В рамках одной из НИОКР мы спроектировали и изготовили интересный, на мой взгляд, мультиспектральный источник, который является гибридом CRT и X-RayT (электронно-лучевая + рентгеновская трубка).
Конструкция мультиспектрального сканирующего источника состоит из специальной элекронно-лучевой трубки ( СЭЛТ ) и схемой её управления.
В свою очередь конструкция СЭЛТ ( рис.1 ) состоит из стеклянной колбы с выходным окном из увиолиевого стекла (5), дополнительно изолированной компаундом (7), имеющей вывод анода (6). Анод СЭЛТ представляет собой проводящее внутреннее покрытие из аквадага и алюминиевого напыления на внутренней поверхности колбы. Электронная пушка (В) СЭЛТ представляет собой конструкцию, состоящую из катодно-подогревательного узла (1), промежуточного анода (2), фокусирующего электрода (4) и основного анода (3). Промежуточный анод в данном случае необходим, что бы уменьшить вероятность электрических пробоев в СЭЛТ при достаточно большом напряжении на основном аноде (3) в +25 кВ. Источником электронов в электронной пушке служит оксидный катод торцевой конструкции с мощностью подогревателя 2 Вт. Управление током электронного пучка производится за счёт первой диафрагмы (модулятора),дающего возможность путём изменения напряжения на несколько десятков Вольт регулировать ток электрнного луча от максимума до нуля, что даёт возможность прменять достаточно быстродействующие компоненты в схеме и достигнуть инерционности регулировки тока луча 20-100 нс. Источником излучения рентгеновского и оптического диапазонов является люминофор свысоким содержанием иттрия, нанесённый на внутреннюю поверхность выходного окна.
Для увеличения интенсивности излучения оптического диапазона и для снятия заряда со стороны внутреннего объёма СЭЛТ на люминофор нанесено алюминиевое покрытие толщиной 100 нм.
Электронная пушка СЭЛТ формирует сходящийся в фокус электронного «пятна» диаметром менее 100 мкм на повехности выходного окна электронный пучок. Положение электронного «пятна», генерирующего в люминофоре оптическое и рентгеновское излучение, задаётся при помощи магнитной отклоняющей системы (8), представляющей собой две пары расположенных ортогонально электромагнитов.
На фото (рис.2) представлен образец созданной СЭЛТ в работе. Удалось достичь уровня тока электронного луча 100 мкА при размере фокусного пятна в любой точке выходного окна не более 100 мкм. Рассеиваемая на выходном окне мощность составляет 2,5 Вт. За счёт постоянного изменения положения «пятна» электронов перегрева люминофора не происходит.
Блок схема управления СЭЛТ представлена ниже (Рис.3). Она состоит из блока управления током электронного луча (2), формирующего напряжение питания подогревателя термокатода СЭЛТ и напряжения питания электронного прожектора. Источник напряжения 1-го анода (7) может регулировать выходное напряжение от 0 до +6 кВ, что обеспечивает получение достаточного тока электронного луча. Потенциометр (4) позволяет регулировать напряжение на фокусирующем электроде СЭЛТ. Источник анодного напряжения (8) , создающий потенциал на основном аноде СЭЛТ до +25 кВ обеспечивает финальный разгон электронов до требуемой энергии.
Электромагниты отклоняющей системы СЭЛТ, обеспечивающей перемещение электронного пятна в пределах всей повехности выходного окна прибора, питаются от усилителей тока X и Y катушек (1, 10). На блок управления током луча и усилители токов катушек подаётся аналоговый управляющий сигнал от ЦАП (6), который управляется от персонального компьютера (ПК) (9).
Так же, были изготовлены образцы СЭЛТ с другими порошковыми анодами, в том числе с анодом из порошка барита.
Таким образом, в рамках данной работы появилась технологическая возможность изготавливать сканирующие рентгеновские источники с мишенью из диэлектрического материала, т.е. во первых сделан шаг к созданию принципиально иной конструкции рентгеновского томографа, нежели сейчас широко применяемая. А во вторых есть возможность делать рентгеновские источники с характеристическим излучением веществ, которые невозможно по причине их химической активности применять в несвязанном с другими элементами виде ( например, бария, стронция, кальция, иттрия и других ).
Ниже будут ещё фотографии.
Комментарии (9)
alcotel
24.09.2026 10:46Раз уж вы более-менее высоковольтными вещами занимаетесь - не поделитесь опытом? Вдруг какая-то информация вам ближе.
Нужно измерить примерно 200 кВ=, желательно хотя-бы 0,1%. Если ещё методика похожа на стандартную, которую юридически можно приложить к тестам - это было бы просто супер.
