CN102645442A - 一种利用电子偏转形成飞点的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用电子偏转形成飞点辐射的系统和飞点扫描方法，所述系统包括：X射线源，所述X射线源具有偏转线圈，所述偏转线圈的磁场对阴极发射的电子进行偏转形成偏转电子，所述偏转电子落在阳极靶点上形成X射线束；针孔装置，所述针孔装置对所述X射线束进行透射形成飞点。本发明实施例使得飞点的移动速度不受机械运动的限制，理论上可以达到光速，提高了利用飞点扫描的效率。

Description

一种利用电子偏转形成飞点的系统和方法

技术领域

本发明涉及X射线成像技术领域，具体涉及一种利用电子偏转形成飞点的系统和方法。

背景技术

目前，用于X射线成像的飞点扫描的方法主要有两种：

一种如图1所示：旋转轮（图中称左右切轮）沿半径方向均匀布置有圆锥形小孔，这样，发射于圆心的射线就能沿圆锥形小孔射出，落在物体上，形成圆形斑点，即飞点。该种方式在专利（专利号：ZL03801115.8，发明名称：移动式X射线反向散射检查车，发明人：美国科技工程公司）中有详细表述，在该种典型的飞点系统中，X射线的细“笔形射束”““迅速地和重复地扫过射束通路的以射束源为中心、垂直定向的”“扇形”“，该射束通路设置为街区被检查的物体，同时，该物体意一个恒定的较低速度沿垂直于扇形的路径运动，例如在一个水平运动的传送带上，在此方式下，笔形射束以逐点的光栅方式穿过该物体，而整个物体在从几秒钟到几分钟的时间范围内闯过扇形平面时被扫描。

另一种在美国科技工程公司（AS&E）的论文中有详细描述，论文译名为“基于AS&E101ZZ系统的自动爆炸物检查模型““，论文中有如下表述：一个X射线源，就像任何一个放射源一样，产生一个能量场，像集中的一束或一个平面。大多数系统用准直器将输出射线限制在一个很窄的平面内。准直器由铅或其他防护材料制成，具有一个很窄的笔直的细缝，X射线正好能通过。每一时刻，只能看见行李很小的一部分；准直器有效的将行李分为很小的笔直区域，或者说扫描线。使用一个探测器阵列将暴露区域（照到的线）分成很多小的部分并产生一个像素图像。结构如图2所示。使用这种方法，图像（像素）受到阵列探测器数量的限制，尽管横向的结果可以通过改变传送带的速度的方法进行控制。此外，探测器上传感器数量的增加意味者整个系统费用的增加。

为了获得照射在物体上的不连续的飞点，将准直器，有防护材料制作的断路飞轮，放置在X射线光路上，其中，飞轮上开有4道细槽，以固定转速旋转，以打断准直的X射线面，形成了一个很细的光束。当飞轮旋转时，光束从底面移动到顶面，扫描一个完整的垂直线。移动的光束形成了一个像素图像，减少了昂贵的传感器阵列，而运用了一些大型的光电倍增管。如图3所示为飞点技术的应用。该种方式用一个滑动的光束控制水平和竖直结果，使用很少的昂贵的探测器元件降低了系统的费用。

上述两种飞点扫描成像的主要缺点是：飞点的产生必须依赖于机械的转动，而机械的转动速度是有一定限制的，这就造成了飞点的移动速度受到了限制。

发明内容

本发明实施例的目的是针对现有技术中飞点移动速度受到机械运动限制，从而导致飞点运动速度过慢的问题，而提出一种利用电子偏转形成飞点的系统和方法。

为了达到上述发明目的，本发明实施例提出的一种利用电子偏转形成飞点的系统是通过以下技术方案实现的:

