一種背散射成像用射線束的掃描裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種背散射成像用射線束的掃描裝置，包括：輻射源；固定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽體；所述固定屏蔽板上設(shè)置有射線通過(guò)區(qū)域，旋轉(zhuǎn)屏蔽體上分別設(shè)置有射線入射區(qū)域和射線出射區(qū)域；所述固定屏蔽板的射線通過(guò)區(qū)域?yàn)橹本€縫隙，所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體為圓柱體，所述射線入射區(qū)域和所述射線出射區(qū)域分別為沿螺旋線設(shè)置的一系列離散小孔，其中：通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)屏蔽體上的一系列離散小孔的不同位置的形狀和大小，可以控制所述掃描準(zhǔn)直孔在不同位置的形狀和大小，以控制穿過(guò)所述掃描準(zhǔn)直孔出現(xiàn)到被檢測(cè)對(duì)象上的射線束的形狀和大小。另外，本發(fā)明還公開(kāi)了一種背散射成像用射線束的掃描方法。
【專利說(shuō)明】一種背散射成像用射線束的掃描裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及人和物體的無(wú)損檢測(cè)裝置和方法，更具體地說(shuō)，涉及一種用于背散射成像用射線束的掃描裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)損檢測(cè)和人體檢測(cè)應(yīng)用中，有射線透射成像和射線背散射成像兩種方式。背散射成像是通過(guò)用射線束掃描物體，同時(shí)采用探測(cè)器接收從被檢測(cè)對(duì)象散射的散射信號(hào)，數(shù)據(jù)處理時(shí)將掃描位置和散射信號(hào)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，從而可以得到有關(guān)被檢測(cè)對(duì)象的散射圖像。背散射成像系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件就是實(shí)現(xiàn)將射線準(zhǔn)直為能實(shí)現(xiàn)二維掃描的飛點(diǎn)掃描機(jī)構(gòu)。
[0003]現(xiàn)有的一種飛點(diǎn)掃描機(jī)構(gòu)是帶有多準(zhǔn)直孔的旋轉(zhuǎn)屏蔽體在射線掃描扇面內(nèi)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)第一維的掃描，通過(guò)旋轉(zhuǎn)或者平移射線掃描扇面實(shí)現(xiàn)第二維的掃描。對(duì)于第一維掃描，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(huì)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(lái)的縱向壓縮變形。在進(jìn)行第二維的掃描時(shí)，選擇平移射線掃描扇面則需要平移射線發(fā)生裝置、旋轉(zhuǎn)屏蔽體，機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)很復(fù)雜；選擇旋轉(zhuǎn)射線掃描扇面則需要克服旋轉(zhuǎn)屏蔽體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，對(duì)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置和旋轉(zhuǎn)屏蔽體的軸承是個(gè)巨大考驗(yàn)。
[0004]現(xiàn)有的另一種飛點(diǎn)掃描機(jī)構(gòu)由位于射線源前方的固定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽體組成。固定屏蔽板相對(duì)于射線源是固定的，旋轉(zhuǎn)屏蔽體相對(duì)于固定屏蔽板是可旋轉(zhuǎn)的。固定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽體分別設(shè)置有直線縫隙和螺旋線縫隙。在旋轉(zhuǎn)屏蔽體旋轉(zhuǎn)掃描過(guò)程中，直線縫隙與螺旋線縫隙連續(xù)相交以構(gòu)成掃描準(zhǔn)直孔，掃描準(zhǔn)直孔始終相對(duì)于射線源保持預(yù)定形狀，以使穿過(guò)掃描準(zhǔn)直孔的射線束的截面形狀保持不變。
[0005]在該種方案中，由于旋轉(zhuǎn)屏蔽體上設(shè)置有螺旋線縫隙，掃描準(zhǔn)直孔的形狀和大小易于控制，同時(shí)，射線屏蔽能力需要進(jìn)一步改善和增強(qiáng)。
[0006]另外，旋轉(zhuǎn)屏蔽體要精準(zhǔn)加工成螺旋線縫隙，這對(duì)加工工藝提出了非常高的要求。
