рентгенопрозрачная ионизационная камера

Формула изобретения

Рентгенопрозрачная ионизационная камера, состоящая из охранного электрода, выполненного в виде металлического кольца, представляющего собой корпус камеры, первого и второго высоковольтных электродов, размещенных в торцах охранного электрода, и собирающего электрода, расположенного между высоковольтными электродами в срединном поперечном сечении охранного электрода, причем основой для высоковольтных и собирающего электродов являются подложки, выполненные из рентгенопрозрачного диэлектрического материала, а высоковольтные и собирающий электроды нанесены в виде металлических покрытий на поверхности подложек, отличающаяся тем, что подложки высоковольтных электродов выполнены симметрично-выпуклыми наружу от подложки собирающего электрода, при этом высоковольтные электроды нанесены на внутренние поверхности выпуклых подложек, а собирающий электрод выполнен двойным в виде двух покрытий, нанесенных на обе поверхности подложки, размещенной в срединном сечении охранного электрода, механическая жесткость подложки собирающего электрода выбрана не меньше механической жесткости каждой из подложек высоковольтных электродов, причем камера снабжена электростатическими экранами из рентгенопрозрачного электропроводящего материала, закрепленными на внешних поверхностях выпуклых подложек высоковольтных электродов и связанными электрически с охранным электродом, первый и второй высоковольтные электроды, а также покрытия собирающего электрода соединены электрически накоротко между собой соответственно, образуя первую и вторую электрические клеммы, третьей общей клеммой камеры является охранный электрод и электростатические экраны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к экспонометрии и предназначено для промышленной рентгенографии материалов и изделий, в частности к ионизационным камерам рентгеноэкспонометров, используемых при производстве снимков с заданной плотностью почернения рентгеновской пленки.

Известны рентгенопрозрачные ионизационные камеры, состоящие из расположенных напротив и изолированных друг от друга собирающего и высоковольтного электродов, а также охранного электрода, представляющего собой металлический корпус камеры, причем собирающий электрод, расположенный первым по ходу пучка рентгеновского излучения, выполнен из рентгенопрозрачного изоляционного материала, на который нанесено металлическое покрытие, например, из Ni, Cu, Zn, а высоковольтный электрод выполнен из изоляционного материала с нанесенным на него высокоатомным покрытием (Cd, Pb, Bi) [1].

Основными недостатками таких камер являются ограниченные динамические возможности из-за "мембранного" эффекта, проявляемого подложками высоковольтного и собирающего электродов в условиях вибраций, а также низкая помехозащищенность от электростатических и электромагнитных полей. Поэтому известные камеры применяются исключительно в нормальных условиях.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является рентгенопрозрачная ионизационная камера, состоящая из охранного, двух высоковольтных и собирающего электродов, при этом собирающий электрод размещен между высоковольтными электродами и разделяет камеру на две полости [2].

Недостатками этого технического решения являются также недостаточная виброустойчивость от внешних вибраций и помехозащищенность от электростатических и электромагнитных полей.

Сущность изобретения заключается в том, что в рентгенопрозрачной ионизационной камере, состоящей из охранного электрода, выполненного в виде металлического кольца, представляющего собой корпус камеры, первого и второго высоковольтных электродов, размещенных в торцах охранного электрода, и собирающего электрода, расположенного между высоковольтными электродами в срединном поперечном сечении охранного электрода, причем основой для собирающего и высоковольтных электродов являются подложки, выполненные из рентгенопрозрачного диэлектрического материала, а высоковольтные и собирающий электроды нанесены в виде металлических покрытий на поверхности подложек, подложки высоковольтных электродов выполнены симметрично-выпуклыми наружу от подложки собирающего электрода, при этом высоковольтные электроды нанесены на внутренние поверхности выпуклых подложек, а собирающий электрод выполнен двойным в виде двух покрытий, нанесенных на обе противоположные поверхности подложки, размещенной в срединном сечении охранного электрода, механическая жесткость подложки собирающего электрода выбрана не меньше механической жесткости каждой из подложек высоковольтных электродов, кроме того, камера снабжена электростатическими экранами из рентгенопрозрачного электропроводного материала, закрепленными на внешних поверхностях выпуклых подложек и связанными электрически с охранным электродом, оба высоковольтных электрода, а также покрытия собирающего электрода соединены электрически накоротко между собой соответственно, образуя первую и вторую электрические клеммы камеры, третей общей клеммой камеры являются охранный электрод и электростатические экраны.

