CN104101615A - 一种车载移动式计算机层析成像检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载移动式计算机层析成像(CT)检测系统，属于无损检测技术领域。该检测系统包括检测车、操作车、电源车、CT环形扫描装置、工件支架、防护设施等。检测车上安装有带减震装置的CT环形扫描装置，射线源和探测器分别安装在精密圆环的中心对称轴两侧，在电机驱动下，实现同步旋转，从而对工件进行CT扫描。本检测系统的优点在于：被检测的工件无须旋转，而通过射线源和探测器环绕工件同步旋转，实现工件的CT扫描成像；检测车上安装有工件支架，用于装夹和移动检测对象；同时，还具有易调校、可移动、可实施异地外场检测等特点。

Description

一种车载移动式计算机层析成像检测系统

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，涉及一种计算机层析成像检测技术，特别涉及一种车载移动式计算机层析成像(CT)检测系统。

背景技术

自上世纪80年代初第一台工业CT(计算机层析成像)系统诞生以来，工业CT系统广泛应用于各个重要工业领域。

工业CT(简称ICT)，即工业计算机层析成像技术(Industrial Computed Tomography)，是一种先进的无损检测手段。它能在不破坏物体的前提下，通过数字化图像形式直观、清晰、准确的呈现被测工件的内部特征，具有影响不重叠、不受工件结构和材质影响、检测对象范围广、空间和密度分辨率高等特点。工业CT常用的扫描结构包括立式结构和卧式结构，但这些传统的工业CT系统都安装于一幢能屏蔽射线的钢筋混凝土建筑内或铅制工房内，整机无法移动，射线源和探测器布局在检测对象两侧，在扫描过程中，射线源和探测器固定不定，检测对象在旋转工作台上作精密旋转运动。检测对象在射线束中作旋转运动时，透过检测对象的射线传到探测器中，根据其强度变化，反应检测对象中射线路径上的材料对射线吸收系数的积分(即投影)，将多视角下的投影数据通过逆投影的方式可获得检测对象上射线照射断面内的吸收系数分布图像。这种计算机层析成像系统，均为检测对象旋转，由于对射线源、探测器和旋转中心的相对位置精度和机械运动的精度要求都很高，因此主机一般在安装后不再移动，存在着精度难调校、不可移动、不能实施异地外场检测等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车载移动式计算机层析成像(CT)检测系统，该检测系统能够适应外场检测、方便精度调校，且具有抗震动能力强等特点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车载移动式计算机层析成像(CT)检测系统，包括检测车、操作车、电源车、CT环形扫描装置、工件支架、防护设施等。

所述检测车的车身托架采用通用底盘，底盘安装有减震机构，通用底盘的前部为第一方舱，第一方舱为电气室，内部安装有配电箱、射线源高压部件、射线源冷却部件和控制电气部件；通用底盘的后部安装第二方舱，第二方舱内安装CT环形扫描装置、工件支架；第二方舱的舱壁为铅板等制作的防护设施，舱壁上有工件运送窗孔及窗孔门；所述CT环形扫描装置为一个精密圆环，环上安装射线源和探测器，该圆环在机架内作精密旋转运动，在机架两侧安装有可折叠或可调节的工件支架；所述CT环形扫描装置采用了有效的防护处理以限制射线辐射域。

所述操作车的车身托架也采用通用底盘，底盘安装有减震机构，通用底盘上安装方舱，方舱内为操作室，配置图像重建处理装置、操作控制台；通过操作车上的操控面板和控制工作站将CT控制信号发送到检测车上的CT环形扫描装置，检测车上的射线源发出射线，穿透检测对象后进入探测器，将接收的射线信号最终转换为数字信号，传输到操作车上的控制工作站中，并通过网络传递给图像工作站进行图像重建和处理，并显示检测结果。

电源车包括两个方舱，在第一方舱内安装有发电机，能够保障连续工作，从而保证检测车和操作车在商用电力中断的条件下或者在没有商用电力供应的地方单独正常工作；电源车的第二方舱内配置发电机的控制装置和监控装置。

CT环形扫描装置安装在独立减震台上，在CT扫描时，先将检测对象固定到工件支架上，无须调整精度，使安装有射线源和探测器的圆环精密旋转一定角度，即可完成扫描，然后采用图像重建算法重建出CT图像；所述独立减震台带有定位销，在车辆移动过程中，拔出定位销即可防震以保护CT环形扫描装置，插入定位销即可固定CT环形扫描装置使之稳定。