[0007]此外，旋轉(zhuǎn)屏蔽體在掃描過(guò)程中需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而需要考慮機(jī)構(gòu)重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的問(wèn)題。
[0008]相應(yīng)地，有必要提供一種新型的、改進(jìn)的背散射成像用射線束的掃描裝置，其能夠滿足上述需要的至少一個(gè)方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于此，本發(fā)明的目的旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題和缺陷的至少一個(gè)方面。
[0010]相應(yīng)地，本發(fā)明的目的之一在于提供一種改進(jìn)的背散射成像用射線束的掃描裝置及方法，其中掃描準(zhǔn)直孔的形狀和大小以提供均勻飛點(diǎn)。
[0011]本發(fā)明的另一目的在于提供改進(jìn)的背散射成像用射線束的掃描裝置及方法，其能夠改善設(shè)備的加工性能和提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，其提供一種背散射成像用射線束的掃描裝置，包括:輻射源；分別位于輻射源和被掃描對(duì)象之間的固定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽體，其中所述固定屏蔽板相對(duì)于輻射源是固定的，所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體相對(duì)于固定屏蔽板是可旋轉(zhuǎn)的，其中:所述固定屏蔽板上設(shè)置有允許來(lái)自所述輻射源的射線束穿過(guò)所述固定屏蔽板的射線通過(guò)區(qū)域，旋轉(zhuǎn)屏蔽體上分別設(shè)置有射線入射區(qū)域和射線出射區(qū)域，在旋轉(zhuǎn)屏蔽體旋轉(zhuǎn)掃描過(guò)程中，固定屏蔽板的射線通過(guò)區(qū)域與旋轉(zhuǎn)屏蔽體的射線入射區(qū)域和射線出射區(qū)域連續(xù)相交以構(gòu)成掃描準(zhǔn)直孔，其特征在于:所述固定屏蔽板的射線通過(guò)區(qū)域?yàn)橹本€縫隙，所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體為圓柱體，所述射線入射區(qū)域和所述射線出射區(qū)域分別為沿螺旋線設(shè)置的一系列離散小孔。
[0013]優(yōu)選地，所述固定屏蔽板設(shè)置在所述輻射源與所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體之間。
[0014]在一種實(shí)施方式中，背散射成像用射線束的掃描裝置還包括:控制裝置，通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)屏蔽體的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制射線束的掃描速度，通過(guò)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)屏蔽體的轉(zhuǎn)動(dòng)角度來(lái)獲取射線束的出射方向。
[0015]在一種實(shí)施方式中，所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體包括內(nèi)外嵌套的多個(gè)套筒，其中最外層和最里層套筒分別由具有一定剛度和硬度的材料構(gòu)成，所述最外層和最里層套筒之間設(shè)置有至少一個(gè)由射線屏蔽材料構(gòu)成的中間套筒。
[0016]具體地，所述多個(gè)套筒為三個(gè)套筒，其中最外層和最里層套筒分別由鋁或鋼材料構(gòu)成，所述最外層和最里層套筒之間設(shè)置有一個(gè)由鉛、鉛銻合金或鎢構(gòu)成的中間套筒。
[0017]可選擇地，所述離散小孔的形狀為圓形、方形或橢圓形。
[0018]在上述技術(shù)方案中，通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)屏蔽體上的一系列離散小孔的不同位置的形狀和大小，可以控制所述掃描準(zhǔn)直孔在不同位置的形狀和大小，以控制穿過(guò)所述掃描準(zhǔn)直孔出現(xiàn)到被檢測(cè)對(duì)象上的射線束的形狀和大小。