一种利用电子偏转形成飞点的系统，所述系统包括：

X射线源，所述X射线源具有偏转线圈，所述偏转线圈的磁场对阴极发射的电子进行偏转形成偏转电子，所述偏转电子落在阳极靶点上形成X射线束；

针孔装置，所述针孔装置位于所述射线源的出束窗口，对所述X射线束进行透射形成飞点。

进一步优选地，所述针孔装置包含一细长槽，所述针孔装置厚度至能够屏蔽X射线束，细长槽的内孔宽度能使X射线束透射。

进一步优选地，所述细长槽为一六边形槽，所述六边形槽的形状为使X射线束透过时以笔形线束射出。

为了达到上述发明目的，本发明实施例提出的一种利用电子偏转形成飞点的方法是通过以下技术方案实现的:

一种利用电子偏转形成飞点的方法，所述方法包括：

具有偏转线圈的X射线源，所述偏转线圈的磁场对阴极发射的电子进行偏转形成偏转电子，所述偏转电子落在阳极靶点上形成扇形X射线束；

位于所述射线源的出束窗口的针孔装置，对所述X射线束进行透射形成笔形飞点，落在被检物体上。

进一步优选地，所述位于所述射线源的出束窗口的针孔装置，对所述X射线束进行透射形成飞点具体包括：

当偏转电子打在阳极下部时，扇形X射线束通过针孔装置时，形成一个笔形束；

当电子偏转打在阳极中部时，扇形X射线束通过针孔装置，形成一个笔形束；

当电子偏转打在阳极下部时，扇形X射线束通过针孔装置，形成一个笔形束。

与现有技术相比，本发明实施例的利用电子偏转形成飞点的系统和飞点扫描方法，使得飞点的移动速度不受机械运动的限制，理论上可以达到光速，提高了利用飞点扫描的效率。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1为现有技术一种飞点扫描系统组成示意图；

图2为现有技术另一种飞点扫描系统组成示意图；

图3为现有技术一种飞点扫描系统应用示意图；

图4为本发明实施例一种利用电子偏转飞点扫描系统组成示意图；

图5为本发明实施例电子偏转飞点形成示意图；

图6为本发明实施例飞点透射扫描系统组成示意图；

图7为本发明实施例飞点散射扫描系统组成示意图；

图8为本发明实施例飞点透射和散射扫描系统组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图4所示，为本发明实施例一种利用电子偏转形成飞点的系统的组成示意图，所述系统包括：

X射线源，所述X射线源具有偏转线圈，所述偏转线圈的磁场对阴极发射的电子进行偏转形成偏转电子，所述偏转电子落在阳极靶点上形成X射线束；

针孔装置，所述针孔装置位于所述射线源的出束窗口，对所述X射线束进行透射形成飞点。

在本发明实施例中，该X射线源的靶点是可以改变的，靶点的改变由磁场对打靶电子进行偏转实现，再配合所述针孔装置，就能产生一种飞点，飞点的移动速度就是电子的偏转速度。

进一步优选地，所述针孔装置包含一细长槽，所述针孔装置厚度至能够屏蔽X射线束，细长槽的内孔宽度能使X射线束透射。

进一步优选地，所述细长槽为一六边形槽，所述六边形槽的形状为使X射线束透过时以笔形线束射出。

如图5所示，偏转电子落在靶点上并从A1点移动到A2点，对应的落在物体的飞点就从B1移动到B2点，因此，飞点移动的速度与电子偏转的速度相等。

如图6所示，为本发明实施例一种飞点透射扫描应用系统示意图。图6为仅透射探测器接受X射线的信号的情况。

具有可改变靶点的X射线源，其偏转线圈的磁场对阴极发射的电子进行偏转形成偏转电子，所述偏转电子落在阳极靶点上形成X射线束；

针孔装置对所述X射线束进行透射形成飞点光束，落到被测物体上为一个点，由于偏转电子方向不断地改变，透过的X射线随电子偏转的方向不断改变，从而使得落在被测物体上的X光束的位置上下运动，形成对被测物体的扫描，透射探测器接受X射线的信号就能经过处理得到透射图像。

如图7所示，为本发明实施例一种飞点散射扫描应用系统示意图，为仅散射探测器接受背散射的信号的情况。如图7所示，具有可改变靶点的X射线源，其偏转线圈的磁场对阴极发射的电子进行偏转形成偏转电子，所述偏转电子落在阳极靶点上形成X射线束；

