CN108896585A - 一种船载岩芯ct透射扫描成像装置 - Google Patents

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Abstract

一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，属于天然气水合物基础物性测量技术领域。包括CT扫描支架、CT扫描系统和计算机系统；所述CT扫描系统置于CT扫描支架中部，CT扫描系统中部设置有扫描待测物的通路。本发明的CT扫描支架和CT扫描系统的结构设置简化了原有CT透射扫描成像装置的结构；CT扫描系统解决了扫描成像不清晰、重影的问题；辐射隔离装置有效地防止扫描辐射的泄露；CT扫描系统两侧的传动系统保证岩芯样品进给过程顺利，进一步的提升扫描成像的清晰度与精准度。

Description

一种船载岩芯CT透射扫描成像装置
技术领域
本发明涉及天然气水合物基础物性测量技术领域，尤其涉及一种船载岩芯CT透射扫描成像装置。
背景技术
天然气水合物作为一种新型清洁能源，对天然气水合物赋存状态，分布特征以及基础物性的研究显得至关重要；目前现有的CT透射扫描成像装置并不能满足对天然气水合物岩芯的测量要求，特别是复杂的海底天然气水合物岩芯，同时现有的CT透射扫描成像装置结构复杂不便于操作，辐射易泄露，扫描成像不清晰、重影。
发明内容
为解决现有CT透射扫描成像装置无法适用天然气水合物岩芯的扫描操作以及装置结构复杂不便于操作，扫描成像不清晰、重影的问题，本发明提供了一种船载岩芯CT透射扫描成像装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，包括CT扫描支架、CT扫描系统和计算机系统；所述CT扫描系统置于CT扫描支架中部，CT扫描系统中部设置有扫描待测物的通路，所述CT扫描系统包括固定机架、旋转机架、旋转电机、放射源模块和探测器模块，所述固定机架连接CT扫描支架，固定机架与旋转机架之间设置有带动旋转机架旋转运动的旋转电机，旋转机架内壁设置有放射源模块和探测器模块，所述固定机架作为CT扫描系统中的定子，旋转机架作为CT扫描系统中可环绕待测物中心线旋转的转子。
进一步的，所述放射源模块与探测器模块对应设置，相邻的放射源模块或相邻的探测器模块或相邻的放射源模块与探测器模块均与CT扫描系统的轴线成60度夹角，所述探测器模块产生的信号通过CT扫描支架内部的接收器传递至计算机系统。
进一步的，所述计算机系统可以调控CT扫描系统在CT扫描支架中转动，使CT扫描系统上设置的通路的轴线与CT扫描支架的安装平面垂直或倾斜。
进一步的，所述旋转电机内部设置位置传感器，扫描结束后位置传感器控制旋转机架返回初始位置。
进一步的，所述CT扫描系统两端通路的位置分别有辐射隔离装置连接CT扫描支架，所述辐射隔离装置采用橡胶材料，辐射隔离装置筒壁内设置柔性屏蔽层，柔性屏蔽层为多层阵列式排列结构。
进一步的，所述CT扫描支架上设置有显示CT运行状况的显示屏。
进一步的，还包括机械手、步进电机、载物台、待测物托板、位移传感器和传动系统控制模块；所述机械手设置在待测物托板上，待测物托板设置在载物台上，待测物托板底部设置有控制自身位置的升降平移系统，机械手连接步进电机，传动系统控制模块通过步进电机控制机械手运动，位移传感器设置在机械手一侧。
进一步的，所述机械手、步进电机、载物台、位移传感器和待测物托板成对设置并分置于CT扫描系统两侧。
进一步的，所述载物台采用绝缘橡胶材料，下部设置有置物空间，底部设置有支脚。
进一步的，所述CT扫描支架上设置有紧急停止按钮。
本发明的有益效果是：CT扫描支架和CT扫描系统的结构设置简化了原有CT透射扫描成像装置的结构；CT扫描系统解决了扫描成像不清晰、重影的问题；辐射隔离装置有效地防止扫描辐射的泄露；CT扫描系统两侧的传动系统保证岩芯样品进给过程顺利，进一步的提升扫描成像的清晰度与精准度。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
