RU2656872C1 - Microfocus device of x-ray control - Google Patents
Microfocus device of x-ray control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656872C1 RU2656872C1 RU2017130899A RU2017130899A RU2656872C1 RU 2656872 C1 RU2656872 C1 RU 2656872C1 RU 2017130899 A RU2017130899 A RU 2017130899A RU 2017130899 A RU2017130899 A RU 2017130899A RU 2656872 C1 RU2656872 C1 RU 2656872C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ray
- working
- tube
- axis
- support frame
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 6
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 5
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K5/00—Irradiation devices
- G21K5/08—Holders for targets or for other objects to be irradiated
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Техническое решение относится к средствам для анализа материалов с использованием рентгеновского излучения и предназначено для рентгеновского контроля объектов в реальном времени, требующих высокого пространственного разрешения. Решение может быть использовано для получения наборов проекционных данных исследуемого объекта, например для неразрушающего контроля и анализа широкого спектра изделий, таких как печатные платы, узлы, электронные компоненты, микросборки и модули и т.д.The technical solution relates to tools for the analysis of materials using x-ray radiation and is intended for x-ray monitoring of objects in real time, requiring high spatial resolution. The solution can be used to obtain sets of projection data of the object under study, for example, for non-destructive testing and analysis of a wide range of products, such as printed circuit boards, components, electronic components, microassemblies and modules, etc.
Традиционно микрофокусное устройство рентгеновского контроля строится по схеме микрофокусный рентгеновский источник - объект исследования - приемник рентгеновского излучения и содержит в качестве основных компонентов оптически связанные рентгеновскую трубку и высокоразрешающий плоскопанельный детектор. Такое устройство может быть размещено в рентгенозащитном корпусе, что позволяет устанавливать его непосредственно в производственных помещениях без предъявления дополнительных требований по безопасности. При проведении исследования объект анализа размещают на координатном столе, находящемся на пути следования рентгеновского луча от источника рентгеновского излучения к детектору. Помимо указанных компонентов в состав устройства входит, как правило, система перемещения с различного рода манипуляторами, обеспечивающая взаимосвязанное перемещение компонентов устройства относительно друг друга. Данная система обеспечивает, например, перемещение стола в горизонтальной плоскости X Y, наклон детектора и его перемещение по направляющим для обеспечения максимально возможного углового и кругового обзора, а также перемещение стола вдоль вертикальной оси Z.Traditionally, the microfocus x-ray control device is constructed according to the scheme of the microfocus x-ray source - the object of study - the X-ray receiver and contains optically coupled x-ray tube and a high-resolution flat-panel detector as the main components. Such a device can be placed in an X-ray protective housing, which allows it to be installed directly in production rooms without additional safety requirements. When conducting research, the object of analysis is placed on a coordinate table located on the path of the x-ray beam from the x-ray source to the detector. In addition to these components, the structure of the device includes, as a rule, a movement system with various manipulators, providing interconnected movement of the components of the device relative to each other. This system provides, for example, moving the table in the horizontal plane X Y, tilting the detector and moving it along the guides to ensure the maximum possible angular and circular view, as well as moving the table along the vertical Z axis.
