CN107290356B - 一种ct线阵探测器插值装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种CT线阵探测器插值装置和方法，属于工业CT系统技术领域。该装置包括底板和探测器插值体，所述底板用于固定探测器插值体，所述探测器体包括弧形导轨、丝杆驱动直线运动单元、弹簧、圆柱杆和探测器阵列架。所述弧形导轨用于支撑探测器阵列架并引导其运动方向，所述丝杆驱动直线运动单元用于驱动探测器做插值运动，所述弹簧用于牵引探测器到初始位置，所述探测器阵列架为接受X射线信号部件，探测器上的圆柱杆用于传递直线运动单元的推力。本发明满足CT线阵探测器插值精确定位要求，其整个装置结构合理、性能可靠性和插值精度较高。

Description

一种CT线阵探测器插值装置和方法

技术领域

本发明属于工业CT系统技术领域，涉及一种CT线阵探测器插值装置和方法。

背景技术

线阵探测器是高能X射线工业CT上的一个重要的组成部件，由于高能X射线探测器单元尺寸较大，为了提高CT图像的分辨率，扫描时常常会进行插值运动，探测器的插值精度对CT图像的影响非常大。

X射线探测器放在阵列架上呈弧形排列，前面加有准直器，因此探测器插值运动轨迹是一个圆弧曲线，现有线阵探测器插值装置直接用直线运动近似为圆弧运动，插值精度不高。因此有必要研究出一种高精度的线阵探测器插值装置，能够实现高精度线阵探测器插值，减少几何误差伪影，提高CT图像质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种CT线阵探测器插值装置和方法，能够实现高精度线阵探测器插值，减少几何误差伪影，提高CT图像质量。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种CT线阵探测器插值装置，该装置包括底板和探测器插值体，所述探测器插值体包括弧形导轨、丝杆驱动直线运动单元、拉力弹簧、圆柱杆、弹簧固定块和探测器阵列架；

所述弧形导轨固定在底板上用于支撑探测器阵列架，并引导其运动方向；所述丝杆驱动直线运动单元固定在底板上用于驱动探测器做插值运动；所述圆柱杆固定在探测器水平方向的中间位置，且靠近探测器外边缘；所述拉力弹簧一端固定在底板的固定块上，另一端固定在探测器阵列架的固定块上，用于拉紧探测器，使探测器上的圆柱杆和丝杆滑块紧密接触；所述探测器阵列架为接受X射线信号部件，探测器上的圆柱杆用于传递直线运动单元的推力。

进一步，所述拉力弹簧和丝杆驱动直线运动单元位于同一水平位置。

进一步，所述丝杆驱动直线运动单元和圆柱杆之间的接触点为受力点，拉力弹簧与接触点在同一条直线上。

进一步，所述探测器阵列架的重心垂直方向通过弧形导轨的中心。

进一步，所述探测器圆弧所对应的圆心和弧形导轨所对应的圆心与射线源焦点重合。

本发明还提供了一种CT线阵探测器插值装置的方法，该方法包括以下步骤：

1)直线运动单元回到初始位置，即零位置；

2)输入插值次数，已零位置为参考点，计算每个插值点的位置；

3)直线运动单元运动到下一个插值点位置，然后进行一周CT扫描；

4)重复步骤3)，直到所有插值位置的CT扫描完成。

本发明的有益效果在于：

1、丝杆滑块和探测没有硬连接，避免了丝杆滑块对探测器阵列架产生的径向压力或拉力，从而避免了探测器的径向移动，减少了插值运动误差。

2、丝杆滑块与圆柱杆的接触点为受力点，丝杆滑块对圆柱杆产生推力，力的方向与直线运动单元平行；拉力弹簧和直线运动单元平行，且与接触点在一条直线上，这样保证了弹簧拉力和滑块推力作用在探测器上的力偶为0。在探测器做弧形插值后，接触点向径向方向有微小移动，由于移动距离小，力偶非常小，探测器与弧形导轨之间的压力和形变可以忽略不计，这样就确保了插值的精度。