进一步，所述的CT环形扫描装置是由环形轴承或环形导轨支撑的，采用环形齿轮齿条或同步带由电机驱动，且工件支架可以实现检测对象平移，以实现不同部位的CT扫描。

进一步，所述的射线源采用电子直线加速器、X射线机、一体化X射线机或者放射性同位素，射线源的数量为一个或者多个。

进一步，所述的探测器采用的形式为线阵列或者面阵列。

进一步，所述的探测器采用固体探测器、液体探测器、气体探测器或者是半导体探测器。

进一步，所述的探测器工作于积分方式或者计数方式。

进一步，所述探测器的数据传输可采用无线方式，也可采用有线方式。

进一步，所述射线源和探测器的同步旋转行程为360°或180°+α。

进一步，所述射线源和探测器的线缆由可伸缩机构支撑，以随圆环转动而不致线缆缠绕。

本发明的有益效果在于：

1)本发明所述的车载移动式计算机层析成像(CT)检测系统由于采用了射线源和探测器旋转、检测对象不旋转的CT扫描方式，解决了传统CT扫描方式对机械结构精度要求高的问题，使机械精度调校变得十分简单。

2)采用了可伸缩机构固定射线源和探测器线缆，并采用360°或(180°+α)的旋转行程，解决了射线源和探测器旋转过程中的线缆缠绕问题，保护了线缆及高压接头，提高了长期使用的可靠性。

3)采用工件支架，只要可将检测对象穿过CT环形扫描装置安装到工件支架上即可，大大降低了安装难度。

4)对射线源发射窗口采取了进一步的屏蔽防护措施，并使用防护性箱形舱结构，使得在外场作业时，不需要另外的防护实施，只需划定10m×10m的防护警戒区即可，辐射防护满足国家标准要求。

5)采用专用多个减震机构，使得该检测系统可在外场路况恶劣条件下使用。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为检测车的结构示意图；

图2为操作车的结构示意图；

图3为电源车的结构示意图；

图4为检测车工作状态俯视图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图1为检测车的结构示意图，图2为操作车的结构示意图，图3为电源车的结构示意图。

如图所示，本发明所述的车载移动式计算机层析成像检测系统，包括检测车1、操作车2、电源车3、CT环形扫描装置4、工件支架5、防护设施6等。

如图1所示，检测车1的车身托架采用通用底盘，底盘安装有减震机构7，通用底盘的前部为第一方舱8，第一方舱8为电气室，内部安装有配电箱、射线源高压部件、射线源冷却部件和控制电气部件；通用底盘的后部安装第二方舱9，第二方舱9内安装CT环形扫描装置4、工件支架5；第二方舱9的舱壁为铅板等制作的防护设施6，舱壁上有工件运送窗孔及窗孔门；所述CT环形扫描装置4为一个精密圆环10，环上安装射线源11和探测器12，该圆环10在机架13内作精密旋转运动，在机架13两侧安装有可折叠或可调节的工件支架5；所述CT环形扫描装置4采用了有效的防护处理以限制射线辐射域。

如图2所示，操作车2的车身托架也采用通用底盘，底盘安装有减震机构16，通用底盘上安装方舱17，方舱17内为操作室，配置图像重建处理装置、操作控制台；通过操作车2上的操控面板和控制工作站将CT控制信号发送到检测车1上的CT环形扫描装置4，检测车1上的射线源11发出射线，穿透检测对象后进入探测器12，探测器9将接收的射线信号最终转换为数字信号，传输到操作车2上的控制工作站中，并通过网络传递给图像工作站进行图像重建和处理，并显示检测结果。

如图3所示，电源车3包括两个方舱，在第一方舱18内安装有发电机，能够保障连续工作，从而保证检测车1和操作车2在商用电力中断的条件下或者在没有商用电力供应的地方单独正常工作；电源车3的第二方舱19内配置发电机的控制装置和监控装置。

在本实施例中，CT环形扫描装置4是由环形轴承或环形导轨支撑的，采用环形齿轮齿条或同步带由电机驱动，且工件支架5可以实现检测对象平移，以实现不同部位的CT扫描。射线源11采用电子直线加速器、X射线机、一体化X射线机或者放射性同位素，射线源11的数量为一个或者多个。

探测器12采用固体探测器、液体探测器、气体探测器或者是半导体探测器，采用的形式为线阵列或者面阵列；探测器12工作于积分方式或者计数方式；其数据传输可采用无线方式，也可采用有线方式。

