CN115791846A - 一种x射线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种X射线检测装置，所述X射线检测装置包括：旋转机构、X射线源、固定机构、N个平板探测器及N个电池传送机构；所述旋转机构包括旋转轴及驱动件，所述驱动件驱动所述旋转轴旋转；所述X射线源固定设置于所述旋转轴上，所述X射线源的出光方向与所述旋转轴的中心轴线垂直，所述X射线源跟随所述旋转轴旋转，并且所述X射线源的发光角度为α°；所述平板探测器通过所述固定机构等角度间隔环绕设置在所述旋转轴四周；所述电池传送机构设置在所述旋转轴与每个所述平板探测器之间。通过本发明提供的X射线检测装置，解决了现有X射线检测装置在检测电池质量时，检测速度及检测精度难以同时兼顾的问题。

Description

一种X射线检测装置

技术领域

本发明涉及辐射成像检查技术领域，特别是涉及一种X射线检测装置。

背景技术

X-ray CT仪(X射线断层扫描仪)作为一种无损检测手段，目前已经被广泛应用于电池检测。

传统的离线式X-ray CT仪，将电池360°旋转扫描完成3D成像，其可以清晰检测电池内部的三维结构，但此类设备结构复杂，检测时间长，效率低，一般只应用于产品研发或抽检。

传统的在线式X-ray CT仪，是对电池做平面扫描投影完成2D图像，其结构简单，检测时间短，但存在边缘重叠等干扰，误判率较高。

为兼顾日益增长的电池检测速度、精度需求以及检测设备的成本，有必要提供一种用于电池检测的快速扫描机构。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种X射线检测装置，用于解决现有X射线检测装置在检测电池质量时，检测速度及检测精度难以同时兼顾的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种X射线检测装置，所述X射线检测装置包括：旋转机构、X射线源、固定机构、N个平板探测器及N个电池传送机构，N≥2；

所述旋转机构包括旋转轴及驱动件，所述驱动件驱动所述旋转轴旋转；

所述X射线源固定设置于所述旋转轴上，所述X射线源的出光方向与所述旋转轴的中心轴线垂直，所述X射线源跟随所述旋转轴旋转，并且所述X射线源的发光角度为α°；

所述平板探测器通过所述固定机构以

的角度等角度间隔环绕设置在所述旋转轴四周，

所述电池传送机构设置在所述旋转轴与每个所述平板探测器之间。

可选地，所述旋转轴中空且侧壁开设有一窗口，所述X射线源内嵌设置在所述旋转轴内，所述X射线源的出光口对准所述窗口。

可选地，所述固定机构包括轴承座、若干根辐条及框架；其中，

所述轴承座环设在所述旋转轴外侧，所述轴承座内壁与所述旋转轴外壁贴合；

所述框架环绕架设在所述旋转轴四周；

各个所述辐条沿所述旋转轴的周向等角度间隔设置，其一端与所述轴承座连接，另第一端与所述框架连接，将所述框架间隔为N个区域，每个区域固定设置一个所述平板探测器。

可选地，所述驱动件包括驱动电机，所述驱动电机直接与所述旋转轴连接，所述驱动电机带动所述旋转轴旋转。

可选地，所述驱动件还包括主动轮、驱动电机及传送带；其中，

所述主动轮固定设置在其中一个所述辐条远离所述轴承座的一端；

所述驱动电机与所述主动轮连接并带动所述主动轮旋转；

所述传送带连接所述主动轮及所述旋转轴。

可选地，所述驱动件还包括四个导向轮、主动轮、传送带及驱动电机；其中，所述四个导向轮分别固定设置在两个相邻辐条的两端；所述主动轮设置在位于两个相邻辐条中间的框架上；所述传送带连接所述主动轮、所述导向轮及所述旋转轴；所述驱动电机与所述主动轮连接并带动所述主动轮旋转

可选地，所述旋转机构还设置有行程检测件，所述传送带设置有行程识别点；其中，所述行程检测件设置在与所述传送带相邻的所述框架或者所述辐条上，检测所述传送带上的行程识别点并控制所述主动轮往复式旋转。

可选地，所述行程检测件控制所述主动轮以±360°角度往复式旋转

可选地，所述电池传送机构包括传送电机及传送平台，所述传送电机带动所述传送平台移动，所述传送平台等角度间隔设置在所述旋转轴四周，且所述传送平台的平面与相应平板探测器的表面垂直。

可选地，所述传送电机包括步进式电机。

如上所述，本发明的X射线检测装置，设置的X射线源跟随旋转轴旋转，并将若干个平板探测器环绕在旋转轴周边，X射线源旋转一圈可以为多个电池进行3D成像，在满足了检测精度的前提下，缩短了单块电池扫描的平均时间，提升了检测效率。

