Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В настоящее время развитию средств неразрушающего контроля при перевозках багажа, грузов и человека во всем мире уделяется значительное -внимание, что связано в основном с требованиями обеспечения безопасности пассажиров и грузов. Основное условие, которому должны удовлетворять контрольные средства такого рода - не оказывать вредного влияния на здоровье человека и перевозимые грузы. Наибольшее распространение в этой области нашли электромагнитный и рентгеновский методы контроля. Преимуществом электромагнитного метода, по сравнению с рентгеновским, является большая безопасность обследования, так как электромагнитное излучение, В отличие от рентгеновского, не оказывает вредного влияния на 'организм человека и предметы. Однако этот метод не позволяет точно определить координати обнаруженного недозволенного предмета или вложения, а дает практически лишь информацию о его наличии или отсутствии. Рентгеновский метод дающий теневую картину объекта контроля, обладает в этом случае значительным преимуществом, но чтобы использовать этот метод нужно максимально уменьшить вредное воздействие рентгеновского излучения. Поэтому усилия разработчиков новых средств неразрушающего контроля направлены на снижение лучевой нагрузки на объект контроля. Один из наиболее перспективных путей в лтом направлении -использование преобразователей рентгеновского излучения в видимое с высоким коэффициентом радиационно-оптпческого преобразования. К числу таких приборов относится газоразрядный люминесцентный преобразователь (ГРП), который обладает высокой до-зовой чувствительностью, низкой себестоимостью и за счет газового усиления высоким коэффициентом радиацнонно - оптического преобразования.
ГРП имеет отечоственнний приоритет и наиболее глубокие исследования проведены в НИИ интроскопии ігри Томском политехническом университете. В этих исследоватшх была предложена модель формирования изображения в ГРП и установлена связь параметров облучения и питания ГРП с параметрами изображения. Актуальными в настоящее время представляются вопросы увеличения площади контроля с помощью ГРП и съим информации о ГРИ в одно-импульсном рожимо роботи, которым посвящена настоящая работа.
Работа проводилась в рамках исследований по программам утвержденным Постановлением Правительства и Решением ВПК .
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью работы является исследование параметров ГРП в одноимпульсном режиме работы, исследование вопросов телевизионного съема информации с ГРП в одноимпульсном резюме, вопросов параллельной работы нескольких ГРП в едином мозаичном блоке и создание на их основе высокочувствительного рент-генотелевизионного интроскопа для контроля габаритных объектов.
Для достижения поставленной цели решались следующие ЗАДАЧИ: аналитический обзор существующих методов и средств контроля габаритных грузов и человека; экспериментальное исследование ГРП выполненных по промышленной технологии и создание автоматизированной экспериментальной установки для решения этой задачи; теоретическое и экспериментальное исследование параллельной работы ГТП в мозаичном блоке и разработка методики вирпвіглваїшя яркостей ГРП в блоке; теоретическое и экспериментальное исследование процесса етемз информации с ГРП- посредством виднкошшх телевизионных установок и параметров полученного изображения; ссздаш'.о макета рентгенотелевпзиснного интроскопа с мозаичным ГРП в качестве преобразователя рентгеновского изображения в видимое и иссдодовслгие его параметров.
МЕТОД ГОСЛЕДОВАШ'Й. В качество основного в работе применен теоретико-экспериментальный метод исследования. Использована теория взаимодействия ионизирующего излучения с веществом, методы теории электрических цепей, метода численного и аналитического решения зштегродиффоренцнальннх и дпйеренциалышх уравнений. Основные результаты получены с помощью современных измерительных средств и средств вычислительной техники, уникальной аппаратуры для обеспечения работы ГРП, рентгеновских излучателей наносекундной длительности.
