СИСТЕМА РЕНТГЕНОВСКОГО КОНТРОЛЯ

Система рентгеновского контроля относится к области регистрации рентгеновского излучения и может быть использована как в медицинской рентгенографии, так и для досмотра людей в целях безопасности для обнаружения спрятанных на/в теле, в одежде опасных и скрываемых предметов и веществ.
Известна система рентгеновского контроля, например патент RU на полезную модель №43660, МПК G03B 42/02 от 27.01.2005. Бюл. №3, которая состоит из устройства рентгеновского питающего, излучателя рентгеновского, детектора рентгеновского излучения и коллиматора, которые через каретки и металлические ленты связаны с валом электропривода, тем самым обеспечивая одновременное их вертикальное перемещение.
Недостатком указанной системы рентгеновского контроля тела человека является то, что при наличии обуви у человека рентгеновское излучение малой мощности не позволяет получать четкое изображение того, что находится в зоне обуви. Это объясняется тем, что, как бы ни располагали пучок рентгеновского излучения, его составные части направлены строго горизонтально или близко к горизонтальному и контуры обуви и особенно подошвы являются препятствием к получению четкого изображения.
Вторым недостатком является то, что трудно осуществлять строгую синхронизацию скорости перемещения источника излучения, коллиматора и детектора, обеспечивая соосность оптической системы.
Наиболее близким решением к предлагаемой полезной модели является решение, описанное в патенте RU на полезную модель №73601, МПК А61В 6/00 от 27.08.2008. Бюл. №15/
Система рентгеновского контроля по данному патенту состоит из устройства рентгеновского питающего, излучателя рентгеновского, коллиматора, детектора рентгеновского излучения и электропривода, причем излучатель, коллиматор и детектор расположены на подвижной балке, на одном конце которой установлена каретка с детектором с возможностью вертикального перемещения по неподвижной стойке, а на другом конце подвижной балки установлены излучатель с коллиматором, при этом каретка с детектором связана кинематически с валом электропривода через систему роликов посредством первого каната, а второй конец подвижной балки выполнен с возможностью перемещения за счет канатной кинематической связи с дополнительной кареткой, установленной на качающемся в вертикальной плоскости двукратном полиспасте.
Данная система имеет сложную кинематическую схему с двумя канатными цепями, причем вторая цепь не связана с электроприводом, а одним концом соединена с подвижной балкой, а другим через систему роликов и качающийся полиспаст с шарниром, закрепленном в крышке системы. При вертикальном движении балки с поворотом ее концов в плоскости движения происходит раскачивание балки в плоскости, перпендикулярной плоскости движения, отчего в детекторе рентгеновского излучения возникает дополнительная информация, являющаяся помехой при дальнейшем преобразовании рентгеновского излучения в электрический сигнал.
Техническая задача заключается в упрощении кинематической схемы системы рентгеновского контроля и повышении надежности ее функционирования.
Решение технической задачи заключается в том, что система рентгеновского контроля, состоящая из устройства рентгеновского питающего, излучателя рентгеновского, коллиматора, детектора рентгеновского излучения и электропривода, причем излучатель, коллиматор и детектор расположены на подвижной балке, на одном конце которой установлена каретка с детектором с возможностью вертикального перемещения по неподвижной стойке, а на другом конце подвижной балки установлены излучатель с коллиматором, при этом каретка с детектором связана кинематически с редуктором электропривода через систему роликов посредством первого каната, дополнительно содержит неподвижную балку и вторую вертикальную стойку с размещенной на ней кареткой излучателя с возможностью ее вертикального перемещения и которая кинематически связана со вторым концом подвижной балки через двух шарнирный рычаг, при этом электропривод расположен в верхней части системы на неподвижной горизонтально установленной балке со смещением относительно центра балки таким образом, что его ось расположена под углом к поперечному сечению указанной балки, а редуктор электропривода выполнен двухступенчатым, причем первая ступень с помощью первого каната связана шарнирно с детектором рентгеновского излучения, а вторая ступень с помощью второго каната связана с шарниром, закрепленным на подвижной балке вблизи излучателя. При этом подвижная балка с расположенными на ней излучателем, коллиматором и детектором в процессе движения в вертикальной плоскости выполнена с возможностью дополнительного поворота в этой плоскости в двух направлениях по часовой и против часовой стрелки.
На чертежах (фиг.1a, 1b, 2, 3) приведены конструкция и кинематическая схема системы рентгеновского контроля, при этом на фиг.1a показан основной вид конструкции с подвижной балкой 4, находящейся в верхнем крайнем положении, на фиг.1b - с подвижной балкой 4, находящейся в нижнем крайнем положении; на фиг.2 вид конструкции в плане со снятой крышкой корпуса, на фиг.3 кинематическая схема перемещения и поворота подвижной балки с расположенными на ней излучателем, коллиматором и детектором рентгеновского излучения, где обозначены:
1 - излучатель рентгеновских лучей; 2 - коллиматор; 3 - детектор рентгеновского излучения; 4 - подвижная балка с расположенными на ней элементами 1, 2, 3; 5 - каретка детектора, шарнирно связанная с детектором 3; 6 - первая неподвижная стойка, по которой перемещается каретка детектора 5; 7 - электропривод, расположенный в верхней части системы на неподвижной горизонтально расположенной балке 10 с редуктором первой ступени 14 и второй ступени 15, а сам привод на неподвижной балке расположен со смещением относительно центра балки так, что его ось сдвинута относительно поперечного сечения этой балки на угол β=0-13° по ходу часовой стрелки; 8' и 8” - ролики, связывающие соответственно канаты 9' и 9” с соответствующими ступенями редуктора 14, 15 и шарнирами 16' и 16”; 11 - вторая неподвижная стойка, по которой перемещается каретка излучателя 12, связанная двух шарнирным рычагом 13 с излучателем 1; 17 - каркас системы; 18 - зона расположения объекта контроля (человека); 19 - человек. Подвижная балка 4 с расположенными на ней излучателем 1, коллиматором 2 и детектором 3 в процессе вертикального перемещения имеет возможность осуществлять поворот в вертикальной плоскости на угол α=±7.
Работа системы рентгеновского контроля осуществляется следующим образом. После размещения человека 19 в зоне расположения объекта контроля 18 и включения электропитания включается в работу устройство рентгеновского питания (на чертежах не показано) и электропривод 7, отчего приходит в движение в вертикальном направлении балка 4, а на выходе излучателя 1 формируется рентгеновское излучение, которое через коллиматор 2 пронизывает тело человека 19 и попадает в детектор 3, где и происходит предварительная обработка полученной информации. За счет кинематической схемы (фиг.3) балка 4 перемещается в вертикальном направлении с нижнего крайнего положения (фиг.1b) в верхнее крайнее положение (фиг.1а) и одновременно осуществляет поворот в вертикальной плоскости против часовой стрелки на угол α (от -7° до +7°). При обратном движении балки 4 ее поворот изменяется по часовой стрелке на угол α (от +7° до -7°).
За счет того, что электропривод расположен в верхней части системы на неподвижной горизонтально установленной балке с двух ступенчатым редуктором, каждая ступень которого связана с концами подвижной балки собственным канатом оптимальной длины, сокращено количество кинематически связанных элементов, сокращена длина канатов, осуществляющих одновременно перемещение и поворот подвижной балки, то есть система более проста в изготовлении и в эксплуатации.
Установка электропривода со смещением относительно центра неподвижной балки и расположением его оси под углом β=13° обеспечивает для данной конструкции оптимальное распределение нагрузки на канаты при движении серпообразной подвижной балки, поддерживая ее центр тяжести на одном уровне, что сводит к минимуму процесс раскачивания подвижной балки дополнительно в горизонтальном направлении, то есть система более надежна при функционировании. Данная система с приведенными параметрами с излучателем с малодозным рентгеновским излучением изготовлена в ЗАО «НАУЧПРИБОР» г.Орел и проходит лабораторные испытания.