[0019]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體的旋轉(zhuǎn)軸線位于所述輻射源和所述固定屏蔽板上的所述直線縫隙共同限定的平面上。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供一種背散射成像用射線束的掃描方法，包括步驟:提供發(fā)射射線束的輻射源；設(shè)置分別位于輻射源和被掃描對(duì)象之間的固定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽體，其中所述固定屏蔽板相對(duì)于輻射源是固定的，所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體相對(duì)于固定屏蔽板是可旋轉(zhuǎn)的，所述固定屏蔽板上設(shè)置有允許來(lái)自所述輻射源的射線束穿過(guò)所述固定屏蔽板的射線通過(guò)區(qū)域，在旋轉(zhuǎn)屏蔽體上分別設(shè)置有射線入射區(qū)域和射線出射區(qū)域；以及旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體，以使所述固定屏蔽板的射線通過(guò)區(qū)域與所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體的射線入射區(qū)域和射線出射區(qū)域連續(xù)相交以構(gòu)成掃描準(zhǔn)直孔，其特征在于:所述固定屏蔽板的射線通過(guò)區(qū)域?yàn)橹本€縫隙，所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體為圓柱體，所述射線入射區(qū)域和所述射線出射區(qū)域分別為沿螺旋線設(shè)置的一系列離散小孔。
[0021]優(yōu)選地，該背散射成像用射線束的掃描方法還包括步驟:通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)屏蔽體的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制射線束的掃描速度，通過(guò)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)屏蔽體的轉(zhuǎn)動(dòng)角度來(lái)獲取射線束的出射方向。
[0022]本發(fā)明的上述不特定的實(shí)施方式至少具有下述一個(gè)或者多個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0023]1.通過(guò)提供本發(fā)明中的具有新型“飛點(diǎn)”形成結(jié)構(gòu)的掃描裝置和方法，其簡(jiǎn)化了背散射掃描結(jié)構(gòu)，同時(shí)能夠獲得良好的屏蔽效果。[0024]2.在一種實(shí)施方式例中，本發(fā)明的掃描機(jī)構(gòu)和方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的可控掃描，能很方便的按照預(yù)定方式實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的采樣，使獲得的背散射圖像數(shù)據(jù)符合設(shè)計(jì)需求。例如，本發(fā)明的掃描機(jī)構(gòu)和方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的勻速掃描，能很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的均勻采樣，使獲得的背散射圖像中沒(méi)有縱向的壓縮變形。
[0025]3.另外，由于在本發(fā)明中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)射線掃描扇面以進(jìn)行第二維掃描時(shí)，由于射線掃描扇面和旋轉(zhuǎn)屏蔽體可在同一平面上作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)射線掃描扇面時(shí)不會(huì)改變旋轉(zhuǎn)屏蔽體的角動(dòng)量方向，因此不需要克服旋轉(zhuǎn)屏蔽體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，很容易通過(guò)旋轉(zhuǎn)射線掃描扇面來(lái)實(shí)現(xiàn)第二維的掃描。
[0026]4.由于本發(fā)明中，所述射線入射區(qū)域和所述射線出射區(qū)域分別為沿螺旋線設(shè)置的一系列離散小孔，通過(guò)控制離散小孔的形狀和大小，可以有效地控制掃描準(zhǔn)直孔的形狀和大小以提供均勻飛點(diǎn)。
[0027]5.此外，本發(fā)明的掃描機(jī)構(gòu)考慮到了當(dāng)前的生產(chǎn)工藝問(wèn)題，采用多個(gè)圓筒套接的方式，既減輕了掃描機(jī)構(gòu)的重量又解決了屏蔽射線的問(wèn)題；采用在圓柱上打孔的方式形成射線通過(guò)區(qū)域，替代了在在現(xiàn)實(shí)中極其難以加工的圓柱上加工螺旋扭曲的窄縫的方案，顯著地改善了設(shè)備的加工性能。
[0028]6.另外，相對(duì)于在圓柱上加工螺旋扭曲的窄縫的方案，本方案采用了一系列間斷的通孔的方法。從掃描結(jié)果來(lái)看，最終形成在被檢查物體上的光斑由連續(xù)的變成了抽樣間斷的，在一定程度上可以減輕被檢查物體受到的輻射劑量。
