CN109490338A - 辐射成像系统及其设备舱和辐射源安装组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及辐射成像系统，特别涉及到了一种辐射成像系统及其设备舱和辐射源安装组件。其中辐射源与设备舱之间设有对正调整装置，用于调整辐射源的位置以使辐射源对正准直器和探测器；对正调整装置包括设于辐射源底部与设备舱之间的万向节，还包括两个以上与万向节共同支撑辐射源的支腿，支腿的支撑高度可调；万向节连接有支承装置，支承装置包括母、子移动体，母移动体沿前后方向或左右方向与设备舱底部或固定在设备舱底部上的固定体导向配合，子移动体沿与母移动体的移动方向垂直的方向与母移动体导向配合，万向节连接在子移动体上。该方案解决了现有辐射系统在对准辐射源出束缝隙、准直器和探测器臂时效率低、劳动强度大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及辐射成像系统，特别涉及到了一种辐射成像系统及其设备舱和辐射源安装组件。
背景技术
辐射成像系统是提高海关检查效率的重要设备。它的主要构成部分包括安装在设备舱舱体内的辐射源（如天然放射性钴源、电子加速器辐射源等）、与辐射源对应的准直器以及探测器阵列（探测器臂），准直器用于通过其上的准直器缝隙对辐射源出束缝隙中发出的射线进行处理，使之按照设定的路径及角度对准探测器阵列。使用时，待检物通过由辐射源和探测器阵列围成的通道，辐射源发出能够穿透待检物的射线，探测器阵列接收穿过待检物的射线，根据其强度变化，反映待检物的密度分布，并将射线强度变换成图像灰度，以此来获得待检物的透视图像。
上述辐射成像系统中，辐射源与准直器以及探测器的对正精度直接影响着最终的成像质量。在进行设备安装时，传统的做法是辐射源固定不动，采用调整准直器和接收探测器臂架的方式，实现辐射源的出束缝隙、准直器缝隙、探测器接收位置三者在同一个平面上。但是，由于准直器的重量较重，并且探测器臂的尺寸较大，传统的调整方式是极为费时和费力的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种辐射成像系统，以解决现有辐射系统在对准辐射源出束缝隙、准直器和探测器臂时效率低、劳动强度大的问题。同时，本发明还提供了一种辐射成像系统的设备舱，以便于辐射成像系统对准辐射源出束缝隙、准直器和探测器臂；另外，本发明还提供了一种辐射源安装组件，用于解决辐射源出束缝隙、准直器和探测器臂对准困难、效率低、劳动强度大的问题。
为实现上述目的，本发明中辐射成像系统采用以下技术方案：辐射成像系统，包括设备舱，所述设备舱包括舱体和安装在所述舱体内的辐射源，辐射源配套设置有准直器、探测器，所述辐射源与设备舱之间设有对正调整装置，对正调整装置用于调整辐射源的位置以使辐射源对正准直器和探测器；所述对正调整装置包括设于辐射源底部与设备舱之间的万向节，还包括两个以上与万向节共同支撑辐射源的支腿，支腿的支撑高度可调；所述万向节连接有支承装置，所述支承装置包括母移动体和子移动体，所述母移动体沿前后方向或左右方向与设备舱底部或固定在设备舱底部上的固定体导向配合，子移动体沿与母移动体的移动方向垂直的方向与母移动体导向配合，万向节连接在所述子移动体上。
本发明的辐射成像系统采用以上技术方案的有益效果是：在安装调试时，所述万向节和支承装置来支撑辐射源，可通过缩短所述支腿，在万向节的支撑作用下对辐射源进行旋转调整，万向节形成一个调节基准，通过母移动体和子移动体的移动来实现对辐射源前后及左右位置的调整，通过调节不同支腿的长度来实现对辐射源的倾斜位置的调整，以调整辐射源位置及姿态的方式来实现对辐射源出束缝隙、准直器和探测器臂的共面对准，具有效率高、劳动强度小的优点。
