CN113552643A - 一种用于x射线源的飞点扫描装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于X射线源的飞点扫描装置，包括斩波圆环、扇形束准直器、固定支架、电机、X射线源，本发明适用于安全监测设备技术领域，经过扇形束准直器、斩波圆环而形成的X射线笔形束在扫描过程中角度无变化，仅单一方向尺寸略有改变，提高了背散射成像设备的成像质量；斩波圆环轴向尺寸小且固定支架采用了轻质化设计，有效减少装置的重量。
Description
技术领域
本发明属于安全监测设备技术领域，具体是一种用于X射线源的飞点扫描装置。
背景技术
X射线背散射成像技术，是在安检领域中，是常用的非接触式安全检查方式之一。其主要基于康普顿效应原理，根据不同物质对背散射信号强度高低的差异来进行检测。对于毒品、爆炸物等低原子序数、低密度有机物的检测效果非常好。
对于基于X射线背散射成像技术的设备，X射线源的飞点扫描装置是其核心部件，其主要作用是在X射线扫描过程中的某一时刻只有一条笔束X射线照射到物体上。扇形束准直器+可旋转带有狭缝的斩波圆盘、筒形针孔斩波轮、同心孔型斩波三种方式，是目前最常用的三种方式。
扇形束准直器+可旋转带有狭缝的斩波圆盘扫描装置，其优点是体积小，质量较轻，但其产生菱形的X射线束，在扫描的过程中，射线束截面菱形的边长及角度均会有较大变化，从而对成像质量造成影响。
筒形针孔斩波轮的优点是只需要通过针孔一次便可形成笔束X射线，结构简单，缺点是尺寸较大，重量过重，不利于设备携带使用。
同心孔型斩波，缺点是斩波装置重量大，不利于设备轻量化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于X射线源的飞点扫描装置。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于X射线源的飞点扫描装置，包括：斩波圆环、扇形束准直器、固定支架、电机、X射线源；其中，
所述扇形束准直器设置于X射线源X射线出口处，包括准直器狭缝及准直器主体，准直器主体将X射线源发出的X射线遮挡，使X射线仅通过准直器狭缝输出，形成X射线扇形束；
所述斩波圆环与X射线源转动连接，包括环状主体与若干狭缝，环状主体用于遮挡经扇形束准直器输出的扇形束X射线，在任意时间内最多只有一条狭缝与扇形束X射线相触，使扇形束X射线经狭缝输出为一条笔束X射线；
所述固定支架用于固定斩波圆环；
所述电机驱动固定支架转动，从而使斩波圆环围绕X射线源旋转。
优选的，所述斩波圆环材质为高原子序数高密度材料，包括钨、钨合金或铅、铅合金。
优选的，所述斩波圆环的狭缝以环状主体为中心呈周向分布。
优选的，所述斩波圆环的狭缝开设于环状主体的端部或中间位置，狭缝的形状为长方形、梯形、圆形、腰形孔其中之一。
优选的，所述扇形束准直器材质为高原子序数高密度材料，包括钨、钨合金或铅、铅合金。
优选的，所述电机与固定支架之间传动方式为直接驱动、带传动、链传动、齿轮传动其中之一。
优选的，所述斩波圆环的回转轴线通过X射线焦点，并垂直于经扇形束准直器输出的扇形束X射线所在平面。
优选的，所述固定支架材质为铝或铝合金或高分子材料。
优选的，所述固定支架采用镂空结构。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，经过扇形束准直器、斩波圆环而形成的X射线笔形束在扫描过程中角度无变化，仅单一方向尺寸略有改变，提高了背散射成像设备的成像质量；斩波圆环轴向尺寸小且固定支架采用了轻质化设计，有效减少装置的重量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的X射线源的飞点扫描装置结构示意图；
图2是本发明实施例提供的X射线源的飞点扫描装置出束示意图；
图3是本发明实施例提供的斩波圆环方案一结构示意图；
图4是本发明实施例提供的斩波圆环方案二结构示意图；
图5是本发明实施例提供的扇形束准直器结构示意图；
附图标记：1.斩波圆环、2.扇形束准直器、3.固定支架、4.从动带轮、5.传动带、6.主动带轮、7.电机、8.X射线源、11.环状主体、12.狭缝、21.准直器狭缝、22.准直器主体。
具体实施方式
以下结合附图1-5，进一步说明本发明一种用于X射线源的飞点扫描装置的具体实施方式。本发明一种用于X射线源的飞点扫描装置不限于以下实施例的描述。
实施例：
本实施例给出一种用于X射线源的飞点扫描装置的具体实施方式，如图1-5所示，斩波圆环1、扇形束准直器2、固定支架3、电机7、X射线源8；其中，
扇形束准直器2设置于X射线源8X射线出口处，包括准直器狭缝21及准直器主体22，准直器主体22将X射线源8发出的X射线遮挡，使X射线仅通过准直器狭缝21输出，形成X射线扇形束；
斩波圆环1与X射线源8转动连接，包括环状主体11与若干狭缝12，环状主体11用于遮挡经扇形束准直器2输出的扇形束X射线，在任意时间内最多只有一条狭缝12与扇形束X射线相触，使扇形束X射线经狭缝12输出为一条笔束X射线；
固定支架3用于固定斩波圆环1；
