CN111272782A - 自适应视场的x射线装置及自适应调整视场的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种自适应视场的X射线装置，包括球管、与所述球管相对设置的X射线探测器和样品托盘；样品托盘设置在可升降的托盘支架上；所述托盘支架通过升降控制装置控制升降高度；所述X射线装置上设置有用于检测样品直径大小的样品检测装置。以及自适应调整视场的方法。本发明根据样品直径与样品托架升降高度的关系，通过样品检测装置检测样品直径，然后升降控制装置控制托盘支架升降至设定的高度，使得样品在X射线探测器上的投影与X射线探测器极限视界相匹配，充分的覆盖X射线探测器。从而实现视场的自适应调整，充分利用X射线探测器的成像能力。
Description
技术领域
本发明属于检测设备技术领域，特别是涉及一种有效利用成像范围的自适应视场的X射线装置及自适应调整视场的方法。
背景技术
在X射线检测设备领域，X射线发生器产生X射线以后，X射线穿透被照射物体，之后照射到探测器上，最后通过影像系统得到图像。在这个过程中，被照射物体需要被照射的部分需要完全处于X射线的照射范围内。从X射线发生器到X射线探测器的X光路径一般是立方锥形的结构。故，在不同的光路位置上，被照射物体的最大可拍摄尺寸是不同的。在传统的X射线设备中，被照射物体和X射线探测器之间的位置相对比较固定，或者只有几个可以选择的位置。当被照射物体的尺寸比相应位置的最大可拍摄尺寸小很多的时候，X射线探测器的可用成像范围只被利用了一小部分，成像能力不能被充分使用。或者当被照射物体的尺寸比相应位置的最大可拍摄尺寸大的时候，X射线探测器并不能将被照射物体的影像全部拍摄到。
发明内容
本发明目的在于针对现有X光检测设备存在的缺陷，提供一种能够根据样品大小，有效利用探测器成像范围的自适应视场的X射线装置及自适应调整视场的方法。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
自适应视场的X射线装置，包括球管、与所述球管相对设置的X射线探测器和样品托盘；其特征在于：所述样品托盘设置在可升降的托盘支架上；所述托盘支架通过升降控制装置控制升降高度；所述X射线装置上设置有用于检测样品直径大小的样品检测装置。由于样品在X射线探测器上的投影直径与样品托盘至球管之间的距离有关，为了充分利用X射线探测器的成像能力，需要使样品的投影直径与X射线探测器极限视界相匹配。不同大小的样品在X射线探测器上的投影可以通过调整样品托盘的高度来调整。因此，通过样品检测装置检测样品的直径大小，然后根据样品大小，升降控制装置控制托盘支架升降至设定的高度，使得样品在X射线探测器上的投影与X射线探测器极限视界相匹配。
一种形式：所述样品检测装置为位于所述球管侧的摄像头，所述样品托盘上具有长度刻度。通过摄像头拍摄样品托盘上的样品照片，依据样品托盘上刻度读取样品直径大小数据，从而获得样品直径大小，调整样品托盘高度。
另一种形式：所述样品检测装置为位于所述样品托盘上的平面传感器。通过平面传感器检测样品直径大小，再根据样品直径大小调整样品托盘高度。
还有一种形式：所述样品检测装置为降至所述X射线探测器位置的所述样品托盘。当样品托盘降至X射线探测器位置时，样品在X射线探测器上的投影大小等于样品实际大小。使用时通过拍摄一张X光片，通过计算得到样品的尺寸，然后再根据样品直径大小调整样品托盘高度。
优选的：所述托盘支架螺纹连接在由电机驱动的丝杆上。通过电机驱动丝杆转动，带动托盘支架平稳升降。
所述电机固定在导轨支架内，所述导轨支架两侧具有导轨，所述导轨上设置有滑块，所述托盘支架两侧固定连接在所述滑块上。将托盘支架设置在滑块上，沿两根导轨移动，可以使得托盘支架升降更加平稳。
自适应调整视场的方法，采用上述的自适应视场的X射线装置，其特征在于包括下述步骤：
（1）以球管为发射点，X射线探测器探测极限边缘为终点，绘制一个发射扇面；获得升降高度与样品直径的关系公式：h=r/R×H，其中h为样品托盘至球管之间的距离，R为X射线探测器极限视界两侧边缘之间的距离，r为样品直径，H为球管至X射线探测器之间的距离；
（2）将样品放置在样品托盘上，样品检测装置检测样品直径r；
（3）升降控制装置根据样品直径r，采用步骤（1）中的公式计算出h，输出控制信号控制升降装置达到h值，样品的影像与X射线探测器探测极限相匹配。
本发明根据样品直径与样品托架升降高度的关系，通过样品检测装置检测样品直径，然后升降控制装置控制托盘支架升降至设定的高度，使得样品在X射线探测器上的投影与X射线探测器极限视界相匹配，充分的覆盖X射线探测器。从而实现视场的自适应调整，充分利用X射线探测器的成像能力。