Из уровня техники известно устройство для анализа объекта с помощью рентгеновского излучения (патент US №6687328, опубл. 03.02.2004). В рентгенозащитном корпусе устройства размещены рентгеновская трубка, детектор, система поступательного перемещения (позиционирования) трубки и детектора в направлениях X и Z, стол - платформа с поддоном, на котором находится объект исследования (образец). В плоскости платформы с поддоном закреплены внешняя и внутренняя рамы с соответствующими приводами для обеспечения возможности всестороннего анализа образца, размещаемого на поддоне. Рамы с закрепленным столом - платформой работают по принципу карданова подвеса. Система поступательного перемещения прикреплена к внутренней части корпуса и состоит из нескольких направляющих. К одной из таких направляющих, расположенной над предметным столом, прикреплена рентгеновская трубка, к другой, находящейся под предметным столом, прикреплен детектор. И трубка, и детектор выполнены с возможностью перемещения по соответствующим направляющим. Получение изображения выполняется путем воздействия рентгеновского излучения на исследуемую область образца в его нескольких пространственных положениях. При этом трубка и детектор могут перемещаться только поступательно, а платформа с размещенным на ней образцом, благодаря шарнирному креплению в рамах может вращаться как минимум в одной плоскости, либо одновременно в нескольких плоскостях (максимально - в трех).The prior art device for analyzing an object using x-ray radiation (US patent No. 6687328, publ. 03.02.2004). An X-ray tube, a detector, a translational system (positioning) of the tube and detector in the X and Z directions are placed in the X-ray protective case of the device, the table is a platform with a pallet on which the object of study (sample) is located. In the plane of the platform with the pallet, the external and internal frames are fixed with corresponding drives to enable comprehensive analysis of the sample placed on the pallet. Frames with a fixed table - platform work on the principle of a gimbal. The translational movement system is attached to the inside of the housing and consists of several guides. An X-ray tube is attached to one of these guides located above the object table, and a detector is attached to the other, located under the object table. Both the tube and the detector are arranged to move along the respective guides. Image acquisition is performed by exposure to x-ray radiation on the studied region of the sample in its several spatial positions. At the same time, the tube and detector can only move translationally, and the platform with the sample placed on it, thanks to the hinged mounting in the frames, can rotate in at least one plane, or simultaneously in several planes (maximum - in three).
Известно также устройство рентгеновского контроля элементов электронной схемы, (https://www.ees.it/wp-content/uploads/2012/01/Nikon_X-RAY-XTV1601.pdf), выполняющее детализированный просмотр и анализ внутренней структуры образца. Устройство включает микрофокусную рентгеновскую трубку и оптически связанный с трубкой плоскопанельный детектор. Образец размещают на поддоне, установленном на подвижной горизонтальной платформе, расположенной между трубкой и детектором. Причем, в отличие от вышеописанного аналога, рентгеновская трубка установлена под столом, а детектор находится над столом и прикреплен к горизонтальной направляющей двухопорной П-образной балки, вдоль которой он может перемещаться. Устройство, в отличие от предыдущего аналога, имеет больше степеней свободы и для получения изображения исследуемой области образца реализовано пять вариантов перемещения входящих в его состав компонентов: балка с детектором выполнена с возможностью плавного отклонения в обе стороны от координатной оси Z на угол ±70°; платформа с поддоном выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль координатной оси Y, а поддон - с возможностью вращения вокруг вертикальной оси Z в плоскости платформы. В техническом решении исключено перемещение платформы с поддоном вдоль координатной оси X, вместо этого в устройстве реализована возможность синхронного перемещения детектора и рентгеновской трубки по своим направляющим вдоль этой оси. Известно, что для получения заданного рентгеновского увеличения объекта необходимо обеспечить соответствующие отрезки между анодом трубки и образцом и образцом и детектором рентгеновского излучения. Данная возможность, по сравнению с вышеописанным аналогом, в этом устройстве реализована за счет наличия вертикального перемещения платформы с поддоном, что позволило отчасти минимизировать горизонтальные габариты устройства. Однако в данной конструкции, как и в предыдущем техническом решении, рентгеновская трубка является подвижной, при этом вес ее составляет 30 кг и может доходить до 50 кг, что при соблюдении требований к точности позиционирования трубки накладывает жесткие требования по исполнению механических компонентов устройства, их соединений друг с другом и четкой реализации довольно сложных алгоритмов синхронизации их работы.There is also a device for x-ray control of electronic circuit elements, (https://www.ees.it/wp-content/uploads/2012/01/Nikon_X-RAY-XTV1601.pdf), which performs detailed viewing and analysis of the internal structure of the sample. The device includes a microfocus x-ray tube and a plane-panel detector optically coupled to the tube. The sample is placed on a pallet mounted on a movable horizontal platform located between the tube and the detector. Moreover, in contrast to the analogue described above, the x-ray tube is installed under the table, and the detector is located above the table