本發(fā)明涉及工程檢測的，特別涉及一種檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、工業(yè)ct作為常用的無損檢測技術(shù)，依靠x射線穿過被測物體產(chǎn)生的衰減來實現(xiàn)對物體內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)的檢測。為了獲得被測樣品三維結(jié)構(gòu)，需要將樣品隨機械轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)一周，并在其自轉(zhuǎn)時拍攝數(shù)字射線圖像，然后利用一組成百上千張的數(shù)字射線圖像重建出被測樣品線衰減系數(shù)分布的三維圖像。在拍攝數(shù)字射線圖像過程中，對被測樣品的空間穩(wěn)定性要求較高，需要被測樣品自轉(zhuǎn)前后處于數(shù)字射線圖像的同一位置，否則就會導(dǎo)致工業(yè)ct圖像重建效果欠佳，樣品圖像邊緣模糊。

2、工業(yè)ct精細(xì)掃描1個樣品通常需要1個小時。被測樣品固定不牢或底部發(fā)生沉降，會導(dǎo)致其在平板探測器的成像發(fā)生漂移。特別是針對質(zhì)量較大的樣品，在旋轉(zhuǎn)結(jié)束時，由于自身的慣性作用會沿原旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生漂移。如果樣品在自轉(zhuǎn)過程中發(fā)生了漂移，在掃描完成后才發(fā)現(xiàn)被測樣品起始和結(jié)束的射線圖像不重合，會對時間和資源產(chǎn)生較大的浪費。因此需要一種檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的方法及裝置，在工業(yè)ct掃描前短時間內(nèi)對被測樣品的漂移量進行高精度定量檢測。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的裝置及方法，其旨在解決現(xiàn)有工業(yè)ct無法測量被測樣品漂移量的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的裝置，包括用于夾持被測樣品的限位夾具，所述限位夾具固定在旋轉(zhuǎn)平臺；所述被測樣品通過所述漂移檢測系統(tǒng)進行檢測，所述漂移檢測系統(tǒng)上設(shè)置有楔形標(biāo)記，光譜共焦位移傳感器的光斑落于楔形標(biāo)記上；所述楔形標(biāo)記的橫截面為三角形。

3、作為優(yōu)選，所述楔形標(biāo)記包括設(shè)置在所述被測樣品兩側(cè)的豎直放置的楔形標(biāo)記和水平放置的楔形標(biāo)記。

4、作為優(yōu)選，所述的光譜共焦位移傳感器包括1號光譜共焦位移傳感器和2號光譜共焦位移傳感器；所述1號光譜共焦位移傳感器固定在1號固定平臺，所述1號固定平臺安裝在1號固定平臺的z方向?qū)к壣?；所?號光譜共焦位移傳感器固定在2號固定平臺，所述2號固定平臺安裝在2號固定平臺的z方向?qū)к壣稀?/p>

5、作為優(yōu)選，還包括工業(yè)ct系統(tǒng)，所述工業(yè)ct系統(tǒng)和所述被測樣品均通過x方向?qū)к?、y方向?qū)к壵{(diào)節(jié)檢測位置。

6、作為優(yōu)選，所述豎直放置的楔形標(biāo)記和水平放置的楔形標(biāo)記分別設(shè)置在被測樣品表面的同一水平高度的相對兩側(cè)。

7、作為優(yōu)選，所述1號固定平臺安裝在3號導(dǎo)向立柱上；所述2號固定平臺安裝在4號導(dǎo)向立柱上；所述旋轉(zhuǎn)平臺通過步進電機帶動旋轉(zhuǎn)。

8、作為優(yōu)選，所述工業(yè)ct系統(tǒng)包括1號導(dǎo)向立柱和2號導(dǎo)向立柱；在1號導(dǎo)向立柱上設(shè)置有平板探測器z方向?qū)к?，所述平板探測器z方向?qū)к壣显O(shè)置有平板探測器；在2號導(dǎo)向立柱上設(shè)置有射線源z方向?qū)к?，所述射線源z方向?qū)к壣显O(shè)置有射線源；所述平板探測器的中心、被測樣品的待檢測位置和射線源處于同一直線并且樣品檢測區(qū)域的圖像占整幅ct圖像的2/3左右。

9、作為優(yōu)選，1號光譜共焦位移傳感器和2號光譜共焦位移傳感器通過系統(tǒng)總線盒與主機通信連接。

10、作為優(yōu)選，和/或所述漂移檢測系統(tǒng)包括橫梁以及安裝在其上的1號數(shù)字相機、2號數(shù)字相機和補光設(shè)備；補光設(shè)備固定在橫梁上并垂直照射被測樣品表面，1號數(shù)字相機和2號數(shù)字相機對稱安裝在橫梁上并置于補光設(shè)備兩側(cè)。