针孔装置对所述X射线束进行透射形成飞点光束，落到被测物体上为一个点，由于偏转电子方向不断地改变，透过的X射线随电子偏转的方向不断改变，从而使得落在被测物体上的X光束的位置上下运动，形成对被测物体的扫描，散射探测器接受X射线的信号就能经过处理得到散射图像。

如图8所示，为本发明实施例一种飞点透射和散射结合扫描应用系统示意图。具有可改变靶点的X射线源，其偏转线圈的磁场对阴极发射的电子进行偏转形成偏转电子，所述偏转电子落在阳极靶点上形成X射线束；

针孔装置对所述X射线束进行透射形成飞点光束，落到被测物体上为一个点，由于偏转电子方向不断地改变，透过的X射线随电子偏转的方向不断改变，形成对被测物体的扫描。经过被测物体后出射的X射线打到透射探测器上，被透射探测器接受，经过被测物体背散射的X射线打到散射探测器上，被散射探测器接受。通过透射图像和背散射图像的结合，获得最终的图像。

对应于上述装置，本发明还提供了形成X射线飞点的方法：

具有偏转线圈的X射线源，所述偏转线圈的磁场对阴极发射的电子进行偏转形成偏转电子，所述偏转电子落在阳极靶点上形成扇形X射线束；

位于所述射线源的出束窗口的针孔装置，对所述X射线束进行透射形成笔形飞点，落在被检物体上。

进一步优选地，所述位于所述射线源的出束窗口的针孔装置，对所述X射线束进行透射形成飞点具体包括：

当偏转电子打在阳极下部时，扇形X射线束通过针孔装置时，形成一个笔形束；

当电子偏转打在阳极中部时，扇形X射线束通过针孔装置，形成一个笔形束；

当电子偏转打在阳极下部时，扇形X射线束通过针孔装置，形成一个笔形束。

与现有技术相比，本发明实施例的利用电子偏转形成飞点的系统和飞点扫描方法，使得飞点的移动速度不受机械运动的限制，理论上可以达到光速，提高了利用飞点扫描的效率。

本发明所属领域的一般技术人员可以理解，本发明以上实施例仅为本发明的优选实施例之一，为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本发明权利要求技术方案的实施，都在本发明的保护范围内。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在本发明的上述指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种利用电子偏转形成飞点的系统，其特征在于，所述系统包括：

X射线源，所述X射线源具有偏转线圈，所述偏转线圈的磁场对阴极发射的电子进行偏转形成偏转电子，所述偏转电子落在阳极靶点上形成X射线束；

针孔装置，所述针孔装置位于所述射线源的出束窗口，对所述X射线束进行透射形成飞点。

2.如权利要求1所述的利用电子偏转形成飞点的系统，其特征在于：

所述针孔装置包含一细长槽，所述针孔装置厚度至能够屏蔽X射线束，细长槽的内孔宽度能使X射线束透射。

3.如权利要求1所述的利用电子偏转形成飞点的系统，其特征在于：

所述细长槽为一六边形槽，所述六边形槽的形状为使X射线束透过时以笔形线束射出。

4.一种利用电子偏转形成飞点的方法，其特征在于，所述方法包括：

具有偏转线圈的X射线源，所述偏转线圈的磁场对阴极发射的电子进行偏转形成偏转电子，所述偏转电子落在阳极靶点上形成扇形X射线束；

位于所述射线源的出束窗口的针孔装置，对所述X射线束进行透射形成笔形飞点，落在被检物体上。

5.如权利要求4所述的利用电子偏转形成飞点的方法，其特征在于，所述位于所述射线源的出束窗口的针孔装置，对所述X射线束进行透射形成飞点具体包括：

当偏转电子打在阳极下部时，扇形X射线束通过针孔装置时，形成一个笔形束；

当电子偏转打在阳极中部时，扇形X射线束通过针孔装置，形成一个笔形束；

当电子偏转打在阳极下部时，扇形X射线束通过针孔装置，形成一个笔形束。

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