[0029]7.此外，由于在本發(fā)明中，輻射源不設(shè)置在旋轉(zhuǎn)屏蔽體的內(nèi)部，該掃描機(jī)構(gòu)在量產(chǎn)的X光機(jī)上匹配機(jī)械接口即可完成，結(jié)構(gòu)緊湊，不需要重新設(shè)計(jì)X光機(jī)的屏蔽體，節(jié)約了成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的背散射掃描裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2是顯示圖1中的背散射掃描裝置的剖視圖；以及
[0032]圖3是顯示圖1中的背散射掃描裝置的組成和位置關(guān)系的分解透視圖；
[0033]圖4是顯示圖1-3中的背散射掃描裝置的旋轉(zhuǎn)屏蔽體的組成和結(jié)構(gòu)的的示意圖；以及
[0034]圖5是4是顯示圖1-3中的背散射掃描裝置的射線入射和出射區(qū)域的小孔形狀的放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖1-5，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。在說(shuō)明書中，相同或相似的附圖標(biāo)號(hào)指示相同或相似的部件。下述參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的說(shuō)明旨在對(duì)本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的一種限制。
[0036]參加附圖1-3，其示出了根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施例的背散射成像用射線束的掃描裝置，其包括:輻射源，例如X光機(jī)；分別位于輻射源13和被掃描對(duì)象(圖中未示出，例如圖2中左側(cè)位置)之間的固定屏蔽板4和旋轉(zhuǎn)屏蔽體1，其中固定屏蔽板4相對(duì)于輻射源
13是固定的，旋轉(zhuǎn)屏蔽體I相對(duì)于固定屏蔽板4是可旋轉(zhuǎn)的。進(jìn)一步地，固定屏蔽板4上設(shè)置有允許來(lái)自輻射源13的射線束穿過(guò)固定屏蔽板4的通過(guò)區(qū)域，例如圖1-3中的縱向縫隙
5。旋轉(zhuǎn)屏蔽體I上分別設(shè)置有射線入射區(qū)域3，例如圖1-5中的沿螺旋線設(shè)置的一系列離散小孔32(圖中沒(méi)有標(biāo))，和射線出射區(qū)域2，例如圖1-5中的沿螺旋線2設(shè)置的一系列離散小孔22 (圖中沒(méi)有標(biāo))，在旋轉(zhuǎn)屏蔽體I旋轉(zhuǎn)掃描過(guò)程中，固定屏蔽板4的射線通過(guò)區(qū)域5與旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的射線入射區(qū)域3和射線出射區(qū)域2連續(xù)相交以構(gòu)成掃描準(zhǔn)直孔。在上述實(shí)施例中，固定屏蔽板4設(shè)置在輻射源13與旋轉(zhuǎn)屏蔽體I之間。
[0037]在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，射線發(fā)生器包括射線發(fā)生器殼體11和容納在射線發(fā)生器殼體11中的輻射源13。在上述結(jié)構(gòu)中，輻射源13可以為X光機(jī)、Y射線源或同位素射線源等。如圖1和3所示，在一種具體實(shí)施例中，射線發(fā)生器殼體11呈大體長(zhǎng)方體盒體形狀，其上設(shè)置有使來(lái)自輻射源13發(fā)出的輻射射線從射線發(fā)生器殼體11的準(zhǔn)直縫隙31出射。輻射源13的靶點(diǎn)P發(fā)射出的射線束14穿過(guò)準(zhǔn)直縫隙31形成一個(gè)射線扇面，然后經(jīng)過(guò)穿過(guò)固定屏蔽板4的通過(guò)區(qū)域，例如1-3中的縱向縫隙5 ;旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的射線入射區(qū)域3，例如圖1-5中沿螺旋線設(shè)置的一系列離散小孔32，和射線出射區(qū)域2，例如沿螺旋線設(shè)置的一系列離散小孔22。通過(guò)設(shè)置固定屏蔽板4的縱向縫隙5、旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的離散小孔32和離散小孔22的相對(duì)位置關(guān)系，以使在旋轉(zhuǎn)屏蔽體I旋轉(zhuǎn)掃描過(guò)程中，固定屏蔽板4的射線通過(guò)區(qū)域5與旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的射線入射區(qū)域3中的離散小孔32和射線出射區(qū)域2中的離散小孔22連續(xù)相交以構(gòu)成掃描準(zhǔn)直孔。換言之，旋轉(zhuǎn)屏蔽體I上的射線入射區(qū)域3中的離散小孔32、射線出射區(qū)域2中的離散小孔22以及固定屏蔽板上的縱向窄縫5共同組成一個(gè)射線準(zhǔn)直孔?？蛇x擇地，參見(jiàn)圖5，所述離散小孔32、22的形狀為圓形、方形或橢圓形，優(yōu)選為圓形。