11、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種檢測被測樣品漂移的方法，使用了上述的裝置，包括以下步驟：

12、1）將豎直放置的楔形標(biāo)記和水平放置的楔形標(biāo)記分別設(shè)置在被測樣品兩側(cè)；和/或補光設(shè)備固定在橫梁上并垂直照射被測樣品表面，1號數(shù)字相機和2號數(shù)字相機對稱安裝在橫梁上并置于補光設(shè)備兩側(cè)；通過限位夾具將被測樣品固定在旋轉(zhuǎn)平臺的中間位置，并確保被測樣品穩(wěn)定不發(fā)生晃動；

13、2）調(diào)節(jié)平板探測器z方向?qū)к?、射線源z方向?qū)к?、x方向?qū)к?、y方向?qū)к?，讓被測樣品的檢測區(qū)域處于平板探測器幾何中心和射線源所連直線上，并保證被測樣品檢測區(qū)域圖像占據(jù)整幅ct圖像的2/3左右；

14、3）分別控制1號固定平臺和2號固定平臺，讓1號光譜共焦位移傳感器和2號光譜共焦位移傳感器的光斑分別落于豎直放置的楔形標(biāo)記和水平放置的楔形標(biāo)記的中間位置，保證檢測過程中光斑不會超出楔形標(biāo)記范圍；

15、4）將被測樣品所處位置設(shè)為初始位置，采集1號光譜共焦位移傳感器和2號光譜共焦位移傳感器的測量數(shù)據(jù)；

16、5）設(shè)定工業(yè)ct的掃描流程，驅(qū)動步進電機來控制旋轉(zhuǎn)平臺帶動被測樣品以設(shè)定的時間旋轉(zhuǎn)一周，利用兩臺光譜共焦位移傳感器分別檢測兩個楔形標(biāo)記最終位置的位移量，根據(jù)標(biāo)記的三角函數(shù)關(guān)系，將被測樣品沿z軸方向和沿x軸方向的漂移量轉(zhuǎn)換為沿y軸方向的位移，實現(xiàn)樣品漂移量檢測；和/或用1號數(shù)字相機和2號數(shù)字相機拍攝被測樣品初始位置以及旋轉(zhuǎn)結(jié)束位置圖像，將拍攝圖像經(jīng)系統(tǒng)總線盒傳輸至主機的三維dic系統(tǒng)計算被測樣品的漂移量；

17、6）將擬獲得的工業(yè)ct精細(xì)掃描圖像像素尺寸與精細(xì)掃描時間比值設(shè)為漂移速率標(biāo)準(zhǔn)值進行判定，其中，像素尺寸可用試驗前已知的在獲得高質(zhì)量工業(yè)ct精細(xì)掃描圖像的情況下光譜共焦位移傳感器位移測量數(shù)據(jù)和/或三維dic系統(tǒng)位移測量數(shù)據(jù)代替；快速檢測時，當(dāng)樣品的漂移量和快速檢測時間的比值小于漂移速率標(biāo)準(zhǔn)值則判定為不影響；反之，則需要拆卸被測樣品，并重新安裝到限位夾具之間，然后重復(fù)上述步驟進行檢測判定，直至樣品的漂移量和快速檢測時間的比值小于漂移速率標(biāo)準(zhǔn)值。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種檢測被測樣品漂移的裝置及方法的有益效果為：

19、本發(fā)明提供的檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的裝置可以實現(xiàn)樣品在旋轉(zhuǎn)平臺上的漂移量檢測，快速判定被測樣品的漂移情況是否會影響工業(yè)ct的成像質(zhì)量。本發(fā)明能夠有效預(yù)防被測樣品產(chǎn)生較大漂移導(dǎo)致射線圖像不重合，無法三維重建出邊緣銳利的ct圖像，可以極大地提高工業(yè)ct的成片率。

20、本發(fā)明的特征及優(yōu)點將通過實施例結(jié)合附圖進行詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的裝置，其特征在于：包括用于夾持被測樣品（14）的限位夾具（11），所述限位夾具（11）可固定在旋轉(zhuǎn)平臺（12）；所述被測樣品（14）通過漂移檢測系統(tǒng)進行檢測，所述漂移檢測系統(tǒng)上設(shè)置有楔形標(biāo)記，光譜共焦位移傳感器落于楔形標(biāo)記上；所述楔形標(biāo)記的橫截面為三角形。

2.如權(quán)利要求1所述的一種檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的裝置，其特征在于：所述楔形標(biāo)記包括設(shè)置在所述被測樣品（14）兩側(cè)的豎直放置的楔形標(biāo)記（15）和水平放置的楔形標(biāo)記（16）。