Запрашивал у нескольких поставщиков измериловки - молчок, успешные менеджеры по продажам не поддерживают разговор. Дешёвый запасной вариант есть, конечно - поставить на плату 1000-2000 готовых резисторов 0,1%. Монтаж SMD не особо дорогой для робота, да и 0,1% резсторы - 1,5-4 рубля за штуку уже в РФ, даже не в Китае. Но методику измерений придётся тогда как-то доказывать.
videoelektronic Автор
24.09.2026 10:46Физически вы всё правильно описываете, а вот с точки зрения "стандартная методика" тут ваша идея не выдерживает критики, так как делитель напряжения является де-юре, измерительной установкой (прибором), который должен быть в государственном реестре средств измерения (РСИ). Вот, что даёт Интернет: " ДН-200э. Эталонный вариант. Его погрешность ниже — ±0,5%. Ключевое отличие: его официально можно использовать как рабочий эталон 2-го разряда при поверке других средств измерений — киловольтметров, измерительных систем, других делителей напряжения ".
alcotel
24.09.2026 10:46с точки зрения "стандартная методика" тут ваша идея не выдерживает критики
Вот и я об том же. В таких вещах стандартное намного лучше, чем нестандартный колхоз, естественно. Протолкнуть свою методику измерений в принципе тоже реально, но когда это поле ещё не занято. А тут - вроде бы и занято, поскольку ЛЭП и в 500 кВ вполне себе существуют, например, ничего сверхъестественного. Но запросы по точности у меня чуть-чуть побольше.
С измерением тока меньше проблем - воткнул мультиметр, куда захочешь, и по блютусу снял показания. Хоть мегавольт на нём.
Ну, не прямо "куда захочешь", конечно. Есть ещё утечка через коронный разряд, и, может, какие-то другие штуки надо учитывать. Но у нас и ток нагрузки ощутимый вполне, тоже рентген, 1-2 кВт.
Radisto
В таком режиме рентгену придется сквозь стекло идти, а оно при такой форме трубки довольно толстое. А проникающая способность при таком относительно низком напряжении невелика. Она у вас точно излучает хоть что-то, мало-мальски направленное? Трубки на малое напряжение с бериллиевой мембраной делают не просто так
videoelektronic Автор
Спасибо за вопрос. По пунктам: 1) Это не колба кинескопа, а специальная колба и специальное стекло, которое во первых по химсоставу такое, что хорошо пропускает УФ, т.е. не содержит элементов с большим номером в ТМ. Кроме того, стекло подложки имеет в несколько раз меньшую толщину, чем у стандартного кинескопа. 2) Проникающая способность оценивалась через ослабление к окиси кремния. Для 10 кэВ - 90% задерживается, для 20 кэВ - 70% задерживается, для 30 кэВ - 30% задерживается (это примерные цифры). 3) С другой стороны, использование диэлектрического порошка в качестве мишени повышает КПД преобразования, так как в порошке поглощение рентгена меньше, поскольку (по сути) электроны попадают по изолированным атомам мишени, которые стоят в матрице лёгких элементов (типа кислорода, азота, серы). Это - отдельная тематика и для рентгеновских источников она - не топтаная поляна. 4) Про малые напряжения (единицы кВ, например) тут никто не говорит, но (в теории можно по этому принципу и бериллий поставить вместо стекла, а остальную часть прибора сделать из керамики). В данном случае 15 кВ - это нижний уровень напряжения для работы такой СЭЛТ. 5) Про "направленность" излучения рентгена - отдельная "песня", поскольку в стандартных конструкциях направленность получается просто вырезанием того или иного конуса в круговой диаграмме излучения. В синхротроне может быть направленность, но не в рентгеновской трубке.
Radisto
Скорее потому что там есть тяжелые ядра, при ударе по которым кпд излучения сильно выше. Вы кстати спектр никак не проверяли (хотя я не знаю как это сделать из палок и желудей)? Там может характеристическое от мишени, и спектр линейчатый. Иногда это может мешать.
Топтанная. Посмотрите на источники характеристического излучения. Для качественного и количественного анализа очень подробно изучено излучение, самопоглощение, влияние соседних элементов. Из рентгенофлуоресцентного анализа возьмите теорию, если сможете найти в доступе - таким обычно не делятся.
Конкретно в этой конструкции - вряд ли: лист металла вогнет внутрь. Обычно делают массивную трубку и окошко, которое бериллиевой мембраной затянуто. Металл на растяжение работает, а у вас купол, который при потере жесткости может вывернуться внутрь.
videoelektronic Автор
1) Тяжелые ядра и есть наши мишени, а лёгкие - матрица, не более. По спектру вы, видимо, фотографии не посмотрели. Там прямо изображён спектрометр напротив СЭЛТ и даже какой-то спектр (тормозной) на экране компьютера виден. 2) Отпаянный источник с порошковой мишенью, да ещё и сканирующий, сделали только мы. Многие говорят, но мало кто что делает практически. 3) У нас не купол, а плоское стекло. Всё выдерживает.
Radisto
1) а , вижу)) наверное слева пички узкие харак чей-то. Но это может и не мишень, а в стекле. Тормозной спектр, действительно.
Ох как верно. Удачи вам. Тяжело это что-то делать у нас. Но здорово, что такие люди есть
Radisto
Описанное в литературе - прострельный анод из тонкой фольги. Но у вашего решения конечно очевидные преимущества видны.