用Micro—CT测量ICFT型源靶柱腔诊断孔轴线与靶杆夹角的研究

学 术 论 文
震 霹
上 海 计量 测试
用Ｍ ｒ — Ｔ ｉ ｏ Ｃ 测量Ｉ ＦＴ ｃ Ｃ 型源靶柱腔诊 断孔
轴 线与靶杆 夹角的研究
刘 学 叶成钢 贾 鹏 李 佳 马小军／ 中国工程物理研 究院激光聚变研 究中心
用微Ｃ 测量 ＩＦ（ Ｔ Ｃ 惯性 约束聚变 ） 型源靶柱腔诊 断孔轴线与靶杆夹角 （ Ｔ 下文 以
中点 到柱腔上边界 的距 离 ， 。因为 Ｑ是 Ａ Ｂ中点且 Ｑ ＡＥ Ｂ ，则 Ｑ 是 Ｂ 中点 。Ｑ点在 柱腔对 Ｑ ／ Ｂ ／ Ａ
ｃｓ ｏ０
，
（ ２）
称 轴上 的投影 点 到柱腔 上边 界 的距 离 为 ， 如 （
图３ 所示 ） ，则 ：
， ｄ 一一
劣弧 Ａ Ｂ的中点 Ｐ ，因为是柱 腔长度一半处 的截面 图，故 尸即为诊 断孑 左右边 界点 Ｃ 、Ｄ （ Ｌ Ｃ 、Ｄ 分别 为 ｃ 、Ｄ 的投影 ） 连线 的中点。 ｌ 间接测量计算０ ＿ ２
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蹩
图 ３中柱 腔截 面 圆 圆心为 ，诊 断孑 边界 点 Ｌ
、
测 量分析可知 ，这 发 Ｔ型源靶装配不合格 。但是 ，
图４ 微 Ｃ ￣ 观 ＴＩ ，
两种测 量结果存在 ０ 。 的偏差 。 ． ８
４ 测 量 误 差 分 析
２ 方 法 二
对Ｃ Ｔ扫 描的 同一张图 ，由于水平线在投影
对 方 法一 ，测量 ０ 需要 知 道 ｄ 、 Ｂ，每 、『 Ａ
丽
图 ６ 在 微 Ｃ 上 成 像 （ 法２） Ｔ 方
３ 测量结果 比较
对 图 ５ 图 ６所 示 的 Ｔ型 源 靶 柱 腔 ，用 方 法 、
一
｛ 量 ｌ７ ０３ ｍ，ｄ １０ ．６ １ ，ＡＢ ６ ０ ｍ ＿ ９ １ ＝ １ ．４ ０ ＝ ０ ６８ Ｔ Ｉ ＝０
代入 （ ） ， 值为 ５ ． 。 。对 同一发 Ｔ型源靶 ， １ 式 ９２ ２ 用方法二测量 ｄ＝１０ ． ５ ． 代 ０ ６８ Ｉｍ，， ６Ｘ ＝７ ３８ ｔＩ ３ ｘｎ 人 （ ）式 ，０＝６ ． 。 由两 种 方 法 从 不 同角度 ２ ０１ 。 ７
、表 ２ 、 过程 中保持长度不变 ，诊 断孔 最宽的位置 Ｃ （ Ｄ 即 个 值 的测量 都会 给结 果 带来误 差 。如表 １
接 测量某 些值来 计算得 到 。下文 给 出微 Ｃ Ｔ间接
测 量 的两种方 法 ，并 对它们 的误差来 Байду номын сангаас 和可信
度进行分析 。
图３ 柱腔长度一半处的截面图
１ 方 法 一
１ 证 明诊断孔左右边界点Ｃ、Ｄ ． １ 连线 的中点与柱
图 １ 垂 直 方 向 的投 影 示 意 图
Ｂ连 线 的 中点 为 Ｑ 在 柱腔 竖直 对称 轴上 的投 ，
图 ５ 在 微 ＣＴ上 成 像 （ 法 １） 方
影 为 ｐ 。劣 弧 Ａ Ｂ中点 为 在 柱 腔竖 直对 称轴