附图说明

图1显示为本发明所述X射线检测装置的立体结构示意图。

图2显示为本发明所述X射线检测装置的侧视图

图3显示为本发明所述旋转机构及固定机构的局部结构示意图。

元件标号说明

10 X射线检测装置

20 电池

11 旋转机构

111 旋转轴

112 主动轮

113 传送带

114 导向轮

12 X射线源

13 固定机构

131 轴承座

132 辐条

133 框架

14 平板探测器

15 电池传送机构

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个机构或特征与其他机构或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了机构在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的机构被倒置，则描述为“在其他机构或构造上方”或“在其他机构或构造之上”的机构之后将被定位为“在其他机构或构造下方”或“在其他机构或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该机构也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

如图1至图3所示，本实施例提供一种X射线检测装置10，用于电池20的无损检测，所述X射线检测装置10包括：旋转机构11、X射线源12、固定机构13、N个平板探测器14及N个电池传送机构15，其中，N≥2。

本实施例中，如图1所示，X射线源12设置在旋转机构11上，旋转机构11的旋转带动X射线源12旋转，固定机构13将N个平板探测器14设置在旋转机构11的四周，将X射线源12环绕在内，在每个平板探测器14与X射线源12之间的空间都设置有一个电池传送机构15，旋转机构15上设置有待检测的电池20，旋转机构11每旋转一周，可以检测多个电池20；并且，X射线源12旋转至不同角度时，其出射的X射线通过不同的角度位置出射并贯穿所述电池20的待检测位置，这些从不同角度位置处检测得到的图像经过图像处理分析后能够建立关于电池20待检测位置的立体图像，并经由机器视觉分析计算后，对电池是否符合产品要求给与判断。同时，X射线源12旋转一周时，可以获得多个电池20的立体图像，在满足检测精度的需求下，检测速率能够得到有效的提高，而且，所述的X射线检测装置10仅设置了一个旋转的X射线源12就可以对多个电池20进行成像(X射线源成本高昂)，提高了X射线源的利用率，能够有效的节省装置的设置费用。

所述旋转机构11包括旋转轴111及驱动件，所述驱动件驱动所述旋转轴111旋转。

本实施例中，驱动件带动旋转轴111旋转，然后由旋转轴11带动X射线源12旋转。需要说明的是，驱动件既可以带动旋转轴一直以同一个方向旋转，也可以做周期性的往复式旋转，譬如，每顺时针旋转360°后，再逆时针旋转360°；当然，也可以灵活调整旋转行程为其他角度，这可根据实际需要设置，譬如，当N个平板探测器14有一个损坏或者保养维护时，可关闭这个平板探测器及与这个平板探测器相对应的电池传送机构15，此时，驱动件可规避这个平板探测器占据的空间角度，不再旋转至这个平板探测器的位置，提高检测效率。

所述X射线源12固定设置于所述旋转轴111上，所述X射线源12的出光方向与所述旋转轴111的中心轴线垂直，所述X射线源12跟随所述旋转轴111旋转，并且所述X射线源12的发光角度为α°。

本实施例中，如图2所示，X射线源12出射X射线束的出光口朝向旋转轴外侧，其具有一定的发光角度α°，发光角度的大小由X射线源的型号决定，譬如可以为15°，则其出射的X射线束的光轴位于发光角度的中心，7.5°位置处。作为示例，所述旋转轴111为中空型结构件，且旋转轴111的侧壁开设有一窗口，所述X射线源12内嵌设置在所述旋转轴111内，所述窗口作为所述X射线源12的射线束出光口。

所述平板探测器14通过所述固定机构13以

的角度等角度间隔环绕设置在所述旋转轴111四周，

本实施例中，如图1所示，N个平板探测器14设置在旋转轴111的四周，每个平板探测器14占据

的角度范围，以平板探测器14的数量为8个作为示例，则位于平板探测器13与X射线源12之间的电池传送机构15的数量也是8个，当X射线源以旋转360°为一个旋转周期，则每个旋转周期可以为位于8个电池传送机构15上的8个电池检测，并建立8个电池待检测位置的立体图像。若X射线源12发光角度α°为15°，且X射线源12的旋转起点为0°(将光轴所在的角度位置定义为X射线源的角度位置)，旋转至0°-45°时对应检测位于第一个电池传送机构上的电池20，旋转至45°-90°时对应检测位于第二个电池传送机构上的电池20……，作为示例，以检测位于第一个电池传送机构上的电池20作为说明，在X射线源12旋转至7.5°时，可以建立电池20的第1幅扫描图像，在旋转至37.5°时，可以建立电池20的第K幅扫描图像，这K幅扫描图像的视角不同，经过后续机器视觉系统处理分析后，可建立光于电池20待检测位置的立体图像，判断电池20待检测位置的质量。