射线源11和探测器12的同步旋转行程为360°或180°+α，并且射线源11和探测器12的线缆由可伸缩机构20支撑，以随圆环10转动而不致线缆缠绕。

CT环形扫描装置4安装在独立减震台14上，在系统进行工作即CT扫描时，先将检测对象固定到工件支架5上，无须调整精度，使安装有射线源11和探测器12的圆环10精密旋转一定角度，即可完成扫描，然后采用图像重建算法重建出CT图像；所述独立减震台14带有定位销15，在车辆移动过程中，拔出定位销15即可防震以保护CT环形扫描装置4，插入定位销15即可固定CT环形扫描装置4使之稳定。图4为检测车工作状态俯视图。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种车载移动式计算机层析成像检测系统，其特征在于：包括检测车(1)、操作车(2)、电源车(3)、CT环形扫描装置(4)、工件支架(5)、防护设施(6)；

所述检测车(1)的车身托架采用通用底盘，底盘安装有减震机构(7)，通用底盘的前部为第一方舱(8)，第一方舱(8)为电气室，内部安装有配电箱、射线源高压部件、射线源冷却部件和控制电气部件；通用底盘的后部安装第二方舱(9)，第二方舱(9)内安装CT环形扫描装置(4)、工件支架(5)；第二方舱(9)的舱壁为铅板等制作的防护设施(6)，舱壁上有工件运送窗孔及窗孔门；所述CT环形扫描装置(4)为一个精密圆环(10)，环上安装射线源(11)和探测器(12)，该圆环(10)在机架(13)内作精密旋转运动，在机架(13)两侧安装有可折叠或可调节的工件支架(5)；

所述操作车(2)的车身托架也采用通用底盘，底盘安装有减震机构(16)，通用底盘上安装方舱(17)，方舱(17)内为操作室，配置图像重建处理装置、操作控制台；通过操作车(2)上的操控面板和控制工作站将CT控制信号发送到检测车(1)上的CT环形扫描装置(4)，检测车(1)上的射线源(11)发出射线，穿透检测对象后进入探测器(12)，探测器(9)将接收的射线信号最终转换为数字信号，传输到操作车(2)上的控制工作站中，并通过网络传递给图像工作站进行图像重建和处理，并显示检测结果；

电源车(3)包括两个方舱，在第一方舱(18)内安装有发电机，能够保障连续工作，从而保证检测车(1)和操作车(2)在商用电力中断的条件下或者在没有商用电力供应的地方单独正常工作；电源车(3)的第二方舱(19)内配置发电机的控制装置和监控装置；CT环形扫描装置(4)安装在独立减震台(14)上，在CT扫描时，先将检测对象固定到工件支架(5)上，无须调整精度，使安装有射线源(11)和探测器(12)的圆环(10)精密旋转一定角度，即可完成扫描，然后采用图像重建算法重建出CT图像；所述独立减震台(14)带有定位销(15)，在车辆移动过程中，拔出定位销(15)即可防震以保护CT环形扫描装置(4)，插入定位销(15)即可固定CT环形扫描装置(4)使之稳定。

2.根据权利要求1所述的一种车载移动式计算机层析成像检测系统，其特征在于：所述的CT环形扫描装置(4)是由环形轴承或环形导轨支撑的，采用环形齿轮齿条或同步带由电机驱动，且工件支架(5)可以实现检测对象平移，以实现不同部位的CT扫描。

3.根据权利要求1所述的一种车载移动式计算机层析成像检测系统，其特征在于：所述的射线源(11)采用电子直线加速器、X射线机、一体化X射线机或者放射性同位素，射线源(11)的数量为一个或者多个。

4.根据权利要求1所述的一种车载移动式计算机层析成像检测系统，其特征在于：所述的探测器(12)采用的形式为线阵列或者面阵列。

5.根据权利要求1所述的一种车载移动式计算机层析成像检测系统，其特征在于：所述的探测器(12)采用固体探测器、液体探测器、气体探测器或者是半导体探测器。

6.根据权利要求1所述的一种车载移动式计算机层析成像检测系统，其特征在于：所述的探测器(12)工作于积分方式或者计数方式；所述探测器(12)的数据传输可采用无线方式，也可采用有线方式。

7.根据权利要求1所述的一种车载移动式计算机层析成像检测系统，其特征在于：所述射线源(11)和探测器(12)的同步旋转行程为360°或180°+α。

8.根据权利要求1所述的一种车载移动式计算机层析成像检测系统，其特征在于：所述射线源(11)和探测器(12)的线缆由可伸缩机构(20)支撑，以随圆环(10)转动而不致线缆缠绕。