SU286746A1

SU286746A1 - X-ray television measuring microscope

Info

Publication number: SU286746A1
Application number: SU691307626A
Authority: SU
Inventors: Н.В. Рабодзей; Е.М. Любимов; А.А. Крохин; М.Н. Надобников
Original assignee: Rabodzej N V; Lyubimov E M; Krokhin A A; Nadobnikov M N
Priority date: 1969-02-12
Filing date: 1969-02-12
Publication date: 1984-07-23

Abstract

КрЕНТгеНОТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МИКРОСКОП, обеспеченный полной радиационной защитой, содержащий источник рентгеновского излучени , рентгеночувствительный преобразователь изображени , рабочую камеру дл размещени объекта исследовани , и работающий с телевизионной системой замкнутого типа, отличающийс тем, что, с целью обеспечени проведени угловых и линейных измерений внутри непрозрачных объектов по двум взаимно перпендикул рным направлени м, возможности координатного перемещени просвечиваемого объекта по трем взаимно перпендикул рным направлени м и исключени проекционных и телевизионных погрешностей при измерени х, он имеет одну подвижную стенку рабочей камеры, часть которой может двигатьс в направлении, взаимно перпендикул рном движению стенки, и манипул тор с патроном дл закреплени объекта исследовани , св занный с указанной частью стенки так, что может двигатьс в направлении, перпендикул рном плоскости указанной стенки.A CRT-TELEVISION MEASURING MICROSCOPE, provided with full radiation protection, contains an X-ray source, an X-ray-sensitive image converter, a working chamber to accommodate the object of study, and working with a closed-type television system, characterized in that, in order to ensure that angular and linear measurements are carried out inside a transparent glass, it is transparent. two mutually perpendicular directions, the possibility of coordinate movement of the illuminated object in three mutually perpendicular directions and exclusion of projection and television errors in measurements, it has one movable wall of the working chamber, a part of which can move in a direction mutually perpendicular to the wall movement, and a manipulator with a cartridge for fixing the object of research, associated with the specified part walls so that it can move in a direction perpendicular to the plane of said wall.

Description

IS.Is.

2121

0000

о about

а but

2. Микроскоп по п. 1, отличающий с тем, что он содержит оптическое устройство и две взаимно перпендикул рные шкалы, прозрачную и зеркальную , расположенные соответственно на стенке рабочей камеры и на манипул торе , при этом шкала, расположенна 2. A microscope according to claim 1, characterized in that it comprises an optical device and two mutually perpendicular scales, transparent and specular, located respectively on the wall of the working chamber and on the manipulator, while the scale is located

на манипул торе, жестко св зана с патроном-держателем объекта.on the manipulator, it is rigidly connected to the chuck-holder of the object.

3. Микроскоп по п. 1, отличающийс тем, что он содержит визирное перекрестие на рентгенотелевизлонном преобразователе изображени и угломерную шкалу на рабочей камере.3. A microscope according to claim 1, characterized in that it contains a crosshair on the X-ray television image converter and the goniometric scale on the working chamber.

