射线片三维检测仪制造技术

本实用新型专利技术是一种射线片三维检测仪，该仪根据体视再现效应的光学原理利用被测物的一对象片对工件内部缺陷实现立体观察和三维测量，该仪具有底座１，在底座上设有一个总滑床２和它的驱动机构３，在总滑床上设有小滑床４和它的驱动机构５及其移动标尺６，在小滑床和总滑床的右半部分别设有左、右象８、９，在两个象片盘上方中间位置设有十字滑尺１０，在左、右象片盘的上方各设一个测标线１２，在象片盘的最上方设有光学系统７。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术是一种射线片三维检测仪，用于检测工件内部缺陷的空间位置和几何形状的参数及观察其立体形貌。在工业探伤的巳有技术中，用射线检测工件内部缺陷所采用的检测方法基本上是用二维射线评片进行二维测量，能够进行三维检测的很少见。本技术的目的是提供一种根据体视再现效应的光学原理、利用被测物的一对象片对工件内部缺陷实现立体观察和三维测量的射线片三维检测仪。该仪具有结构简单、成本低、操作方便的优点。下面根据附图说明。图1，本技术的结构图。图2，摄影方式示意图之一。图3，摄影方式示意图之二。图4，深度公式推导示意图。图5，横向距离公式推导示意图。图6，纵向距离公式推导示意图。图7，△PGA测量步骤示意图。图8，光学系统光路图。本技术的解决方案如下参见图1，它具有一个底座1，在底座上设有一个沿底座横向滑动的总滑床2和它的驱动机构3，在总滑床的左半部设有一个可沿总滑床横向滑动的小滑床4和它的驱动机构5及小滑床的移动标尺6，在小滑床上和总滑床上的右半部分别固定了左右两个象片盘8、9，在象片盘中设有光源，在两个象片盘上方中间位置设有一个可进行纵横两个方向测量的十字滑尺10，该滑尺固定在底座支架11上，在左右两个象片盘的上方各设有一个纵跨象片盘的测标线12，这两个测标线对称分布在十字滑尺纵尺的两侧，并由底座支架13定位，在象片盘的最上方设有一个能双眼分象观察的光学系统7，该光学系统安装在一个纵向滑轨14上，该滑轨固定在底座支架11上。将能产生体视效应的一对象片按定向标志分别放置在左右象片盘上，通过光学系统就可以看到与原物相同的光学模型。本技术是以如下原理实现测量的根据测量和成象的需要，在拍摄象片之前，要设置象片定向标志和测量参考点。参考点是根据测量要求而设定的。如要求测出工件上表面到缺陷点的垂直深度，则应在工件上表面设置一个铅标点。拍摄的基本方法参见图2，将工件20置于某一个位置，胶片P位于工件下表面，射线源先在S1处以焦距F拍摄一次，在第一张胶片P1上得到标志点G的象点g1和缺陷点A的象点a1，然后射线源移动一个基距B至S2点，工件不动，再以焦距F摄下第二张象片P2，在胶片P2上得到G点的像点g2和A点的像点a2。如果摄线源不动，工件移动一个基距B，其它参数不变，可以得到同样结果的象片，参见图3。根据图2可推导出标志点G到缺陷点A的深度公式设ZGA是G点到A点的垂直距离，h是工件的厚度。H＝F－h∵△S1AS2∽△a1Aa2∴ (a1a2)/(B) ＝ (h-ZGA)/(H+ZGA) 则ZGA＝ (B·h-a1a2·H)/(B+a1a2)又∵△S1GS2∽△g1Gg2∴ (g1g2)/(B) ＝ (h)/(H) 则h＝ (g1g2·H)/(B) ……(a)将(a)式代入ZGA式，则ZGA＝ ((g1g2-a1a2)H)/(B+a1a2) ＝ (H)/(B) (g1g2－a1a2)·(1＋ (a1a2)/(B) )－1在射线拍摄中，由于ZGA＜＜H，则a1a2＜＜B，将上式按二项式定理展开后，可简化为ZGA＝ (H)/(B) (g1g2－a1a2)……(b)上式中H和B是在拍摄时可确定的参数，(g1g2－a1a2)是能在仪器上通过象片P1P2测量出的参数，因此，只要在仪器上测出(g1g2－a1a2)便可计算出ZGA的具体值，测量(g1g2－a1a2)的具体方法如下设g1g2－a1a2＝△PGA，参见图7，步骤(1)根据象片的定向标志正确安放胶片P1P2，步骤(2)移动总滑床，右眼单眼观察，使右测标线21对准右像点g2，步骤(3)移动小滑床，左眼单眼观察，使左测标线22对准左象点g1，然后双眼观察。微微移动小滑床，使空间测标线的高度正好与空间G点平齐时，记下小滑床移动标尺的读数PG，步骤(4)移动总滑床，使右测标线对准a2点，步骤(5)移动小滑床，使左测标线对准a1点，双眼观察，微微移动小滑床，使空间测标线对准空间A点，此时记下小滑床移动标尺的读数PA，则PG－PA＝△PGA。