CN107014838B - 基于x射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器，包括检测处理器、X射线源、检测台、PC计算机，检测处理器包括接收器以及图像处理显示器，PC计算机与图像处理显示器连接，X射线源用于发射X射线激光束，图像处理显示器与接收器连接，X射线激光束穿透过检测台，在检测台上至少有一个聚光凸部，检测台上具有形状检测器，形状检测器包括两个侧安装架以及安装在侧安装架上的两CCD相机，两CCD相机以待检测珍蚌样品为中心对称置于检测台斜上方。采用X射线源的检测装置能检测珍珠蚌是否已经成长有珍珠以及判断珍珠的大小，比较直观，减少了人工嘈杂的工作强度，提高了工作效率，减少了生产成本，确保了所采珍珠的质量。

Description

基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器

技术领域

本发明涉及珍蚌成长检测技术领域，具体是指一种基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器。

背景技术

在工业及医疗行业中X射线探测器被广泛的应用，作为X射线探测器必不可少的闪烁体部分也越来越重要。对于一些新型的医用闪烁体，制备单晶时十分困难，发展多晶陶瓷闪烁体是目前最重要的研究方向，多晶陶瓷闪烁体具有成本低、加工性能好，易于进行性能裁剪等优点，是目前医用闪烁体的首选。

在新的X射线诊断用探测器中，人们正在研发采用有源矩阵的平面探测器。在这种平面探测器中，利用闪烁层将探测到的X射线变换为可见光或荧光，再通过非晶硅光电二极管等光电变换元件将这一荧光变换成信号电荷，进而将信号电荷转换为数字信号而输出图像。

X射线成像是比较常见的技术，目前对于珍珠蚌的成长没有一个比较好的探测技术，需要人为的打开确定是否长有珍珠，都是需要通过拿去一定样本来确定是否有珍珠，但是珍珠采收通常采用杀死珠蚌，从珍珠囊袋里取出珍珠的方式，该方式一只河蚌只能培育一次珍珠，其资源利用率只有一次，故可能出现拿的样本没有珍珠，比较盲目，会对珍珠蚌产生损失，同时目前没有不清楚珍蚌内珍珠情况，直接采取撬开珍蚌会对珍珠产生误杀，浪费资源不人性化，故需要一个自动化方式查看珍蚌成长的状态。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提供一种基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器。

本发明的发明目的通过以下方案实现：

基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器，包括检测处理器、X射线源、检测台、PC计算机，检测处理器包括用于接收穿过待检测珍蚌样品X射线激光束的接收器以及用于处理并显示待检测珍蚌样品图像的图像处理显示器，PC计算机与图像处理显示器连接，X射线源用于发射X射线激光束，图像处理显示器与接收器连接，X射线激光束穿透过检测台，在检测台上至少有一个聚光凸部，聚光凸部由光敏材料制成，聚光凸部具有边缘以及半圆环状凸起，检测台上具有通孔，边缘伸入通孔中且位于通孔内壁厚度四分之一至二分之一上，边缘倾斜30-60°延伸至半圆环状凸起边端与其连接，边缘贴近半圆环状凸起边端具有向半圆环状凸起中部靠拢的椭圆区，在边缘外侧具有把X射线激光束聚至椭圆区的反射区，检测台上具有检测珍珠高度大小的形状检测器，形状检测器包括两个侧安装架以及安装在侧安装架上的两CCD相机，两CCD相机以待检测珍蚌样品为中心对称置于检测台斜上方。

进一步的，接收器包括把X射线激光束转变为可见光能的闪烁晶体、将可见光能转换为电流信号的光电二极管阵列检测器、数据采集系统，光电二极管阵列检测器与数据采集系统之间连接有ADC模数变换器，电流信号经ADC模数变换器转换为数字信号输入给数据采集系统，数据采集系统与图像处理显示器连接。

进一步的，两侧安装架上设有用于调节CCD相机角度的角度调节器。

进一步的，角度调节器包括连接在侧安装架上的底板、用于安装CCD相机的安装板以及侧板，安装板与底板之间具有连接杆，连接杆上端部具有调节座，调节座与安装板之间通过铰接连接，侧板通过螺栓安装在底板上，侧板上具有弧状调节槽，安装板侧边具有调节杆，调节杆置于弧状调节槽中具有伸出端，伸出端外表端具有供螺母配合的螺纹。

进一步的，所述测厚装置采用光幕测量装置，包括彼此相对设置的一组光电发射器和测量接收器，光电发射器水平置于侧安装架上与待检测珍蚌样品持平，测量接收器接收光电发射器生成的信号，得到被测物珍珠的宽度。

进一步的，侧安装架与光电发射器之间安装有调节部件，调节部件包括具有中空的套管、套在套管内的套杆以及设置在套管端口处用于控制套杆伸缩的摇杆部件，该套杆外端面上设置有齿条，该摇杆部件包括与套管端部相固定的固定套管、转动杆以及与转动杆相连接并控制转动杆旋转的摇杆，转动杆上设有与齿条相啮合的齿轮。