Изобретение относитс к устройства . контрольно-измерительной техники, а именно к рентгенотелевизионным микроскопам , предназначенным дл измерени рассто ний между детал ми внутренней структуры непрозрачных объектов при их непосредственном наблюдении в увеличенном виде на телевизионном экране Известные рентгенотелевизионные мик роскопы имеют полную радиационную защиту источника рентгеновского излучени и рабочей камеры, служащей дл размещени исследуемого объекта, за положением которого наблюдают через специальное -защитное окно в рабочей камере. Объект размещают на пути пуч ка рентгеновских лучей перед мишенью рентгенотелевизионного преобразовате л . Возникающие в преобразователе видеосигналы подаютс на телевизионный монитор. Указанные микроскопы имеют приспособлени дл перемещени исследуемого объекта при просвечивании относигельно мишени рентгенотеле визионного преобразовател и источни ка рентгеновских лучей. Однако они не позвол ют при просвечивании точно измер ть размеры и рассто ни внутри непрозрачных объектов. Это св зано с тем, что при наблюдении на телевизионном экране в увеличенном виде картин внутренней структуры непрозрачных объектов возникает р д погрешностей, св занньгх .в основном с телевизионными искажени ми размеров изображени и с проекционными искажени ми -размеров в самом теневом рентгеновском изображени обусловленными разными рассто ними деталей объекта от мишени рентгеночувствительного преобразовател . Дл исключени телевизионных и проекционных искажений визирование контуров деталей в микроскопе производитс относительно перекрести , расположенного точно на оси пучка рентгеновских лучей, .а изображение самого перекрести вводитс в телевизионный сигнал вместе с сигналами, получаемыми от изображени просвечиваемого объекта. При этом перекрестие жестко св зано с мишенью рентгенотелевизионного преобразовател . Дл точного подведени контуров той или иной внутренней детали под линии перекрести примен етс координатноотсчетна система, котора управл ет перемещени ми объекта, не наруша полной радиационной защиты микроскопа . Координатно-отсчетна система включает в себ подвижную стенку рабочей камеры, плоскую подвижную плиту , закрыванлцую окно в подв$гжной стенке рабочей камеры, и манипул тор, перемещающийс внутрь рабочей камеры через отверстие в подвижной плите. Точные отсчеты перемещени объекта по двум взаимно перпендикул рным координатам , лежащим в плоскости, перпендикул рной оси просвечивани , производ тс по двум шкалам с помощью одного оптического устройства, сфокусированного на область пересег чени двух шкал. Дл обеспечени угловых измерений в микроскопе используетс передающа камера с рентгенотелевизионным преобразователем, вращающа с вокруг своей оси, а дл осуществлени фокусировки перемещающа с вдоль этой оси. При этом ось поворота передающей камеры, центр мищени рентгёнотелевизионного преобразовател и центр визирного перекрести совпадают с осью пучка рентгеновских лучей, а отсчет координат угловых перемещений производитс по угломерному устройству. Важным элементом координатно-отсчетной системы микроскопа , повышающим производительность и точность отсчетов по одной координате , вл етс отсчетна шкала, расположенна в пазу манипул тора и св занна одним концом с патроном манипул тора , в котором закрепл етс объект. При тонких перемещени х патрона , например, с помощью винтовой пары, отсчетна шкала скользит в пазу манипул тора, а при грубых перемещени х перемещаетс вместе с манипул тором , но благодар такому кре лению шкалы в обоих случа х координа ты отсчитываемых перемещений объектов не завис т от вида перемещени . Описываемый микроскоп изображен на фиг. 1 и 2. Внутри рабочей камеры 1 на оси пучка рентгеновских лучей 2 между ис точником 3 рентгеновского излучени рентгеночувствительной передающей трубкой 4 размещаетс просвечиваемый объект 5 в патроне 6 манипул тора 7 Координатно-отсчетна система состо ит из подвижной стенки 8 рабочей камеры , перемещающейс параллельно оси просвечивани в пазах направл ющих 9 с помощью ручной подачи или электрического привода. Длина стенки 8 больше длины перекрываемого ею окна на величину ее перемещени . Под вижна стенка имеет пр моугольное окно 10, перекрытое подвижной крышкой 11, перемещающейс в пазах в на- правл юш,гх 12 с помощью соответствую щего, например, винтового механиз-ма Длина сдвига крьш1ки 11 больше длины окна 10 на величину ее перемещени . Подвижна крышка имеет посередине отверстие 13. Через это отверстие и окно 10 стенки внутрь рабочей каме ры перемещаетс манипул тор 7, несущий на одном конце патрон 6, а на другом снаружи рабочей камеры - р д руко ток дл изменени ориентировки просвечиваемого объекта 5 относитель но оси просвечивани . Координаты перемещени объекта отсчитываютс оптическим устройством 14, закрепленным на подвижной крьшке 11, по двум шкалам: зеркальной 15, расположенный в продольном, пазу корпуса манипул тора 7, и прозрачной 16, неподвижно закрепленной на подвижной стенке. Дл измерени рассто ни между двум элементами внутри непрозрачного объекта используетс перекрестие 17, расположенное вблизи м шIeни передающей телевизионной трубки, выполненное из непрозрачного дл рентгеновских лучей мат&риала, например из вольфрамовой проволоки. Возможно также примен ть перекрестие, нанесенное на мишень рентгеночувствительной передающей телевизионной трубки. Передающа камера 18, содержаща рентгеночувствительную передающую телевизионную трубку 4, фокусирующую и отклон ющую системы с предварительным усилителем, заключена в кругльй цилиндрический корпус 19, причем центр мютени передающей трубки близко совпадает с осью цилиндрического корпуса. При угловых отсчетах передающа камера поворачиваетс в опоре 20 вместе с цилиндрическим корпусом, а отсчеты углом производ тс на его кольцевой градусной шкале 21, размещенной на цилиндрическом корпусе. Грубое перемещение объекта вдоль оси манипул тора (перпендикул рно оси просвечивани ) осуществл етс с помощью шестерни 22 и сцепленной с ней зубчатой рейки 23 (см, фиг. 2), тонкое перемещение - с помощью винта 24 и ходовой гайки 25, Вращение объекта вместе с манипул тором происходит за счет поворота трубы 26 в расточке корпуса 27 манипул тора. Дл того, чтобы перемещение объекта, закрепленного в патроне, точно соответствовало перемещению шкалы 15, последн жестко св зана с шайбой 28, котора при повороте патрона остаетс неподвижной, а дл устранени продольного люфта зеркальной шкалы применены два упорных шарикоподшипника 29, размещенных на шайбе 30 и зажатых в осевом направлении патроном. При работе на рентгенотелевизионном микроскопе оператор ориентирует манипул тором просвечиваемый объект в нужное дл измерени положение в пространстве, наблюда его действительное положение через окно в рабочей камере и детали его внутренней структуры на телевизионном экране. Затем оператор, ориентиру сь на телевизионное изображение, с помощью координатно-отсчетного механизма подводит контуры наблюдаемых на экранеThis invention relates to a device. instrumentation