НАУЧНАЯ НОРІІЗІІА РАБОТЫ заключается в следующем:
доказано, Что использоваїше в качестве элементов мозаичного рентгеновскоцо' экрана ГРП позволяет создать систему контроля крупногабаритных объектов с контролируемой площадью более 2mu и дозой облучения на акт контроля (5-Ю) мкР, что на порядок ниже чем в существующих отечественных и зарубеншх установках, ігри сравнимом качестве изображения;
теоретически установлено и подтверждено экспериментально„что применение в мозаичном экране из отпаянных ГРП "гасящих" эле-
ментов в цепях электропитания с номинальными значениями определенный! решением обратной задачи с использованием экспериментальных дашшх по электротехническим параметрам комплекса генератор питания - ГРП позволяет уменьшить неравномерность яркости по полю экрана до 0.4, что удовлетворяет требованиям телевизионной регистрации-изображений;
применение разносторонней схемы подключения полюсов генератора питания к электродам ГРП и введение в цепь одного из электродов индуктивности величиной 0.5-3.6 мкГн сникает коэффициент неравномерности яркости свечения экрана ГРП с 0.5-0.7 до 0.3'- 0.4, что связано с уменьшением влияния на неравномерность яркости процесса распространения электромагнитной волны импульса питания вдоль полосковой линии системы плоских электродов ГРП;
для экспоненциальных световых импульсов вырабатываемых ГРП и создающих на мишени телевизионной трубки экспозицию не более 0.05 лк-с, с точностью до 10% выполняется закон взаимозамости-мости для видикошшх передающих телевизионных трубок, что позволяет использовать их для однопмпульсной регистрации ,изображений с ГРП;
применение ремиа работы видиконной приемной трубки с накоплением сигнала на мишени, если время накопления составляет Зт (г - постоянная времени высвечивания люминофора ГРП), позволяет увеличить ток сигнала в 1.5 раза по сравнению с обычным рохммом работы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. В результате исследований отпаянных образцов ГРП получен большой объем дашшх о параметрах ГРП, установлена их связь с параметрами рентгеновского излучения и электрическими режимами, что позволяет облегчить выбор технических решений при.разработке аппаратуры на базе ГРП. Разработан комплекс аппаратуры для испытаний ГРП,включающий источники высоковольтного импульсного питаїгпя' ГРП и рентгеновского излучателя, схемы синхронизации и схемы для измерений одноим-пульсннх характеристик ГРП. Разработан мозаичный ГРП и предложены соотношения для инженерного расчета согласующих "гасящих" элементов для ГРП в составе мозаичного блока. Предложены конструкции ГРП позволяющие снизить нерабочие области по краям преобразователей до минимально возможной величины, уменьшив тем самым нерабочие промежутки в мозаичном блоке. Доказана 'возмож-
ность получеїшя телевизионных изображения с использовашіем
видиконных передающих телевизионных трубок В ОДНОЕМПУЛЬСНОМ
режиме работы,предложены соотношения для определения оптималь
ного времени накопления сигнала на мишени передающей телевизи
онной трубки и разработан комплекс аппаратуры для телевизионной
регистрации одноимпульсных изображений, включавдій телекамеру,
синхронизирующий блок и блок цифровой памяти на 4 полукадра. На
основании проведенных в работе исследований создан макет
мпкродозового рентгенотелевизнонного ннтроскопа, который позво
ляет выявлять объекты поиска в крупногабаритном багаже при дозе
10 мкР на один акт обследования за время менее I с при вероят
ности обнаружения 0.7G . ~
РЕАЛИЗАІД'Я РЕЗУЛЬТАТОВ. Полученные в работе результаты использованы в НИИ медицинской радиологии г.Обнинск, в ЛИЛО "Буревестник" г. Санкт-Петербург и НПО "Точность" г.Москва.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 5 региональной научно-практической конференции "Молодые учение и специалисты - ускорению научно-технического прогресса" (г.Томск, I9Q7 г.), VI республиканской научно-практической конференции "Норазруиапіиіл контроль-90" (г.Рига, 1990 г.), 8 Всесоюзной научной конференции "Физика вакуумного ультрафиолета и его взаимодействие с веществом" (г.Иркутск, 1939 г..), на секции Ш'С в НПО "Точность" (г.Москва) и на научно-технических сеотнарах отдела 10 НИН интроскопии при ТПУ.
ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты диссертации опубликованы в 6 научных статьях,'9 научно-технических отчетах, защвдены авторским свидетельством на изобретение.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, пяти глав,заключения на 126 листах - машинописного текста, списка литературы из 135 наименований и приложения и включает 19 таблиц и 25 рисунков на 30 листах.
