[发明专利]便携式X射线反向散射系统

说明书

本发明的名称是便携式X射线反向散射系统。公开了用于制造和使用无损检查装置的方法、系统和装置，该无损检查装置包括便携式X射线反向散射探测装置，该便携式X射线反向散射探测装置具有偏转线圈与光电倍增管通讯形式的预定的电磁辐射消除特征，以改善原位和实时地对目标基板无损检查的成像对比度。

技术领域

本公开一般地涉及靶结构和基板的次表面区域的无损测试和无损检查的领域。更具体地，本公开内容涉及使用小角度X射线反向散射技术以无损检查夹层(interlayer)特性的领域，该特性包括例如复合材料层的结合强度。

背景技术

当前，涉及某些行业中结合复合材料检查的法规指南强制要求使用破坏测试材料的测试技术。由于包含复合零件的大型结构(例如飞机和其他交通工具)必须停运、进行破坏性检查、然后重新加工，之后才能使飞机重新投入使用，因此这会产生巨额的费用。

用于评估基板的无损检查系统已在工业中发现了实用性，例如，在不花费大量人力或不经过部分或完全破坏部件或基板材料的情况下，接近需要日常维护和检查的多种部件和基板材料可能是难以实现的。对于取代目前使用的强制性的破坏性方法的无损测试方法或系统要，无损测试方法必须确保对被检查物体的表面或次表面的始终可靠且可重复的分析，其至少等于或超过破坏性测试期间所得的物理确定值。

X射线是电磁辐射的形式，通常具有0.01到10纳米范围内的波长，对应于30皮赫兹至30埃赫兹(3×10¹⁶Hz至3×10¹⁹Hz)范围内的频率和100eV至100KeV范围内的能量。X射线反向散射系统是X射线成像系统的类型，其使用X射线的间接探测来检查目标物体。X射线反向散射系统通常包括X射线管、准直仪和探测器。X射线管产生并发射X射线。准直仪过滤X射线以形成X射线束，其使用基本上平行于指定方向行进的一部分X射线。

当X射线束遇到目标物体时，X射线束中的一些或全部X射线由目标物体沿多个方向散射。具体地，X射线可以从目标物体的表面和/或从目标物体的次表面散射。散射的X射线称为反向散射。当反向散射撞击探测器时，探测到的X射线反向散射可用于生成研究的目标物体的图像数据。例如，当X射线束指向具体目标物体之上或内部的具体位置时，探测到的反向散射可用于生成对应于该目标物体之上或内部的具体位置的图像中的像素强度值。使用用于无损材料评估的X射线允许进行检查，而不会破坏检查的零件、部件、基板等。

至少由于多种部件的重量和配置，典型的X射线反向散射系统通常大、笨重并且使用具有固定焦点的固定探测器，该固定探测器通常具有平面的形状以从物体中收集X射线反向散射。

发明内容

根据本方面，公开了X射线反向散射探测装置，其包括壳体，该壳体配置为包封包括至少多个电子电路和集成的高压电源的部件。所述装置进一步包括至少一个光电倍增管，该光电倍增管配置为产生电磁场，并且所述光电倍增管由壳体外部定向(定位，orient)，并且所述至少一个光电倍增管进一步靠近壳体定向；和至少一个偏转线圈，该偏转线圈靠近光电倍增管定位。

根据进一步方面，偏转线圈配置为产生预定的抵消电磁场，所述抵消电磁场配置为至少部分地抵消由光电倍增管产生的电磁场。

在另一方面，光电倍增管集成了偏转线圈。

在另一方面，光电倍增管包括多个偏转线圈，其中多个偏转线圈耦合到光电倍增管。

在进一步方面，偏转线圈的存在消除了对多个部件的需要，所述多个部件包括以下中的一个以上：冷却装置；高压电缆；换向电缆(commutation cable)、控制单元；电缆管理装置；或其组合。

在另一方面，偏转线圈配置为产生抵消电磁场，所述抵消电磁场具有预定的强度和值。

在另一方面，X射线反向散射探测装置具有足以实现用于本公开的X射线反向散射探测装置的便携式X射线反向散射探测装置空间量(footprint)的空间量。