更进一步地，所述万向节为推力关节轴承。以推力关节轴承作为万向节，较之于一般球铰式的万向节来说，活动阻力小，更加灵活，并且不易磨损，在辐射源本身重量较重的情况下，更加适于使用。
更进一步地，所述辐射源的重心位于万向节的固定部分的中心线上。将辐射源的重心设在万向节的固定部分的中心线上时，当解除支腿对辐射源的支撑作用时，仅需较小的力便可以保持辐射源的姿态，这在对辐射源进行旋转调整和前后、左右位置调整时，是十分有利的。
更进一步地，所述母移动体连接有丝杠螺母调整机构，以用于调整母移动体在设备舱上的位置，子移动体连接有丝杠螺母调整机构，用于调整子移动体在母移动体上的位置。以丝杠螺母机构来调整子、母移动体的位置，一方面丝杠螺母机构自身有自锁的作用，可以将辐射源的位置在相应的方向上随时固定，另一方面可以实现对辐射源在相应方向上的位置的精准调节。
更进一步地，母移动体配套的丝杠螺母调整机构的螺母固定在设备舱上，子移动体配套的丝杠螺母调整机构的螺母固定在母移动体上。采用该布置形式结构简单，便于装配。
更进一步地，所述辐射源包括加速器和加速器承载体，对正调整装置设在加速器承载体与设备舱之间。设置加速器承载体便于对加速器进行防护，并且便于实现加速器的整体调节。
更进一步地，所述支腿有四条，分别靠近加速器承载体的四角处设置。靠近加速器承载体四角设置的四条支腿可在支腿数量最少的情况下，实现对辐射源在任意倾斜角度的调整。
更进一步地，所述支腿顶部通过螺杆螺纹连接在加速器承载体底部以通过螺杆与加速器承载体之间的螺纹配合实现支撑高度的可调，采用该结构能够方便地实现调节。
更进一步地，所述支腿为万向蹄脚，可在辐射源处于任意倾斜姿态时，各支撑脚均能最大面积的与相应的支撑体接触，提高支撑稳定性，避免应力集中而损坏。
本发明中辐射成像系统的设备舱采用以下技术方案：
辐射成像系统的设备舱，包括舱体和安装在所述舱体内的辐射源，辐射源配套设置有准直器、探测器，所述辐射源与设备舱之间设有对正调整装置，对正调整装置用于调整辐射源的位置以使辐射源对正准直器和探测器；所述对正调整装置包括设于辐射源底部与设备舱之间的万向节，还包括两个以上与万向节共同支撑辐射源的支腿，支腿的支撑高度可调；所述万向节连接有支承装置，所述支承装置包括母移动体和子移动体，所述母移动体沿前后方向或左右方向与设备舱底部或固定在设备舱底部上的固定体导向配合，子移动体沿与母移动体的移动方向垂直的方向与母移动体导向配合，万向节连接在所述子移动体上。
本发明中辐射成像系统的设备舱采用以上技术方案的有益效果是：在安装调试时，所述万向节和支承装置来支撑辐射源，可通过缩短所述支腿，在万向节的支撑作用下对辐射源进行旋转调整，万向节形成一个调节基准，通过母移动体和子移动体的移动来实现对辐射源前后及左右位置的调整，通过调节不同支腿的长度来实现对辐射源的倾斜位置的调整，以调整辐射源位置及姿态的方式来实现对辐射源出束缝隙、准直器和探测器臂的共面对准，具有效率高、劳动强度小的优点，能够便于辐射成像系统的调节。
更进一步地，所述万向节为推力关节轴承。以推力关节轴承作为万向节，较之于一般球铰式的万向节来说，活动阻力小，更加灵活，并且不易磨损，在辐射源本身重量较重的情况下，更加适于使用。
更进一步地，所述辐射源的重心位于万向节的固定部分的中心线上。将辐射源的重心设在万向节的固定部分的中心线上时，当解除支腿对辐射源的支撑作用时，仅需较小的力便可以保持辐射源的姿态，这在对辐射源进行旋转调整和前后、左右位置调整时，是十分有利的。