and is attached to the horizontal guide of the double support U-shaped beam along which it can move. The device, in contrast to the previous analogue, has more degrees of freedom and to obtain an image of the studied region of the sample, five options for moving the components included in it are implemented: the beam with the detector is made with the possibility of smooth deviation in both directions from the coordinate axis Z by an angle of ± 70 °; the platform with the pallet is made with the possibility of reciprocating movement along the coordinate axis Y, and the pallet with the possibility of rotation around the vertical axis Z in the plane of the platform. The technical solution excludes the movement of the platform with the pallet along the X coordinate axis; instead, the device implements the possibility of synchronous movement of the detector and the X-ray tube along its guides along this axis. It is known that in order to obtain a given x-ray magnification of an object, it is necessary to provide the corresponding segments between the anode of the tube and the sample and the sample and the x-ray detector. This feature, in comparison with the above-described analogue, is realized in this device due to the presence of vertical movement of the platform with the pallet, which partially minimized the horizontal dimensions of the device. However, in this design, as in the previous technical solution, the x-ray tube is movable, and its weight is 30 kg and can reach up to 50 kg, which, subject to the requirements for accuracy in positioning the tube, imposes strict requirements on the execution of the mechanical components of the device, their connections with each other and a clear implementation of fairly complex algorithms for synchronizing their work.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является решение по патенту US №9442080 (опубл. 13.09.2016), в котором описано устройство для получения трехмерной модели области интереса объекта исследования. Устройство включает опорную раму с расположенным на ней координатным столом. К раме посредством подшипников прикреплена двухопорная дугообразная балка с направляющим профилем, соответствующим форме дуги; на концах балки установлены противовесы. Помимо этого, устройство содержит микрофокусный источник рентгеновского излучения, неподвижно установленный под опорной рамой, причем напротив места расположения источника находится центр дугообразной балки, и блок детектирования (детектор). Детектор закреплен в направляющем профиле балки и выполнен с возможностью перемещения по профилю. Активной областью детектор обращен к объекту анализа, помещаемому на поддоне, установленном на координатном столе, и оптически связан с источником рентгеновского излучения. Имеется система управления передвижением компонентов устройства, реализованная в виде приводов возвратно-поступательного движения, каждый из которых соответственно управляет перемещением координатного стола с поддоном в направлении X, в направлении Y и в направлении Z. Кроме того, имеются приводы, предназначенные для перемещения детектора по профилю направляющей дугообразной балки, к которой он прикреплен, и привод, управляющий движением (наклоном) самой балки. Для обеспечения осмотра объекта и формирования проекций изображения устройство позволяет выполнять анализ объекта, размещаемого на поддоне координатного стола, с заданным уголом раствора рабочего пучка рентгеновского излучения трубки. Этот угол составляет 140° поскольку детектор по дуге смещается относительно оси рабочего пучка на угол ±70° и сама дуга наклоняется также на угол ±70°. Таким образом, детектор описывает полусферу вокруг объекта исследования.The closest technical solution chosen by the applicant as a prototype is the solution according to US patent No. 9442080 (publ. 09/13/2016), which describes a device for obtaining a three-dimensional model of the region of interest of the object of study. The device includes a support frame with a coordinate table located on it. A double-supporting arcuate beam with a guide profile corresponding to the shape of the arc is attached to the frame by means of bearings; counterweights are installed at the ends of the beam. In addition, the device contains a microfocus x-ray source fixedly mounted under the support frame, and the center of the arcuate beam and the detection unit (detector) are located opposite the source location. The detector is fixed in the guide profile of the beam and is configured to move along the profile. The active region of the detector faces the object of analysis, placed on a pallet mounted on the coordinate table, and is optically coupled to an x-ray source. There is a control system for the movement of components of the device, implemented in the form of reciprocating drives, each of which respectively controls the movement of the coordinate table with the pallet in the X direction, in the Y direction and in the Z direction. In addition, there are drives designed to move the detector along the profile the guide of the arcuate beam to which it is attached, and the drive that controls the movement (tilt) of the beam itself. To ensure the inspection of the object and the formation of projections of the image, the device allows you to analyze the object placed on the pallet of the coordinate table, with a given angle of the working beam of the x-ray radiation of the tube. This angle is 140 ° because the detector is shifted along the arc axis relative to the axis of the working beam by an angle of ± 70 ° and the arc itself is also tilted by an angle of ± 70 °. Thus, the detector describes the hemisphere around the object of study.
