述夹持部相固定； 其中，调节所述调节头时，螺设在所述螺孔内的调节杆与所述金属杆平行移动，调节杆 带动所述夹持部与所述固定部件共同夹持电离室。
8. 根据权利要求5所述的X射线与导轨平行系统，其特征在于，所述底盘座、支撑杆、固 定部件、连接杆、夹持部和连接件的材质为有机玻璃；所述金属杆和调节杆的材质为金属； 所述固定部件与夹持部的相对面为平面或者弧形面，所述夹持部与固定部件的相对面为平 面或者弧形面。
9. 根据权利要求1所述的X射线与导轨平行系统，其特征在于，所述面阵平板探测器为 空气电离室等间距排成32X32矩阵。
【文档编号】G01T1/00GK104101892SQ201410325978
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】吴金杰, 陈法君, 蒋伟, 李兵 申请人:中国计量科学研究院