الرئيسية / الاختبارات NDT / التصوير الصناعي بالاشعة / معدات وتجهيزات التصوير بالاشعة السينية
X-Ray Generators
X-Ray Generators

معدات وتجهيزات التصوير بالاشعة السينية

اليوم في الدورة المقدمة من موقع عقل المهندس سوف نتحدث عن معدات وتجهيزات التصوير بالاشعة بعد ان تعرفنا في مقدمة طويلة عن الاشعة وطرق قياسها يمكنك استخدام القائمة اليسرى لمتابعة الدروس السابقة في التصوير الصناعي باستخدام اشعة اكس واشعة جاما

اولا مولدات اشعة اكس X-ray generator

في الواقع تعتبر المكونات الرئيسية لاي مولد اشعاع اكس هو الانبوب – مولد الجهد العالي – وحده التحكم – ونظام التبريد وقد تم الشرح سابقا الطرق المتبعة في توليد اشعة اكس بشكل وافي وهو عن طريق توجيه تيار من الالكترونات عالية السرعة في المواد المستهدفة مثل التنغستن والتي لديها اعداد ذرية عالية وعندما تبطئ الالكترونات او تتوقف بواسطة التفاعل مع الجسيمات الذرية يتم توليد اشعة اكس مثل ماهو موضح بالشكل التالي فإن انبوب الكاثود filament يتم تسخينه مع تيار الجهد المنخفض لعدد قليل جدا من الامبير ويتم ارتفاع درجة حراره filament وتصبح الالكترونات طليقة وفي الواقع يتم انشاء الجهد الكهربائي الكبير بين الانود والكاثود من قبل مولدات الجهد العالي بعد تحرير الالكترون من الكاثود ويتم دفعه بقوة الي الانود وتسمى العلاقة بين تيار الالكترونات بين الكاثود والانود هو tube current.

انبوب اشعة اكس

ويتم قياس the tube current بواسطة الملي امبير ويتم التحكم فيه من خلال تنظيم الجهد المنخفض ليتم تطبيق عمليه التسخين علي الكاثود وفيما يخص درجات الحرارة العالية لل filament هي ناتجة من زيادة عدد الالكترونات التي تترك الكاثود مسافرة الي الانود او القطب الموجب ويتم التحكم في الملي امبير عن طريق وحدة التحكم وتنظيم درجة حرارة filament وهذة العملية تتعلق بزيادة انتاج وكثافة اشعة اكس

انبوب اشعة اكس
قياس the tube current
في الواقع ان الجهد العالي بين الكاثود والانود يؤثر علي السرعة التي تسافر بها الاكترونات الي الانود ، وان كلما ارتفع الكيلوفولت يعني زيادة سرعة الاكترونات والطاقة وبالتالي عندما يتم السفر الي الانود يتم زيادة انتاج وكثافة اشعة اكس مع المزيد من الطاقة التي بدورها تساعد الاشعة علي الاختراق للمواد الاكثر كثافة. كما يتم قياس الجهد العالي باكيلو فوت ويتم التحكم في الكيلوفولت بواسطة وحدة التحكم وكلما زاد الكيلوفولت يؤدي الي زيادة في شدة الاشعاع الناتج ويظهر الرسم المقابل ارتباط الجهد العالي مع طيف الاشعة وهو يظهر كلما زاد الجهد يزيد التيار الذي سوف يزيد من عدد الفوتونات من ناحية اخرى مما يؤدي الي زيادة كثافة الاشعاع والسفر في خط مستقيم والاختراق دون تحويل او انكسار.

كما يتم استخدام focusing cup لتركيز تيار الالكترونات في منطقة صغيرة من الهدف وتسمى النقطة المحورية او البؤرة او focal spot وحجم البؤرة عامل مهم في قدرة النظام علي انتاج صورة حادة ، كما يتم تحويل جزء كبير من الطاقة بالانبوب بعملية تسخين في النقطة البؤرية من الانود او القطب الموجب كما ان الانود من التنغستن الذي يكون له نقطة انصهار عالية بالاضافة الي العدد الذري الكبير ومع ذلك فآن تبريد الانود يكون عن طريق مواد active or passive ليس المهم ولكن غالبا ما تستخدم المياة او الزيت لعملية التبريد بواسط انابيب وفي حالات الطاقة المنخفظة يستخدم thermally conductive materials and heat radiating fins. في الواقع من اجل منع اختراق الكاثود ومنع الانحناء بين الانود والكاثود يتم سحب الاكسجين من الانبوب بواسطة pulling a vacuum ومع ذلك فان معظم انابيب اشعة اكس تتطلب اجراء عمليات احماء حسب التعليمات المرفقة مع الجهاز وهذه العملية تتم بعناية بعمليه ارتفاع الجهد والامبير ببطئ لحرق الاكسجين المتبقي قبل ان يتم تشغيل الانبوب في الطاقات العالية.

وبالاضافة الي ذلك عادة ما يمتلك X-ray generators  الي مرشحات او فلاتر علي طول مسار الاشعاع ويتم وضعها بالقرب من منفذ الاشعة السينية ، وتتكون هذه الفلاتر من مادة رقيقة ذات عدد ذري عالي مثل النحاس او الرصاص او  brass وهو ايضا نحاس وتعتبر وظيفة هذه الفلاتر والمرشحات في امتصاص الفوتونات ذات الطاقة المنخفضة قبل وصولها الي الهدف من اجل انتاج صورة عاليه الجودة. حيث ان الفوتونات منخفضة الطاقة تتناثر بشكل كبير.

