ЭКРАН ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к конструктивным узлам и элементам систем неразрушающего контроля материалов и изделий радиационными методами, а именно к преобразователям проникающих излучений с каналами транспортировки излучения и преобразования излучений. Может быть использовано в производственных и полевых условиях.
Известен волоконный модуль (экран), собранный из слоев полимерных сцинтиллирующих оптических волокон, уложенных попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях для регистрации оптического излучения, выходящего из торцов этих волокон.
Патент США №4942302, МПК: G 01 Т 3/06, 1990 г.
Устройство имеет ограниченное пространственное разрешение, определяемое сечением волокна.
Известен волоконный модуль, собранный из слоев полимерных сцинтиллирующих оптических волокон, уложенных попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях для регистрации оптического излучения, выходящего из торцов этих волокон. Торцы волокон расположены в плоскостях граней волоконного параллелепипеда, образуемого слоями волокон. Диаметр волокон равен половине длины свободного пробега протона отдачи в материале волокна.
Патент Российской Федерации №2П9! 78, МПК: G 01 Т 3/06,Бюл.№26, 1998 г. Модуль имеет сравнительно низкую эффективность, низкое пространственное разрешение, предназначен для регистрации только быстрых нейтронов, в частности одиночных.
Известен комбинированный преобразователь, содержащий чехол-оболочку, набор нескольких пар длинных нитеподобных волоконно-оптических сцинтилляторов - световодов, одна из нитей выполнена на основе водородосодержащего материала, а другая на основе неорганического
вещества. Патент Российской Федерации № 2190240, МПК: G 01 Т 1/20, Бюл. №27, 2002 г.
Датчик позволяет регистрировать лишь быстрые и тепловые нейтроны.
Известен преобразователь проникающего излучения, выполненный в виде усеченного конуса или усеченной пирамиды с капиллярными каналами транспортировки излучения, расходящимися в сторону средств регистрации, стенки каналов имеют форму боковой поверхности либо усеченных конуса или пирамиды, либо цилиндра, либо призмы. Больший торец конуса или пирамиды содержит средство, чувствительное к излучению.
Патент Российской Федерации №2239822, МПК: G 21 К 1/06, Бюл. №31, 2004 г. Прототип.
Прототип сложен в изготовлении, позволяет формировать расходящийся поток излучения лишь раздельным по составу: рентгеновский поток, поток нейтральных частиц, гамма-квантов, ультрафиолетового или инфракрасного излучения, видимый свет, поток заряженных частиц, например ионов. По существу является коллиматором, лишь средство, чувствительное излучению превращает его в экран-преобразователь.
Техническим результатом полезной модели является повышение пространственного разрешения, одновременная регистрация различных видов проникающего излучения: быстрых нейтронов, и/или тепловых нейтронов, и/или рентгеновских и гамма лучей.
Технический результат достигается тем, что в экране-преобразователе, выполненном в виде усеченного конуса или усеченной пирамиды с расходящимися каналами транспортировки излучения, стенки которых имеют форму боковой поверхности усеченных конуса или пирамиды, или цилиндра, или призмы, каналы транспортировки излучения выполнены в виде волоконно-оптических сцинтилляторов, составленных из отрезков волокон, сцинтиллирующих в различных участках оптического спектра, каналы скомпонованы в пакет в форме усеченного конуса или усеченной пирамиды.
Отрезки волокон, выполненные из материалов, со смещенными относительно друг друга спектрами люминесценции, соединены последовательно.
Отрезки волокон, выполненные из материалов, со смещенными относительно друг друга спектрами люминесценции, соединены параллельно.
Меньший торец экрана-преобразователя покрыт дополнительным слоем люминофора.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1, фиг.2 и фиг.3.
На фиг.1 представлена оптическая схема регистрации проникающих излучений для конусного пучка, где: 1 - ПЗС-матрица, 2 - масштабирующий объектив, 3 - усилитель изображения, 4 - проекционный объектив со светофильтром, 5 - комбинированный люминесцентный преобразователь, 6 - отклоняющее зеркало.
На фиг.2 схематично представлен продольный разрез комбинированного люминесцентного экрана - преобразователя 5, где: 7 - волоконно-оптические каналы транспортировки, составленные из отрезков волокон, сцинтиллирующих в различных участках оптического спектра. 8 - слой люминофора. Отрезки волокон канала 7 соединены последовательно из отрезков волокон, сцинтиллирующих в различных участках оптического спектра (9, 10, 11).
На фиг.3 схематично представлен продольный разрез одиночного отрезка волокна 7 комбинированного люминесцентного экрана преобразователя 5, где: 9, 10, 11 - сечение отрезков волокон, сцинтиллирующих в различных участках оптического спектра при параллельном соединении отрезков волокон.
Экран-преобразователь работает следующим образом. При облучении комбинированного преобразователя 5 потоком быстрых нейтронов и/или рентгеновского излучения происходит преобразование нейтронного и/или рентгеновского излучения в световое излучение. Комбинированный
люминесцентный экран-преобразователь 5 из-за различного состава отрезков волокон 9, 10, 11 каналов транспортировки 7 позволяет преобразовывать разные падающие виды излучения в самостоятельные световые потоки различного спектрального состава.
После прохождения комбинированного люминесцентного экрана-преобразователя 5 самостоятельные световые потоки различного спектрального состава разделяют отклоняющим зеркалом 6 и направляют на входные проекционные объективы 4 с соответствующими светофильтрами по раздельным каналам каждого вида излучения.
Затем световой поток попадает на усилитель изображения 3 и далее с помощью масштабирующего объектива 2 на ПЗС-матрицу 1. Изображения формируются в различных областях оптического спектра.
Избирательность регистрации того или иного изображения обеспечивается соответствующими светофильтрами, установленными на проекционные объективы 4.
Волоконно-оптический преобразователь 5 является универсальным, так как его компоновка обеспечивает возможность регистрации быстрых нейтронов, а также тепловых нейтронов и рентгеновского и гамма излучения.
Дополнительный слой 8, по существу является дополнительным каналом транспортировки собственного вида излучения и позволяет при необходимости сократить продольные размеры преобразователя 5.
Детектор на основе комбинированного преобразователя 5 эффективен для осуществления радиографии, как в коническом пучке быстрых нейтронов, так и в случае любого комбинированного излучения.