[0038]如圖1-3所示，固定屏蔽板4的射線通過(guò)區(qū)域5為直線縫隙，旋轉(zhuǎn)屏蔽體I為圓柱體，射線入射區(qū)域3和射線出射區(qū)域2分別為沿螺旋線設(shè)置的一系列離散小孔32和22。具體地說(shuō)，參見(jiàn)圖2，圖中射線入射區(qū)域3和射線出射區(qū)域2中的任何離散小孔，例如A和B點(diǎn)，一方面沿旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的圓柱面作等速圓周運(yùn)動(dòng)，另一方面沿旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的軸向方向按照一定速度分布做直線運(yùn)動(dòng)，從而形成特定的圓柱體螺旋線。在一種具體實(shí)施例中，圖中射線入射區(qū)域3和射線出射區(qū)域2的任何一點(diǎn)例如A和B點(diǎn)，可以一方面沿旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的圓柱面作等速圓周運(yùn)動(dòng)，另一方面沿旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的徑向方向按照作勻速直線運(yùn)動(dòng)，從而形成等速圓柱體螺旋線。
[0039]參見(jiàn)圖2，當(dāng)輻射源13的靶點(diǎn)P和射線入射區(qū)域3的A點(diǎn)確定之后，連接輻射源13的靶點(diǎn)P和射線入射區(qū)域3的入射點(diǎn)A點(diǎn)形成的射線束14，即可確定射線出射區(qū)域2上的出射點(diǎn)B。
[0040]由于射線入射區(qū)域3和射線出射區(qū)域2設(shè)置成等速圓柱體螺旋線形式，當(dāng)旋轉(zhuǎn)屏蔽體I勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，射線準(zhǔn)直孔的位置隨屏蔽旋轉(zhuǎn)體I的轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)，出射射線束14也隨之移動(dòng)，從而使掃描準(zhǔn)直孔沿直線縫隙5連續(xù)勻速移動(dòng)。
[0041]雖然，在上述實(shí)施方例中，射線入射區(qū)域3和射線出射區(qū)域2設(shè)置成等速圓柱體螺旋線形式，但是本發(fā)明并不僅限于此，例如由于射線入射區(qū)域3和射線出射區(qū)域2可以設(shè)置成上述特定形式的螺旋線形式，即一方面沿旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的圓柱面作等速圓周運(yùn)動(dòng)，另一方面沿旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的軸向方向按照一定速度分布做直線運(yùn)動(dòng)，從而形成特定的圓柱體螺旋線。相應(yīng)地，當(dāng)旋轉(zhuǎn)屏蔽體I勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，射線準(zhǔn)直孔的位置隨屏蔽旋轉(zhuǎn)體I的轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)，出射射線束14也隨之移動(dòng)，從而使掃描準(zhǔn)直孔沿直線縫隙5按照預(yù)定的速度分布移動(dòng)。由此，本發(fā)明的掃描裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的可控掃描，能很方便的按照預(yù)定方式實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行采樣，使獲得的背散射圖像數(shù)據(jù)符合設(shè)計(jì)需求，從而改善了背散射成像的質(zhì)量和分辨率，提高了背散射檢測(cè)的精度和效率，能更好的滿足不同的應(yīng)用需求。
[0042]進(jìn)一步地，該掃描裝置還可以包括用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)屏蔽體I旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置6，例如調(diào)速電機(jī)等。參見(jiàn)圖4，在一種實(shí)施方式中，所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體I包括內(nèi)外嵌套的多個(gè)套筒，其中最外層和最里層套筒分別由具有一定剛度和硬度的材料構(gòu)成，所述最外層和最里層套筒之間設(shè)置有至少一個(gè)由射線屏蔽材料構(gòu)成的中間套筒。在一種具體實(shí)施例中，如圖4所示，其包括三個(gè)套筒101、102、103 (圖中沒(méi)有標(biāo))，其中最外層和最里層套筒101、102分別由鋁或鋼材料構(gòu)成，所述最外層和最里層套筒之間設(shè)置有一個(gè)由鉛、鉛銻合金或鎢構(gòu)成的中間套筒102。