technology, namely, X-ray television microscopes designed to measure the distance between the details of the internal structure of opaque objects when directly observed in an enlarged form on a television screen. Known X-ray television microscopes have complete radiation protection of the X-ray source and the working chamber used for the location of the object under study, the position of which is observed through a special security window in the working chamber. The object is placed on the path of a beam of X-rays in front of the target of an X-ray television transducer. The video signals generated in the converter are fed to a television monitor. These microscopes have devices for moving the object under study when a target x-ray of a viewing transducer and a source of X-rays are transmitted to the target. However, they do not allow to measure dimensions and distances inside opaque objects when scanning. This is due to the fact that when viewed on a television screen in an enlarged view of the pictures of the internal structure of opaque objects, a number of errors occur, due to television image size distortions and projection distortions in the very shadow X-ray image caused by different the distance between them and the object from the x-ray-sensitive transducer. To eliminate television and projection distortions, the sight of the contours of details in a microscope is made relative to the cross, located exactly on the axis of the X-ray beam, and the image of the cross itself is entered into the television signal along with the signals received from the image of the illuminated object. At the same time, the crosshair is strictly connected with the target of the X-ray television converter. To accurately align the contours of one or another internal part, a coordinate-coordinate system is used under the cross lines, which controls the movement of the object, without violating the complete radiation protection of the microscope. The coordinate reference system includes a movable wall of the working chamber, a flat movable plate, a closed window in the basement wall of the working chamber, and a manipulator moving inside the working chamber through an opening in the movable plate. Accurate readings of the object's movement along two mutually perpendicular coordinates lying in the plane perpendicular to the axis of translucency are produced along two scales using a single optical device focused on the area of the two scales. To provide angular measurements in a microscope, a transmitting camera with an X-ray television transducer rotating around its axis is used, and a moving camera along this axis is used for focusing. At the same time, the axis of rotation of the transmitting chamber, the center of the target of the X-ray television converter and the center of the crosshair coincide with the axis of the X-ray beam, and the coordinates of the angular displacements are read by the goniometer. An important element of the microscope coordinate reference system, which increases the productivity and accuracy of readings along one coordinate, is the reference scale located in the groove of the manipulator and connected at one end to the manipulator cartridge in which the object is fixed. For thin movements of the cartridge, for example, using a screw pair, the reading scale slides into the slot of the manipulator, and for rough movements it moves with the manipulator, but due to this merging of the scale, in both cases the coordinates of the counted movements of objects do not depend on the type of movement. The described microscope is shown in FIG. 1 and 2. Inside the working chamber 1 on the axis of the X-ray beam 2 between the X-ray source 3 an X-ray transmitting tube 4 places a translucent object 5 in the cartridge 6 of the manipulator 7 Coordinate-reading system consists of a moving wall 8 of the working chamber moving parallel to the axis x-raying in the grooves of the guides 9 using a manual feed or an electric drive. The length of wall 8 is longer than the length of the window it overlaps by the amount of its movement. The sub-wall has a rectangular window 10, covered by a movable cover 11, moving in grooves in the direction yush, gx 12 by means of an appropriate, for example, screw mechanism. The length of the shear crack 11 is longer than the window 10 by the amount of its movement. The movable lid has a hole 13 in the middle. Through this hole and the wall window 10, the manipulator 7 moves at one end, carrying the cartridge 6 at one end, and a series of handles at the other end outside the working chamber to change the orientation of the illuminated object 5 relative to the axis translucency. The object's coordinates are measured by an optical device 14 mounted on the movable cover 11 on two scales: a mirror 15, located in the longitudinal slot of the manipulator body 7, and a transparent 16 fixed on the movable wall. To measure the distance between the two elements inside an opaque object, use crosshair 17, located near the transmitter television tube, made of an x-ray-opaque mat, such as a tungsten wire. It is also possible to apply a crosshair applied to a target of an x-ray-sensitive transmission television tube. A transmission chamber 18, containing an X-ray-sensitive transmission television tube 4, focusing and deflecting systems with a pre-amplifier, is enclosed in a circular cylindrical body 19, with the center of the mutation of the transmission tube closely coinciding with the axis of the cylindrical body. In the case of angular readings, the transmitting chamber is rotated in the support 20 together with the cylindrical body, and the readings are made by angle on its annular degree scale 21 placed on the cylindrical case. The rough movement of the object along the axis of the manipulator (perpendicular to the axis of transmission) is carried out with the help of gear 22 and the toothed rack 23 coupled to it (see FIG. 2), fine movement with the help of screw 24 and running nut 25, Rotation of the object together with the manipulator occurs due to the rotation of the pipe 26 in the bore of the housing 27 of the manipulator. To ensure that the movement of the object fixed in the cartridge exactly corresponds to the movement of the scale 15, the latter is rigidly associated with the washer 28, which, when the cartridge is rotated, remains stationary, and to eliminate the longitudinal play of the mirror scale, two thrust ball bearings 29 placed on the washer 30 and axially clamped chuck. When working on an X-ray television microscope, the operator orients the illuminated object with a manipulator into the desired position for measuring in space, observing its actual position through a window in the working chamber and details of its internal structure on a television screen. Then the operator, focusing on the television image, using the coordinate-reading mechanism brings the contours of the observed on the screen