更进一步地，所述母移动体连接有丝杠螺母调整机构，以用于调整母移动体在设备舱上的位置，子移动体连接有丝杠螺母调整机构，用于调整子移动体在母移动体上的位置。以丝杠螺母机构来调整子、母移动体的位置，一方面丝杠螺母机构自身有自锁的作用，可以将辐射源的位置在相应的方向上随时固定，另一方面可以实现对辐射源在相应方向上的位置的精准调节。
更进一步地，母移动体配套的丝杠螺母调整机构的螺母固定在设备舱上，子移动体配套的丝杠螺母调整机构的螺母固定在母移动体上。采用该布置形式结构简单，便于装配。
更进一步地，所述辐射源包括加速器和加速器承载体，对正调整装置设在加速器承载体与设备舱之间。设置加速器承载体便于对加速器进行防护，并且便于实现加速器的整体调节。
更进一步地，所述支腿有四条，分别靠近加速器承载体的四角处设置。靠近加速器承载体的四角设置的四条支腿可在支腿数量最少的情况下，实现对辐射源在任意倾斜角度的调整。
更进一步地，所述支腿顶部通过螺杆螺纹连接在加速器承载体底部以通过螺杆与加速器承载体之间的螺纹配合实现支撑高度的可调，采用该结构能够方便地实现调节。
更进一步地，所述支腿为万向蹄脚，可在辐射源处于任意倾斜姿态时，各支撑脚均能最大面积的与相应的支撑体接触，提高支撑稳定性，避免应力集中而损坏。
本发明中辐射成像系统的辐射源安装组件采用以下技术方案：包括底板、万向节和两个以上用于与万向节共同支撑辐射源的支腿，支腿的支撑高度可调，所述万向节下端连接有支承装置，上端设有用于与辐射源连接的连接结构，所述支承装置包括母移动体和子移动体，所述母移动体用于沿前后或左右方向与底板导向配合，子移动体沿与母移动体的移动方向垂直的方向与母移动体导向配合，万向节连接在所述子移动体上。
本发明中辐射成像系统的辐射源安装组件采用以上技术方案的有益效果是：在安装调试时，所述万向节和支承装置来支撑辐射源，可通过缩短所述支腿，在万向节的支撑作用下对辐射源进行旋转调整，万向节形成一个调节基准，通过母移动体和子移动体的移动来实现对辐射源前后及左右位置的调整，通过调节不同支腿的长度来实现对辐射源的倾斜位置的调整，以调整辐射源位置及姿态的方式来实现对辐射源出束缝隙、准直器和探测器臂的共面对准，具有效率高、劳动强度小的优点，能够便于辐射成像系统的调节。
更进一步地，所述万向节设于支承装置的设定位置处，该位置满足当辐射源安装至设备舱的舱体内时，辐射源的重心位于万向节的固定部分的中心线上。将辐射源的重心设在万向节的固定部分的中心线上时，当解除支腿对辐射源的支撑作用时，仅需较小的力便可以保持辐射源的姿态，这在对辐射源进行旋转调整和前后、左右位置调整时，是十分有利的。
更进一步地，所述万向节为推力关节轴承。以推力关节轴承作为万向节，较之于一般球铰式的万向节来说，活动阻力小，更加灵活，并且不易磨损，在辐射源本身重量较重的情况下，更加适于使用。
更进一步地，所述底板由辐射成像系统的设备舱的舱体底部形成。该方案能够使结构更简洁，不需另外设置底板，成本低。
更进一步地，所述支腿有四条，用于分别靠近加速器承载体的四角处设置。靠近加速器承载体四角设置的四条支腿可在支腿数量最少的情况下，实现对辐射源在任意倾斜角度的调整。
更进一步地，所述支腿为万向蹄脚，可在辐射源处于任意倾斜姿态时，各支撑脚均能最大面积的与相应的支撑脚承载物接触，提高支撑稳定性，避免应力集中而损坏。
附图说明
图1是本发明的辐射成像系统的一种实施例的结构示意图；
图2是图1中下设备舱中辐射源的安装结构示意图；