上 的投 影 为 Ｐ ，Ｐ 、 重 合 （ 图 １ Ｄ 不 如 、图 ３所 左右边 界点 的连 线 ）的投影 线段 ｃ Ｄ 长度 不变 ， 示 ） 在柱腔竖直对称轴上 的投影 分别 为 、 。 、 Ｂ 。 Ｃ 中点 Ｐ在柱 腔 的竖 直对 称轴 上 的投影 点 Ｐ 为 Ｄ
微 Ｃ 自身的作 图功能 ，沿着柱腔上下边界分别 画 则 ： Ｔ 条平行 柱腔 的直 线 （ 即标 出柱 腔 内径 ，排 除金
一
， 一一 ’ ｄ
层 厚度不均匀 的干扰 ） ，再作两 条与图 ５中诊 断孔 上 下边界 点相切 的直线 ，切 线与之 前 的两条直 线 平 行 。做两 条切 线之 间的垂线 ，标记 中点 。量 出
腔 中心的连线与诊 断孑 轴线重合 Ｌ
２ 内号＿Ｔｊ ２统 ｃ４ ｉ 国刊 ／ｊ一 一Ｎ４Ｉｌ １ ２
上 海 计量 测试
Ｃ Ｔ视场 中的柱腔如 图 １ 所示 ，利用精密加 、２ 工技 术 ，让 诊断 孔轴 线过 柱 腔 中心 Ｏ（ 偏差 在 ｌ ０ ｘ Ｉ ｍ以内 ，。如 图 ３ ） ，由对称性可知诊 断孔轴 线过
键 。用显微 镜测 量 方 便快捷 ，但测量 结果 受柱 腔所镀金层厚度 的均匀性影响较大。利用微 Ｃ Ｔ的
图２ 垂 直 方 向的 投 影 实 物 图
透视功 能可准确测 量柱腔 内径从 而排除金层 厚度
均匀性对测量结果 的影响。但 由于微 Ｃ Ｔ在密度分
辨 率方 面 的 限制 ，无法 直接 测量 ，只 能通 过 间
利 用从美 国引进 的一 台微 Ｃ Ｔ系统 （ 如图 ４ ，系统 ＣＤ 的 中点 （ 图 ６ ＇ 如 所示 ） 。量 柱腔 内径 ｄ ，作 分辨率 １ ｍ） Ｔ型源靶 扫描成像 ，图像如 图 两条竖 直直 线 ，使 其 与诊断 孑 投影 图像 左右 边界 ． ５ 对 Ｌ ５ 所示 （ 大倍数 １Ｘ，平 滑处理 后 的效 果 ） 放 ０ ，从 点 （ ｃ 、Ｄ ）相切 ，连接 两个切 点 ， 在切点连 即 图像可 以清 晰地看 到柱 腔外 面 电镀 的金层 。利用 线 中点 。量 出Ｐ 到柱腔上边沿 （ 内边界 ） 的距离 ， 。
微Ｃ ；测量精度 ：重复性 ：两种 方法 Ｔ
０ 引 言
在 ＩＦ物理实 验 中，要求 Ｔ型源靶 为 ６ 。 Ｃ ５
± ０ （ １ 、３ ，诊 断 孔 在 其 自身 轴 线 方 ２ 。 图 、２ ）
向上 的投 影是 一 规则 圆，直 径 约 ６ ０ ｎ，靶杆 ０ ３ ． 竖直放 置 ，柱腔水平 粘接 在靶杆 上 ，柱腔 内径约 １０ ｍ。准确测量 是判断靶装 配是否合格 的关 ０ ０Ｘ Ｉ
口 代 替 ）可以有效的排除柱腔外壁所镀金层厚度 的不均 匀对测量结果 的影响 。将微 Ｃ 测量 的两种 方法与金层厚度均 匀条件下用显微镜测量 的结 果进行 比较 ，得 出划定 Ｔ
诊 断 孔 上 下 边 界 点 找 中 心 的微 Ｃ 测 量 方法 具 有 更 高 的 可信 度 。 Ｔ
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