专利名称：便携式x射线探伤仪的制作方法
技术领域：
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。
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。
权利要求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。
专利摘要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。
文档编号G01N23/18GK2035888SQ88217599
公开日1989年4月12日 申请日期1988年10月11日 优先权日1988年10月11日
发明者余加进, 于长海, 冯政新, 曹金洲, 王黎君, 翁明亮 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所