在实际射线拍摄中，焦距F是一个不可能精确测量的摄影参数，从而使H＝F－h也不可能很精确，因此ZGA＝ (H)/(B) △PGA就存在着较大的误差，为了避免于此，可在工件下表面再设一个铅标点K，参见图4，根据图4可推导出ZGA的另外一个深度公式根据前述(a)式导出H＝ (B·h)/(g1g2)将H式代入(b)式，则ZGA＝ (h)/(g1g2) (g1g2－a1a2)＝h(1－ (a1a2)/(g1g2) )又∵a1a2＝Ka1－Ka2；g1g2＝Kg1－Kg2；∴ZGA＝h(1－ (Ka1-Ka2)/(Kg1-Kg2) )设Ka1－Ka2＝△PKA； Kg1－Kg2＝△PKG则ZGA＝h(1－ (△PKA)/(△PKG) )式中h是一个可以准确测量的参数，△PKA和△PKG是可以在本仪器上精确测量的参数，其测量方法如△PGA，这样可以大大提高ZGA的检测精度。根据图5可推导出缺陷点A到标志点G的横向距离。参见图5，先作射线源S1S2到胶片P的垂线，然后设XGA为G点到A点的横向距离；XA为A点到垂线的距离；XG为G点到垂线的距离；Xa为a1点到垂线的距离；Xg为g1点到垂线的距离；∵tgθ＝ (XG)/(H) ＝ (Xg)/(F)∴XG＝ (Xg·H)/(F) ； Xg＝ (XG·F)/(H) ；又∵tgφ＝ (XA)/(H+ZGA) ＝ (Xa)/(F)∴XA＝ (Xa(H+ZGA))/(F) ；Xa＝ (F·XA)/(H+ZGA) ；又设象点g1到象点a1的横向距离为△Xag则△Xga＝Xg－Xa将前述Xa式和Xg式代入上式，则△Xga＝ (F·XG)/(H) － (F·XA)/(H+ZGA) ，通分后导出XA式，简化后得XA＝ ((H+ZGA)(F·XG-H·△Xga))/(F·H)又∵XGA＝XG－XA，且拍摄时保证XG＝ (B)/2 ，则上式等号两边都减去XG＝ (B)/2 ，最后得出 式中△Xga是未知量，在仪器上可利用横尺在象片P1上直接测量，然后代入XGA式，便可计算出具体数值。同理根据图6可以推导出标志点G到缺陷点A之间的纵向距离YGA，即采用相同方法，先导出 然后等式两边同减去YG，则 在实际检测中，ZGA＜＜H，故可省略H－2项，则 在仪器上，利用纵尺在胶片P1或P2上直接测得△Yga代入YGA式可计算出YGA的具体数值。在XGA和YGA式中仍存在着无法精确测量的F和H，为了避免它们的测量误差，可根据图4推出他们的计算公式，再参见图4。∵△S1GS2～△g1Gg2∴ (H)/(B) ＝ (h)/(g1g2)又∵g1g2＝Kg1－Kg2＝△PGK∴H＝ (h)/(△PGK) ·B； F＝H＋h＝h(1＋ (B)/(△PGK) )；H式和F式中的△PGK在仪器上可精确测量，其测量方法如△PGA。下面根据实施例详细说明本仪器的结构。再参见图1，驱动机构3可采用丝杠结构或齿轮、齿条传动结构或其他机构，驱动机构5可采用如图所示的丝杠千分尺结构，并设置小滑床复位弹簧，象片盘8、9中设有光源，上表面是透明的玻璃。光学系统7由两组相同的光学零件对称配置，参见图8，每组光学零件由平面反射镜23，直角棱镜24，透本文档来自技高网...

【技术保护点】
射线片三维检测仪，其特征是：ａ、具有一个底座１，在底座上设有一个沿底座横向滑动的总滑床２和总滑床的驱动机构３；ｂ、在总滑床的左半部设有一个可沿总滑床横向滑动的小滑床４和小滑床的驱动机构５及小滑床的移动标尺６；ｃ、在小滑床上和总滑 床上的右半部分别固定了左、右两个象片盘８、９，象片盘中设有光源；ｄ、在两个象片盘上方中间位置设有一个可进行纵横两个方向测量的十字滑尺１０，该滑尺固定在底座支架１１上；ｅ、在左、右两个象片盘的上方各设有一个纵跨象片盘的测标线１２，这两 个测标线对称分布在十字滑尺纵尺的两侧，并由底座支架１３定位；ｆ、在象片盘的最上方设有一个能双眼分象观察的光学系统７，该光学系统安装在一个纵向滑轨１４上，该滑轨固定在支架１１上，该系统由两组相同的光学零件对称配置，每组光学零件由平面反射镜 ２３，直角棱镜２４，透镜２５构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘发鸿，杜玉金，韩和平，
申请(专利权)人：西北纺织工学院，陕西机械学院，能源部西安热工研究所，
类型：实用新型
国别省市：61[中国|陕西]