图3是对正调整装置中支承装置和推力关节轴承的示意图；
图4是推力关节轴承球头侧的立体图；
图5是推力关节轴承球窝侧的立体图。
图中：1-下设备舱，2-上设备舱，3-横梁，41-横探测臂，42-竖探测臂，5-舱体，6-柜体，7-避让口，8-推力关节轴承，9-固定部分，91-球窝，10-调节部分，101-球头，11-支承装置，12-母移动体，13-子移动体，14-导槽，15-丝杠螺母调整机构，16-螺杆安装座，17-螺杆，18-支腿。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的辐射成像系统的具体实施例，如图1所示，该辐射成像系统的主要构成部分包括下设备舱1、上设备舱2、横梁3、横探测臂41和竖探测臂42。横探测臂41和竖探测臂42上设有探测器，下设备舱1上设有准直器。其中上设备舱2、横梁3、横探测臂41和竖探测臂42的结构及安装方式均为现有技术，除了图示结构之外，其还可以采用任何其他的现有技术，此处不予赘述。
下设备舱1包括舱体5，舱体5的底部安装有辐射源，辐射源位于准直器背向探测器的一侧。在本实施例中，辐射源包括柜体6以及设在柜体6内的射线发生装置，柜体6形成加速器承载体，用于承载安装射线发生装置，射线发生装置采用的是加速器，其具有屏蔽体，屏蔽体上设有辐射源出束缝隙，柜体6上设有与屏蔽体的设有辐射源出束缝隙的一侧对应的避让口7，以避让辐射源的出束缝隙，使得射线能够通过。当然，需要说明的是，辐射源出束缝隙可以为如图2所示的单缝隙，也可以是双缝隙，对应的避让口7可以仅有一个，也可以设有两个，这些结构均为本领域中的现有技术，此处不再具体说明。
辐射源在舱体5内的安装结构如图2所示，柜体6与舱体5的底部之间设置有对正调整装置，对正调整装置用于调整辐射源的位置，以使其对正准直器和探测器，其包括万向节和四个支撑高度可调的支腿18。其中万向节采用的是推力关节轴承8，如图3、图4、图5，推力关节轴承8为现有技术，主要包括固定部分9和调节部分10，固定部分9上设有球窝91，调节部分10上设有与球窝91适配的球头101，能够实现球窝侧物体和球头侧物体之间在各方向上的相对摆动调节，具体结构此处不再详细说明。
如图3，推力关节轴承8的球窝侧固定在支承装置11上，球头侧固定在柜体6上。支承装置11包括母移动体12和子移动体13，以辐射源朝向探测器的一侧为柜体6的前侧，所述母移动体12的底部设有导向凸起，通过导向凸起与舱体5底部设置的导向凹部沿左右方向导向配合。在其他实施中，母移动体12也可以采用其他方式与舱体5底部导向配合，例如设置导轨，在母移动体12上设置与滑轨适配的滑块，并且，在其他实施例中，也可以在设备舱底部设置固定体，使母移动体12与固定体导向配合。母移动体12上设有导槽14，子移动体13沿前后方向导向移动装配在母移动体12上的导槽14内，推力关节轴承8设在所述子移动体13上。当然，在其他实施例中，子移动体13与母移动体12之间的导向结构也可以替换为其他形式，例如设置导轨。辐射源的重心位于推力关节轴承8的球窝91的中心线上，有利于提高调节精度，并且支撑更稳定。在其他实施例中，母移动体12也可以沿前后方向导向移动，此时子移动体13沿左右方向导向移动。