电机7驱动固定支架3转动，从而使斩波圆环1围绕X射线源8旋转。
进一步的，斩波圆环1材质为高原子序数高密度材料，包括钨、钨合金或铅、铅合金。
进一步的，斩波圆环1的狭缝12以环状主体11为中心呈周向分布。
进一步的，斩波圆环1的狭缝12开设于环状主体11的端部或中间位置，狭缝12的形状为长方形、梯形、圆形、腰形孔其中之一。
进一步的，扇形束准直器2材质为高原子序数高密度材料，包括钨、钨合金或铅、铅合金。
进一步的，电机7与固定支架3之间传动方式为直接驱动、带传动、链传动、齿轮传动其中之一。
进一步的，斩波圆环1的回转轴线通过X射线焦点，并垂直于经扇形束准直器2输出的扇形束X射线所在平面。
进一步的，固定支架3材质为铝或铝合金或高分子材料。
进一步的，固定支架3采用镂空结构。
工作原理：
如图1所示，本发明的X射线源飞点扫描装置，核心部件包括：斩波圆环1、扇形束准直器2、固定支架3、电机7、X射线源8等。
如图5所示，扇形束准直器2位于X射线源8的X射线出口处，其包含准直器狭缝21及准直器主体22；如图2所示，准直器主体22将X射线源8发出的X射线遮挡，使X射线仅通过准直器狭缝21输出，形成X射线扇形束。
如图3、图4所示，斩波圆环1围绕X射线源8旋转，其包含环状主体11与数量不等的狭缝12，采用铅或钨材料制作或与其相关合金材料，以使其可有效遮挡X射线，使X射仅可从狭缝12中通过。
如图2所示，环状主体11用于遮挡经扇形束准直器2输出的扇形束X射线，在任意时间内最多只有一条狭缝12与扇形束X射线相触，使扇形束X射线经狭缝12输出为一条笔束X射。
如图3、图4所示，斩波圆环1的狭缝12可位于环状主体11的端部或中间位置，狭缝12的形状可为长方形、梯形、圆形、腰形孔等多种形状。
固定支架3采用铝、铝合金或高分子材料等低密度材料制作，并可进一步采用镂空设计，以减轻装置重量，其用于固定斩波圆环1，两者可以通过螺纹联接或过盈配合或粘接等多种方式固定。
电机7驱动固定支架3转动，从而使斩波圆环1围绕X射线源8旋转。电机7与固定支架3之间有多种传动方式，可采用直接驱动、带传动、链传动或齿轮传动。
当电机7与固定支架3采用带传动方式驱动，即：电机7旋转时带动主动带轮6转动，主动带轮6通过传动带5驱动从动带轮4旋转，从动带轮4带动固定支架3转动，从而实现斩波圆环1围绕X射线源8旋转。
本发明的有益效果是：经过扇形束准直器2、斩波圆环1而形成的X射线笔形束在扫描过程中角度无变化X射线笔形束截面为矩形，仅单一方向尺寸略有改变，提高了背散射成像设备的成像质量。斩波圆环1轴向尺寸小且固定支架3采用了轻质化设计，有效减少装置的重量。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于X射线源的飞点扫描装置，其特征在于，包括：
斩波圆环(1)、扇形束准直器(2)、固定支架(3)、电机(7)、X射线源(8)；其中，
所述扇形束准直器(2)设置于X射线源(8)X射线出口处，包括准直器狭缝(21)及准直器主体(22)，准直器主体(22)将X射线源(8)发出的X射线遮挡，使X射线仅通过准直器狭缝(21)输出，形成X射线扇形束；
所述斩波圆环(1)与X射线源(8)转动连接，包括环状主体(11)与若干狭缝(12)，环状主体(11)用于遮挡经扇形束准直器(2)输出的扇形束X射线，在任意时间内最多只有一条狭缝(12)与扇形束X射线相触，使扇形束X射线经狭缝(12)输出为一条笔束X射线；
所述固定支架(3)用于固定斩波圆环(1)；
所述电机(7)驱动固定支架(3)转动，从而使斩波圆环(1)围绕X射线源(8)旋转。
2.如权利要求1所述的一种用于X射线源的飞点扫描装置，其特征在于：所述斩波圆环(1)材质为高原子序数高密度材料，包括钨、钨合金或铅、铅合金。
3.如权利要求1所述的一种用于X射线源的飞点扫描装置，其特征在于：所述斩波圆环(1)的狭缝(12)以环状主体(11)为中心呈周向分布。
4.如权利要求1所述的一种用于X射线源的飞点扫描装置，其特征在于：所述斩波圆环(1)的狭缝(12)开设于环状主体(11)的端部或中间位置，狭缝(12)的形状为长方形、梯形、圆形、腰形孔其中之一。
5.如权利要求1所述的一种用于X射线源的飞点扫描装置，其特征在于：所述扇形束准直器(2)材质为高原子序数高密度材料，包括钨、钨合金或铅、铅合金。
6.如权利要求1所述的一种用于X射线源的飞点扫描装置，其特征在于：所述电机(7)与固定支架(3)之间传动方式为直接驱动、带传动、链传动、齿轮传动其中之一。
7.如权利要求1所述的一种用于X射线源的飞点扫描装置，其特征在于：所述斩波圆环(1)的回转轴线通过X射线焦点，并垂直于经扇形束准直器(2)输出的扇形束X射线所在平面。
8.如权利要求1所述的一种用于X射线源的飞点扫描装置，其特征在于：所述固定支架(3)材质为铝或铝合金或高分子材料。
9.如权利要求1所述的一种用于X射线源的飞点扫描装置，其特征在于：所述固定支架(3)采用镂空结构。
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