CN1224836A - 用于x射线检测系统的观象选择器 - Google Patents

Abstract

一种用于X射线检测系统的观象选择器。图像增强器把从至少多于一个的方向和位置使X射线穿透待测物体而获得的多个X射线图像转换成光学图像并投到输出屏幕上,第一旋转体形成一个相对输出屏幕为水平方向的旋转轴,与其旋转轴一端相连的第一反射镜将光学图像从输出屏幕上反射出来。第二旋转体形成一个相对输出屏幕为垂直方向的旋转轴,与其旋转轴一端相连的第二反射镜将来自第一反射镜的光学图像中所希望的光学图像反射到摄像装置。

Description

用于X射线检测系统 的观象选择器

本发明涉及一种用于X射线检测系统的观象选择器，尤其涉及一种通过利用低惯量的检流计来迅速并精确地提供观象选择的X射线检测系统观象选择器。

众所周知，X射线是由W.K.Roentgen在1895年发现并命名的。作为一种电磁波，X射线具有10～10^-2nm的波长，并有类似于波长范围在400nm～800nm的可见光所具有的光学特性，如反射、折射、衍射和偏移。X射线的波长利用衍射光栅来精确测量。

X射线具有穿透本领，且根据物体的种类、密度和厚度的不同有不同的穿透率。在X射线缺陷检测方法中，缺陷的厚度和位置利用X射线的上述特性通过检测X射线照相胶片的曝光密度的差异来测定。

而且，在X射线应力测量方法中，在物体受到有预定波长的特定的X射线和弹性应力时，通过衍射线条纹测量特定的物体晶格两端之间距离的改变来测定应力。

通常地，X射线检测系统是一种有代表性的利用X射线检测方法并将其系统化的无损伤检测系统。如前所述，在X射线检测系统中X射线图像转换成光学图像，其中X射线图像反映根据被测不透明物体的种类、密度和厚度的不同的X射线透射性质。

X射线检测系统具有很广泛的应用，如医疗、质量检测、焊接、电子线路焊接和工业自动化领域，因此，在专利公报中公开了许多涉及X射线检测系统的专利。

涉及X射线检测系统具有代表性的专利是1974年7月公开的美国专利No.3,809,886，名为“具有可动台座的动态X线断层摄影术”；1980年7月公开的美国专利No.4,210,815，名为“X射线装置的伺服系统”；1982年10月公开的美国专利No.4,356,400，名为“X射线设备的准直方法和装置”；1989年2月公开的美国专利No.4,809,308，名为“进行电路板焊接质量自动检测的方法和装置”；1990年5月公开的美国专利No.4,926,452，名为“检测电子设备的自动X射线分层摄影系统”；1991年6月公开的美国专利No.5,023,899，名为“X射线照相术等方法及装置”；1991年9月公开的美国专利No.5,048,070，名为“X射线管支撑装置”；1992年11月公开的美国专利No.5,164,974，名为“X射线曝光装置”和1996年7月30日公开的美国专利No.5,541,856，名为“X射线检测系统”。

以下将参考图1和2对一般的X射线检测系统进行描述。

由扫描X射线管10产生的X射线11透过待测物体20后，通过图像增强器40在输出屏幕41上形成一个光学图像42。然后，观象选择器50在形成的光学图像中选择所希望的光学图像42。

常规的观象选择器包括一个旋转体54，旋转体54以与图像增强器40相反的形式旋转。在旋转体54内部形成彼此相对的第一和第二反射镜51和52，以在它们之间形成一条光路53，其中光路53用于将输出屏幕41上形成的光学图像42中所希望的光学图像导向。

下面将描述具有上述结构的观象选择器50的操作。为了在形成于图像增强器40的输出屏幕41上的光学图像中选择一个所希望的光学图像，旋转体54由控制单元(未示出)的伺服控制而旋转。

此时，当由于扫描X射线管10的旋转而在输出屏幕41上旋转的光学图像42的旋转速度与观象选择器50的旋转体54的旋转速度并非精确一致时，将在选取的光学图像42中产生包含多个低频成分的模糊。因此，当捕捉所希望的光学图像42时，需要伺服控制以使观象选择器50的旋转体54的旋转速度与形成在输出屏幕41上的光学图像42的旋转速度精确地同步。

因此，当对光学图像42与观象选择器50的旋转体54之间的旋转速度同步时，尽管光学图像42在旋转，也能选取到所希望的光学图像42。

但是，常规的X射线检测系统有以下一些问题。

首先，X射线检测系统的观象选择器只可用于光学图像沿输出屏幕周围形成的情形。换言之，常规的观象选择器不能选择形成在输出屏幕中心部位的光学图像，因为在观象选择器中用于选择所希望的光学图像的第一和第二反射镜围绕旋转体的周围形成。而实际上，X射线可在中心部位透射。