所述母移动体12连接有丝杠螺母调整机构15，以调整母移动体12在设备舱上的左右位置，子移动体13也连接有丝杠螺母调整机构，用于调整子移动体13在母移动体12上的前后方向位置。丝杠螺母调整机构15为常用机构，本实施例中以母移动体12连接的丝杠螺母调整机构15为例，其包括固定在舱体5底部的螺杆安装座16，螺杆17螺纹传动连接在螺杆安装座16上而在转动时产生左右方向运动，螺杆17具有用于顶推母移动体12的末端，螺杆安装座16相当于丝杠螺母调整机构中的螺母。当然，为了实现双向调节，可以在母移动体12的左右两侧分别设置丝杠螺母调整机构15，或者使螺杆17的末端与母移动体12转动配合并沿螺杆17轴向双向挡止配合，这样可以通过一个丝杠螺母调整机构15实现对母移动体12的推拉，进而实现母移动体12的左右位置调节。子移动体13连接的丝杠螺母调整机构中，螺杆安装座固定在母移动体12上。在其他实施例中，子移动体13连接的丝杠螺母调整机构中的螺杆安装座也可以设置在子移动体13上，而母移动体12连接的丝杠螺母调整机构15中的螺杆安装座也可以设置在母移动体12上，相应地调整螺杆的设置位置即可。
支腿18连接在柜体6底部，用于对柜体6进行支撑，支腿18与舱体5不进行连接，在使用时仅支撑在舱体5上。作为一个示例，本实施例中的支腿18为现有技术中常用的万向蹄脚，包括支撑脚和底端通过球头连接在支撑脚上的调节螺栓，调节螺栓顶端螺纹连接在柜体6上，能够实现支撑高度的调整。使用时支撑脚能够各向摆动以保证与舱体5的稳定支撑，舱体5作为支撑脚承载物。调节螺栓上还设有锁紧螺母，便于在调节完成高度后实现锁紧。
通过上述对正调整装置，设备舱能够实现以下三种调节：
第一种：倾斜调整。通过协同调整相应的支腿18，可以实现辐射源的前后俯仰和左右倾斜。
第二种：平移调整。通过相应的调整丝杠螺母调整机构15，可使辐射源在安装舱体5的底部平面内实现左右方向和/或前后方向上的移动。
第三种：旋转调整。由于支腿18与舱体5之间未进行固定连接，因此辐射源可以在4个垂直调整螺栓的顶点所在的平面内，以关节轴承为圆心进行旋转。
通过上述三种调节，即可保证辐射源的出束缝隙、准直器缝隙、探测器接收位置三者在同一个平面上，从而使从辐射源缝隙射出的射线面与准直器缝隙、以及探测器臂上的探测器的接收面共面。为了便于调节，进行第二种的平移调整或第三种的旋转调整时，可以将辐射源适当抬升，例如通过起吊装置适当吊起，使辐射源暂时与支腿18分开。相对于现有技术中辐射源固定不动，采用调整准直器和接收探测器臂架的方式，采用本发明中的结构进行调节更为简单，效率高、劳动强度小。
在上述实施例中，设备舱通过四个支腿18实现支撑，在其他实施中，也可以仅设置两个支腿18，两个支腿18与万向节形成三点支撑，当然，还可以根据使用需求对支腿18数量进行增减，例如设置三个支腿或者五个以上支腿，能够满足辐射源的支撑需求即可。另外，在其他实施例中，支腿18也可以通过其他方式实现升降，例如通过现有技术中常用的液压缸结构实现升降。由于支腿不需要较大的高度调整范围，倾斜幅度也较小，因此，其他实施例中，支腿18也可以采用普通的仅包括螺杆和固定在螺杆下端的支撑脚的螺栓支脚，但是为了使支撑更可靠、增加倾斜调整时的支撑面积，此时也可以在支腿靠近舱体5的一端和/或靠近柜体6的一端设置具有一定弹性的垫层。当然，在其他实施例中，支腿也可以放置或固定在舱体5上，仅对柜体6起到支撑作用。
在上述实施例中，万向节采用的是推力关节轴承8，在其他实施例中，万向节还可以替换为其他形式，例如十字万向铰链。另外，在其他实施例中，辐射源的重心也可以偏离于万向节固定部分9的中心线，同样可以实现上述三种调节。
本发明中辐射成像系统的设备舱的实施例即上述辐射成像系统的实施例中所述的设备舱，其具体结构此处不再赘述。
