一種用于背散射成像系統(tǒng)的掃描裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于輻射成像檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于背散射成像系統(tǒng)的掃描裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]X射線檢查系統(tǒng)應(yīng)用于空港、海港、陸路關(guān)卡的貨物檢查以及人員所攜帶的小型包裹、行李檢查?；赬透射能量檢測(cè)的系統(tǒng)通常使用X光機(jī)發(fā)出平面扇形射線束，線探測(cè)器一次性獲取一列透射數(shù)據(jù)，通過周期性地獲取列數(shù)據(jù)形成掃描圖像。還有一類X射線檢查系統(tǒng)，收集背向散射的X光子，形成背散射圖像。為了盡可能的收集背向散射光子，使用塊狀背散射探測(cè)器，此時(shí)需要將X射線約束為橫截面積小的線狀射線束，并要求線狀射線束可以周期性地改變掃描方向。當(dāng)前大多數(shù)面向安檢應(yīng)用的X射線背散射成像設(shè)備均采用前置準(zhǔn)直器形成點(diǎn)掃描，例如，盤形狹縫斬波輪，它是一種簡(jiǎn)單的點(diǎn)掃描器，優(yōu)點(diǎn)是盤形狹縫斬波輪與射線源相對(duì)分離，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是光束橫截面面積有變化，且射線屏蔽效果差；筒形飛點(diǎn)掃描器，其通過在可旋轉(zhuǎn)的圓筒或半圓筒上刻透螺旋狹縫，優(yōu)點(diǎn)是射線源裝在轉(zhuǎn)筒外部，安裝簡(jiǎn)單且散熱問題不突出，缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)筒的加工難度較大，且掃描器剛性極大地削弱，對(duì)材料的要求更高，同時(shí)也有射線屏蔽問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于背散射成像系統(tǒng)的掃描裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)精巧，能夠在狹小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)線狀X射線束的一維掃描，可有效地減少X射線泄漏，并可大幅降低對(duì)旋轉(zhuǎn)外殼的轉(zhuǎn)速要求以及對(duì)材料的剛性要求，裝置穩(wěn)定性尚。
[0004]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于背散射成像系統(tǒng)的掃描裝置，包括旋轉(zhuǎn)外殼以及設(shè)在旋轉(zhuǎn)外殼中的射線源、扇形準(zhǔn)直器，旋轉(zhuǎn)外殼通過軸承套裝在貫穿其內(nèi)部空間的內(nèi)曲軸上，旋轉(zhuǎn)外殼一端外表面套裝有動(dòng)力輪；
[0005]所述旋轉(zhuǎn)外殼的中部沿圓周均勻地開有出射孔，所有出射孔的中心線共面，且所有出射孔的中心線所在平面與旋轉(zhuǎn)外殼的旋轉(zhuǎn)軸線相垂直；
[0006]所述內(nèi)曲軸的中部具有偏離中心軸線的彎曲部，所述射線源固定在內(nèi)曲軸上彎曲部的內(nèi)側(cè)，且射線源的焦點(diǎn)位于旋轉(zhuǎn)外殼的旋轉(zhuǎn)軸線上；
[0007]所述扇形準(zhǔn)直器的收縮端垂直于旋轉(zhuǎn)外殼的旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置且其收縮端固定在射線源上，扇形準(zhǔn)直器中開有扇形狹縫，扇形狹縫的中心扇面、旋轉(zhuǎn)外殼上所有出射孔的中心線所在平面以及射線源的焦點(diǎn)位于同一平面上；扇形狹縫的圓心角與旋轉(zhuǎn)外殼上相鄰出射孔相對(duì)于它們所在平面的中心點(diǎn)所成的張角相同。
[0008]進(jìn)一步，所述射線源為X光管，所述內(nèi)曲軸⑴的彎曲部(1-1)的兩側(cè)軸段為中空軸段，所述內(nèi)曲軸的彎曲部的兩側(cè)中空軸段中有與X光管相連的X光管電源電纜、X光管控制電路線纜以及X光管制冷液導(dǎo)入、導(dǎo)出入管路。
[0009]進(jìn)一步，旋轉(zhuǎn)外殼為中部鼓起呈圓筒狀的紡錘體形，出射孔開在旋轉(zhuǎn)外殼中部的圓筒狀殼體上。
[0010]進(jìn)一步，旋轉(zhuǎn)外殼的材質(zhì)為鉛銅合金。
[0011]進(jìn)一步，扇形準(zhǔn)直器的扇形狹縫的表面采用注滲鎢處理。
[0012]進(jìn)一步，旋轉(zhuǎn)外殼上與動(dòng)力輪相對(duì)的另一端安裝有由主、副錐齒輪所組成的錐齒輪對(duì)，主錐齒輪套裝在旋轉(zhuǎn)外殼上，副錐齒輪的遠(yuǎn)離齒輪的一端連接有位置傳感器，主錐齒輪的齒數(shù)與配套副錐齒輪的齒數(shù)的比值為旋轉(zhuǎn)外殼上所開出射孔的個(gè)數(shù)。