第二，迅速且准确地选取所希望的X射线图像对于观象选择器是困难的，因为当X射线检测系统的惯量随着系统直径的增加而成正比例增加时，观象选择器伺服系统的恒速控制和高速位置控制是很困难的。

因此，本发明的目的是提供一种用于X射线检测系统的观象选择器，观象选择器可在任意位置处选取所希望的光学图像。

本发明的另一目的是提供一种用于X射线检测系统的观象选择器，观象选择器可在光学图像运动期间迅速而准确地选取所希望的光学图像。

根据本发明，图像增强器通过把多个X射线图像转换成光学图像而将光学图像投影到输出屏幕上，其中X射线图像是通过从至少不止一个方向和位置上使X射线穿透待测物体上而获得的，第一旋转体形成一个对于输出屏幕为水平方向的旋转轴，与第一旋转体旋转轴的一端相连的第一反射镜从输出屏幕上反射光学图像。另外，为了将来自第一反射镜的光学图像中所希望的光学图像输入给摄像装置，安装一个第二旋转体，以形成一个对于输出屏幕为垂直方向的旋转轴，第二反射镜与第二旋转体的旋转轴一端相连。

在一优选实施例中，第一和第二旋转体可分别包括一个检流计。

优选地，第一旋转体对于输出屏幕的旋转角处于-90°～+90°之间，第二旋转体对于第一反射镜的旋转角也处于-90°～+90°之间。

在参考附图作出下列详细的描述之后，将很容易对本发明及其优点有一个更全面、更深入的了解，在附图中，相同的标号表示相同或类似的组件，其中：

图1是普通的X摄像检测系统的示意图；

图2是普通的X摄像检测系统的光学选择路径的示意图；

图3是根据本发明的X射线检测系统的观象选择器的优选实施例的结构简图。

通过参考附图的优选实施例，对本发明的目的、特点及优点将有更清晰的理解。

以下将参见图1和图3对根据本发明的X射线检测系统的观象选择器优选实施例的结构和操作予以描述。

在下面的描述中，当涉及公开的功能和结构的详细描述对于理解本发明的实质明显不必要时，在此将略去该详细的描述。

参见图1，为了获得涉及各个方向的检测信息，以一预定角度倾斜的扫描X射线管10以预定间隔对待测物体20的检测区域进行X线11旋转扫描。

另外，物体输送单元30，如X-Y台座，支撑待测物体20，并在水平方向移动待测物体20，使X射线透射所希望的检测区域。

穿过待测物体20的透射X线12在位于图像增强器40上部的输入屏43上形成一个X射线图像13，其中，根据待测物体20的种类、密度和厚度，X射线图像具有不同的X射线透射特性。因为以一预定角度倾斜的扫描X射线管10旋转输出X射线，所以X射线图像13围绕着输入屏43的周边方向形成。

如公知的一样，当已经穿过待测物体20的透射X射线12因其波长不属于可见光波段而为用户看不见时，需要图像增强器40将X射线图像13转换成可见的图像，如光学图像。

形成在图像增强器40的输入屏幕43上的多个X射线图像13被图像增强器40的内部部件接收，经过图像增强器40中预定的过程被转换成光学图像，且图像形成在位于图像增强器40下部的输出屏幕41上，如图3所示。

在这期间，观象选择器100从形成于输出屏幕41上的光学图像中选择所希望的光学图像。

参考图3，根据本发明的观象选择器100包括：具有沿水平方向向图像增强器40的输出屏幕41延伸的旋转轴111的第一旋转体110；用于将光学图像13以预定角度从输出屏幕41反射并固定到第一旋转体110的旋转轴111端部的第一反射镜120；具有与图像增强器40输出屏幕41垂直方向的旋转轴131的第二旋转体130；用于将光学图像以预定角度从第一反射镜120反射并固定到第二旋转体130的旋转轴131端部且与第一反射镜120相对放置的第二反射镜140；和用于控制第一和第二旋转体110及130旋转角的旋转体控制单元150，而第一和第二旋转体110及130用于将第一和第二反射镜120和140控制到所希望的反射角。

通过适当控制第一和第二反射镜120和140的反射角，旋转体控制单元150形成一条用于接收光学图像到摄像装置60中的光路，其中光学图像位于输出屏幕41上的任意位置。