本发明中辐射成像系统的辐射源安装组件的实施例，辐射源安装组件包括底板、万向节和两个以上的支腿18，其中底板为平板结构，使用时固定在上述辐射成像系统的实施例中舱体5的底部，其他结构与上述辐射成像系统的实施例中的相应结构相同。在其他实施例中，底板也可以对应设置底板座并固定在底板座上，例如框架结构的底板座。
Claims (16)
1.辐射成像系统，包括设备舱，所述设备舱包括舱体和安装在所述舱体内的辐射源，辐射源配套设置有准直器、探测器，其特征在于，所述辐射源与设备舱之间设有对正调整装置，对正调整装置用于调整辐射源的位置以使辐射源对正准直器和探测器；所述对正调整装置包括设于辐射源底部与设备舱之间的万向节，还包括两个以上与万向节共同支撑辐射源的支腿，支腿的支撑高度可调；所述万向节连接有支承装置，所述支承装置包括母移动体和子移动体，所述母移动体沿前后方向或左右方向与设备舱底部或固定在设备舱底部上的固定体导向配合，子移动体沿与母移动体的移动方向垂直的方向与母移动体导向配合，万向节连接在所述子移动体上。
2.根据权利要求1所述的辐射成像系统，其特征在于，所述万向节为推力关节轴承。
3.根据权利要求1或2所述的辐射成像系统，其特征在于，所述辐射源的重心位于万向节的固定部分的中心线上。
4.根据权利要求1所述的辐射成像系统，其特征在于，所述母移动体连接有丝杠螺母调整机构，以用于调整母移动体在设备舱上的位置，子移动体连接有丝杠螺母调整机构，用于调整子移动体在母移动体上的位置。
5.根据权利要求4所述的辐射成像系统，其特征在于，母移动体配套的丝杠螺母调整机构的螺母固定在设备舱上，子移动体配套的丝杠螺母调整机构的螺母固定在母移动体上。
6.根据权利要求1所述的辐射成像系统，其特征在于，所述辐射源包括加速器和加速器承载体，对正调整装置设在加速器承载体与设备舱之间。
7.根据权利要求6所述的辐射成像系统，其特征在于，所述支腿有四条，分别靠近加速器承载体的四角处设置。
8.根据权利要求6或7所述的辐射成像系统，其特征在于，所述支腿顶部通过螺杆螺纹连接在加速器承载体底部以通过螺杆与加速器承载体之间的螺纹配合实现支撑高度的可调。
9.根据权利要求8所述的辐射成像系统，其特征在于，所述支腿为万向蹄脚。
10.辐射成像系统的设备舱，其特征在于，所述设备舱为权利要求1-9任一项所述的辐射成像系统的设备舱。
11.辐射成像系统的辐射源安装组件，其特征在于，包括底板、万向节和两个以上用于与万向节共同支撑辐射源的支腿，支腿的支撑高度可调，所述万向节下端连接有支承装置，上端设有用于与辐射源连接的连接结构，所述支承装置包括母移动体和子移动体，所述母移动体用于沿前后或左右方向与底板导向配合，子移动体沿与母移动体的移动方向垂直的方向与母移动体导向配合，万向节连接在所述子移动体上。
12.根据权利要求11所述的辐射成像系统的辐射源安装组件，其特征在于，所述万向节设于支承装置的设定位置处，该位置满足当辐射源安装至设备舱的舱体内时，辐射源的重心位于万向节的固定部分的中心线上。
13.根据权利要求12所述的辐射成像系统的辐射源安装组件，其特征在于，所述万向节为推力关节轴承。
14.根据权利要求11或12或13所述的辐射成像系统的辐射源安装组件，其特征在于，所述底板由辐射成像系统的设备舱的舱体底部形成。
15.根据权利要求11或12或13所述的辐射成像系统的辐射源安装组件，其特征在于，所述支腿有四条，用于分别靠近加速器承载体的四角处设置。
16.根据权利要求11或12或13所述的辐射成像系统的辐射源安装组件，其特征在于，所述支腿为万向蹄脚。
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