CN101329923B - 一种带缝两用准直器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及辐射照相、工业CT等高能无损检测技术领域，本发明公开的带缝两用准直器包括分别能够水平活动和垂直活动两对准直块，其中上下活动的一对准直块在运动至相对上下合拢时，该上下活动的一对准直块之间形成一条水平细缝，其中的水平细缝可以由铣在上下活动准直块上的小凹槽或者设置在上下活动准直块两角的具有一定厚度的垫片形成。本发明通过在具有简单二维界定辐射场功能的普通准直器的准直块上设计固定的水平缝，基本不影响生产成本的情况下，达到准直器在用于工业CT时可精确地实现小尺寸水平缝，精度高，重复性好，同时对准直器在辐射照相中的应用无影响。

Description

一种带缝两用准直器

技术领域

本发明涉及辐射照相、工业CT等高能无损检测技术领域，尤其涉及一种带缝两用准直器。

背景技术

以高能射线源为辐射源的高能无损检测领域，包括辐射照相、工业CT。高能射线源通常是加速器，也有少量系统使用的是高能放射性核素。辐射照相是让被检物体在高能射线源的辐射场中曝光一段时间，通过其背光侧的感光胶片获得物体的形状/结构信息；工业CT是让被检物体置于高能射线源与探测器之间，通过探测器探取的射线强度然后利用计算机处理成像获得物体的结构信息，并可以通过多角度多层次的辐射成像获得物体非常细致的二维或三维结构图像。现在可以在一套工业CT系统中同时实现辐射照相和工业CT功能，这两者都需要通过准直器对高能射线源的辐射场进行界定，只利用其中的一部分射线进行辐射照相或者扫描成像。在进行辐射照相时需要将辐射场限制在一个矩形区域，该区域的大小通常需按照受照相物体的大小进行二维调整。在进行工业CT时需将辐射场准直成薄扇形，薄扇形的厚度通常为1～2mm，其准确性有非常高的要求。准直器对无损检测系统的照相或者成像效果有极为重要的影响，是无损检测系统中的重要部件之一。

现有的技术中，准直器有的做成中间开有细缝的固定块模式，或者中间开长方孔的固定块模式，这些准直器结构简单，成本低，但是每个准直器只能形成一种固定的射线场，而不能对射线场进行灵活调整。也有准直器做成可活动的结构，但是对射线场的形状只能在一个维度的方向上进行调整，如专利US7031434B1公开了一种用于CT系统可调整射线厚度的准直器，他利用双偏心轴圆柱结构，在两轴转动时，两圆柱的间隙发生变化实现对射线场的厚度进行调整。如专利6173039B1公开了另一种用于医疗CT系统可调整射线厚度的准直器。他们都只能对射线场实现一个维度上的厚度调整，不能实现二维调整。这些细缝式准直器只能应用于工业CT功能，不能同时满足辐射照相功能。

现有技术中，专利FR2864685A1公开了一种可用于辐射照相系统并对射线场进行二维调整的准直器。这类准直器在实现工业CT功能时，准直器需要调整到形成宽度为1～2mm的水平缝。由于辐射照相时对照射野的尺寸精度要求不高，因此这类准直器中带领准直块运动的电机、齿轮、传动带、丝杠等运动机构的精度和配合度要求不高，要实现小宽度的水平缝，操作难度大，调整过程中精度和可重复性都较差，对图像质量有一定的负面影响。

发明内容

本发明的目的主要是在高能无损检测领域使用一种新型的带缝两用准直器，可非常好的同时满足辐射照相和工业CT的功能要求。

本发明提供的带缝两用准直器包括分别能够水平活动和垂直活动两对准直块，其中上下活动的一对准直块在运动至相对上下合拢时，该上下活动的一对准直块之间形成一条水平细缝。

在所述上下活动的一对准直块相接触的一端分别铣一条水平的小凹槽，两个准直块相对上下合拢时，两小凹槽合成所述水平细缝。

前述小凹槽也可以只铣在上下活动的一对准直块的其中一个准直块上。

另一种优选的实施方式，上下活动的一对准直块相接触一端的两角分别设有一对活动的L型厚度垫片，两个准直块相对上下合拢时，L型厚度垫片使所述上下活动的一对准直块之间形成所述水平细缝。

前述L型厚度垫片也可以只设置在上下活动的一对准直块的其中一个准直块上。该L型厚度垫片通过螺钉等固定装置固定在相应的准直块上。

还有一种优选的实施方式，在上下活动的一对准直块相接触一端的两角分别设有一个小台阶，在台阶上安装有一对活动的矩形厚度垫片，所述矩形厚度垫片的高度略高于小台阶的高度，两个准直块相对上下合拢时，矩形厚度垫片使得所述上下活动的一对准直块之间形成所述水平细缝。

