CN104165895B - 工业ct的3d成像系统的成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工业CT的3D成像系统及工业CT的3D成像方法，成像系统包括相向设置的X射线发生器、弧形探测器、设置在同一条轴线上的一级传送带和二级传送带，所述一级传送带和所述二级传送带的相对端之间具有空隙，所述X射线发生器和所述弧形探测器以所述空隙处为圆心围绕所述一级传送带和所述二级传送带转动设置，通过该3D成像系统的纵切式扫描，该3D成像方法更易于检查较长物体，如几十厘米到几十米的长柱形物体及内部的材料、仪表、元器件等，如抽水泵、水利发电机、航空起落架、航空发动机、潜水装置、水下搜救装置、桥梁构件、宇航飞行器、水下运动装置等。

Description

工业CT的3D成像系统的成像方法

技术领域

本发明涉及CT成像领域，尤其涉及一种工业CT的3D成像系统及工业CT的3D实现方法。

背景技术

目前工业无损立体3D检测多采用类似医用CT的形式，物品放在传送装置上，线阵探测器和球管在物品的上下旋转一定角度（如2度）拍一幅二维X光片旋转一周后对拍摄的180幅二维X光片进行数据重建处理，得到该物品一幅一定厚度（如1毫米）的切片图像，物体往前移动一定距离（如2毫米），再进行以上旋转拍片，得到该位置的X光切片图像，依次不断物品前移拍片得到一定长度L（如10厘米）的一系列切片图像（即沿物体径向方向的切片图像），利用这组图像数据，可以制作出长度为L的物品3D立体图像。

发明内容

针对现有工业CT的3D成像方法和成像系统，本发明提供了一种通过扫描采集物体纵切图像的工业CT的3D成像系统和工业CT的3D实现方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种工业CT的3D成像系统，包括相向设置的X射线发生器、弧形探测器、设置在同一条轴线上的第一传送带和第二传送带，所述第一传送带和所述第二传送带的相对端之间具有空隙，所述X射线发生器和所述弧形探测器以所述空隙处为圆心围绕所述第一传送带和所述第二传送带转动设置。

优选地，所述X射线发生器包括X射线球管和束光器，所述束光器安装在所述X射线球管的出光口，所述束光器面向所述成像标记点与所述弧形探测器入射窗相向设置。

优选地，所述X射线球管和所述弧形探测器分别安装在一根弯折固定臂的两端，弯折固定臂具有多个弯折角以保证安装在其上的所述弧形探测器的入射窗正对所述X射线球管的出光口。

优选地，还包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴通过联轴器与所述第一传送带的主动轴连接，所述第二驱动电机的输出轴通过联轴器与所述第二传送带的主动轴连接。

一种基于上述工业CT的3D成像系统实现的3D成像方法，首先将成像物体通过传送带输送至传送带边缘；

启动X射线发生器和弧形探测器，第一传送带继续带动成像物体向前移动并穿过第一传送带和第二传送带之间的空隙；

在成像物体向前移动并穿过第一传送带和第二传送带之间空隙的同时，X射线发生器发出X射线对成像物体进行照射并经过弧形探测器对透过物体的X射线进行采集；

待成像物体完全通过第一传送带和第二传送带之间的空隙后，X射线发生器和弧形探测器停止运行；

控制第二传送带倒转将成像物体输送至初始位置，即第一传送带的边缘；

控制X射线发生器和弧形探测器顺时针或逆时针旋转一定角度，再次重复以上步骤直至X射线发生器和弧形探测器旋转角度大于180°后停止重复；

将每次照射得到的成像物体的图像数据进行CT重建，得到成像物体内部的3D重建数据。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1.算法不同。

首先获得受照物体不同角度的长度L宽度W毫米的平面图像数据，利用所有不同角度的上述二维图像数据重建出3D立体图像。

2.结构简单。

淘汰了传统CT中的动态旋转结构，无须螺旋扫描的控制和滑环系统，CT结构更加简单。

3.更易于设计较大直径的工业CT。

由于特点2，球管到弧形探测器的距离（简称SID）不受滑环直径和驱动控制装置的制约，如SID为1~5米，所以，该技术可用于设计直径更大的工业CT。

4.应用范围广。

由于将沿物体旋转扫描改变为沿物体长度方向扫描获取相关数据的方法，所以，本方法更易于检查较长物体，如几十厘米到几十米的长柱形物体及内部的材料、仪表、元器件等，如抽水泵、水利发电机、航空起落架、航空发动机、潜水装置、水下搜救装置、桥梁构件、宇航飞行器、水下运动装置等。

