[發明專利]利用可聚焦X射線反向散射檢測器的非破壞性檢查方法、系統和裝置

在審

• 申請號: 202010385983.0
• 申請日: 2020-05-09
• 公開（公告）號: CN111982942A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: M·薩法伊
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G01N23/20
• 分類號: G01N23/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 姚遠

本發明的發明名稱為利用可聚焦X射線反向散射檢測器的非破壞性檢查方法、系統和裝置。公開了通過采用柔性、可變形且柔性X射線反向散射檢測器來產生目標的X射線反向散射圖像的方法、裝置和系統，所述檢測器包括包含閃爍噴射印刷墨的閃爍材料層。

技術領域

本公開總體上涉及檢查系統和方法的領域，包括非破壞性檢查系統和方法。更具體地，本公開的方面涉及用于利用X射線反向散射檢測系統和方法來間接地檢測來自對象(物體，object)的X射線的方法、裝置和系統。

背景技術

用于評估基底(substrates)的非破壞性檢查系統已在工業中發現了實用性，例如，其中在不進行大量勞動或不進行部分或完全破壞部件或基底材料的情況下，進入(access)需要日常維護和檢查的各種部件和基底材料可能難以實現。

X射線是一種形式的電磁輻射，通常具有0.01到10納米范圍的波長，對應于30皮赫茲(petahertz)到30埃赫茲(exahertz)(3×10¹⁶Hz到3×10¹⁹Hz)范圍的頻率和100eV到100keV范圍的能量。X射線反向散射系統是一種利用X射線的間接檢測來檢查目標對象的X射線成像系統。X射線反向散射系統通常包括X射線管、準直儀和檢測器。X射線管產生并發射X射線。準直儀利用基本上平行于指定方向傳播(行進，travel)的X射線的一部分來對X射線進行過濾以形成X射線束。

當X射線束遇到目標對象時，X射線束中的一些或全部X射線被目標對象沿各個方向散射。具體地，X射線可以從目標對象的表面和/或從目標對象的亞表面散射。散射的X射線稱為反向散射。當反向散射撞擊檢測器時，檢測到的X射線反向散射可用于產生要研究的目標對象的圖像數據。例如，當X射線束導向特定目標對象上或特定目標內的特定位置時，檢測到的反向散射可用于在圖像中產生對應于目標對象上或目標對象內的特定位置的像素的強度值。利用X射線進行非破壞性材料評估允許在不破壞要檢查的零件、部件、基底等的情況下進行檢查。

發明內容

根據一個方面，公開了一種裝置，其中該裝置包括：X射線輻射源，X射線輻射源被配置以發射X射線，其中X射線被配置以至少部分地穿透目標；準直儀，準直儀與X射線輻射源通信，其中準直儀被配置以利用由X射線輻射源發射的X射線輻射的至少一部分來形成X射線束，并且其中X射線束被導向到目標。裝置還包括X射線反向散射檢測器，其中X射線反向散射檢測器被配置以響應于所述束遇到目標來檢測所形成的X射線反向散射。X射線反向散射檢測器包括柔性基底和至少一層X射線閃爍材料，其中X射線閃爍材料層被配置以基本上覆蓋柔性基底。

根據另一方面，目標包括目標表面，其中目標表面包括目標表面幾何形狀，并且其中X射線反向散射檢測器與目標表面幾何形狀一致(適合，conformable)，目標表面幾何形狀包括凹形輪廓、凸形輪廓、不規則輪廓、和其它目標幾何形狀。

根據另一方面，公開了一種X射線反向散射檢測器，其中X射線反向散射檢測器包括柔性基底和至少一層X射線閃爍材料，X射線閃爍材料被配置以基本上覆蓋柔性基底，柔性基底是一件式(one-piece)柔性基底。

另一方面，本申請公開了一種方法，其包括：識別目標，其中該目標具有目標表面；將X射線反向散射裝置定位在目標近側。X射線反向散射裝置包括：X射線輻射源、準直儀、X射線反向散射檢測器、柔性基底、和至少一層X射線閃爍材料，其中閃爍材料被配置以基本上覆蓋柔性基底。方法還包括：將X射線反向散射檢測器定向成預定的幾何形狀，其中預定的幾何形狀基本上接近目標表面幾何形狀；和向目標發射X射線束。

根據進一步的方面，所公開的方法還包括檢測X射線閃爍材料上的X射線反向散射。

根據進一步的方面，所公開的方法還包括：響應于檢測到的X射線反向散射來產生圖像數據；利用圖像數據形成目標圖像；和非破壞性地檢查目標。