根据本发明的优选实施例，可将检流计用作第一和第二旋转体110及130。

以下将参见图3对以上述方式形成的观象选择器100的操作进行详细地描述。

首先，以下将根据本发明的优选实施例，对用作第一和第二旋转体110及130的检流计进行详细描述。

检流计是一种测量电流强度并主要用于检测或比较微电流的存在与否的一类装置。通常为了减小操作单元的磨损，检流计通常用极细的金属纤维支持，而不采用一般电流表中使用的枢轴。因此，检流计的惯量非常小。当检流计用作伺服控制的一对旋转体时，可高速并精确地进行伺服控制。

本发明用检流计作为第一和第二旋转体。因此，可通过利用检流计实现与形成在输出屏幕预定位置上的光学图像有关的第一和第二反射镜的位置控制，以及迅速并准确地选取所希望的光学图像。

以下将对优选实施例中涉及到的检流计的使用做详细地描述。

沿x轴方向延伸的第一旋转体110根据旋转体控制单元150的控制要求旋转到一个预定的角度，并因此第一反射镜120通过顺时针或逆时针方向旋转到一个预定的角度来选择图像增强器40输出屏幕41上的光学图像。此时，用作第一旋转体110的检流计具有极小的惯量，并能够迅速而准确地选择所希望的光学图像。

第一旋转体对输出屏幕41的旋转角适宜处于-90°～+90°的范围内。

在此期间，沿z轴方向延伸的第二旋转体130根据旋转体控制单元150的控制要求旋转到一个预定的角度，并因此第二反射镜140通过顺时针或逆时针方向旋转到一个预定的角度而从第一反射镜120所反射的图像中选择所希望的光学图像。此时，用作第二旋转体130的检流计具有极小的惯量，并能够迅速而准确地选择所希望的光学图像。

第二旋转体对第一反射镜120的旋转角适宜处于-90°～+90°的范围内。

以同样的方式，可通过适当地控制第一和第二反射镜的120和140的反射角，经形成的光路反射选择输出屏幕41的x-y轴上预定位置处的光学图像42。

在常规的观象选择器中，可选择投射到输出屏幕41周边上的光学图像。而根据本发明的观象选择器100可选择形成在输出屏幕41任意位置上的光学图像。

最后，摄像装置60可在图像传感器上对观象选择器100选取的光学图像42照相，并经可印制媒介，如胶卷、打印纸等等输出光学图像42。

如以上的详细描述，根据本发明的观象选择器可选取形成在输出屏幕上任意位置处的光学图像。因此，按照本发明的光学图像选取比常规的观象选择器所进行的光学图像选取要更迅速和精确。

至于说明书中提到的术语，根据本发明的功能确定，也可以根据技术人员的意图或实际应用而变化，这些术语应在全面地考虑了本发明方案之后确定。

在图示并描述了本发明优选实施例内容的同时，本领域的普通技术人员应理解到可做各种改变和改型，可用等同物替代本发明中的元件而不脱离本发明的实质。另外，在不背离本发明中心范围的情况下可做多种改型以适应本发明的教导的特定情形。因此，本发明不局限于所公开的作为实施本发明的最佳模式的特定实施例，本发明包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。

Claims (5)

1．一种用于X射线检测系统的观象选择器，包括：

一个图像增强器，用于把多个X射线图像转换成光学图像，并将光学图像投到输出屏幕上，其中X射线图像是通过从至少多于一个方向和位置上使X射线穿透待测物体而获得的；

一个第一旋转体，具有一个对于所述输出屏幕为水平方向的旋转轴；

一个第一反射镜，与所述第一旋转体的旋转轴的一端相连，用于将光学图像从所述输出屏幕上以一预定的角度反射；

一个第二旋转体，具有一个对于所述输出屏幕为垂直方向的旋转轴；

一个第二反射镜，与所述第二旋转体的旋转轴的一端相连并与所述第一反射镜相对放置，用于从来自第一反射镜的光学图像中选取所希望的光学图像；以及

一个旋转体控制单元150，用于控制所述第一旋转体和所述第二旋转体的旋转角。

2．根据权利要求1的用于X射线检测系统的观象选择器，其中所述第一旋转体包括一个检流计。

3．根据权利要求1的用于X射线检测系统的观象选择器，其中所述第二旋转体包括一个检流计。

4．根据权利要求1的用于X射线检测系统的观象选择器，其中所述第一旋转体对所述输出屏幕的旋转角处于-90°～+90°的范围内。

5．根据权利要求1的用于X射线检测系统的观象选择器，其中所述第二旋转体对所述第一反射镜的旋转角处于-90°～+90°的范围内。

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