Газоразрядная рентгеновская трубка электрического барьерного разряда
Предполагаемая полезная модель относится к рентгеновским источникам, позволяющим получить интенсивное рентгеновское излучение с малым эффективным размером области излучения, и может быть использовано для выявления металлических, диэлектрических и газовых дефектов в полимерной кабельной изоляции.
Газоразрядная рентгеновская трубка состоит из кварцевой стеклянной колбы-1; прострельного металлического - (А1, Сu, Fe, Pb) анода-2, который одновременно является выходным окном для рентгеновского излучения; медной трубки водяного охлаждения-3; высоковольтного электрода-4 и кварцевого диэлектрического барьера-5.
Технический эффект - выявление металлических, диэлектрических и газовых дефектов в полимерной кабельной изоляции.
Предполагаемая полезная модель относится к рентгеновским источникам электрического газового барьерного разряда, позволяющим получить интенсивное рентгеновское излучение с малым эффективным размером области излучения, и может быть использовано для выявления металлических, диэлектрических и газовых дефектов в полимерной кабельной изоляции.
Известно устройство для генерации рентгеновского излучения /Заявка РФ 
2004135397/28, H05G 1/00, 2006/, включающее импульсную рентгеновскую трубку, состоящую из вакуумного электроизолирующего корпуса, в вакуумном объеме которого располагают высоковольтную диодную систему, включающую катод, закрепленный с электрическим контактом на высоковольтном вводе и установленный напротив катода прострельный анод - мишень с бериллиевым окном для вывода рентгеновского излучения из вакуумного объема, анод располагают соосно катоду и выполняют в виде полого цилиндра с площадью поперечного сечения полости не менее 10-8 м2, торец цилиндра, находящийся вне вакуумного объема корпуса, соединяют с бериллиевым окном вакуумно плотно и с электрическим контактом.
Известна импульсная рентгеновская трубка /Патент на полезную модель РФ 26685, H01J 35/02, H01J 35/22, H05G 1/02, 2002/, содержащая корпус, который с одного торца соединен с высоковольтным вводом в виде стержня на конце которого, помещенного в вакуум, закреплен катод, напротив которого установлен прострельный анод, вакуумно соединенный с торцевым окном для вывода рентгеновского излучения, катод выполнен точечным с площадью эмиссионной поверхности, выбранной в пределах 10-12 - 10-6 м2, а анод расположен соосно катоду и выполнен в виде стержня с площадью поперечного сечения не менее 10-8 м2, с внутренним каналом, при этом расстояние между анодом и катодом составляет не менее 10-4 м, и анод вакуумно соединен с корпусом.
Ближайшим аналогом является источник рентгеновского излучения /Патент РФ 2161843, H01J 35/04, H01J 35/22, H05G 1/64, 2001/, содержащий вакуумированный корпус с окном для выхода рентгеновского излучения, внутри которого размещены эмиттер электронов и прострельный анод для генерации рентгеновского излучения, по крайней мере одну электронную фокусирующую линзу, а также размещенное вне корпуса и связанное с ним средство для формирования пучка рентгеновского излучения, что анод размещен перед фокусом электронной линзы по ходу электронного пучка, а средство для формирования пучка рентгеновского излучения выполнено в виде диафрагмы, зрачок которой помещен в место расположения фокуса электронной линзы, причем анод снабжен устройством для его охлаждения.
Недостатком известных устройств является неэффективный размер области излучения, позволяющий выявлять металлические, диэлектрические и газовые дефекты в полимерной кабельной изоляции.
Задачей предполагаемой полезной модели является создание устройства, позволяющего создать длинноволновое тормозное рентгеновское излучение, позволяющее выявлять металлические, диэлектрические и газовые дефекты в полимерной кабельной изоляции.
Поставленная задача достигается тем, что в газоразрядной рентгеновской трубке электрического барьерного разряда, включающей корпус, высоковольтный электрод и прострельный анод, снабженный устройством для его охлаждения, прострельный анод установлен напротив высоковольтного электрода, защищенного слоем стекла и кварцевым диэлектрическим барьером- и одновременно является выходным окном для тормозного рентгеновского излучения
Схема газоразрядной рентгеновской трубки показана на Фиг.1., где 1 - стеклянная колба трубки, 2 - прострельный металлический анод - (А1, Сu, Fe, Pb), служащий окном для выхода рентгеновского излучения, 3 - медная трубка водяного охлаждения, 4 - высоковольтный электрод, 5 - кварцевый диэлектрический барьер.
Устройство работает следующим образом:
Высоковольтное переменное напряжение промышленной частоты 40-100 кВ подается на высоковольтный электрод-4, защищенный слоем стекла и кварцевым диэлектрическим барьером-5. В газе, находящемся внутри трубки при определенном давлении, возникает электрический газовый барьерный разряд - ЭГБР, который является источником многочисленных искровых частичных разрядов - ИЧР. Многочисленные электронные лавины ИЧР проникают на определенную глубину в металл прострельного анода-2 и служат источниками длинноволнового тормозного рентгеновского излучения. Длинноволновое тормозное рентгеновское излучение электронных лавин ИЧР проходит через прострельный анод-2, который служит одновременно выходным окном рентгеновской трубки ЭГБР и выходит наружу. Выходное окно- анод рентгеновской трубки-2 заземляется и имеет водяное охлаждение в виде одного витка медной трубки-3. Длинноволновое тормозное рентгеновское излучение газоразрядной трубки ЭГБР хорошо поглощается в сравнительно тонких слоях полимерных кабельных материалов и может быть использовано для выявления металлических, диэлектрических и газовых дефектов в полимерной кабельной изоляции.
В качестве примера приведены результаты наблюдения дефектов в виде тонкой алюминиевой стружки, которая попала внутрь саженаполненного полиэтилена в процессе экструзии, и которую невозможно зарегистрировать традиционными оптическими методами.
На Фиг.2 представлены результаты рентгеновской съемки с использованием рентгеновской газоразрядной трубки ЭГБР с прострельным анодом металлических дефектов в виде алюминиевой стружки в изоляции из сшитого полиэтилена с наполнением сажей. При съемке использовались значения экспозиции 1-20, 2-40 и 3-60 сек соответственно при рабочем напряжении трубки - Upaб=40 кВ. На фотографиях хорошо видны 4 треугольные металлические стружки в виде четырех светлых пятен на более темном фоне. Видно также, что время экспозиции металлических дефектов в ПЭ изоляции оказывает существенное влияние на контраст получаемого изображения. В нашем случае, внутри слоя ПЭ изоляции провода СИП-1 толщиной не более 2 мм посторонняя алюминиевая стружка наиболее контрастно просматривается в рентгеновских лучах газоразрядной трубки ЭГБР при времени экспозиции 20 с. При увеличении длительности экспозиции до 40-60 секунд контрастность изображения алюминиевых дефектов в ПЭ заметно снижается.
Технический эффект - выявление металлических, диэлектрических и газовых дефектов в полимерной кабельной изоляции.
Газоразрядная рентгеновская трубка электрического барьерного разряда, включающая корпус, высоковольтный электрод и прострельный анод, снабженный устройством для его охлаждения, отличающаяся тем, что прострельный анод установлен напротив высоковольтного электрода, защищенного слоем стекла и кварцевым диэлектрическим барьером, и одновременно является выходным окном для тормозного рентгеновского излучения.