في الواقع ان العنصر المهم الاخير في توليد اشعة اكس هو وحدة التحكم الموجود بالصورة البارزة اعلي المقال والتي عادة يكون لديها لوحة من المفاتيح وبها قفل للنظام لمنع الاستخدام غير المصرح ولها زر البدء لتوليد طاقة الاشعة السينية وزر لوقف توليد الاشعاع يدويا ولها ثلاث ضوابط رئيسية وهو تنظيم الجهد للانبوب بالكيلوفولت ، وقوة التيار الكهربائي للانبوب بالملي امبير ، ومدة التعرض للاشعاع بالدقائق والثواني ، كما هناك بعض الانظمة مجهزة لتغيير حجم البقعة البؤرية من الانبوب

X-ray Generator Options خيارات مولد اشعة اكس

في الواقع ان X-ray generators يآتي بطائفة في تشكيلة واسعة جدا من الاحجام والاشكال كما ان هناك وحدات ثابته  تستخدم في المختبرات والمستشفيات والمطارات والاجهزة الامنية وغيرها وهناك الوحدات المحمولة والمتنقلة التي يمكن نقلها بسهولة الي مواقع العمل وتتوفر بها مجموعة واسعة جدا من مستويات الطاقة للاختبارات المواد المعدنية الثقيلة مثل الصلب وهذه الانظمة قادرة علي انتاج الملايين من الالكترون فولت الضرورية لاتمام عمليه الاختراق الكامل للمادة وهناك وحدات صغيرة خفيفة الوزن والتي تنتج طاقة صغيرة حوالي ١٠ كيلو فولت.

Focal Spot Size حجم البؤرة

هناك اعتبار مهم وهو حجم النقطة المحورية من الانبوب حيث انها من العوامل التي تساهم هندسيا في حده الصور unsharpness وعلي العموم كلما كان حجم البقعة اصغر كلما تحسنت الصور وبما ان تركيز تيارات الالكترونات في منطقة صغيرة يجب تخفيض قدرة الانبوب لمنع ارتفاع درجة الحرارة الانود. ويمكن لنا تصنيف مولدات الطاقة علي اساس  البقعة البؤرية نظام minifocus ، ونظام  Microfocus واغلب الانظمة التقليدية لديها بقعة بؤرية اكبر من ٠،٥ مم نصف ميليمتر وفيما يخص وحدات minifocus تترواح حجم البؤرة من ٥٠ ميكرون الي ٥٠٠ ميكرون ونظام Microfocus تكون البؤرة اقل من ٥٠ ميكرون

AC and Constant Potential Systems

يتم توريد انظمة مختلفة من انبوب الاشعة السينية منها التي تنتج الاشعة خلال نصف / دورة ١/٦٠ من الثانية لكل دورة وهذا النوع من انبوب الاشعة ينتج الاشعة علي شكل رشقات نارية بدلا من انتاج الاشعة بتدفق مستمر ومع ذلك فإن تغيير الجهد خلال دورة الطاقة في انبوب الاشعة يؤدي الي اختلاف الطاقة لجزء من الاشعاع الذي هو خروج ما يسمى طاقة الاشعاع القابل للانخفاض او الارتفاع عند الاستخدام . كما في حالات الطاقة المنخفضة يتم فلترة الاشعاع كما وضحنا سابقا كما ان هناك انبوب الاشعة بمعيار AC wall current and with DC current الذى يودي الي تدفق ثابت و مستمر من الاشعاع ومعظم النظم الحديثة تستخدم مولدات الطاقة الثابتة.

Flash X-Ray Generators مولدات فلاش

هذا النوع من مولدات طاقة الاشعة السينية ينتج الاشعة علي شكل رشقات مكثفة من الاشعاع وهذا النوع مفيد عند فحص الاشياء في اثناء الحركة السريعة او استخدامها في tripping of an electrical breaker وهي سريعة جدا حيث انها تظهر الاشياء علي شاشة الفيديو بالوقت الحقيقي اثناء زمن التعرض وكل صورة تحتاج الي مستوى عالي من شدة الاشعاع لانتاج صور عالية الجودة وهذه الانواع من انابيب الاشعة السينية ليس لديها نظام تسخين filament ويتم الاستعاضة عن ذلك بعملية سحب الالكترونات من الكاثود ويتم تسخينة بواسطة الجهد الكهربائي القوي بين الكاثود والانود وتعرف هذه العملية باسم  field emission or cold emission كما انها قادرة علي انتاج الاف من الامبير.

لاتنسي تقييم الموضوع

بهذا نكون قد وصلنا الي نهاية التعريف بمعدات اشعة اكس او الاشعة السينية يمكنك تتبع المقالات والدروس السابقة من القائمة اليسري ولا تنسي مشاركتها مع الاصدقاء والاشتراك بنشرة بريد الموقع

نسخة المقال الكلاسيكية
تقييم المستخدمون: 5 ( 2 أصوات)

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *