專利名稱：背散射成像用射線束掃描裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及射線束掃描裝置，特別涉及核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的物體無損檢測裝置。
背景技術(shù)：
無損檢測應(yīng)用中，有射線透射成像和射線背散射成像。背散射成像是通過用射線束掃描物體，同時(shí)探測器接收散射信號，數(shù)據(jù)處理時(shí)將掃描位置和散射信號點(diǎn)點(diǎn)對應(yīng)即可得到散射圖像?，F(xiàn)有飛點(diǎn)掃描機(jī)構(gòu)是旋轉(zhuǎn)屏蔽體的多準(zhǔn)直孔旋轉(zhuǎn)面與射線掃描扇面重疊。如果射線縱向掃描，射線在垂直平面物體上是非勻速掃描，掃描線在掃描的起始端和末端加速，會在幾何變形基礎(chǔ)上進(jìn)一步縱向擴(kuò)大掃描光斑，導(dǎo)致成像除幾何變形之外的由于掃描速度變化而帶來的縱向壓縮變形，
CN2872353Y公開了 一種利用背散射技術(shù)進(jìn)行安全檢測的裝置，其中采用的飛點(diǎn)掃描機(jī)構(gòu)是固定的豎直準(zhǔn)直器與旋轉(zhuǎn)飛輪的組合，固定的豎直準(zhǔn)直器上設(shè)置有直線槽，旋轉(zhuǎn)飛輪上設(shè)置有三條徑向槽(也是直線槽)，旋轉(zhuǎn)飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)直線槽與徑向槽連續(xù)相交形成飛點(diǎn)，即掃描準(zhǔn)直孔。但是，這樣形成的掃描準(zhǔn)直孔的形狀隨著位置不同必然會發(fā)生變化，從而造成穿過掃描準(zhǔn)直孔的射線束的截面形狀發(fā)生變化，不能均勻地對目標(biāo)物體進(jìn)行掃描和采樣。并且，為了有效的阻擋X射線，豎直的準(zhǔn)直器與旋轉(zhuǎn)飛輪都必須有一定的厚度，這使得掃描準(zhǔn)直孔是一個(gè)長而細(xì)的孔，這就要求旋轉(zhuǎn)飛輪上的徑向槽是傾斜的(徑向槽和豎直準(zhǔn)直器上的直線槽垂直相交的交點(diǎn)除外)，否則形成的掃描準(zhǔn)直孔會有彎折，其方向和X射線的方向也不會始終一致，但旋轉(zhuǎn)飛輪每旋轉(zhuǎn)一圍，其上的徑向槽的每個(gè)位置(徑向槽和豎直準(zhǔn)直器上的直線槽垂直相交的交點(diǎn)除外)會有兩次用于形成掃描準(zhǔn)直孔，這就要求徑向槽的每個(gè)位置(徑向槽和豎直準(zhǔn)直器上的直線槽垂直相交的交點(diǎn)除外)有兩種傾斜方向，而這是不可能實(shí)現(xiàn)的，實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠形成均勻飛點(diǎn)的射線束掃描裝置。
根據(jù)本實(shí)用新型的射線束掃描裝置包括分別位于射線源前方的固 定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽板.固定屏蔽板相對于射線源是固定的，旋轉(zhuǎn)屏蔽 板相對于固定屏蔽板是可旋轉(zhuǎn)的。固定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽板分別設(shè)置有 射線通過區(qū)域，在旋轉(zhuǎn)屏蔽板旋轉(zhuǎn)掃描過程中，固定屏蔽板的射線通過 區(qū)域與旋轉(zhuǎn)屏蔽板的射線通過區(qū)域連續(xù)相交以構(gòu)成掃描準(zhǔn)直孔，掃描準(zhǔn) 直孔始終相對于射線源保持預(yù)定形狀，以使穿過掃描準(zhǔn)直孔的射線束的 截面形狀保持不變。
優(yōu)選固定屏蔽板的射線通過區(qū)域?yàn)橹本€縫隙，而旋轉(zhuǎn)屏蔽板的射線
通過區(qū)域?yàn)榍€縫隙，其中在旋轉(zhuǎn)屏蔽板旋轉(zhuǎn)一周(360度)的過程中， 旋轉(zhuǎn)屏蔽板的曲線縫隙上的任何一點(diǎn)僅能與固定屏蔽板的直線縫隙上 的一個(gè)固定不變的對應(yīng)點(diǎn)重合。
曲線縫隙可以為兩條偏心旋轉(zhuǎn)等速線縫隙，布置成在旋轉(zhuǎn)屏蔽板勻 速旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠使掃描準(zhǔn)直孔沿直線縫隙連續(xù)勻速移動。
優(yōu)選固定屏蔽板比旋轉(zhuǎn)屏蔽板更靠近射線源。
射線束掃描裝置還可以包括控制裝置和使旋轉(zhuǎn)屏蔽板旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動 裝置，控制裝置根據(jù)掃描準(zhǔn)直孔的位置控制射線束的出射方向.
根據(jù)本實(shí)用新型的掃描裝置，其旋轉(zhuǎn)屏蔽體的旋轉(zhuǎn)面可以垂直于射 線掃描扇面，旋轉(zhuǎn)屏蔽體上可以設(shè)置兩條或多條例如周向均布的偏心旋 轉(zhuǎn)等速線窄縫，交替與另一塊固定的屏蔽體窄縫相交構(gòu)成掃描孔.在整 個(gè)掃描過程中，相交的兩條窄縫在相交處可以基本保持垂直，從而通過 勻速掃描可以完成理想的射線束掃描。另外，本實(shí)用新型的掃描裝置可 以在量產(chǎn)的X光機(jī)上匹配機(jī)械接口即可完成，不需要重新設(shè)計(jì)X光機(jī)的 屏蔽體。

圖l是本實(shí)用新型射線束掃描裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式

參見圖1，根據(jù)本實(shí)用新型的背散射射線束掃描裝置主要包括分別 設(shè)置在射線發(fā)生裝置8前方的射線屏蔽旋轉(zhuǎn)板1和固定屏蔽板4，其中 固定屏蔽板4更靠近射線發(fā)生裝置8.射線屏蔽旋轉(zhuǎn)板1上設(shè)置有多條 (圖示為2條)偏心旋轉(zhuǎn)等速線窄縫2、 3。固定屏蔽板4上設(shè)置有縱向窄縫5。
當(dāng)射線屏蔽旋轉(zhuǎn)板1在掃描過程中相對于固定屏蔽板4旋轉(zhuǎn)時(shí)，射線屏蔽旋轉(zhuǎn)板1上的偏心旋轉(zhuǎn)等速線窄縫2、 3與固定屏蔽板4上的縱向窄縫5共同形成一個(gè)X射線準(zhǔn)直孔，如圖所示，射線屏蔽旋轉(zhuǎn)板l轉(zhuǎn)到不同角度時(shí)X射線準(zhǔn)直孔的位置也不同.偏心旋轉(zhuǎn)等速線窄縫2、 3設(shè)置成，例如在射線屏蔽旋轉(zhuǎn)板1旋轉(zhuǎn)一周(360度)的過程中，偏心旋轉(zhuǎn)等速線窄縫2、 3上的任何一點(diǎn)僅能與縱向窄縫5上的一個(gè)固定不變的對應(yīng)點(diǎn)重合.在所示實(shí)施例中，偏心旋轉(zhuǎn)等速線窄縫2、 3設(shè)置成，使其中心線在重合處始終和固定屏蔽板4上的縱向窄縫5保持垂直，從而使形成的X射線準(zhǔn)直孔始終保持預(yù)定形狀例如為近似矩形.
由于射線屏蔽旋轉(zhuǎn)板1具有一定的厚度，而偏心旋轉(zhuǎn)等速線窄縫2、3很窄，因此窄縫2、 3需要設(shè)計(jì)成扭曲的曲面(一般情況下光線不能直接穿過整個(gè)窄縫2、 3)，以保證X射線準(zhǔn)直孔始終對準(zhǔn)靶點(diǎn)，并且在不同位置時(shí)穿過它的X射線束的截面形狀保持相同，
根據(jù)本實(shí)用新型的背散射射線束掃描裝置還包括電動機(jī)9，通過傳動皮帶6帶動射線屏蔽旋轉(zhuǎn)板1勻速轉(zhuǎn)動，使X射線沿準(zhǔn)直孔勻速移動，
根據(jù)本實(shí)用新型的背散射射線束掃描裝置還可以包括控制裝置IO，
板1的當(dāng)前狀態(tài)，從而確定當(dāng)前X射線準(zhǔn)直孔的位置和用于掃描的X射線束的出射方向并控制射線發(fā)生裝置8及掃描裝置?？刂蒲b置10還通過電動機(jī)驅(qū)動線13與電動機(jī)9連接，以控制電動機(jī)9的轉(zhuǎn)速。由于控制裝置IO為本領(lǐng)域常用手段，在此為簡明起見省略其具體結(jié)構(gòu)。
另外，掃描裝置還可以配設(shè)機(jī)械接口 7，其設(shè)計(jì)有三維調(diào)整機(jī)構(gòu)，用以調(diào)整靶點(diǎn)偏差，使掃描過程中準(zhǔn)直孔始終對準(zhǔn)靶點(diǎn).由于這種三維調(diào)整機(jī)構(gòu)也是本領(lǐng)域常用手段，在此為簡明起見同樣省略其具體結(jié)構(gòu).