进一步的，一组光电发射器对称的安装在侧安装架上。

进一步的，检测台上具有由多个聚光凸部围成的圆形聚光区，圆形聚光区的横截面为内凹槽，内凹槽的最深中心至内凹槽端面具有弧面。

本发明公开的用于检测珍蚌珍珠的检测装置有益效果在于：采用X射线源的检测装置能检测珍珠蚌是否已经成长有珍珠以及判断珍珠的大小，比较直观，减少了人工嘈杂的工作强度，提高了工作效率，减少了生产成本，确保了所采珍珠的质量。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为接收器示意框图；

图3为聚光凸部与通孔配合图；

图4为角度调节器的结构示意图；

图5为形状检测器检测计算原理示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例

参照附图1至图4所示，本发明基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器，包括检测处理器、X射线源1、检测台2、PC计算机，检测处理器包括用于接收穿过待检测珍蚌样品X射线激光束的接收器3以及用于处理并显示待检测珍蚌样品图像的图像处理显示器，PC计算机与图像处理显示器连接，PC计算机与图像处理显示器为现有公知常识，不做说明，X射线源用于发射X射线激光束20，图像处理显示器与接收器3连接，X射线激光束20穿透过检测台2，在检测台2上至少有一个聚光凸部4，聚光凸部4由光敏材料制成，聚光凸部具有边缘42以及半圆环状凸起41，检测台2上具有通孔43，边缘42伸入通孔43内壁中且位于通孔厚度四分之一至二分之一处，边缘42倾斜30-60°延伸至半圆环状凸起边端连接，干扰较小，能最大化的把X射线激光束聚至待检测珍蚌样品表面上。边缘贴近半圆环状凸起边端具有向半圆环状凸起中部靠拢的椭圆区44，在边缘外侧具有把X射线激光束聚至椭圆区的反射区45，该椭圆区通过把反射区的散光再次合理汇聚，增强了照射的穿透力，也能防止X射线激光束泄露，检测台上具有检测珍珠高度大小的形状检测器，形状检测器包括两个侧安装架5以及安装在侧安装架上的两CCD相机6，两CCD相机以待检测珍蚌样品为中心对称置于检测台斜上方。

参考图5，针对形状检测器检测计算原理做进一步说明：设CCD相机的镜头中心处坐标为(0，0，0)，O点为待检测珍蚌样品，激光器发出的激光线束在x和y方向相对于z轴的夹角分别是θ_x和θ_y，被测点(x₀，y₀，z₀)在CCD相机上的成像坐标为(x_i，y_i)，激光源的坐标为(x_l，y_l，z_l)，s为O点成像物距，f为O点成像像距，由图中的几何

关系可得(1):

由三角相似性原理可得(2):将式(1)代入式(2)可得(3)：

以测试台平面作为参考平面，被测物的厚度计算式为(4)：被测点(x₀，y₀，z₀)在CCD相机上的成像位移为(5)：

可推导出z₀的计算式为(6)：

本系统中激光射线在待测珠蚌中的衰减大部分在x轴

方向，所以y_i近似为0，则y_l＝0，z_l＝0，故式(6)可

简化为(7)：

将式(7)代入式(4)可得所测物体的厚度计算公式为：

左、右两个CCD相机(有效像素1280×800)的镜头指向测试台上的投影位置，以解决其中一个相机出现的遮挡、阴影等问题。测试台在X射线激光束的主动投射下与参考面形成梯度差，采用双三角法系统测量肉厚度具有双视场测量的高精度、高稳健性的特点。

接收器包括把X射线激光束20转变为可见光能22的闪烁晶体21、将可见光能转换为电流信号的光电二极管阵列检测器23、数据采集系统25，光电二极管阵列检测器23与数据采集系统25之间连接有ADC模数变换器24，电流信号经ADC模数变换器24转换为数字信号输入给数据采集系统25，数据采集系统与图像处理显示器连接。当线阵列探测器扫描移动时，数据采集系统获取到ADC模数变换器阵列输出的多行像素，就组成了X光透视图像。每个ADC模数变换器通道使用独立的AD模块，可以避免多通道复用AD模块所产生的干扰，最大限度的减少系统噪声。ADC模数变换器阵列中每个AD模块都是电流型的，也就是说光电二极管产生的电流信号直接进入AD模块变换。传统上光电二极管产生的电流信号要经过前置放大器变换，变成电压信号，再进入AD模块。能对非常微弱的电流信号进行AD变换，使得线阵列探测器极其灵敏，可以探测非常微弱的X射线，提高测试的精度。

针对产品的大小不一致，为了便于调节拍摄角度，两侧安装架上设有用于调节CCD相机角度的角度调节器。角度调节器包括连接在侧安装架上的底板10、用于安装CCD相机的安装板11以及侧板13，安装板11与底板10之间具有连接杆12，连接杆12上端部具有调节座，调节座与安装板11之间通过铰接连接，侧板13通过螺栓安装在底板上，侧板上具有弧状调节槽14，安装板侧边具有调节杆，调节杆置于弧状调节槽中具有伸出端，伸出端外表端具有供螺母配合的螺纹。