前述小台阶和矩形厚度垫片也可以只设置在上下活动的一对准直块的其中一个准直块上。矩形厚度垫片可以通过沉头固定装置固定在相应的准直块上，也可以通过其它侧面固定的方式固定在相应的准直块上。

通过更换不同厚度的L型厚度垫片或者矩形厚度垫片，能够在准直器上实现不同宽度的水平细缝。

本发明主要是在高能无损检测领域使用一种新型的带缝两用准直器，可非常好的同时满足辐射照相和工业CT的功能要求。通过在具有简单二维界定辐射场功能的普通准直器的准直块上设计固定的水平缝，基本不影响生产成本的情况下，达到准直器在用于工业CT时可精确地实现小尺寸水平缝，精度高，重复性好，同时对准直器在辐射照相中的应用无影响。

附图说明

图1是应用本发明的照相和CT两用无损检测系统的结构示意图；

图2表示本发明准直器的一种准直块实现方式；

图3表示本发明准直器的另一种准直块实现方式；

图4表示本发明准直器的又一种准直块实现方式；

图中：1、加速器；2、屏蔽装置；3、第零准直器；4、准直器；5、锥形射线束；6、受检物体；7、X光感光装置；8、扁扇形射线束；9、后准直器；10、探测器；11、信号处理与成像系统；12、远端控制系统；401、准直块；402、小凹槽；403、L型厚度垫片；404、固定装置；405、矩形厚度垫片；406、沉头固定装置。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

附图1表示了一种应用本发明的辐射照相和CT两用无损检测系统具体布置方案，主要由加速器1、屏蔽装置2、第零准直器3、准直器4、锥形射线束5、受检物体6、X光感光装置7、扁扇形射线束8、后准直器9、探测器10、信号处理与成像系统11和远端控制系统12等组成。

加速器是X射线源，产生一以前向为主按4π角度立体空间分布的X射线，屏蔽装置将侧向和后向无用的X射线阻挡掉，以消除杂散X射线对检测质量的影响，第零准直器将前向有用的X射线限制在一个较大的锥形射线野范围内。系统需要工作于辐照照相模式时，准直器按照控制系统的控制进行调整可以将从第零准直器出来的X射线按照受检物体的形状或检测区域相匹配的范围限制成一锥形射线束5，该锥形射线束穿过受检物体，使处于受检物体后侧的X光感光装置(可以是X光胶片或者X光感光屏)感光，从而可以在X光感光装置上获得受检物体的内部信息。辐照照相模式下后准直器、探测器、信号处理与成像系统无需工作。系统需要工作于CT模式时，准直器按照控制系统的要求进行调整可以将从第零准直器出来的X射线准直成一扁扇形射线束8，该扁扇形射线束穿过受检物体，通过只允许直接从受检物体透射过来的X射线通过的后准直器，进入探测器，探测器将其获得的反映受检物体结构的信息发送给信号处理与成像系统，在该系统中最终生成受检物体的精细结构图像。CT模式下，无需放置X光感光装置。

附图2表示了本发明准直器的一种准直块实现方式。准直器4主要由四个准直块401a、401b、401c、401d组成，其中的401a和401b能够上下活动，401c和401d能够水平活动，准直块的材料主要为钨、铅等重金属或者重金属合金构成。在上下活动的准直块401a、401b上铣一条水平的小凹槽402。当401a向下运动，401b向上运动时，到两个准直块运动至相对上下合拢时，两小槽合成一条水平细缝，用于工业CT模式。可以根据系统对水平细缝宽度的要求设计小凹槽402的深度。本方式只能形成一个确定宽度的水平细缝，如2mm。小凹槽也可以只铣在一个准直块上。

此外，401c和401d的作用主要是用于辐射照相中，在CT模式下他们通常开到最大宽度，当然也可以说它们在CT模式下可以对缝的长度进行界定，但很少这样使用。

附图3表示了本发明准直器的另一种准直块实现方式。准直块401a、401b相对一端的两角设计有一对活动的L型厚度垫片403a、403b，L型厚度垫片403通过固定装置404(如螺钉)固定在准直块401a、401b上。其中图3具体表示的是401b设计有L型厚度垫片的情形，401a上的L型厚度垫片应当相应的设置在准直块401a的下方。当一对这种结构的准直块相对上下合拢时，由于L型厚度垫片403的作用，准直块之间形成一个固定宽度的水平细缝，可用于工业CT模式。系统中设计有一系列不同厚度的L型厚度垫片403(A)、403(B)、403(C)、403(D)，可以更多，通过更换L型厚度垫片403，可在准直器4上实现不同宽度的水平细缝，以满足不同使用条件的要求。L型厚度垫片403可以在上下活动的一对准直块401a、401b上安装，也可以只在其中一个准直块上安装。

