3. Контроль композитных материалов и многослойных конструкций методом рвт.

В качестве источников рентгеновского излучения в томографе ВТ-600ХА используются высокоэнергетический минифокусный промышленный рентгеновский аппарат Isovolt 450 Titan и малогабаритный индукционный ускоритель электронов МИБ-5 ″Томобетатрон″.

Рентгеновский аппарат Isovolt 450 Titan E состоит из рентгеновского излучателя, двух высоковольтных генераторов на 225 кВ (анодного и катодного), настольного пульта управления и двухконтурной помпы водо-масляного охлаждения анода трубки. Катодный генератор конструктивно объединен с силовым модулем.

Излучателем рентгеновского аппарата является двухэлектродная металлокерамическая рентгеновская трубка типа 450 М2 / 0.4-1.0 HP, заключенная в защитный кожух с принудительным масляным охлаждением.

Трубка имеет два фокусных пятна:

• малый фокус (S) с размерами порядка 0,4х0,4 мм при выходной мощности 700 Вт,

• большой фокус (L) с размерами порядка 1х1 мм при выходной мощности 1500 Вт.

Выбор рабочего фокуса трубки производится автоматически через последовательный порт RS232 или дублирующую систему прямого управления по сигналам, формируемым компьютером томографа в соответствии с типом фокуса (S или L), указанным оператором или выбранным по умолчанию.

Номинальный режим работы рентгеновского аппарата в составе томографа – максимально допустимой мощности при напряжении 150...450 кВ. В процессе цикла сканирования выбранного сечения рентгеновский аппарат работает под управлением компьютера томографа в режиме непрерывного излучения.

В выходном окне излучателя установлена толстостенная апертурная диафрагма, ограничивающая телесный угол выходного пучка излучения размерами рабочей апертуры многоканального блока детектора томографа (13⁰х1⁰ соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях).

Непосредственно перед выходным окном излучателя рентгеновского аппарата (до объекта контроля) установлен управляемый трехпозиционный первичный коллиматор со сменным медным фильтром. Поворотный первичный коллиматор укомплектован многоканальными вставками, которые обеспечивают дополнительное ослабление афокального излучения рентгеновской трубки и обужение размеров используемого участка малого фокуса трубки до 0.3мм (положение коллиматора S) и 0,1мм (положение M).

Томобетатрон включает в свой состав излучатель в рентгенозащитном кожухе, электронный блок излучателя, блок питания и пульт управления. Максимальная энергия ускоренных электронов бетатрона составляет 5 МэВ с возможностью регулировки в диапазоне 3 … 5 МэВ с шагом 0,5 МэВ. Мощность экспозиционной дозы на расстоянии 1м от мишени при максимальной энергии электронов составляет не менее 4 Р/мин; частота импульсов излучения - до 400 Гц, а длительность импульса на полувысоте - 0,4… 5 мкс.

Размеры фокусного пятна томобетатрона составляют 0,2 мм по ширине и 1 мм по высоте. Телесный угол выходного пучка диафрагмируется толстостенным апертурным пирамидальным коллиматором и составляет 13⁰х1⁰ соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Для компенсации изменений интенсивности излучения Io(r,φ) (связанных с временными и температурными нестабильностями ускорителя) на результирующие значения измеренных проекций p(r, φ) на выходном окне излучателя томобетатрона установлен опорный детектор. Опорный детектор имеет собственный измерительный канал в блоке АЦП и дополнительное программное обеспечение, которое используется, как только в панели "/" компьютера указывается фокус "А", говорящий о работе с ускорителем.

Для включения/выключения пучка излучения ускорителя, а также для пространственной синхронизации импульсов излучения с дискретными координатами проекций p(m ∆r, n ∆φ) в томографе предусмотрено устройство внешней синхронизации ускорителя.

Оба излучателя томографа ВТ-600ХА установлены и надежно закреплены на подвижной трехпозиционной стойке сменных излучателей. Перемещение стойки излучателей в одно из трех рабочих положений производится автоматически по сигналам, формируемым в блоке управления томографа в зависимости от типа фокуса S(M), L или A, указанного оператором с компьютера.

Для компенсации шумов, связанных с нестабильностью излучения ускорителя, перед излучателем томобетатрона со стороны объекта контроля установлен опорный детектор. Опорный детектор имеет собственный измерительный канал в блоке АЦП и дополнительное программное обеспечение, которое подключается, как только в панели "/" компьютера указывается фокус "А", говорящий о работе с ускорителем.

Блок детекторов (БД) томографа содержит 32 независимых измерительных канала, построенных с применением кристаллических сцинтилляторов на основе вольфрамата кадмия и фотоэлектронных умножителей. Угловой интервал между рентгенооптическими осями смежных каналов БД равен 0,375о.

На входе блока детекторов расположен узел длинных управляемых многоканальных коллиматоров "Z" и "X" высокоэнергетического излучения (до 5МэВ), прошедшего сквозь объект контроля. Эти коллиматоры резко ослабляют вклад рассеянного излучения и уровень перекрестных помех, а также изменяют высоту и ширину рабочей апертуры каждого канала детектирования в зависимости от требуемой толщины контролируемого слоя и диаметра поля томограммы. Рекомендации по выбору коллиматора приведены далее в разделе 7.

Положение коллиматоров устанавливается с помощью двигателей по сигналам, формируемым в блоке управления томографа в соответствии с номерами коллиматоров "X" и "Z", введенными оператором томографа или выбранными по умолчанию.

Специализированный вычислительный комплекс томографа оснащен компьютером с четырехядерным процессором Intel с частотой 3,0 ГГц, оперативной памятью 4Гб, двумя жесткими дисками по 1 Тб, двухканальной графической платой с максимальным разрешением 2х2560х1600, двумя цветными LCD мониторами с диагональю 21,3" и разрешением 1600х1200, а также цветным струйным принтером фирмы HP формата А4. Для обеспечения долговременного архивирования результатов томографического контроля на внешних носителях в компьютере предусмотрен пишущий дисковод DVD+/-RW и USB порты.