具体的，所述固定机构13包括轴承座131、若干根辐条132及框架133；其中，所述轴承座131环设在所述旋转轴111外侧，所述轴承座131内壁与所述旋转轴111外壁贴合；所述框架133环绕架设在所述旋转轴111四周；各个所述辐条132沿所述旋转轴111的周向等角度间隔设置，其一端与所述轴承座131连接，另第一端与所述框架133连接，将所述框架133间隔为N个区域，每个区域固定设置一个所述平板探测器14。

本实施例中，如图1及2所示，框架133犹如相框，将平板探测器14固定在其上，旋转轴111的轴外侧面设置一轴承座131，轴承座131不跟随旋转轴111转动，框架133与轴承座131之间通过辐条132连接，以稳定支撑设置在框架133上的平板探测器14，这种结构支撑稳定，并将各个平板探测器14设置为单独的单元，各个平板探测器14可以设置为不同型号、不同成像分辨率的平板探测器14，满足多样化测试需求，同时，单个平板探测器14维护保养时不会影响到整个装置的运行，提高装置的有效运行时间。作为示例，如图2所示，辐条132的数量与平板探测器14的数量一致为8个，8根辐条132将旋转轴周围的360°空间间隔为8份，每份占用45°，每份都设置有一个电池传送机构15。

更具体的，当所述固定机构采用上述实施例中的结构时，所述驱动件可以采用多种不同的驱动方式来驱动旋转轴。

本实施例中，作为其中的第一个示例，驱动件譬如为驱动电机(图中未示出)，驱动电机直接与旋转轴111相连，直接带动旋转轴111旋转，然后由旋转轴11带动X射线源12旋转。

作为其中的第二个示例，所述驱动件包括驱动电机、主动轮112及传送带113；其中，所述主动轮112固定设置在其中一个所述辐条132远离所述轴承座131的一端；所述驱动电机与所述主动轮112直接连接并带动所述主动轮112旋转；所述传送带113连接所述主动轮112及所述旋转轴111；本示例中，驱动电机间接的带动旋转轴111的旋转，其中，传动带113还具有位置约束和张紧调节的功能，以防止松动，影响旋转速度的均匀性。

作为其中的第三个示例，所述驱动件包括四个导向轮114、主动轮112、传送带113及驱动电机；其中，所述四个导向轮114分别固定设置在两个相邻所述辐条132的两端；所述主动轮112设置在位于这两个相邻所述辐条132中间的框架133上；所述传送带113连接所述主动轮112、所述导向轮114及所述旋转轴111；所述驱动电机与所述主动轮112直接连接并带动所述主动轮112旋转；本示例中，如图2及图3所示，这些导向轮114与主动轮112通过传送带113连接，并通过传送带113与旋转轴111连接，驱动电机间接带动旋转轴111的旋转；同时传送带113设置在辐条上侧，这能够避让相邻辐条132间的空隙区域，避免影响电池传送机构的位置空间。

在这三个示例中，在实现控制旋转轴111往复式旋转的功能时，可以采用设置一行程检测件(未示出)的方案，譬如，行程检测件包括一光电传感器和一个与驱动电机连接的控制开关；其中，在第一个示例中，可以在轴承座上设置光电传感器和控制开关，旋转轴上设置一条反射带作为行程识别点，每当旋转轴上的反射带旋转至与光电传感器位置对应时，光电传感器被触发，触发的信号传递至控制开关，由其控制驱动电机反向旋转；在第二个示例及第三个示例中，可以在辐条132或者框架133靠近传送带的位置处设置光电传感器和控制开关，并相应的在传送带113上设置反射带作为行程识别点，譬如，传送带113设置有两个反射带，这两个反射带之间的间隔可以使旋转轴旋转360°，当驱动电机驱动旋转轴顺时针旋转到+360°时，传送带上的第一个反射带触发光电传感器，触发的信号传递至控制开关，由其控制驱动电机反向逆时针旋转，逆时针旋转-360°时，传送带上的第二个反射带触发光电传感器，控制驱动电机反向顺时针旋转。

所述电池传送机构15设置在所述旋转轴111与每个所述平板探测器14之间。

本实施例中，如图1及图2所示，电池传送机构15的数量与平板探测器14的数量相同，并且，电池传送机构15采用步进电机进行步进式移动，每当一个电池20被检测后，即可步进将前一个电池移走，并将下一个电池送至检测位置。需要额外说明的是，电池送装置15也可如流水线般一直匀速移动，所述X射线源12每旋转一个周期，电池送装置15将电池移动一定的距离，此移动的距离为电池送装置15上设置的两个相邻电池的间隔距离。