图3为本发明实施例2CT扫描系统转动的部分结构示意图；
图4为本发明实施例3的结构示意图；
图5为本发明实施例1CT扫描系统的结构示意图；
图6为本发明实施例2CT扫描系统的结构示意图；
图7为本发明辐射隔离装置的结构示意图；
图8为本发明辐射隔离装置的剖面示意图。
图中1.机械手，2.步进电机，3.支脚，4.位移传感器，5.传动系统控制模块，6.显示屏，7.紧急停止按钮，8.CT扫描支架，9.CT扫描系统，10.待测物托板，11.载物台，12.辐射隔离装置，91.固定机架，92.旋转机架，93.旋转电机，94.放射源模块，95.探测器模块。
具体实施方式
实施例1
一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，包括CT扫描支架8、CT扫描系统9和计算机系统；所述CT扫描系统9置于CT扫描支架8中部，CT扫描系统9中部设置有扫描待测物的通路，所述CT扫描系统9包括固定机架91、旋转机架92、旋转电机93、放射源模块94和探测器模块95，所述固定机架91连接CT扫描支架8，固定机架91与旋转机架92之间设置有带动旋转机架92旋转运动的旋转电机93，旋转机架92内壁设置有放射源模块94和探测器模块95，所述固定机架91作为CT扫描系统9中的定子，旋转机架92作为CT扫描系统9中可环绕待测物中心线旋转的转子，所述放射源模块94与探测器模块95对应设置，放射源模块94位于旋转机架92内壁的一侧，探测器模块95位于旋转机架92内壁的另一侧，相邻的放射源模块94或相邻的探测器模块95或相邻的放射源模块94与探测器模块95均与CT扫描系统9的轴线成60度夹角，所述探测器模块95产生的信号传递至计算机系统，CT扫描系统9内部能够360度旋转的放射源模块94与探测器模块95的设置结构简单，能够使扫描成像更清晰，不出现重影现象。
实施例2
一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，包括CT扫描支架8、CT扫描系统9和计算机系统；所述CT扫描系统9置于CT扫描支架8中部，CT扫描系统9中部设置有扫描待测物的通路，所述CT扫描系统9包括固定机架91、旋转机架92、旋转电机93、放射源模块94和探测器模块95，所述固定机架91连接CT扫描支架8，固定机架91与旋转机架92之间设置有带动旋转机架92旋转运动的旋转电机93，旋转机架92内壁设置有放射源模块94和探测器模块95，所述固定机架91作为CT扫描系统9中的定子，旋转机架92作为CT扫描系统9中可环绕待测物中心线旋转的转子，所述放射源模块94与探测器模块95对应设置，所述放射源模块94与探测器模块95间隔设置，所述放射源模块94与相邻的探测器模块95与CT扫描系统9的轴线所成角度为60度，所述探测器模块95产生的信号通过CT扫描支架8内部的接收器传递至计算机系统，所述计算机系统可以调控CT扫描系统9在CT扫描支架8中转动，使CT扫描系统9上设置的通路的轴线与CT扫描支架8的安装平面垂直或倾斜，待测物相对于CT扫描支架8可以有一定夹角，允许对不同方向的切面进行扫描，除了垂直方向上扫描还能有不同的角度扫描，所述CT扫描支架8上设置有显示CT运行状况的显示屏6，CT扫描支架8上设置有紧急停止按钮7，操作人可在显示屏6显示紧急情况时操作紧急停止按钮7使装置停止运行，所述CT扫描系统9两端通路的位置分别有辐射隔离装置12连接CT扫描支架8，所述辐射隔离装置12采用橡胶材料，优选为一种铅橡胶，辐射隔离装置12筒壁内设置柔性屏蔽层，柔性屏蔽层为多层阵列式排列结构，未进行测量时柔性屏蔽层为伸展状态，使得通路出入口为封闭状态，测量时，待测物可以不受阻拦的进入通路，柔性屏蔽层此时贴合在待测物外壁，使得通路出入口同样达到封闭状态，防止辐射泄露；CT扫描系统9内部能够360度旋转的放射源模块94与探测器模块95的设置结构简单，能够使扫描成像更清晰，不出现重影现象，CT扫描系统9在CT扫描支架8中可转动的设置使得待测物在相对于岩芯CT透射扫描成像装置不水平的状态下仍然能够进行CT扫描，CT扫描系统9可以通过计算机系统的控制适应待测物的位置，使本岩芯CT透射扫描成像装置能适应复杂环境。