Общим недостатком известных устройств являются большие габаритные размеры, в частности горизонтальные габариты: при перемещении объекта в области зоны контроля габариты устройства по координатам X Y должны быть определены, исходя как минимум из удвоенных максимальных размеров исследуемого объекта. (Кроме того, при вращении координатного стола (устройство фирмы NIKON METROLOGY NV) габарит увеличивается как минимум в корень из двух раз, что определяется радиусом окружности, в которую вписан габаритный стол.) Помимо этого, в устройстве, представленном на сайте фирмы NIKON METROLOGY NV, и в устройстве по патентному документу US №9442080 при наклоне балки с размещенным на ней блоком детектирования в обе стороны от оси Z за счет трения в местах крепления балки к опорной раме возникают дополнительные вибрации, которые в итоге приводят к искажению информации и результатов анализа.A common disadvantage of the known devices is the large overall dimensions, in particular horizontal dimensions: when moving an object in the control zone, the device dimensions in X Y coordinates must be determined based on at least double the maximum dimensions of the object under study. (In addition, when rotating the coordinate table (a NIKON METROLOGY NV device), the dimension increases at least two times in the root, which is determined by the radius of the circle into which the overall table is inscribed.) In addition, in the device presented on the NIKON METROLOGY NV website , and in the device according to patent document US No. 9442080, when the beam is tilted with the detection unit placed on it on both sides of the Z axis due to friction, additional vibrations occur in the places where the beam is attached to the support frame, which ultimately leads to distortion of information and ultatov analysis.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при использовании изобретения, является расширение арсенала микрофокусных устройств рентгеновского контроля, альтернативного устройству прототипа и обладающего меньшими массогабаритными показателями при том же размере координатного стола для размещения исследуемого объекта и имеющего высокую эксплуатационную надежность. Техническим результатом является уменьшение габаритов без ухудшения технических и пользовательских характеристик устройства рентгеновского контроля.A technical problem that can be solved by using the invention is the expansion of the arsenal of microfocus x-ray control devices, an alternative to the prototype device and having lower mass and size indicators with the same coordinate table size for placing the object under study and having high operational reliability. The technical result is to reduce the dimensions without compromising the technical and user characteristics of the x-ray control device.
Указанный технический результат достигается в микрофокусном устройстве рентгеновского контроля, которое включает конструкцию, содержащую опорную раму, под которой установлена неподвижно и центросимметрично относительно указанной рамы рентгеновская трубка. Ось рабочего пучка рентгеновского излучения трубки направлена по нормали к плоскости опорной рамы. Кроме того, устройство содержит блок детектирования, оптически связанный с трубкой, причем блок детектирования находится над опорной рамой и размещен на дугообразной балке с возможностью перемещения по ней на требуемый угол раствора рабочего пучка рентгеновского излучения трубки. Между указанными трубкой и блоком детектирования смонтирован на опорной раме координатный стол с расположенным на нем поддоном для размещения объекта и выполненный с возможностью перемещения по координатным осям X, Y и Z. Данная конструкция установлена и закреплена внутри каркаса, состоящего из жестко соединенных направляющих, при этом дугообразная балка соединена с верхней направляющей каркаса с помощью средства крепления, неподвижно установленного напротив рентгеновской трубки. Средство крепления выполнено с возможностью обеспечения вращение балки вокруг оси рабочего пучка рентгеновского излучения, а сама балка имеет рабочий и нерабочий участки, где рабочий участок предназначен для перемещения блока детектирования и его длина пропорциональна максимальной величине упомянутого угла раствора, а данный угол ограничен осью рабочего пучка рентгеновского излучения и оптической осью блока детектирования.The specified technical result is achieved in a microfocus x-ray control device, which includes a structure containing a support frame, under which the x-ray tube is fixedly and centrosymmetrically relative to the specified frame. The axis of the working beam of the x-ray radiation of the tube is directed normal to the plane of the support frame. In addition, the device comprises a detecting unit optically coupled to the tube, the detecting unit being located above the support frame and placed on an arcuate beam with the possibility of moving along it to the desired angle of the working beam of the x-ray radiation of the tube. Between the indicated tube and the detecting unit, a coordinate table is mounted on the supporting frame with a pallet located on it for placing an object and made with the possibility of moving along the coordinate axes X, Y and Z. This design is installed and fixed inside the frame, consisting of rigidly connected guides, while an arcuate beam is connected to the upper guide of the frame by means of a fastener fixedly mounted opposite the x-ray tube. The fastening means is configured to rotate the beam around the axis of the working x-ray beam, and the beam itself has working and non-working sections, where the working section is designed to move the detection unit and its length is proportional to the maximum value of the aforementioned angle of the solution, and this angle is limited by the axis of the working x-ray beam radiation and the optical axis of the detection unit.