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为本发明装置结构的俯视图；

图2为本发明装置结构的后视图；

图3为本发明装置的结构示意图；

图4为本发明装置进行插值过程的示意图。

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为本发明装置结构的俯视图，图2是本发明装置结构的后视图，如图所示，本发明提供的一种CT线阵探测器插值装置,包括底板和探测器插值体，所述探测器插值体包括拉力弹簧1、丝杆驱动直线运动单元2、圆柱杆3、探测器阵列架4、弧形导轨5和弹簧固定块6。所述弧形导轨5固定在底板上用于支撑探测器阵列架4，并引导其运动方向。所述丝杆驱动直线运动单元2固定在底板上用于驱动探测器做插值运动。所述圆柱杆3固定在探测器水平方向的中间位置，且靠近探测器外边缘。所述拉力弹簧1一端固定在底板的固定块6上，另一端固定在探测器阵列架的固定块上，用于拉紧探测器，使探测器上的圆柱杆和丝杆滑块紧密接触。所述探测器阵列架4为接受X射线信号部件，所述探测器上的圆柱杆3用于传递直线运动单元的推力。

在本实施例中，如图2所示，拉力弹簧3和直线运动单元2在同一水平位置。如图3所示，丝杆驱动直线运动单元2和圆柱杆3之间的接触点为受力点，拉力弹簧1与此接触点在同一条直线上。探测器阵列架4的重心垂直方向通过弧形导轨5的中心。

本实施例中，如图3所示，使用时本发明装置和转台8、X射线源7按对称方式安装在一条直线上，探测器阵列架4所对应的圆心和弧形导轨5所对应的圆心与X射线源7的焦点重合。X射线源7发出射线穿过转台8上的物体由探测器4接受并转换成数字信号。

本发明装置的插值方法如下：

1)直线运动单元回到初始位置，即零位置；

2)输入插值次数，以零位置为参考点，计算每个插值点的位置；

3)直线运动单元运动到下一个插值点位置，然后进行一周CT扫描；

4)重复步骤3)，直到所有插值位置的CT扫描完成。

图4是本发明装置进行插值过程的示意图，假设相邻探测器角度为θ，在θ角度内做m个等角度的插值，那么m个插值形成m条插值射线，分别编号为0，1，2...m-1,插值射线与圆弧的交点在图中以黑圆点标示出来，我们暂且称圆点为定位点，每次插值前驱动触点必须走到定位点。可知第0号定位点的水平坐标为0，第i号定位点水平坐标为

第i号位置到第i+1号位置之间的距离为

插值完后，驱动触点移到0号位置，探测器在拉力弹簧的牵引下恢复到初始位置。

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做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种CT线阵探测器插值装置，该装置包括底板和探测器插值体，所述探测器插值体包括弧形导轨和探测器阵列架，其特征在于：

所述探测器插值体还包括丝杆驱动直线运动单元、拉力弹簧、圆柱杆和弹簧固定块；

所述弧形导轨固定在底板上用于支撑探测器阵列架，并引导其运动方向；所述丝杆驱动直线运动单元固定在底板上用于驱动探测器做插值运动；所述圆柱杆固定在探测器水平方向的中间位置，且靠近探测器外边缘；所述拉力弹簧一端固定在底板的固定块上，另一端固定在探测器阵列架的固定块上，用于拉紧探测器，使探测器上的圆柱杆和丝杆滑块紧密接触；所述探测器阵列架为接受X射线信号部件，探测器上的圆柱杆用于传递直线运动单元的推力。

2.根据权利要求1所述的一种CT线阵探测器插值装置，其特征在于：所述拉力弹簧和丝杆驱动直线运动单元位于同一水平位置。

3.根据权利要求1所述的一种CT线阵探测器插值装置，其特征在于：所述丝杆驱动直线运动单元和圆柱杆之间的接触点为受力点，拉力弹簧与接触点在同一条直线上。

4.根据权利要求1所述的一种CT线阵探测器插值装置，其特征在于：所述探测器阵列架的重心垂直方向通过弧形导轨的中心。

5.根据权利要求1所述的一种CT线阵探测器插值装置，其特征在于：所述探测器圆弧所对应的圆心和弧形导轨所对应的圆心与射线源焦点重合。

6.采用如权利要求1至5中任一项所述的CT线阵探测器插值装置进行插值的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)直线运动单元回到初始位置，即零位置；

2)输入插值次数，以零位置为参考点，计算每个插值点的位置；

3)直线运动单元运动到下一个插值点位置，然后进行一周CT扫描；

4)重复步骤3)，直到所有插值位置的CT扫描完成。