实施例3
一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，包括CT扫描支架8、CT扫描系统9和计算机系统；所述CT扫描系统9置于CT扫描支架8中部，CT扫描系统9中部设置有扫描待测物的通路，所述待测物为放置在保压筒内的岩芯物质，所述CT扫描系统9包括固定机架91、旋转机架92、旋转电机93、放射源模块94和探测器模块95，所述固定机架91连接CT扫描支架8，固定机架91与旋转机架92之间设置有带动旋转机架92旋转运动的旋转电机93，旋转机架92内壁设置有放射源模块94和探测器模块95，所述固定机架91作为CT扫描系统9中的定子，旋转机架92作为CT扫描系统9中可环绕待测物中心线旋转的转子，所述放射源模块94与探测器模块95对应设置，相邻的放射源模块94或相邻的探测器模块95或相邻的放射源模块94与探测器模块95均与CT扫描系统9的轴线成60度夹角，所述探测器模块95产生的信号通过CT扫描支架8内部的接收器用USB传递至计算机系统；CT扫描系统9内部能够360度旋转的放射源模块94与探测器模块95的设置结构简单，能够使扫描成像更清晰，不出现重影现象，旋转电机93采用无刷直流电机。
所述计算机系统可以调控CT扫描系统9中的定子带动整体CT扫描系统9在CT扫描支架8中转动；使得待测物在相对于岩芯CT透射扫描成像装置不水平的状态下仍然能够进行CT扫描，CT扫描系统9可以通过计算机系统的控制适应待测物的位置，使本岩芯CT透射扫描成像装置能适应复杂环境。
所述旋转电机93内部设置位置传感器，扫描结束后位置传感器控制旋转机架92返回初始位置。
所述CT扫描系统9两端通路的位置分别有辐射隔离装置12连接CT扫描支架8，所述辐射隔离装置12采用橡胶材料，辐射隔离装置12筒壁内设置柔性屏蔽层，柔性屏蔽层为多层阵列式排列结构。
所述CT扫描支架8上设置有显示CT运行状况的显示屏6，并在出现紧急状况时可以发出警告音。
本实施例还设置传动系统，包括机械手1、步进电机2、载物台11、待测物托板10、位移传感器4和传动系统控制模块5；所述机械手1设置在待测物托板10上，待测物托板10设置在载物台11上，待测物托板10底部设置有控制自身位置的升降平移系统，使待测物中心线与CT扫描系统9中心线对应，机械手1连接步进电机2，传动系统控制模块5通过步进电机2通过齿轮结构控制机械手1运动，用户可在传送系统控制模块5电脑端输入需要的传送位移、传送速度，位移传感器4设置在机械手1一侧并固定在载物台11上，用于检测机械手1的传送位移量，所述机械手1、步进电机2、载物台11、位移传感器4和待测物托板10成对设置并分置于CT扫描系统9两侧，所述载物台11采用绝缘橡胶材料，下部设置有置物空间，可放置用于海底天然气水合物岩芯温度、压力控制用的设备、岩芯样品切割设备以及一系列选配设备，底部设置有支脚3，两端的机械手1可以同时抓取一个保压筒的两端，也可以分别抓取一个独立的保压筒，成对设置的机械手1可以使待测物在检测过程中更稳定，成像更清晰；机械手1可以抓取待测物在输入圆心坐标之后使待测物中心线自动校正CT扫描系统9中心线，圆心坐标是通过CT扫描系统9扫描空的岩芯套筒，通过呈现出来的图像确定圆心的；该设置解决了旧型号岩芯扫描系统扫描重影问题，旧型号装置机械手旋转岩芯样品，放射源模块、探测器模块固定，由于岩芯样品形状不规则，扫描的结果受到岩芯样品旋转的影响，会产生有大量重影；本装置岩芯样品不需要旋转，只需平移，样品旋转带来的变量不存在，因此成像结果清晰。
所述CT扫描支架8上设置有紧急停止按钮7，可以紧急停止本实施例的运行。