деталей под соответствующие ликки визирного перекрести и далее производит отсчет координат по обеим ос м также, как по измерительным шкалам в известных оптических микроскопах и компараторах. В случае необходимости угловых перемещений объект ориентируетс коордннатно-отсчетным механизмом и манипул тором, а угловые измерени производ тс поворотом визирного перекрести вместе с передающей телевизионной камерой и его установкой поочередно на одну и другую линию контура объекта, угол между которыми требуетс определить. Отсчеты углов производ тс по кольцевой угломерной шкале, расположенной на передающей телевизионной камере.details under the corresponding lyse of the crosshair and then produces the readings of the coordinates on both axes as well as on the measuring scales in known optical microscopes and comparators. If necessary, the angular displacements of the object are oriented by a coordinate-reading mechanism and a manipulator, and the angular measurements are made by turning the sighting object together with the transmitting television camera and placing it alternately on one and the other contour line of the object, the angle between which is required to be determined. Angle readings are made on an annular goniometric scale located on the transmitting television camera.

2222

Фиг.гFigg

Claims

1. X-RAY TV

A MEASURING MICROSCOPE, provided with full radiation protection, containing an X-ray source, an X-ray image converter, a working chamber for placing an object of research, and working with a closed-circuit television system, characterized in that, in order to ensure angular and linear measurements inside two opaque objects mutually perpendicular directions, the possibility of coordinate movement of the translucent object in three mutually perpendicular directions In addition to the exclusion of projection and television errors during measurements, it has one movable wall of the working chamber, part of which can move in a direction mutually perpendicular to the movement of the wall, and a manipulator with a cartridge for fixing the object of study, connected with the indicated part of the wall so that it can move in direction perpendicular to the plane of the wall.

J u

about m about

2. The microscope according to claim. ^ Characterized in that it contains an optical device and two mutually perpendicular scales, transparent and mirror, located respectively on the wall of the working chamber and on the manipulator. at the same time, the scale located on the manipulator is rigidly connected with the cartridge holder of the object.

3. The microscope according to claim 1, characterized in that it contains a crosshair on the X-ray television image converter and a goniometer scale on the working chamber.