專利名稱：新型單源多探測器康普頓背散射工業(yè)ct裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種射線成像裝置。
工業(yè)CT(Industrial Computed Tomography)可分為兩種類型，一種是放射源與探測器分布于工件兩側(cè)的透射式，另一種是放射源與探測器分布于工件同一側(cè)的康普頓背散射式。康普頓背散射式工業(yè)CT是近年來獲得較快發(fā)展的射線成像系統(tǒng)，它被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)和國防產(chǎn)品的無損檢測。其獨特優(yōu)點包括放射源與探測器置于受檢工件的同一側(cè)，避免了透射檢測有時無法安排探測器，或工件過大不能穿透的問題，可以得到被檢工件內(nèi)不同深度的信息，具有層析成像能力，并可重建三維圖像，靈敏度高，理論上圖像對比度可達100％。其原理是當放射源產(chǎn)生的一束射線I經(jīng)前準直器準直后射入工件與其中的電子發(fā)生康普頓散射時，探測器接受到的散射線I’是體積元dV在散射角θ方向(θ＞90°)發(fā)射的康普頓背散射線。通過測量康普頓散射I’，可以獲得被檢工件體積dV中的電子密度信息，而該密度又近似與dV區(qū)域的物質(zhì)密度成正比。通過掃描系統(tǒng)可以采集被檢工件某一斷層上各體素的康普頓散射數(shù)據(jù)，從而成為重建圖像的基礎(chǔ)?？灯疹D背透射式工業(yè)CT的技術(shù)難度較透射式CT更大，文獻檢索表明，目前國內(nèi)外僅僅出現(xiàn)了第一代單源單探測器的康普頓背散射式工業(yè)CT，此類CT機通常只用一只Nal或BGO晶體閃爍探測器進行逐點逐行掃描，它存在掃描速度慢、本底過高、分辨率指標較低等問題。
本實用新型的目的是提供一種新型單源多探測器康普頓背散射工業(yè)CT裝置，它的掃描速度得到了成百倍的提高，同時還提高了圖像的空間分辨率和密度分辨率，性能遠遠超過現(xiàn)有技術(shù)。
本實用新型的技術(shù)方案是種新型單源多探測器康普頓背散射工業(yè)CT裝置，包括置于被檢工件同一側(cè)的放射源和探測器，所述探測器有2x個探頭，探頭分別布置在弧形鋼條上的對準工件激活區(qū)的孔中，所述放射源和探測器固定在旋轉(zhuǎn)平臺上，旋轉(zhuǎn)平臺安裝在移動支架上。
本實用新型進一步的技術(shù)方案是一種新型單源多探測器康普頓背散射工業(yè)CT裝置，包括置于被檢工件同一側(cè)的放射源和探測器，所述探測器有256個探頭，探頭分別布置在弧形鋼條上的對準工件激活區(qū)的孔中，孔分成兩排，并且互相間隔錯開排布；所述探頭安裝在孔的后半部分，即遠離工件激活區(qū)一端，每個探頭由CdWO4晶體加硅光電二極管組成；所述放射源和探測器固定在旋轉(zhuǎn)平臺上，旋轉(zhuǎn)平臺安裝在移動支架上。
本實用新型的優(yōu)點是該裝置采用了256個CdWO4晶體加硅光電二極管探頭組成的探測器，采用大扇角的R/R旋轉(zhuǎn)掃描方式，可以成百倍地提高掃描速度，同時還提高了圖像的空間分辨率和密度分辨率，性能遠遠超過第一代康普頓背散射工業(yè)CT，具有廣闊的開發(fā)前景。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述

圖1為康普頓背散射工業(yè)CT的原理圖；圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1放射源；2探測器；3弧形鋼條；4孔；5旋轉(zhuǎn)平臺；6移動支架。
實施例如圖2和圖3所示，一種新型單源多探測器康普頓背散射工業(yè)CT裝置，包括置于被檢工件同一側(cè)的放射源[1]和探測器[2]，所述探測器[2]有256個探頭，探頭分別布置在弧形鋼條[3]上的對準工件激活區(qū)的孔[4]中，孔[4]分成兩排，并且互相間隔錯開排布；所述探頭安裝在孔[4]的后半部分，即遠離工件激活區(qū)一端，每個探頭由CdWO4晶體加硅光電二極管組成；所述放射源[1]和探測器[2]固定在旋轉(zhuǎn)平臺[5]上，旋轉(zhuǎn)平臺[5]安裝在移動支架[6]上。
