狭缝法测量X射线管焦点尺寸的研究

目前EN 12543标准中的狭缝法广泛应用于工业用X射线管焦点尺寸的测量和标注。然而所需的测试设备——狭缝相机,由于其复杂和精密的设计要求,导致生产加工难度大、成本高且不利于推广使用。本文采用双钨合金圆柱代替狭缝相机,基于圆柱法中距离和位置参数校准方法,改进了狭缝法中焦点尺寸测量的计算公式,研究了不同狭缝大小对X射线管焦点尺寸测量的影响和变化规律。实验结果表明,使用间距与焦点尺寸相当的双钨合金圆柱测量COMET公司的MXR-225HP/11工业X射线管,也可以获得较为精确的测量结果,同时实验发现当狭缝宽度较大时,可以直接用来计算焦点测量装置的几何放大倍数,并且计算结果与圆柱法中使用距离和位置参数校准方法所测量的结果相一致。

X射线管的焦点仿真设计研究

在X射线管中焦点的形状和尺寸对影像质量起着决定性作用。本文使用CST Studio Suite软件进行仿真设计,研究了栅极电压和聚焦结构对焦点的影响,开展了焦点形成机理、电极结构与静电聚焦等理论分析,为X射线管的结构设计提供规律参照。

利用多毛细管准直器测量X射线光源焦斑尺寸

设计了一种测量X射线光源焦斑尺寸的方法:多毛细管准直器法。整体玻璃毛细管X射线准直器是由数105根内径为几微米的单玻璃毛细管组成的X射线光学器件,X射线光源发出的发散X射线光束被多毛细管准直器约束后变为准平行束。准平行束的截面直径是X射线光源焦斑直径的函数,通过测量准平行束不同位置处的截面直径,利用线性拟合可得到X射线光源的焦斑直径。分别利用多毛细管准直器法和常用的小孔成像法测量了同一微焦斑X射线光源的焦斑直径,测量结果分别为60.8和59.4μm。多毛细管准直器法对焦斑直径在亚微米量级或更小X射线源的焦斑尺寸测量中将显示出更多的优势。

X射线管焦点尺寸测量方法研究

本文提出了一种焦点尺寸测量方法——锥孔法,其仅需借助射线管上的铅制锥孔,使用平板探测器采集光场图像,然后利用光场边缘射线强度分布可计算得到焦点尺寸。该方法的操作和测试条件简单,实验结果表明,该方法能方便快捷地测量焦点尺寸。

小焦斑X射线管的研究

X射线管焦斑是X射线管的主要性能指标。其大小直接影响射线成像及照相灵敏度。X射线管作为X射线检测设备的发射源,其性能直接决定了检查设备对物体的图像分辨率指标。小焦斑X射线管的研制,要求其在保证一定发射功率前提下,能够连续稳定工作;既满足检查小零件及高图像分辨率方面需求,又能有效避免X射线管因焦斑过小所造成的靶面烧伤;具有重大现实意义。通过对其结构设计、制造工艺及工作可靠性方面的深入研究,现已成功研制出"小焦斑X射线管"。测试表明:此研究产品在拥有小焦斑特性同时,具有相当的高压稳定性。应用此研究,可开发系列小焦斑X射线管。此产品的成功应用,有望促进X射线检测设备整体水平的提高。

聚焦透镜天线焦斑宽度估算

根据惠更斯-菲涅耳原理,通过简单的推导,得出聚焦透镜天线焦平面上焦斑宽度的近似计算公式,并讨论了与焦平面平行的平面上的焦斑场.为证明该方法的计算精度及效率,设计了一个Ka波段聚焦透镜天线,并加工了两个天线样品进行比较.对两天线进行了平面近场扫描测试,采用近似公式计算得到的Ka波段聚焦透镜天线半功率点宽度与实验数据接近,表明文中给出的公式有一定工程参考作用.

用散射法测量整体X光透镜性能

提出了一种测量X光透镜性能的新方法———散射法.该方法可以在多能量点同时测量X光透镜的性能.利 用该方法测量了X光透镜的传输效率和焦斑大小,并将结果与以往加吸收片法作了比较,从实验上证明了这种方法的 可行性与优越性.

激光束低频位相误差叠加规律研究

用随机位相屏模拟光学元件产生的低频位相误差 ,并用 RMS位相梯度对低频位相误差进行统计量化 ,通过对激光束传输过程进行模拟 ,对低频位相误差的叠加规律有了新发现 ,并对位相误差叠加规律进行了修改 ,为位相校正提供了理论上的依据 ;通过对光束聚焦过程进行研究 ,得到了低频位相误差影响光束焦斑尺寸的初步规律 ;并在此基础上提出了一种光束质量控制的新方法。

4MeV电子直线探伤加速器主要参数测量

在加速器中心轴线上距靶1m处,放置标准剂量计空腔电离室,此电离室放在160 mm×150 mm×150 mm的标准有机玻璃模体的最大剂量深度处,用标准次级剂量计进行测量。经激光对中后,在不同重复频率下,重复三次,测得最大吸收剂量率为4.11 Gy/min。