В известных устройствах - аналогах предпринята попытка минимизировать при сохранении размера поддона габаритные размеры устройства за счет выполнения балки для перемещения детектора в виде двухопорной П-образной балки, либо в виде двухопорной дугообразной балки, как это описано соответственно на сайте компании NIKON METROLOGY NV и в патентном документе US №9442080. Однако автор и заявитель установили, что наличие таких элементов конструкции является причиной значительных габаритов устройства. Выполнение балки так, как это предлагается автором и заявителем, снизит габаритные размеры устройства, значительно повысит его надежность за счет сокращения числа механических соединений, которые предусматривались в устройствах-аналогах. Балка в заявляемом решении выполняет не возвратно-поступательное, а круговое вращение вокруг образца, используя лишь один узел соединения балки с направляющей каркаса, при этом детектор так же, как и в устройствах - аналогах, описывает вокруг объекта исследования полусферу, т.е. позволяет выполнить тот же функционал, но при меньших габаритах. Преимуществом заявленного технического решения также является использование узла жесткой передачи для крепления балки. В отличие от традиционно используемых в таких устройствах длинных ременных передач, предлагаемая конструкция меньше подвержена вибрациям и соответственно обеспечивает большую точность позиционирования дуги и, следовательно, блока детектирования по всей описываемой полусфере.In the known analog devices, an attempt was made to minimize the overall dimensions of the device while maintaining the size of the pallet by making the beam to move the detector in the form of a two-support U-shaped beam or in the form of a two-support arched beam, as described respectively on the NIKON METROLOGY NV website and in the patent US document No. 9442080. However, the author and applicant have established that the presence of such structural elements is the reason for the significant dimensions of the device. The implementation of the beam as proposed by the author and the applicant will reduce the overall dimensions of the device, significantly increase its reliability by reducing the number of mechanical joints that are provided for in analog devices. The beam in the claimed solution does not rotate, but rotates around the sample using only one node connecting the beam to the frame guide, while the detector, as in analog devices, describes a hemisphere around the object of study, i.e. allows you to perform the same functionality, but with smaller dimensions. An advantage of the claimed technical solution is also the use of a hard drive assembly for attaching the beam. In contrast to the long belt drives traditionally used in such devices, the proposed design is less susceptible to vibrations and, accordingly, provides greater accuracy in the positioning of the arc and, therefore, the detection unit over the entire hemisphere described.
Целесообразно, чтобы максимальная величина угла раствора, ограниченного осью рабочего пучка рентгеновского излучения и оптической осью блока детектирования, составляла не более чем 80°.It is advisable that the maximum value of the angle of the solution, limited by the axis of the working beam of x-ray radiation and the optical axis of the detection unit, is not more than 80 °.
Целесообразно, чтобы средство соединения указанной балки с направляющей каркаса было выполнено в виде подшипника вращения.It is advisable that the means for connecting the specified beam with the guide frame was made in the form of a rotation bearing.
Кроме того, целесообразно, чтобыIt is also advisable that
- на нерабочем участке дугообразной балки был размещен регулировочный противовес, обеспечивающий при вращении балки равномерное распределение нагрузки на подшипник вращения- an adjustment counterweight was placed on the inoperative section of the arcuate beam, which ensures uniform distribution of the load on the rotation bearing when the beam is rotated
- и противовес был выполнен полым для размещения в нем оборудования для управления перемещением детектора.- and the counterweight was hollow to accommodate equipment for controlling the movement of the detector.
В конкретном воплощении устройство дополнительно снабжено средством гашения вибраций, уменьшающих влияние внешних вибраций на устройство. При этом средство гашения выполнено, например, в виде воздушных пружин, равномерно установленных по периметру нижних направляющих каркаса, причем количество и рабочие параметры воздушных пружин могут меняться в зависимости от требуемых характеристик устройства. Использование средств гашения является немаловажным фактором для таких устройств, поскольку вибрации оказывают негативное влияние на сохранение стабильности параметров компонентов устройства, что в итоге сказывается и на качестве проводимого анализа.In a particular embodiment, the device is further provided with vibration damping means to reduce the effect of external vibrations on the device. In this case, the damping means is made, for example, in the form of air springs uniformly installed around the perimeter of the lower guides of the frame, and the number and operating parameters of air springs can vary depending on the required characteristics of the device. The use of damping means is an important factor for such devices, since vibration has a negative effect on maintaining the stability of the parameters of the components of the device, which ultimately affects the quality of the analysis.