所述计算机系统包含有计算机、信号传输线、系统几何参数自动校正软件、环状伪影校正、射束硬化校正、金属伪影校正软件等，所述计算机用于输入扫描模式、扫描时长等参数来控制扫描过程；扫描获得的图像数据通过数据线传送至计算机。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，其特征在于，包括CT扫描支架(8)、CT扫描系统(9)和计算机系统；所述CT扫描系统(9)置于CT扫描支架(8)中部，CT扫描系统(9)中部设置有扫描待测物的通路，所述CT扫描系统(9)包括固定机架(91)、旋转机架(92)、旋转电机(93)、放射源模块(94)和探测器模块(95)，所述固定机架(91)连接CT扫描支架(8)，固定机架(91)与旋转机架(92)之间设置有带动旋转机架(92)旋转运动的旋转电机(93)，旋转机架(92)内壁设置有放射源模块(94)和探测器模块(95)，所述固定机架(91)作为CT扫描系统(9)中的定子，旋转机架(92)作为CT扫描系统(9)中可环绕待测物中心线旋转的转子。
2.根据权利要求1所述的一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，其特征在于，所述放射源模块(94)与探测器模块(95)对应设置，相邻的放射源模块(94)或相邻的探测器模块(95)或相邻的放射源模块(94)与探测器模块(95)均与CT扫描系统(9)的轴线成60度夹角，所述探测器模块(95)产生的信号通过CT扫描支架(8)内部的接收器传递至计算机系统。
3.根据权利要求1所述的一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，其特征在于，所述计算机系统可以调控CT扫描系统(9)在CT扫描支架(8)中转动，使CT扫描系统(9)上设置的通路的轴线与CT扫描支架(8)的安装平面垂直或倾斜。
4.根据权利要求1所述的一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，其特征在于，所述旋转电机(93)内部设置位置传感器，扫描结束后位置传感器控制旋转机架(92)返回初始位置。
5.根据权利要求1所述的一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，其特征在于，所述CT扫描系统(9)两端通路的位置分别有辐射隔离装置(12)连接CT扫描支架(8)，所述辐射隔离装置(12)采用橡胶材料，辐射隔离装置(12)筒壁内设置柔性屏蔽层，柔性屏蔽层为多层阵列式排列结构。
6.根据权利要求1所述的一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，其特征在于，所述CT扫描支架(8)上设置有显示CT运行状况的显示屏(6)。
7.根据权利要求1所述的一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，其特征在于，还包括机械手(1)、步进电机(2)、载物台(11)、待测物托板(10)、位移传感器(4)和传动系统控制模块(5)；所述机械手(1)设置在待测物托板(10)上，待测物托板(10)设置在载物台(11)上，待测物托板(10)底部设置有控制自身位置的升降平移系统，机械手(1)连接步进电机(2)，传动系统控制模块(5)通过步进电机(2)控制机械手(1)运动，位移传感器(4)设置在机械手(1)一侧。
8.根据权利要求7所述的一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，其特征在于，所述机械手(1)、步进电机(2)、载物台(11)、位移传感器(4)和待测物托板(10)成对设置并分置于CT扫描系统(9)两侧。
9.根据权利要求7所述的一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，其特征在于，所述载物台(11)采用绝缘橡胶材料，下部设置有置物空间，底部设置有支脚(3)。
10.根据权利要求7所述的一种船载岩芯CT透射扫描成像装置，其特征在于，所述CT扫描支架(8)上设置有紧急停止按钮(7)。
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