基于单次全反射椭球单玻璃管X射线聚焦镜表征光源参数

为了正确表征X射线光源参数,本文利用单次全反射椭球单玻璃管X射线聚焦镜,设计了一种测量X射线光源焦斑尺寸和焦深的方法。该方法利用椭球单玻璃管X射线聚焦镜具有单次全反射成像能力的特点,对多个已知焦斑尺寸的多毛细管X光透镜模拟光源的焦斑成像尺寸和椭球聚焦镜的面形误差进行表征,从而确定光源焦斑尺寸和经过椭球聚焦镜后的焦斑成像尺寸以及椭球聚焦镜的面型误差之间的通用数学关系。然后,通过分析待测光源焦斑经过椭球聚焦镜所成像的尺寸来得到被测量光源的焦斑尺寸。利用该法也同样可以得到光源焦深的大小。为了验证设计方法的可行性,测量了实验室微焦斑X射线光源的焦斑和焦深参数。测试显示:对于焦斑直径约为50μm、焦深约为20mm的光源,文中方法得到的算术平均值标准偏差分别为1.5μm和0.7mm。结果表明:本文设计的光源参数表征方法可以实现对微焦斑源焦斑尺寸和焦深的同时测量,在X射线源的研制和应用领域具有潜在应用。

X射线源焦点尺寸测量方法和标准综述

X射线源焦点尺寸对于图像质量有显著影响,在高放大比和大焦点情形下,焦点模糊会降低图像的空间分辨率;此外,焦点尺寸也是衡量X射线源工作性能的标准。本文介绍了焦点尺寸测量的相关概念和研究现状,对X射线源(包括X射线管和直线加速器)焦点尺寸的测量方法和标准进行了分析总结,也对焦点测量技术的最新进展和相关应用进行了介绍。

圆柱法测量X射线管焦点尺寸的研究

文章基于EN 12543标准的边界法原理,提出了一种X射线管射线束不同张角处有效焦点尺寸测量的方法——圆柱法,采用双钨合金圆柱、像素100μm的面阵探测器、平移和旋转机构对COMET公司的MXR-225HP/11工业X射线管大、小焦点进行测量。提出了一种测量X射线源焦点到平移旋转机构的距离及射线束不同张角处位置参数的方法。测量结果表明,该方法不仅可方便地测量焦点尺寸,而且能测量射线束张角范围内焦点尺寸的变化,并对其变化规律进行研究,这将对X射线管的焦点设计及其性能评价提供参考。

X射线机焦点尺寸测量方法的标准分析

比较目前3个典型X射线机焦点尺寸测量方法标准(IEC 60336,EN 12543和ASTME1165)的适用范围、适用对象和条件。详细分析了3个标准中规定的焦点尺寸测量方法原理、测试条件和结果处理方法,重点比较了3个标准中对针孔成像方法规定的内容异同。指出各种不同标准中的方法、适用范围和对象等的差异,为广大用户全面了解各种焦点尺寸测量方法及差异,根据测试目的和要求选取适当方法提供了参考和依据。

X射线管的焦点优化设计

焦点是X射线管的重要参数,其形状和尺寸显著影响空间分辨率,是决定X射线成像系统图像质量的重要因素。阴极灯丝由于热应力会发生形变而影响焦点的形状,聚焦结构改变电子运动轨迹而影响焦点的尺寸。本文通过闪炼进行灯丝形状控制,使用CST进行聚焦结构设计,对焦点进行优化,依据IEC 60336进行焦点测量验证。

基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜表征X射线光源参数

X射线光源的焦斑尺寸和焦深对X射线光谱学,尤其是对于微区X射线衍射与荧光分析等领域十分重要的参数。如何高效而准确的表征这些参数对于X射线光源的应用和发展至关重要。现有的光源参数表征方法,尤其在表征微焦斑光源的参数时,都存在自身的局限性。锥形单玻璃管X射线聚焦镜是一种常用的X射线聚焦器件。根据锥形单玻璃管X射线聚焦镜滤波特性和几何特点,分析得到聚焦镜的聚焦光能量上限的大小受到光源焦斑尺寸的影响,提出这个能量上限与光源尺寸和光源到聚焦镜入口的距离之间的数学关系。设计了一种基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征X射线光源参数的方法。对锥形单玻璃管X射线聚焦镜的参数进行测量和确定后,将聚焦镜放置要测量的光源前,与光源形成聚焦光路。在光路准直并确保只有在聚焦镜内发生单次全反射的X射线射出聚焦镜的情况下,通过改变聚焦镜与光源焦斑距离并利用能谱探测系统来探测聚焦光并得到多个对应的聚焦光能谱。对所得能谱进行计算与分析,得到各能谱中的能量最大值,即聚焦光的能量上限。利用聚焦光能量上限、光源焦斑尺寸和光源到聚焦镜的距离之间的关系并结合线性拟合法,可同时得到光源焦斑尺寸和焦深。选用制造商给出焦斑尺寸约60μm,焦深为20 mm的微焦斑钼靶光源作为测量对象,利用基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征方法测量的结果为焦斑尺寸为60.1μm,焦深为19.7 mm。用小孔成像法表征该光源焦斑尺寸为60.3μm,焦深为20.1 mm。相较于现有的方法,基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征X射线光源参数方法对表征微焦斑光源有一定优势,对表征高能X射线光源有潜在发展和利用价值。