Заявляемый технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков в рамках реализации назначения, при этом все составляющие устройства, характеризуемые существенными признаками, находятся в конструктивном единстве и функционально взаимосвязаны. Все составляющие устройства объединены в единую конструкцию, размещаемую и жестко закрепленную в каркасе, и при изготовлении устройства соединяются между собой сборочными операциями.The claimed technical result is ensured by the totality of essential features in the framework of the implementation of the appointment, while all component devices characterized by essential features are in constructive unity and functionally interconnected. All components of the device are combined into a single structure, placed and rigidly fixed in the frame, and in the manufacture of the device are interconnected by assembly operations.
Для описания конструкции устройства и его функционирования в документе использованы следующие термины, применяемые в данной области техники и приведенные в ГОСТ 20337-74 и ГОСТ 22091.3-84:To describe the design of the device and its functioning, the following terms are used in the document that are used in this technical field and are given in GOST 20337-74 and GOST 22091.3-84:
угол раствора рабочего пучка рентгеновского излучения трубки - угол рабочего пучка, измеряемый в заданной плоскости, проходящей через ось рабочего пучка рентгеновского излучения трубки,the angle of the working beam of the x-ray radiation of the tube - the angle of the working beam, measured in a given plane passing through the axis of the working beam of x-ray radiation of the tube,
ось рабочего пучка рентгеновского излучения трубки - условная прямая линия, совпадающая с осью конуса, ограничивающего рабочий пучок рентгеновского излучения трубки.the axis of the working beam of the x-ray radiation of the tube is a conditional straight line coinciding with the axis of the cone, limiting the working beam of x-ray radiation of the tube.
На фиг. 1-4 приведены элементы конструкции микрофокусного устройства рентгеновского контроля, при этом схематично показаны на фиг. 1 - общий вид, где координатный стол с расположенным на нем поддоном находится в исходном положении в плоскости опорной рамы, фиг. 2 - общий вид устройства, где координатный стол с расположенным на нем поддоном находятся в одном из рабочих положений, фиг. 3 - размещение устройства в рентгенозащитном корпусе, фиг. 4 - схематическое изображение компонентов микрофокусного устройства рентгеновского контроля; позициями обозначены:In FIG. 1-4 are structural elements of a microfocus device for x-ray inspection, while schematically shown in FIG. 1 is a general view where the coordinate table with the pallet located on it is in the initial position in the plane of the support frame, FIG. 2 is a general view of the device, where the coordinate table with the pallet located on it are in one of the operating positions, FIG. 3 - placement of the device in an X-ray protective housing, FIG. 4 is a schematic illustration of components of a microfocus x-ray control device; positions marked:
1 - микрофокусное устройство рентгеновского контроля,1 - microfocus device x-ray control,
2 - каркас, состоящий из жестко соединенных направляющих,2 - frame, consisting of rigidly connected rails,
3 - опорная рама,3 - supporting frame,
4 - микрофокусная рентгеновская трубка,4 - microfocus x-ray tube,
5 - блок детектирования (детектор),5 - detection unit (detector),
6 - дугообразная балка с рабочим (6а) и нерабочим (6б) участками,6 - arcuate beam with a working (6A) and non-working (6b) sections,
7 - координатный стол,7 - coordinate table,
8 - поддон,8 - pallet,
9 - противовес,9 - counterweight,
10 - подшипник вращения,10 - rotation bearing
11 - ось рабочего пучка рентгеновского излучения трубки 4,11 - axis of the working beam of x-ray radiation of the
12 - оптическая ось блока детектирования 5,12 - the optical axis of the
13 - воздушные пружины,13 - air springs,
14 - объект контроля (образец),14 - object of control (sample),
15 - рентгенозащитный корпус.15 - x-ray protective housing.