3.如權(quán)利要求1所述的一種檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的裝置，其特征在于：所述的光譜共焦位移傳感器包括1號光譜共焦位移傳感器（17）和2號光譜共焦位移傳感器（18）；所述1號光譜共焦位移傳感器（17）固定在1號固定平臺（19），所述1號固定平臺（19）安裝在1號固定平臺的z方向?qū)к墸?1）上；所述2號光譜共焦位移傳感器（18）固定在2號固定平臺（20），所述2號固定平臺（20）安裝在2號固定平臺的z方向?qū)к墸?2）上。

4.如權(quán)利要求1所述的一種檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的裝置，其特征在于：還包括工業(yè)ct系統(tǒng)，所述工業(yè)ct系統(tǒng)和所述被測樣品（14）均通過x方向?qū)к墸?）、y方向?qū)к墸?0）調(diào)節(jié)平面位置。

5.如權(quán)利要求2所述的一種檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的裝置，其特征在于：所述豎直放置的楔形標(biāo)記（15）和水平放置的楔形標(biāo)記（16）分別設(shè)置在被測樣品（14）表面的同一水平高度的相對兩側(cè)。

6.如權(quán)利要求3所述的一種檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的裝置，其特征在于：所述1號固定平臺（19）安裝在3號導(dǎo)向立柱（3）上；所述2號固定平臺（20）安裝在4號導(dǎo)向立柱（4）上；所述旋轉(zhuǎn)平臺（12）通過一步進電機（13）帶動旋轉(zhuǎn)。

7.如權(quán)利要求4所述的一種檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的裝置，其特征在于：所述工業(yè)ct系統(tǒng)包括1號導(dǎo)向立柱（1）和2號導(dǎo)向立柱（2）；在1號導(dǎo)向立柱（1）上設(shè)置有平板探測器z方向?qū)к墸?），所述平板探測器z方向?qū)к墸?）上設(shè)置有平板探測器（5）；在2號導(dǎo)向立柱（2）上設(shè)置有射線源z方向?qū)к墸?），所述射線源z方向?qū)к墸?）上設(shè)置有射線源（6）；所述平板探測器（5）的中心、被測樣品（14）的待檢測位置和射線源（6）處于同一直線并且樣品檢測區(qū)域的圖像占整幅ct圖像的1/2~2/3。

8.如權(quán)利要求3所述的一種檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的裝置，其特征在于：1號光譜共焦位移傳感器（17）和2號光譜共焦位移傳感器（18）通過系統(tǒng)總線盒（23）與主機（24）通信連接。

9.如權(quán)利要求1所述的一種檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的裝置，其特征在于：和/或所述漂移檢測系統(tǒng)包括橫梁（27）以及安裝在其上的1號數(shù)字相機（25）、2號數(shù)字相機（26）和補光設(shè)備（28）；補光設(shè)備（28）固定在橫梁（27）上并垂直照射被測樣品（14）表面，1號數(shù)字相機（25）和2號數(shù)字相機（26）對稱安裝在橫梁（27）上并置于補光設(shè)備（28）兩側(cè)。

10.一種檢測檢測工業(yè)ct被測樣品漂移的方法，其特征在于：使用了如權(quán)利要求1-9任一項所述的裝置，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種檢測工業(yè)CT被測樣品漂移的方法及裝置，包括工業(yè)CT系統(tǒng)、光譜共焦傳感器、楔形標(biāo)記。楔形標(biāo)記沿豎直方向和水平方向固定于被測樣品，兩臺光譜共焦傳感器分別設(shè)置于被測樣品的兩側(cè)，并保證光斑落在楔形標(biāo)記中間。由標(biāo)記的三角函數(shù)關(guān)系，將被測樣品沿x軸和z軸的漂移量轉(zhuǎn)化為y軸的漂移量?？焖贆z測產(chǎn)生的樣品漂移量與快速檢測時間的比值小于漂移速率標(biāo)準(zhǔn)值，則判定被測樣品漂移不影響CT圖像質(zhì)量。反之則需重新安裝固定樣品，直至快速檢測產(chǎn)生的漂移量和快速檢測時間比值小于漂移速率標(biāo)準(zhǔn)值。使用該檢測裝置能夠有效預(yù)防被測樣品產(chǎn)生較大漂移導(dǎo)致射線圖像不重合，無法三維重建出邊緣銳利的CT圖像，提高工業(yè)CT的成片率。

技術(shù)研發(fā)人員：時巖,唐萍,徐毅,杜興吉,繆存堅,郭偉燦,沈子韜
受保護的技術(shù)使用者：浙江省特種設(shè)備科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19