Техническим результатом изобретения являются высокие виброустойчивость за счет исключения "мембранного" эффекта подложек высоковольтных и собирающего электродов вследствие повышенной механической жесткости их подложек и помехозащищенность от электростатических и электромагнитных полей.

На чертеже показана конструкция рентгенопрозрачной ионизационной камеры.

Камера состоит из охранного электрода 1, выполненного в виде металлического кольца и выполняющего одновременно функции корпуса камеры, первого и второго высоковольтных электродов 2 и 3, собирающего электрода 4, расположенного между высоковольтными электродами 2, 3 в срединном поперечном сечении охранного электрода 1, и рентгенопрозрачных электростатических экранов 8 и 9.

В качестве основы высоковольтных и собирающего электродов 2, 3 и 4 служат подложки 5, 6 и 7 из рентгенопрозрачного диэлектрического материала, например стеклотекстолита. Высоковольтные электроды 2, 3 и собирающий электрод 4 выполнены в виде металлических покрытий, нанесенных на поверхности подложек 5, 6 и 7 вакуумным или другими, например плазменным, газопламенным, методами напыления.

Подложки 5 и 6 выполнены симметрично-выпуклыми наружу от подложки 7 собирающего электрода 4. Выпуклая форма подложек 5, 6 позволяет, с одной стороны, исключить "мембранный" (колебательный) эффект при вибрациях, тем самым повысить их механическую жесткость, с другой - увеличить объем камер между электродами, тем самым повысить чувствительность камеры. Подложка 7 выполнена с механической жесткостью не меньше, чем механическая жесткость подложек 5 или 6. Заданную жесткость подложки 7 можно обеспечить, например, увеличением ее толщины по сравнению с подложками 5, 6.

Электроды 2, 3 в виде покрытий нанесены на вогнутые (внутренние) поверхности подложек 5, 6 и электрически соединены между собой, образуя первую электрическую клемму камеры, но изолированы от охранного электрода 1, а собирающий электрод 4 выполнен в виде двух покрытий, нанесенных на обе противоположные поверхности подложки 7, также соединенных электрически между собой, образуя вторую электрическую клемму камеры, но изолированных от охранного электрода 1. Электростатические экраны 8, 9 могут быть выполнены как в виде сетки, закрепленной на выпуклой (наружной) поверхности подложек 5, б, так и сплошного покрытия, нанесенного на указанные поверхности подложек 5, 6. Экраны 8, 9 электрически связаны с охранным электродом 1, образуя третью общую клемму камеры.

В качестве материалов охранного электрода 1 и электростатических экранов 8, 9 можно рекомендовать Al, a высоковольтных и собирающего электродов 2, 3 и 4 - материалы с высокоатомным номером Z, например Pb=Z82, Bi=Z83 и другие.

Совокупность заявленных признаков позволяет повысить динамические и метрологические характеристики ионизационной камеры.

Камера работает следующим образом.

На высоковольтные электроды 2 и 3 подают высокое напряжение. Кванты рентгеновского или гамма-излучения, пронизывая камеру по ее оси, регистрируются ионизационной камерой за счет ионизации ее измерительного объема электронами, вышедшими из высоковольтных и собирающего электродов 2, 3 и 4. Ионизационный ток снимается с собирающего электрода 4. Величина ионизационного тока пропорциональна интенсивности рентгеновского или гамма-излучения на входе ионизационной камеры, по значению которого определяют требуемую экспозицию.

Техническим результатом изобретения являются высокие виброустойчивость камеры за счет исключения "мембранного" эффекта подложек высоковольтных и собирающего электродов вследствие повышенной механической жесткости их подложек и помехоустойчивость от электростатических и электромагнитных полей, обеспечивающих в целом высокие динамические и метрологические показатели камеры.

Источники информации

1. Патент RU 2125752, кл. H 01 J 47/02, 1999.

2. А.с. СССР 113964, кл. H 01 J 47/02, 1958 (прототип).