具体的，所述电池传送机构15包括传送电机及传送平台，所述传送电机带动所述传送平台移动，所述传送平台等角度间隔设置在所述旋转轴111四周，且所述传送平台的平面与所述平板探测器14的表面垂直。

本实施例中，如图2所示，传动平台的平面位于由相邻的两个辐条间隔出来的区域的中间位置，且传送平台的平面将这个间隔出来的区域划分为左右对称的两个部分，这就可以使得传送平台上的电池位于每个平板探测器12的中心位置，射线源12在电池20两侧等角度的位置辐射射线束，然后由平板探测器14生成关于电池待检测点对称处的图像(从电池两侧的对称位置扫描生成图像)，使得最终合成的立体图像更加精准；并且，如图1所示，每个传送平台上的电池20都斜角设置(待检测的角部区域距离X射线源较近)，以检测电池位于角部位置的层间褶皱缺陷；需要说明的是，随着电池20待检测位置的不同，待检测项目的不同，电池在传送平台上的设置位置不同，譬如当需要检查电池的正负极电极间的距离时，需要将设置有电池正负极的一面面向X射线源设置。

综上所述，本发明的X射线检测装置，设置的X射线源跟随旋转轴旋转，并将若干个平板探测器环绕在旋转轴周边，X射线源旋转一圈可以为多个电池进行3D成像，在满足了检测精度的前提下，缩短了单块电池扫描的平均时间，提升了检测效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种X射线检测装置，用于电池的无损检测，其特征在于，所述X射线检测装置包括：旋转机构、X射线源、固定机构、N个平板探测器及N个电池传送机构，N≥2；

所述旋转机构包括旋转轴及驱动件，所述驱动件驱动所述旋转轴旋转；

所述X射线源固定设置于所述旋转轴上，所述X射线源跟随所述旋转轴旋转，所述X射线源的出光方向与所述旋转轴的中心轴线垂直，并且所述X射线源的发光角度为α°；

所述平板探测器通过所述固定机构以

的角度等角度间隔环绕设置在所述旋转轴四周，

所述电池传送机构设置在所述旋转轴与每个所述平板探测器之间。

2.根据权利要求1所述的X射线检测装置，其特征在于，所述旋转轴中空且侧壁开设有一窗口，所述X射线源内嵌设置在所述旋转轴内，所述X射线源的出光口对准所述窗口。

3.根据权利要求1所述的X射线检测装置，其特征在于，所述固定机构包括轴承座、若干根辐条及框架；其中，

所述轴承座环设在所述旋转轴外侧，所述轴承座内壁与所述旋转轴外壁贴合；

所述框架环绕架设在所述旋转轴四周；

各个所述辐条沿所述旋转轴的周向等角度间隔设置，其一端与所述轴承座连接，另第一端与所述框架连接，将所述框架间隔为N个区域，每个区域固定设置一个所述平板探测器。

4.根据权利要求3所述的X射线检测装置，其特征在于，所述驱动件包括驱动电机，所述驱动电机直接与所述旋转轴连接，所述驱动电机带动所述旋转轴旋转。

5.根据权利要求3所述的X射线检测装置，其特征在于，所述驱动件包括主动轮、驱动电机及传送带；其中，

所述主动轮固定设置在其中一个所述辐条远离所述轴承座的一端；

所述驱动电机与所述主动轮连接并带动所述主动轮旋转；

所述传送带连接所述主动轮及所述旋转轴。

6.根据权利要求3所述的X射线检测装置，其特征在于，所述驱动件包括四个导向轮、主动轮、传送带及驱动电机；其中，

所述四个导向轮分别固定设置在两个相邻辐条的两端；

所述主动轮设置在位于两个相邻辐条中间的框架上；

所述传送带连接所述主动轮、所述导向轮及所述旋转轴；

所述驱动电机与所述主动轮连接并带动所述主动轮旋转。

7.根据权利要求5或6所述的X射线检测装置，其特征在于，所述旋转机构还设置有行程检测件，所述传送带设置有行程识别点；其中，所述行程检测件设置在与所述传送带相邻的所述框架或者所述辐条上，检测所述传送带上的行程识别点并控制所述主动轮往复式旋转。

8.根据权利要求7所述的X射线检测装置，其特征在于，所述行程检测件控制所述主动轮以±360°角度往复式旋转。

9.根据权利要求1所述的X射线检测装置，其特征在于，所述电池传送机构包括传送电机及传送平台，所述传送电机带动所述传送平台移动，所述传送平台等角度间隔设置在所述旋转轴四周，且所述传送平台的平面与相应平板探测器的表面垂直。

10.根据权利要求9所述的X射线检测装置，其特征在于，所述传送电机包括步进式电机。

Images