Микрофокусное устройство рентгеновского контроля 1 содержит каркас 2, выполненный из жестко соединенных направляющих. Внутри каркаса установлена конструкция, которая включает размещенную на его направляющих опорную раму 3, под которой установлена неподвижно и центросимметрично относительно указанной рамы микрофокусная рентгеновская трубка 4 открытого типа с прострельным анодом и размером фокусного пятна не более 2 мкм. Для микрофокусных трубок такого типа угол раствора рабочего пучка рентгеновского излучения (на фиг. 4 - угол мишени анода α), как правило, составляет 160°. Ось 11 рабочего пучка рентгеновского излучения трубки 4 направлена по нормали к плоскости опорной рамы 3. Конструкция включает также детектор 5, оптически связанный с трубкой 4. Детектор 5 находится над опорной рамой 3 и размещен на дугообразной балке 6 с возможностью перемещения по ней. При этом балка 6 закреплена на верхней направляющей каркаса 2 с помощью подшипника вращения 10, причем подшипник 10 должен быть отцентрирован относительно фокуса рентгеновской трубки 4 (причем плоскости подшипника, трубки и координатного стола должны быть параллельны). Балка 6 имеет рабочий 6а и нерабочий 6б участки, где рабочий участок 6а предназначен для перемещения детектора 5. Длина участка 6а, вдоль которого может перемещаться детектор 5 при выполнении анализа объекта, ограничивается осью 11 рабочего пучка рентгеновского излучения и оптической осью 12 детектора 5, т.е. пропорциональна максимальной величине угла раствора (на фиг. 4 - угол ω). В отличие от прототипа, где выполняется наклон балки с детектором, в заявляемом устройстве выполняется ее вращение вокруг оси 11, что при угле ω, равном 45° и более, обеспечивает больший объем и большую площадь реконструкции, чем в прототипе.Microfocus
На нерабочем участке 6б балки 6 может размещаться противовес 9. Противовес может быть выполнен полым для размещения в нем электропривода (не показан), управляющего передвижением детектора 5 вдоль рабочего участка 6а балки. Между трубкой 4 и детектором 5 смонтирован на опорной раме 3 координатный стол 7 с расположенным на нем поддоном 8 для размещения образца (не показан). Стол 7 посредством приводов (на фиг. не показаны) может перемещаться по координатным осям X, Y и Z. В устройстве предусмотрено наличие воздушных пружин 13, равномерно установленных по периметру нижних направляющих каркаса, при этом количество и рабочие параметры воздушных пружин могут меняться в зависимости от требуемых характеристик устройства. Устройство может быть установлено в рентгенозащитном корпусе 15 (фиг. 3).A
Соединение блоков и узлов при изготовлении осуществляется соответствующими сборочными операциями с образованием единого устройства.The connection of blocks and nodes in the manufacture is carried out by appropriate assembly operations with the formation of a single device.
Функционирование устройства основано на регистрации рентгеновского излучения трубки 4, который сканирует объект контроля, а интенсивность излучения регистрируется детектором 5. Детектор выполняет поворот вокруг объекта на 360° с отклонением оптической оси 12 от оси 11 рабочего пучка рентгеновского излучения трубки 4 на угол ω (угол наклона детектора) от 0 до 70° (для варианта трубки с углом раствора рабочего пучка рентгеновского излучения 160 градусов). Скорость вращения, скорость перемещения детектора определяется оператором, размером исследуемого объекта и типом исследования. Координатный стол 7 с исследуемым образцом на поддоне 8 может перемещаться по плоскости опорной рамы 3 по координатным осям X и Y, а также вдоль оси 11 излучения (координатная ось Z), что обеспечивает возможность выбора и изменения в процессе контроля пространственного разрешения и размеров исследуемой области объекта.The functioning of the device is based on the registration of x-ray radiation of the
Таким образом, создано устройство, расширяющее арсенал средств рентгеновского контроля, имеющее высокую эксплуатационную надежность и при прочих равных условиях превосходящее представленные аналоги по совокупности таких характеристик, как габаритные размеры, виброустойчивость, мобильность.Thus, a device was created that extends the arsenal of X-ray control devices, which has high operational reliability and, other things being equal, surpasses the presented analogues in the aggregate of such characteristics as overall dimensions, vibration resistance, and mobility.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017130899A RU2656872C1 (en) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | Microfocus device of x-ray control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017130899A RU2656872C1 (en) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | Microfocus device of x-ray control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2656872C1 true RU2656872C1 (en) | 2018-06-07 |