掃描時(shí)，射線發(fā)生裝置8發(fā)出的X射線絕大部分被射線屏蔽旋轉(zhuǎn)板l和固定屏蔽板4擋住，少部分從X射線準(zhǔn)直孔透過，形成用于掃描的X射線束，它的出射方向隨著X射線準(zhǔn)直孔的勻速運(yùn)動而變化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對目標(biāo)物體的勻速掃描.
根據(jù)本實(shí)用新型的掃描裝置可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物體的勻速掃描，能很方便的實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物體的均勻采樣，使獲得的背散射圖像中沒有縱向的壓縮變形。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上述說明僅僅起示例和解釋作用，并非用以限制本實(shí)用新型.例如，射線屏蔽旋轉(zhuǎn)板1上可以設(shè)置任意數(shù)量和
形狀的縫隙，只要其與固定屏蔽板4上的縫隙能夠配合形成具有預(yù)定形狀的掃描準(zhǔn)直孔.
權(quán)利要求1. 一種射線束掃描裝置，包括分別位于射線源前方的固定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽板，其中所述固定屏蔽板相對于射線源是固定的，所述旋轉(zhuǎn)屏蔽板相對于所述固定屏蔽板是可旋轉(zhuǎn)的，其特征在于所述固定屏蔽板和所述旋轉(zhuǎn)屏蔽板分別設(shè)置有射線通過區(qū)域，在所述旋轉(zhuǎn)屏蔽板旋轉(zhuǎn)掃描過程中，所述固定屏蔽板的射線通過區(qū)域與所述旋轉(zhuǎn)屏蔽板的射線通過區(qū)域連續(xù)相交以構(gòu)成掃描準(zhǔn)直孔，所述掃描準(zhǔn)直孔始終相對于射線源保持預(yù)定形狀，以使穿過所述掃描準(zhǔn)直孔的射線束的截面形狀保持不變。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的射線束掃描裝置，其特征在于 所述固定屏蔽板的射線通過區(qū)域?yàn)橹本€縫隙，所述旋轉(zhuǎn)屏蔽板的射線通過區(qū)域?yàn)榍€縫隙，其中在所述旋轉(zhuǎn)屏蔽板旋轉(zhuǎn)一周的過程中，所 述曲線縫隙上的任何一點(diǎn)僅能與所述直線縫隙上的一個(gè)固定不變的對 應(yīng)點(diǎn)重合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的射線束掃描裝置，其特征在于 所述曲線縫隙為兩條偏心旋轉(zhuǎn)等速線縫隙，布置成在所述旋轉(zhuǎn)屏蔽板勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠使所述掃描準(zhǔn)直孔沿所述直線縫隙連續(xù)勻速移動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3之一的射線束掃描裝置，其特征在于 所述固定屏蔽板比所述旋轉(zhuǎn)屏蔽板更靠近射線源。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-3之一的射線束掃描裝置，其特征在于 還包括控制裝置和使所迷旋轉(zhuǎn)屏蔽板旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，所述控制裝置根據(jù)所述掃描準(zhǔn)直孔的位置控制射線束的出射方向。
專利摘要一種背散射成像用射線束掃描裝置，包括分別位于射線源前方的固定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽板。固定屏蔽板相對于射線源是固定的，旋轉(zhuǎn)屏蔽板相對于固定屏蔽板是可旋轉(zhuǎn)的。固定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽板分別設(shè)置有射線通過區(qū)域，在旋轉(zhuǎn)屏蔽板旋轉(zhuǎn)掃描過程中，固定屏蔽板的射線通過區(qū)域與旋轉(zhuǎn)屏蔽板的射線通過區(qū)域連續(xù)相交以構(gòu)成掃描準(zhǔn)直孔，掃描準(zhǔn)直孔始終相對于射線源保持預(yù)定形狀，以使穿過掃描準(zhǔn)直孔的射線束的截面形狀保持不變。本實(shí)用新型的掃描裝置可以完成理想的射線束掃描。根據(jù)本實(shí)用新型的掃描裝置可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物體的勻速掃描，能很方便的實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物體的均勻采樣，使獲得的背散射圖像中沒有縱向的壓縮變形。
文檔編號G01N23/04GK201285377SQ20082010980
公開日2009年8月5日 申請日期2008年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月5日
發(fā)明者劉以農(nóng), 李元景, 東 林, 沈宗俊 申請人:同方威視技術(shù)股份有限公司;清華大學(xué)