[0043]具體地，在上述實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1，該裝置還可以包括旋轉(zhuǎn)碼盤讀出裝置7，用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的旋轉(zhuǎn)位置；碼盤讀出信號(hào)線8，用于將檢測(cè)的有關(guān)旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的旋轉(zhuǎn)位置的信息輸入到控制裝置10中。由于旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的旋轉(zhuǎn)位置決定了掃描準(zhǔn)直孔的位置，通過(guò)上述設(shè)置，可以檢測(cè)出掃描準(zhǔn)直孔形成的位置。如圖1所示，控制裝置10還通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)線9與驅(qū)動(dòng)電機(jī)6相連,可以進(jìn)一步來(lái)控制旋轉(zhuǎn)屏蔽體的旋轉(zhuǎn)。通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)屏蔽體的旋轉(zhuǎn)速度，可以控制射線束的掃描速度，而通過(guò)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)屏蔽體的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，可以獲取射線束的出射方向。參見(jiàn)圖2，在一種實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的旋轉(zhuǎn)軸線L可以位于輻射源13和固定屏蔽板4上的直線縫隙5共同限定的平面上。
[0044]在上述技術(shù)方案中，通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)屏蔽體上的一系列離散小孔32、22的不同位置的形狀和大小，可以控制所述掃描準(zhǔn)直孔在不同位置的形狀和大小，以控制穿過(guò)所述掃描準(zhǔn)直孔出現(xiàn)到被檢測(cè)對(duì)象上的射線束的形狀和大小。例如，位于旋轉(zhuǎn)屏蔽體I縱向兩端射線入射區(qū)域3中的離散小孔32、射線出射區(qū)域2中的離散小孔22的尺寸，例如直徑可以相對(duì)于位于縱向中心位置的離散小孔的要小一些，同時(shí)位于旋轉(zhuǎn)屏蔽體I縱向兩端離散小孔32,22形成的掃描準(zhǔn)直孔相對(duì)于位于縱向中心位置的掃描準(zhǔn)直孔形成一定的角度。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，可以保證射線準(zhǔn)直孔始終對(duì)準(zhǔn)靶點(diǎn)并保持暢通，并且在不同位置時(shí)穿過(guò)掃描準(zhǔn)直孔出現(xiàn)到被檢測(cè)對(duì)象上的射線束的截面形狀保持不變。但是，本發(fā)明并不僅限于此，例如通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)屏蔽體I上射線入射區(qū)域3中的離散小孔32、射線出射區(qū)域2中的離散小孔22的不同位置的形狀和大小，可以控制所述掃描準(zhǔn)直孔在不同位置的形狀和大小，相應(yīng)地，可以控制穿過(guò)所述掃描準(zhǔn)直孔出現(xiàn)到被檢測(cè)對(duì)象上的射線束的形狀和大小來(lái)適應(yīng)不同的掃描需求。
[0045]參見(jiàn)圖3，射線發(fā)生器殼體11還可以通過(guò)屏蔽套筒12與固定屏蔽板4相連，以確保射線的屏蔽。從上述設(shè)置可以看出，輻射源13不設(shè)置在旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的內(nèi)部，而是設(shè)置在射線發(fā)生器殼體11的內(nèi)部，該掃描機(jī)構(gòu)在量產(chǎn)的X光機(jī)上匹配作為機(jī)械接口的屏蔽套筒12即可完成，從而使掃描裝置的結(jié)構(gòu)緊湊，不需要重新設(shè)計(jì)X光機(jī)的屏蔽體，節(jié)約了成本。
[0046]下面結(jié)合附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的上述背散射成像用射線束的掃描方法進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明:
[0047]參見(jiàn)圖1-3，根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的背散射成像用射線束的掃描方法，包括步驟:提供發(fā)射射線束14的輻射源13 ;設(shè)置分別位于輻射源13和被掃描對(duì)象之間的固定屏蔽板4和旋轉(zhuǎn)屏蔽體1，其中固定屏蔽板4相對(duì)于福射源是固定的,旋轉(zhuǎn)屏蔽體I相對(duì)于固定屏蔽板4是可旋轉(zhuǎn)的，固定屏蔽板4上設(shè)置有允許來(lái)自輻射源13的射線束14穿過(guò)固定屏蔽板4的射線通過(guò)區(qū)域，在旋轉(zhuǎn)屏蔽體I上分別設(shè)置有射線入射區(qū)域3和射線出射區(qū)域2 ;以及旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體1，以使固定屏蔽板4的射線通過(guò)區(qū)域5與旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的射線入射區(qū)域3和射線出射區(qū)域2連續(xù)相交以構(gòu)成掃描準(zhǔn)直孔，其中，所述固定屏蔽板4的射線通過(guò)區(qū)域?yàn)橹本€縫隙5，所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體I為圓柱體，所述射線入射區(qū)域3和所述射線出射區(qū)域2分別為沿螺旋線設(shè)置的一系列離散小孔32、22。
[0048]在上述掃描過(guò)程中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)屏蔽體I勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠使掃描準(zhǔn)直孔沿直線縫隙5連續(xù)可控速度的移動(dòng)。
[0049]參見(jiàn)圖1，在掃描過(guò)程中，控制裝置10通過(guò)旋轉(zhuǎn)碼盤讀出裝置7、碼盤讀出信號(hào)線8可讀出旋轉(zhuǎn)屏蔽體I的當(dāng)前狀態(tài)，進(jìn)而確定當(dāng)前射線準(zhǔn)直孔的位置，基于對(duì)掃描準(zhǔn)直孔的位置的檢測(cè)，可以進(jìn)一步獲取射線束14的出射方向。更進(jìn)一步地，通過(guò)設(shè)置掃描準(zhǔn)直孔，以使其始終相對(duì)于輻射源13保持預(yù)定形狀，從而穿過(guò)掃描準(zhǔn)直孔出現(xiàn)到被檢測(cè)對(duì)象上的射線束14的截面形狀保持預(yù)定形狀，以滿足不同掃描操作的需求。
[0050]雖然本總體發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例已被顯示和說(shuō)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離本總體發(fā)明構(gòu)思的原則和精神的情況下，可對(duì)這些實(shí)施例做出改變，本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求和它們的等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種背散射成像用射線束的掃描裝置，包括: 福射源; 分別位于輻射源和被掃描對(duì)象之間的固定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽體，其中所述固定屏蔽板相對(duì)于輻射源是固定的，所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體相對(duì)于固定屏蔽板是可旋轉(zhuǎn)的，其中: 所述固定屏蔽板上設(shè)置有允許來(lái)自所述輻射源的射線束穿過(guò)所述固定屏蔽板的射線通過(guò)區(qū)域， 旋轉(zhuǎn)屏蔽體上分別設(shè)置有射線入射區(qū)域和射線出射區(qū)域，在旋轉(zhuǎn)屏蔽體旋轉(zhuǎn)掃描過(guò)程中，固定屏蔽板的射線通過(guò)區(qū)域與旋轉(zhuǎn)屏蔽體的射線入射區(qū)域和射線出射區(qū)域連續(xù)相交以構(gòu)成掃描準(zhǔn)直孔，其中: 所述固定屏蔽板的射線通過(guò)區(qū)域?yàn)橹本€縫隙， 所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體為圓柱體，所述射線入射區(qū)域和所述射線出射區(qū)域分別為沿螺旋線設(shè)置的一系列離散小孔，其 中: 通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)屏蔽體上的一系列離散小孔的不同位置的形狀和大小，可以控制所述掃描準(zhǔn)直孔在不同位置的形狀和大小，以控制穿過(guò)所述掃描準(zhǔn)直孔出現(xiàn)到被檢測(cè)對(duì)象上的射線束的形狀和大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背散射成像用射線束的掃描裝置，其特征在于: 所述固定屏蔽板設(shè)置在所述輻射源與所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的背散射成像用射線束的掃描裝置，其特征在于還包括: 