[0013]再進(jìn)一步，旋轉(zhuǎn)外殼上所開出射孔的個(gè)數(shù)為6-8個(gè)。
[0014]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]第一、從設(shè)在裝置內(nèi)的射線源發(fā)射的X射線束被扇形準(zhǔn)直器約束為平面扇形射線束，平面扇形X射線束通過旋轉(zhuǎn)外殼上均勻設(shè)置的出射孔射出去，獲得線狀射線束，從而可以形成連續(xù)的點(diǎn)，在取樣時(shí)間內(nèi)通過的光子數(shù)可以達(dá)到出射孔面積所決定的最大值，有效提高背散射信號(hào)計(jì)數(shù)；在最大光通量情況下，可以通過提高采樣頻率，提高圖像的空間分辨率。
[0016]第二、在旋轉(zhuǎn)外殼旋轉(zhuǎn)一周的過程中，采用本裝置可以完成數(shù)次掃描，這樣對(duì)旋轉(zhuǎn)外殼的轉(zhuǎn)速要求大幅降低，對(duì)材料的要求大幅降低。
[0017]第三、本裝置中，旋轉(zhuǎn)外殼上所開出射孔進(jìn)一步起到出射準(zhǔn)直作用，出射孔數(shù)量?jī)H為6?8個(gè)，加工難度大大降低。
[0018]第四、本裝置采取點(diǎn)掃描的方式，有利于后期圖像處理的高分辨率的重建。
[0019]第五、本裝置采取由厚重的鉛銅合金制成的旋轉(zhuǎn)外殼(優(yōu)選為紡錘體形)將X射線管封閉在其內(nèi)部，從而可大幅降低X射線的泄漏劑量，由此可以獲得2個(gè)好處，其一是減小整臺(tái)設(shè)備的X射線泄漏劑量率，使X射線的屏蔽工作將得到簡(jiǎn)化，其二是，降低所成圖像的本底數(shù)值，有利于提高圖像的信噪比。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明提供的用于背散射成像系統(tǒng)的掃描裝置的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，為清楚示出主體結(jié)構(gòu)，圖1中略去了動(dòng)力輪、錐齒輪對(duì)、位置傳感器及扇形準(zhǔn)直器等部件；
[0021]圖2(a)是圖1中紡錘體形旋轉(zhuǎn)外殼的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2(b)是圖2(a)中A-A向示意圖；
[0022]圖3是圖1中內(nèi)曲軸與X光管的相對(duì)位置示意圖；
[0023]圖4(a)是紡錘體形旋轉(zhuǎn)外殼與X光管、扇形準(zhǔn)直器的位置關(guān)系示意圖；圖4(b)是圖4(a)中B-B向示意圖；
[0024]圖5是圖1中X光管與扇形準(zhǔn)直器的相對(duì)位置不意圖；
[0025]圖6是圖1中內(nèi)曲軸與紡錘體形旋轉(zhuǎn)外殼的裝配示意圖；
[0026]圖7是圖1中設(shè)在紡錘體旋轉(zhuǎn)外殼上的動(dòng)力輪與位置傳感器的裝配示意圖；
[0027]圖8是圖7中的錐齒輪對(duì)與位置傳感器的位置分解示意圖。
[0028]附圖標(biāo)記:
[0029]1.內(nèi)曲軸2.旋轉(zhuǎn)外殼3.軸承4.出射孔5.射線源6.經(jīng)準(zhǔn)直后的平扇形射線束7-1.X光管制冷液導(dǎo)入管路7-2.X光管制冷液導(dǎo)出管路8.X光管電源電纜9.X光管控制電路線纜10.扇形準(zhǔn)直器11.扇形狹縫12.動(dòng)力輪13.主錐齒輪14.副錐齒輪15.位置傳感器
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種用于背散射成像系統(tǒng)的掃描裝置包括旋轉(zhuǎn)外殼2以及設(shè)在旋轉(zhuǎn)外殼2中的射線源5、扇形準(zhǔn)直器10，旋轉(zhuǎn)外殼2通過軸承3 (見圖6)套裝在貫穿其內(nèi)部空間的內(nèi)曲軸I上，旋轉(zhuǎn)外殼2 —端外表面套裝有動(dòng)力輪12(見圖7);所述旋轉(zhuǎn)外殼2的中部沿圓周均勻地開有出射孔4 (見圖2(a))，所有出射孔4的中心線共面(見圖2(b))，且所有出射孔4的中心線所在平面與旋轉(zhuǎn)外殼2的旋轉(zhuǎn)軸線相垂直；所述內(nèi)曲軸I的中部具有偏離中心軸線的彎曲部1-1，所述射線源5固定在內(nèi)曲軸I上彎曲部1-1的內(nèi)側(cè)(見圖3)，且射線源5的焦點(diǎn)位于旋轉(zhuǎn)外殼2的旋轉(zhuǎn)軸線上；所述扇形準(zhǔn)直器10垂直于旋轉(zhuǎn)外殼2的旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置且其收縮端固定在射線源5上，扇形準(zhǔn)直器10中開有扇形狹縫11 (見圖5)，扇