The Enhanced Measurements of Laser Micro-jet Processing

In the paper, the enhanced measurements of the laser micro-jet processing are discussed. In fact, within pure water breakdown threshold of laser, the less focal which focused with the appropriate focusing lens and the small nozzle of water chamber enhance the laser power density ,at the same time, the laser beam transport in the wave guided water with the proper total reflection angle. The laser power which depended on the properties of the diameter, the coupling water chamber and the coupling efficiency of the micro-jet and laser beam expect of the properties of laser.

焦斑直径与粉末粒径对激光选区熔化316L不锈钢成形质量影响研究

为进一步获得更高质量的316L不锈钢激光选区熔化(SLM)成形件,研究了不同焦斑直径与不同粉末粒径对SLM成形表面形貌、表面粗糙度、致密度、硬度、拉伸强度、延伸率和显微组织的影响规律。结果表明,粉末粒径对SLM成形质量有显著的影响。采用0~25μm粒径的粉末可获得更优的成形表面粗糙度与延伸率,分别为3.27μm与50.71%;采用15~53μm粒径的粉末可获得更高的硬度与拉伸强度,分别为238.82 HV与748.16 MPa。焦斑直径与粉末粒径相结合共同影响SLM成形质量。相较于50μm大焦斑直径的成形件,采用25μm的小焦斑直径时,不同粉末粒径SLM成形件表面粗糙度、硬度、拉伸强度和延伸率的差异更大。

高能工业CT电子直线加速器焦点测量方法与装置研制

电子直线加速器焦点尺寸是影响高能工业CT空间分辨率等关键技术指标的主要因素之一。IEC 62976-2021和GB/T 20129-2015的“三明治”法(或称叠片法)是现行的无损检测用电子直线加速器焦点测试标准。但在实际操作中,该方法不仅过程繁琐,且在胶片曝光、冲洗、条纹计数等过程中人为因素影响大。此外,理论仿真发现“三明治”测试模块的金属片及塑胶片厚度对测量结果影响的误差超过±12.5%。针对该方法的不足,研究并设计了一套焦点测量方法和装置——狭缝平移扫描法及装置,并进行焦点扫描测试和CT空间分辨率验证等实验。结果表明,所提方法相对于“三明治”法,测量结果客观、准确、重复性好,这对于电子直线加速器的焦点尺寸精确测量和高能工业CT系统性能评估和优化设计具有重要意义。

混合驱动中直驱激光焦斑尺寸对点火性能的影响

研究针对混驱点火模型,保持直驱激光能量不变,针对1200,1400和1500μm直驱光焦斑尺寸,采用数值模拟,研究其对点火性能的影响。研究表明:直驱光焦斑尺寸是影响混驱点火性能的敏感因素。1500μm焦斑尺寸可实现近一维点火。1400μm焦斑尺寸放能接近一维放能的40%。1200μm焦斑尺寸点火失败,仅仅处于燃烧等离子体状态。分析表明,1200μm焦斑尺寸条件下点火失败的原因是:其产生的局部强光强和高驱动不对称性,会导致燃料熵增加及燃料面密度扰动增加。燃料熵的增加将会降低燃料压缩性,不利于创造高温高压点火条件,形成的燃烧波较弱。燃料面密度扰动增加会导致燃烧后壳层不稳定性剧烈增长。推断在小焦斑尺寸条件下,弱燃烧波及高燃料面密度扰动增长,会导致高密度尖钉难以被有效点燃,无法形成升温与燃烧的正反馈。同时,燃料区域内界面不稳定性发展产生的尖钉结构将降低热斑温度,产生的气泡结构将引起热斑体积迅速变大,导致热斑快速降温乃至点火失败。

用于空间X射线通信的栅极控制脉冲发射源研究

利用X射线作为载波实现空间远距离、高速率的信息传输已引起研究者的关注,这项技术的发展将对拓宽电磁波频谱的使用范围具有积极意义.针对X射线通信地面模拟真空实验系统对信号发射源的需求,设计了一种栅极控制X射线源.该X射线源是在传统X射线管的基础上,增加了电压控制栅极,通过改变栅极电压实现X射线的脉冲发射.利用三维电磁场仿真软件CST粒子工作室设计了实验样管,模拟计算了管内的电位分布、电子运动轨迹、实际焦斑大小和打靶电子数.仿真结果表明,实际焦斑大小约为0.4 mm×4 mm,栅极开启电压和截止电压分别为0和-10 V.实验测试了样管特性,测试结果与仿真结果符合得很好,并且在X射线真空实验系统中实现了数字信号传输.