控制裝置，通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)屏蔽體的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制射線束的掃描速度，通過(guò)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)屏蔽體的轉(zhuǎn)動(dòng)角度來(lái)獲取射線束的出射方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的背散射成像用射線束的掃描裝置，其特征在于: 所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體包括內(nèi)外嵌套的多個(gè)套筒，其中最外層和最里層套筒分別由具有一定剛度和硬度的材料構(gòu)成，所述最外層和最里層套筒之間設(shè)置有至少一個(gè)由射線屏蔽材料構(gòu)成的中間套筒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背散射成像用射線束的掃描裝置，其特征在于: 所述多個(gè)套筒為三個(gè)套筒，其中最外層和最里層套筒分別由鋁或鋼材料構(gòu)成，所述最外層和最里層套筒之間設(shè)置有一個(gè)由鉛、鉛銻合金或鎢構(gòu)成的中間套筒。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的背散射成像用射線束的掃描裝置，其特征在于: 所述離散小孔的形狀為圓形、方形或橢圓形。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任何一項(xiàng)所述的背散射成像用射線束的掃描裝置，其特征在于: 所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體的旋轉(zhuǎn)軸線位于所述輻射源和所述固定屏蔽板上的所述直線縫隙共同限定的平面上。
8.一種背散射成像用射線束的掃描方法，包括步驟: 提供發(fā)射射線束的輻射源； 設(shè)置分別位于輻射源和被掃描對(duì)象之間的固定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽體，其中所述固定屏蔽板相對(duì)于輻射源是固定的，所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體相對(duì)于固定屏蔽板是可旋轉(zhuǎn)的，所述固定屏蔽板上設(shè)置有允許來(lái)自所述輻射源的射線束穿過(guò)所述固定屏蔽板的射線通過(guò)區(qū)域，在旋轉(zhuǎn)屏蔽體上分別設(shè)置有射線入射區(qū)域和射線出射區(qū)域；以及旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體，以使所述固定屏蔽板的射線通過(guò)區(qū)域與所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體的射線入射區(qū)域和射線出射區(qū)域連續(xù)相交以構(gòu)成掃描準(zhǔn)直孔，其中: 所述固定屏蔽板的射線通過(guò)區(qū)域?yàn)橹本€縫隙， 所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體為圓柱體，所述射線入射區(qū)域和所述射線出射區(qū)域分別為沿螺旋線設(shè)置的一系列離散小孔，其特征在于還包括步驟: 通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)屏蔽體上的一系列離散小孔的不同位置的形狀和大小，可以控制所述掃描準(zhǔn)直孔在不同位置的形狀和大小，以控制穿過(guò)所述掃描準(zhǔn)直孔出現(xiàn)到被檢測(cè)對(duì)象上的射線束的形狀和大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的背散射成像用射線束的掃描方法，其特征在于: 所述固定屏蔽板設(shè)置在所述輻射源與所述旋轉(zhuǎn)屏蔽體之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的背散射成像用射線束的掃描方法，其特征在于還包括步驟: 通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)屏蔽體的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制射線束的掃描速度，通過(guò)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)屏蔽體的轉(zhuǎn)動(dòng)角度來(lái)獲取射線束的 出射方向。
【文檔編號(hào)】A61B6/02GK103728326SQ201310728032
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月31日
【發(fā)明者】陳志強(qiáng), 李元景, 趙自然, 劉以農(nóng), 吳萬(wàn)龍, 張麗, 涂超, 唐樂(lè), 金穎康, 曹碩, 丁光偉 申請(qǐng)人:同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學(xué)