测厚装置采用光幕测量装置，包括彼此相对设置的一组光电发射器7和测量接收器，光电发射器水平置于侧安装架上与待检测珍蚌样品持平，测量接收器接收光电发射器生成的信号，得到被测物珍珠的宽度。实现在对于局部无法测量的区域也能够在双视场中通过图像拼合加以补偿。

侧安装架与光电发射器之间安装有调节部件，调节部件包括具有中空的套管、套在套管内的套杆以及设置在套管端口处用于控制套杆伸缩的摇杆部件，该套杆外端面上设置有齿条，该摇杆部件包括与套管端部相固定的固定套管、转动杆以及与转动杆相连接并控制转动杆旋转的摇杆，转动杆上设有与齿条相啮合的齿轮。一组光电发射器对称的安装在侧安装架上。对不同位置的珍珠都能做出测量，只需要调节调节部件让光幕测量装置对珍珠的大小进行测量。

为了加强测试的精度把激光X射线汇集至待检测珍蚌样品上，检测台上具有由多个聚光凸部围成的圆形聚光区，圆形聚光区的横截面为内凹槽，内凹槽的最深中心至内凹槽端面具有弧面，这种结构采用与待检测珍蚌样品类似相似的结构能增加测量的面积。

当检测好珍珠之后，可以用开壳器将珠蚌撑开，在珍珠囊的一侧划一刀口，用顶珠叉把珍珠从珍珠囊里挤出来，使珍珠囊仍留在外套膜中，利用珍珠囊上皮细胞重新分泌珍珠质而形成珍珠，一只河蚌可循环多次利用，资源利用率高，省工、省本，养殖周期短，年经济效益高。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本领域普通技术人员应当了解，可以不限于上述实施例的描述，在权利要求书的范围内，可作出形式和细节上的各种变化。

Claims (8)

1.基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器，其特征在于：包括检测处理器、X射线源、检测台、PC计算机，检测处理器包括用于接收穿过待检测珍蚌样品X射线激光束的接收器以及用于处理并显示待检测珍蚌样品图像的图像处理显示器，PC计算机与图像处理显示器连接，X射线源用于发射X射线激光束，图像处理显示器与接收器连接，X射线激光束穿透过检测台，在检测台上至少有一个聚光凸部，聚光凸部由光敏材料制成，聚光凸部具有边缘以及半圆环状凸起，检测台上具有通孔，边缘伸入通孔中且位于通孔内壁厚度四分之一至二分之一上，边缘倾斜30-60°延伸至半圆环状凸起边端与其连接，边缘贴近半圆环状凸起边端具有向半圆环状凸起中部靠拢的椭圆区，在边缘外侧具有把X射线激光束聚至椭圆区的反射区，检测台上具有检测珍珠高度大小的形状检测器，形状检测器包括两个侧安装架以及安装在侧安装架上的两CCD相机，两CCD相机以待检测珍蚌样品为中心对称置于检测台斜上方。

2.根据权利要求1所述的基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器，其特征在于：接收器包括把X射线激光束转变为可见光能的闪烁晶体、将可见光能转换为电流信号的光电二极管阵列检测器、数据采集系统，光电二极管阵列检测器与数据采集系统之间连接有ADC模数变换器，电流信号经ADC模数变换器转换为数字信号输入给数据采集系统，数据采集系统与图像处理显示器连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器，其特征在于：两侧安装架上设有用于调节CCD相机角度的角度调节器。

4.根据权利要求3所述的基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器，其特征在于：角度调节器包括连接在侧安装架上的底板、用于安装CCD相机的安装板以及侧板，安装板与底板之间具有连接杆，连接杆上端部具有调节座，调节座与安装板之间通过铰接连接，侧板通过螺栓安装在底板上，侧板上具有弧状调节槽，安装板侧边具有调节杆，调节杆置于弧状调节槽中具有伸出端，伸出端外表端具有供螺母配合的螺纹。

5.根据权利要求3所述的基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器，其特征在于：测厚装置采用光幕测量装置，包括彼此相对设置的一组光电发射器和测量接收器，光电发射器水平置于侧安装架上与待检测珍蚌样品持平，测量接收器接收光电发射器生成的信号，得到被测物珍珠的宽度。

6.根据权利要求5所述的基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器，其特征在于：侧安装架与光电发射器之间安装有调节部件，调节部件包括具有中空的套管、套在套管内的套杆以及设置在套管端口处用于控制套杆伸缩的摇杆部件，该套杆外端面上设置有齿条，该摇杆部件包括与套管端部相固定的固定套管、转动杆以及与转动杆相连接并控制转动杆旋转的摇杆，转动杆上设有与齿条相啮合的齿轮。

7.根据权利要求5所述的基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器，其特征在于：一组光电发射器对称的安装在侧安装架上。

8.根据权利要求1所述的基于X射线查看珍蚌内珍珠状态的检测器，其特征在于：检测台上具有由多个聚光凸部围成的圆形聚光区，圆形聚光区的横截面为内凹槽，内凹槽的最深中心至内凹槽端面具有弧面。