附图说明
图 1 为本发明侧视结构示意图。
图 2 为本发明立体结构示意图。
图 3 为样品直径和X射线探测器极限视界两侧边缘之间的距离关系图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种自适应视场的X射线装置，包括球管1、位于球管1侧的摄像头2、与球管1相对设置的X射线探测器11，及位于球管1和X射线探测器11之间的样品托盘6。样品托盘6具有长度刻度，设置在托盘支架7上。托盘支架7螺纹连接在由电机10驱动的丝杆9上。通过电机10驱动丝杆9转动，带动托盘支架7平稳升降。电机10固定在导轨支架3内，导轨支架3两侧具有导轨8，导轨8上设置有滑块5，托盘支架7两侧固定连接在滑块5上。电机10通过升降控制装置控制正反转，从而调节托盘支架7的高度。通过摄像头2拍摄样品托盘6上的样品4照片，依据样品托盘6上刻度读取样品4直径大小数据，从而获得样品4直径大小。采用丝杆9转动升降，托盘支架7设置在滑块5上，沿两根导轨8移动，可以使得托盘支架7升降更加平稳。
由于样品4在X射线探测器11上的投影直径与样品托盘6至球管1之间的距离有关，为了充分利用X射线探测器11的成像能力，需要使样品4的投影直径与X射线探测器11极限视界相匹配。不同大小的样品4在X射线探测器11上的投影可以通过调整样品托盘6的高度来调整。因此，通过检测样品4的直径大小，然后根据样品4大小，升降控制装置控制托盘支架7升降至设定的高度，使得样品4在X射线探测器11上的投影与X射线探测器11极限视界相匹配。
另一种形式：通过样品托盘6上的平面传感器检测样品直径大小，再根据样品4直径大小调整样品托盘6高度。
还有一种检测样品大小的方式，将样品托盘6降至X射线探测器11位置时，样品4在X射线探测器11上的投影大小等于样品4实际大小。使用时通过拍摄一张X光片，通过计算得到样品4的尺寸，然后再根据样品4直径大小调整样品托盘6高度。
自适应调整视场的方法，采用上述的自适应视场的X射线装置，包括下述步骤：
（1）如图3所示，以球管1为发射点，X射线探测器11探测极限边缘为终点，绘制一个发射扇面；获得升降高度与样品4直径的关系公式：h=r/R×H，其中h为样品托盘6至球管1之间的距离，R为X射线探测器11极限视界两侧边缘之间的距离，r为样品4直径，H为球管1至X射线探测器11之间的距离；
（2）将样品4放置在样品托盘6上，样品检测装置检测样品4直径r；
（3）升降控制装置根据样品4直径r，采用步骤（1）中的公式计算出h，输出控制信号控制升降装置达到h值，样品4的影像与X射线探测器11探测极限相匹配。
Claims (7)
1.自适应视场的X射线装置，包括球管、与所述球管相对设置的X射线探测器和样品托盘；其特征在于：所述样品托盘设置在可升降的托盘支架上；所述托盘支架通过升降控制装置控制升降高度；所述X射线装置上设置有用于检测样品直径大小的样品检测装置。
2.如权利要求1所述的自适应视场的X射线装置，其特征在于：所述样品检测装置为位于所述球管侧的摄像头，所述样品托盘上具有长度刻度。
3.如权利要求1所述的自适应视场的X射线装置，其特征在于：所述样品检测装置为位于所述样品托盘上的平面传感器。
4.如权利要求1所述的自适应视场的X射线装置，其特征在于：所述样品检测装置为降至所述X射线探测器位置的所述样品托盘。
5.如权利要求1-4任一项所述的自适应视场的X射线装置，其特征在于：所述托盘支架螺纹连接在由电机驱动的丝杆上。
6.如权利要求5所述的自适应视场的X射线装置，其特征在于：所述电机固定在导轨支架内，所述导轨支架两侧具有导轨，所述导轨上设置有滑块，所述托盘支架两侧固定连接在所述滑块上。
7.自适应调整视场的方法，采用如权利要求1-6任一项所述的自适应视场的X射线装置，其特征在于包括下述步骤：
（1）以球管为发射点，X射线探测器探测极限边缘为终点，绘制一个发射扇面；获得升降高度与样品直径的关系公式：h=r/R×H，其中h为样品托盘至球管之间的距离，R为X射线探测器极限视界两侧边缘之间的距离，r为样品直径，H为球管至X射线探测器之间的距离；
（2）将样品放置在样品托盘上，样品检测装置检测样品直径r；
（3）升降控制装置根据样品直径r，采用步骤（1）中的公式计算出h，输出控制信号控制升降装置达到h值，样品的影像与X射线探测器探测极限相匹配。
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