附图说明

图1为本发明工业CT的3D成像系统的主视结构示意图；

图2为本发明工业CT的3D成像系统的测试结构示意图；

图3-图7为本发明工业CT的3D成像实现方法的流程示意图。

图中：1-第二传送带，2-成像物体，3-底座，4-弯折固定臂，5-第一传送带，6-球管，7-束光器，8-弧形探测器。

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1所示，图1为本发明。

一种工业CT的3D成像系统，包括相向设置的X射线发生器、弧形探测器8、设置在同一条轴线上的第一传送带5和第二传送带1，所述第一传送带5和所述第二传送带1的相对端之间具有空隙，所述X射线发生器和所述弧形探测器8以所述空隙处为圆心围绕所述第一传送带5和所述第二传送带1转动设置。

优选地，所述X射线发生器包括X射线球管6和束光器7，所述束光器7安装在所述X射线球管6的出光口，所述束光器7面向所述成像标记点与所述弧形探测器8入射窗相向设置。

优选地，所述X射线球管6和所述弧形探测器8分别安装在一根弯折固定臂4的两端，弯折固定臂4具有多个弯折角以保证安装在其上的所述弧形探测器8的入射窗正对所述X射线球管6的出光口。。

优选地，还包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴通过联轴器与所述第一传送带的主动轴连接，所述第二驱动电机的输出轴通过联轴器与所述第二传送带的主动轴连接。

一种基于上述工业CT的3D成像系统实现的3D成像方法，首先将成像物体2通过传送带输送至传送带边缘；

启动X射线发生器和弧形探测器8，第一传送带继续带动成像物体2向前移动并穿过第一传送带和第二传送带之间的空隙；

在成像物体2向前移动并穿过第一传送带和第二传送带之间空隙的同时，X射线发生器发出X射线对成像物体2进行照射并经过弧形探测器8对透过物体的X射线进行采集；

待成像物体2完全通过第一传送带和第二传送带之间的空隙后，X射线发生器和弧形探测器8停止运行；

控制第二传送带倒转将成像物体2输送至初始位置，即第一传送带的边缘；

控制X射线发生器和弧形探测器8顺时针或逆时针旋转一定角度，再次重复以上步骤直至X射线发生器和弧形探测器8旋转角度大于180°后停止重复；

将每次照射得到的成像物体2的图像数据进行CT重建，得到成像物体2内部的3D重建数据。

整个设备通过底座4固定在底面上，当对传送装置上的物体进行X射线3D成像时，通过计算机控制传送装置以每秒S毫米的速度匀速运动，同时启动X射线装置对受照物体连续曝光、弧形探测器8同时接收透照射线数据，当运动到达预定的L毫米时，计算机命令运动机构和X射线装置停止工作，把收到的弧形探测器8数字信号通过计算形成一幅长度为L宽度为W的二维X线图像。然后计算机控制整个传送装置携带其上的待成像物品退至起始位置，将球管6和弧形探测器8在弯折固定臂4的带动下顺时针旋转一定角度（如1度），计算机控制系统再次重复以上过程，弯折固定臂4每顺时针旋转一定角度（如1度）拍摄一张L*W的平面图像，以此重复N遍（N=180/a，a是每次旋转的角度）后，得到N张受检物体不同角度的二维数字X光图像，对上述N张L*W的数据进行CT重建，即可得到该物体内部的3D重建数据，形成3D立体图像。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种基于工业CT的3D成像系统实现的3D成像方法，其特征在于，所述工业CT的3D成像系统包括相向设置的X射线发生器、弧形探测器、设置在同一条轴线上的第一传送带和第二传送带，所述第一传送带和所述第二传送带的相对端之间具有空隙，所述X射线发生器和所述弧形探测器以所述空隙处为圆心围绕所述第一传送带和所述第二传送带转动设置；

首先将成像物体通过传送带输送至传送带边缘；

启动X射线发生器和弧形探测器，第一传送带继续带动成像物体向前移动并穿过第一传送带和第二传送带之间的空隙；

在成像物体向前移动并穿过第一传送带和第二传送带之间空隙的同时，X射线发生器发出X射线对成像物体进行照射并经过弧形探测器对透过物体的X射线进行采集；

待成像物体完全通过第一传送带和第二传送带之间的空隙后，X射线发生器和弧形探测器停止运行；

控制第二传送带倒转将成像物体输送至初始位置，即第一传送带的边缘；

控制X射线发生器和弧形探测器顺时针或逆时针旋转一定角度，再次重复以上步骤直至X射线发生器和弧形探测器旋转角度大于180°后停止重复；

将每次照射得到的成像物体的图像数据进行CT重建，得到成像物体内部的3D重建数据。