附图4表示了本发明准直器的又一种准直块实现方式。准直块401a、401b相对一端的两角设计有一个小台阶，在台阶上安装有一对活动的矩形厚度垫片405a、405b，矩形厚度垫片405通过沉头固定装置406固定在准直块401a、401b上，也可以通过其它侧面固定的方式固定在相应的准直块上。其中图4具体表示的是401b设计有矩形厚度垫片的情形，401a上的矩形厚度垫片应当相应的设置在准直块401a的下方。矩形厚度垫片405的高度略高于小台阶的高度。当一对这种结构的准直块相对上下合拢时，由于矩形厚度垫片405的作用，准直块之间形成一个固定宽度的水平细缝，可用于工业CT模式。系统中设计有一系列不同厚度的矩形厚度垫片405(A)、405(B)、405(C)、405(D)，可以更多，通过更换矩形厚度垫片405，可在准直器4上实现不同宽度的水平细缝，以满足不同使用条件的要求。矩形厚度垫片405可以在上下活动的一对准直块401a、401b上安装，也可以只在其中一个准直块上安装。

本发明典型的工作流程如下：

带小凹槽的准直块构成的准直器：一种由带小凹槽的准直块构成细缝的两用准直器可以方便地用于辐射照相和工业CT系统。在用于辐射照相时，四个准直块通过运动形成不同的位置组合，可以形成各种矩形照射野。通常在矩形照射野最大时，四个准直块之间也留有搭接余量，带小凹槽的准直块上两端的小凸台体积很小，在照射野范围外，因此不会影响到照射野。在用于工业CT时，水平运动的一对准直块401c、401d运动到距离最大的位置，带小凹槽的一对垂直运动准直块401a、401b相对运动到小凹槽两头的凸台紧密接触的位置，此时射线束被准直成厚度由小凹槽深度决定的扇形束。扇形束流的厚度可以非常精确，且重复性好，有利于提高CT系统的图像质量。

带L型厚度垫片的准直块构成的准直器：一种由L型厚度垫片的准直块构成细缝的两用准直器可以方便地用于辐射照相和工业CT系统。在用于辐射照相时，四个准直块通过运动形成不同的位置组合，可以形成各种矩形照射野。通常在矩形照射野最大时，四个准直块之间也留有搭接余量，带L型厚度垫片的准直块上两端的小台阶体积很小，在照射野范围外，因此不会影响到照射野。在用于工业CT时，水平运动的一对准直块401c、401d运动到距离最大的位置，带L型厚度垫片的一对垂直运动准直块401a、401b相对运动到准直块两头小台阶紧密接触的位置，此时射线束被准直成厚度由L型厚度垫片决定的扇形束。扇形束流的厚度还可以通过更换不同的L型厚度垫片进行调整，扇形束流的厚度可以非常精确，且重复性好，有利于提高CT系统的图像质量。

带矩形厚度垫片的准直块构成的准直器工作方式同上。

虽然本发明是具体结合个别优选实施例示出和说明的，但熟悉该技术领域的人员可以理解，其中无论在形式上还是在细节上都可以作出各种改变，这并不背离本发明的精神实质和专利保护范围。

Claims (5)

1.一种带缝两用准直器，包括分别能够水平活动和上下活动两对准直块，其特征在于上下活动的一对准直块在运动至相对上下合拢时，该上下活动的一对准直块之间形成一条水平细缝；

在所述上下活动的一对准直块相接触一端的两角分别设有一对活动的L型厚度垫片，两个准直块相对上下合拢时，L型厚度垫片使得所述上下活动的一对准直块之间形成所述水平细缝；或

在所述上下活动的一对准直块的任一准直块上、两上下活动的准直块相接触一端的两角设有一对活动的L型厚度垫片，两个准直块相对上下合拢时，L型厚度垫片使得所述上下活动的一对准直块之间形成所述水平细缝；或

在所述上下活动的一对准直块的任一准直块上、两上下活动的准直块相接触一端的两角分别设有一个小台阶，将一对活动的矩形厚度垫片中的两个活动的矩形厚度垫片分别安装在两个小台阶上，所述矩形厚度垫片的高度略高于小台阶的高度，两个准直块相对上下合拢时，矩形厚度垫片使得所述上下活动的一对准直块之间形成所述水平细缝。

2.如权利要求1所述的带缝两用准直器，其特征在于所述L型厚度垫片通过固定装置固定在相应的准直块上。

3.如权利要求1所述的带缝两用准直器，其特征在于通过更换不同厚度的L型厚度垫片，能够在准直器上实现不同宽度的水平细缝。

4.如权利要求1所述的带缝两用准直器，其特征在于所述矩形厚度垫片通过沉头固定装置固定在相应的准直块上，或通过其它侧面固定的方式固定在相应的准直块上。

5.如权利要求1所述的带缝两用准直器，其特征在于通过更换不同厚度的矩形厚度垫片，能够在准直器上实现不同宽度的水平细缝。

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