Family
ID=62560629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017130899A RU2656872C1 (en) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | Microfocus device of x-ray control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2656872C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU201733U1 (en) * | 2020-05-12 | 2020-12-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ДИАГНОСТИКА-М" | X-ray control device for microelectronic products |
RU2832386C1 (en) * | 2024-05-20 | 2024-12-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | X-ray unit for operation in field conditions |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040264648A1 (en) * | 2003-06-25 | 2004-12-30 | General Electric Company | Method, apparatus, and medium for calibration of tomosynthesis system geometry using fiducial markers with non-determined position |
RU2452052C1 (en) * | 2010-12-27 | 2012-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук | Nano-resolution x-ray microscope |
RU120252U1 (en) * | 2012-04-20 | 2012-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное государственное казенное учреждение "Войсковая часть 68240" | X-RAY FLUORESCENT MICROSCOPE |
US20150369757A1 (en) * | 2011-10-27 | 2015-12-24 | Nordson Corporation | Method and apparatus for generating a three-dimensional model of a region of interest using an imaging system |
-
2017
- 2017-09-01 RU RU2017130899A patent/RU2656872C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040264648A1 (en) * | 2003-06-25 | 2004-12-30 | General Electric Company | Method, apparatus, and medium for calibration of tomosynthesis system geometry using fiducial markers with non-determined position |
RU2452052C1 (en) * | 2010-12-27 | 2012-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук | Nano-resolution x-ray microscope |
US20150369757A1 (en) * | 2011-10-27 | 2015-12-24 | Nordson Corporation | Method and apparatus for generating a three-dimensional model of a region of interest using an imaging system |
RU120252U1 (en) * | 2012-04-20 | 2012-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное государственное казенное учреждение "Войсковая часть 68240" | X-RAY FLUORESCENT MICROSCOPE |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU201733U1 (en) * | 2020-05-12 | 2020-12-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ДИАГНОСТИКА-М" | X-ray control device for microelectronic products |
RU2832386C1 (en) * | 2024-05-20 | 2024-12-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | X-ray unit for operation in field conditions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11215571B2 (en) | X-ray analysis apparatus | |
US10545102B2 (en) | Coordinate alignment tool for coordinate measuring device and measuring X-ray CT apparatus | |
JP6471151B2 (en) | X-ray inspection system and method for rotating a test object using such an X-ray inspection system | |
CN112240883B (en) | LIBS system capable of automatically aligning and focusing | |
CN111141767A (en) | X-ray CT apparatus for measurement and CT reconstruction method using the same | |
RU2656872C1 (en) | Microfocus device of x-ray control | |
WO2023024447A1 (en) | X-ray ct detection device and method | |
CZ2013607A3 (en) | Multiaxial device for conducting x-ray measurement, especially computer tomography | |
PT1470413E (en) | Diffractometer and method for diffraction analysis | |
CN106405627A (en) | Platform system | |
KR101701660B1 (en) | X-ray diagnostic device and x-ray movable diaphragm device | |
JP2012078330A (en) | Method for adjusting movement of camera unit in lens inspection apparatus and focus check tool | |
CN206114561U (en) | Platform system | |
CN111830069A (en) | Motion platform and method for X-ray detection based on spherical domain motion detection | |
CN109084960B (en) | A dual-parallel light tube type tracking and aiming turntable pointing accuracy testing system and method | |
JP7257549B2 (en) | Diffractometer for charged particle crystallography | |
JP4886684B2 (en) | X-ray operating device | |
CN205861330U (en) | A kind of multiple target test system | |
CN114280086A (en) | CT imaging device | |
TW201447956A (en) | In-the-gas scanning electron microscope | |
JP2008122337A (en) | Multifunctional x-ray inspecting apparatus | |
JP2019066283A (en) | Radiation phase difference imaging device | |
JP6368971B2 (en) | Ultra-precision shape measuring device | |
Kearney et al. | Mechanical design of a compact non-invasive wavefront sensor for hard X-ray | |
CN209054286U (en) | A kind of industrial camera mounting bracket |