本實用新型使用256個CdWO4晶體加硅光電二極管探頭組成的探測器[2]，整個探測器[2]呈弧形條狀，可以用鎢鋼制作，弧形鋼條[3]上鉆有兩排互相間隔錯開布置孔[4]--奇數(shù)孔和偶數(shù)孔，每排128個，共256個，奇數(shù)孔和偶數(shù)孔對準工件激活區(qū)，晶體加硅光電二極管組成的探頭安裝在每個孔[4]的后半部分，孔的前半部分起到準直器的作用，整個弧形鋼條[3]還起到屏蔽作用。采用錯開布置的孔[4]是為了避免因相鄰的兩個探頭之間的屏蔽太薄而造成的射線竄擾。工作時放射源[1]近似為點狀源，工件內(nèi)的激活區(qū)為直棒狀，它被γ射線和256個探頭的軸線交叉切割成相等的256段(256個體素)，在γ射線的照射下產(chǎn)生康普頓散射時，每一個體素可視為一個次級源，它向4π方向發(fā)射γ射線，被探測器[2]上的探頭接受。本實用新型中的放射源[1]和探測器[2]固定在旋轉(zhuǎn)平臺[5]上，并保持固定的散射角θ，旋轉(zhuǎn)平臺[5]安裝在移動支架[6]上，這樣，放射源[1]--探測器[2]就可以獲得X、Y、Z、a四個自由度，其中X為豎直方向，Y為水平方向，Z為射線方向。通過X、Y方向移動可以使射線對準工件上的檢測部位，通過Z方向的移動則可以在工件內(nèi)選擇不同深度的掃描斷層，切片厚度可調(diào)。在初始位置，放射源[1]的射線出射口為垂直狀態(tài)，故在工件中的激活區(qū)為豎棒狀，當放射源[1]--探測區(qū)[2]在旋轉(zhuǎn)平臺[5]上作α角旋轉(zhuǎn)時，棒狀激活區(qū)圍繞射線中心旋轉(zhuǎn)，每步轉(zhuǎn)360°/256，旋轉(zhuǎn)一周完成一個斷層掃描，放射源[1]--探測器[2]系統(tǒng)回復到初始位置，收集到(256×256)個原始測量數(shù)據(jù)。完成一個斷層掃描后，旋轉(zhuǎn)平臺[5]沿Z方向移動一個步距，放射源[1]--探測器[2]再度圍繞中心線旋轉(zhuǎn)掃描一周，則可得到第二個斷層的(256×256)個原始測量數(shù)據(jù)。如此周而復始進行下去，可以獲得沿Z方向不同深度的一系列平行斷層掃描數(shù)據(jù)。
本實用新型采集的原始測量數(shù)據(jù)矩陣首先要進行數(shù)據(jù)校正，包括修正入射線和康普頓散射線在工件內(nèi)的吸收、扣除本底、消除二次散射和多次散射等，選用適當?shù)膱D像重建算法對經(jīng)校正后的測量數(shù)據(jù)進行重建計算，就能把反映不同轉(zhuǎn)角上康普頓散射線測量結(jié)果的矩陣變換成反映斷層內(nèi)每一體素的平均密度的象素矩陣，由象素矩陣可以重建每一斷層面的灰度圖像，再選用適當?shù)娜S圖像重建算法，由測到的各個斷層數(shù)據(jù)重建三維圖像。本實用新型的探測對象是工件或墻體內(nèi)的缺陷和異物，判讀輸出能指出缺陷和異物的位置、形狀、尺寸、材料和性質(zhì)。
權(quán)利要求1.一種新型單源多探測器康普頓背散射工業(yè)CT裝置，包括置于被檢工件同一側(cè)的放射源[1]和探測器[2]，其特征在于所述探測器[2]有2x個探頭，探頭分別布置在弧形鋼條[3]上的對準工件激活區(qū)的孔[4]中，所述放射源[1]和探測器[2]固定在旋轉(zhuǎn)平臺[5]上，旋轉(zhuǎn)平臺[5]安裝在移動支架[6]上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型單源多探測器康普頓背散射工業(yè)CT裝置，其特征在于所述探測器[2]有256個探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型單源多探測器康普頓背散射工業(yè)CT裝置，其特征在于所述弧形鋼條[3]上的孔[4]分成兩排，并且互相間隔錯開排布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型單源多探測器康普頓背散射工業(yè)CT裝置，其特征在于所述探頭安裝在孔[4]的后半部分，即遠離工件激活區(qū)一端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的新型單源多探測器康普頓背散射工業(yè)CT裝置，其特征在于所述探頭由CdWO4晶體加硅光電二極管組成。
專利摘要本實用新型公開了一種新型單源多探測器康普頓背散射工業(yè)CT裝置，包括置于被檢工件同一側(cè)的放射源和探測器，所述探測器有文檔編號G01N23/00GK2356344SQ9824745
公開日1999年12月29日 申請日期1998年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月28日
發(fā)明者肖建民 申請人:蘇州蘭博高科技企業(yè)集團有限責任公司