CN202928971U - 一种x射线飞点扫描发生器 - Google Patents
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Abstract
一种X射线飞点扫描发生器，涉及一种利用X射线反散射技术进行安全监测的无损检测设备。本实用新型主要特点是采用同轴安置的内外两个旋转圆桶，在内外两个旋转圆桶上分别设有多个准直狭缝，每个准直狭缝沿旋转圆桶的母线方向布置，内、外两个旋转圆桶上的准直狭缝的数量相同，且一一对应，两个相互对应的准直狭缝的中心线的中点和X射线源焦点位于一条直线上。在内旋转圆桶的和外旋转圆桶分别设有铅屏蔽层。当要求射线能量提高时，该飞点扫描发生器一方面可有效降低对射线管的要求，确保扫描飞点的尺寸，限制大焦点对图像质量的影响；另一方面减小旋转圆桶的运动惯量，提高运动的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种利用X射线反散射技术及透射技术进行安全监测的无损检测设备，特别涉及一种X射线飞点扫描设备。
背景技术
近年来，利用X射线反散射技术及透射技术进行安全监测的设备逐步普及起来，利用X射线反散射技术及透射技术大体上分为两种，一种是飞点扫描技术，另一种是利用X射线反散射射线大面积一次成像技术（如labster eye龙虾眼技术，申请号：20091020596817），后者技术复杂。飞点扫描技术中扫描飞点的形成大体上分为以下几种方案：一种是美国专利技术：旋转的具有狭缝的圆盘（如美国专利US patent5,181,234等所描述的）技术；一种是中国同方威视的旋转螺旋线（如中国专利CN201010624252.3和CN200910244502.8），还有一种是辐射盘状的准直器（美国）。前两种方案为了图像质量对X射线管的焦点尺寸要求较高，后者规模过于庞大，用于较高能量的X射线，制造复杂。
中国专利文献（发明专利ZL03153819.3）公开了一种旋转圆桶狭缝准直技术,只有一个衬铅旋转圆桶，上面有4～6条沿旋转圆桶母线方向加工的准直狭缝，一个平面扇形的射线束被旋转的圆桶上的准直狭缝调制成一个扫描的射线束。其特点是扫描斑点（飞点）形状一致，制造简单。但狭缝的大小直接影响扫描斑点的大小及图像的质量。对射线管的焦点大小要求高。当要求射线能量提高时，矛盾增大，由于X射线管热负荷的缘故，焦点要扩大。但焦点大时扫描的班点就大（如图1所示），从而影响图像的质量。而且由于旋转圆桶的铅衬集中在旋转圆桶外边缘，转动惯量过大，动平衡困难，因此运动稳定性也受到影响。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种新的X射线飞点扫描发生器，当要求射线能量提高时，一方面飞点扫描发生器可有效降低对射线管的要求，确保扫描飞点的尺寸，限制大焦点对图像质量的影响；另一方面减小旋转圆桶的运动惯量，提高运动的稳定性。
本实用新型的技术方案如下：
一种X射线飞点扫描发生器，包括X射线管、前端准直器、旋转圆桶、旋转圆桶驱动电机和散射射线屏蔽外壳，在所述的前端准直器上设有一条通透的扇形射线准直狭缝，其特征在于：旋转圆桶采用同轴安置的内外两个旋转圆桶，内旋转圆桶和外旋转圆桶固定在扫描圆桶底盘上；在内外两个旋转圆桶上分别设有多个准直狭缝，每个准直狭缝沿旋转圆桶的母线方向布置，内旋转圆桶准直狭缝和外旋转圆桶准直狭缝的数量相同，且一一对应，两个相互对应的准直狭缝的中心线的中点和X射线源焦点位于一条直线上；两旋转圆桶上的准直狭缝的宽度相同或不相同，内旋转圆桶和外旋转圆桶分别设有铅屏蔽层，且内旋转圆桶铅屏蔽层的厚度大于外旋转圆桶铅屏蔽层的厚度。
本实用新型所述前端准直器为锥台形状，镶嵌在X射线管的射线出口处或出口的邻近处，由重金属材料或其合金制成。
所述外旋转筒上的准直狭缝和内旋转筒上的准直狭缝的个数为4～6个，且均匀对称布置。
在所述的散射射线屏蔽外壳外面设有一个由上下两条铅带组成的辅助狭缝准直器，X射线经内旋转圆桶准直狭缝及外旋转圆桶准直狭缝后形成的一束扫描射线束穿过所述的辅助狭缝准直器。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及与突出性的技术效果：本实用新型由于采用了内外两个旋转圆桶，当要求射线能量提高时，内旋转圆桶上的准直狭缝限制了大焦点对图像质量的影响，外旋转圆桶上的准直狭缝确保了扫描飞点的尺寸。另外原来一个旋转圆桶上的铅屏蔽很大一部分向内移动，分布在了两个圆桶上，旋转圆桶的运动惯量减少了，从而有效提高了运动的稳定性。另外，散射射线屏蔽外壳把散射的X射线几乎全部包围在屏蔽外壳内，大大降低了设备的泄漏剂量。
附图说明
图1为采用一个旋转圆桶时狭缝准直的工作原理图（实线表示理想小焦点射线通过狭缝情况，虚线表示实际大焦点射线通过狭缝情况）。
图2为本实用新型提供的结构原理示意图。
图3为图2的俯视断面图。
图4为本实用新型采用内外两个旋转圆桶时狭缝准直工作原理图。（实线表示理想小焦点射线通过狭缝情况，虚线表示实际大焦点射线通过狭缝情况）。
图中：1-X射线管；2-前端准直器；3-内旋转圆桶；4-内旋转圆桶准直狭缝；5-外旋转圆桶；6-外旋转圆桶准直狭缝；7-扫描圆桶底盘；8-内旋转圆桶铅屏蔽层；9-外圆桶内铅屏蔽层；10-旋转圆桶驱动电机；11-散射射线屏蔽外壳；12-外壳铅屏蔽层；13-X射线源焦点；14-扇形射线束；15-屏蔽外壳出口狭缝；16-飞点扫描射线束；17-辅助狭缝准直器；18-扇形射线准直狭缝；19-铅带。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构、原理和工作过程做进一步的说明。
图2、图3为本实用新型提供的一种X射线飞点扫描发生器结构原理示意图，它包括X射线管1、前端准直器2、内旋转圆桶3、外旋转圆桶5、旋转圆桶驱动电机10和散射射线屏蔽外壳11，内旋转圆桶3和外旋转圆桶5固定在扫描圆桶底盘7上，两个旋转圆桶同轴安置；在内外两个旋转圆桶上分别设有多个准直狭缝，每个准直狭缝沿各自的旋转圆桶的母线方向布置，内旋转圆桶准直狭缝4和外旋转圆桶准直狭缝6的数量相同，且一一对应，每个旋转圆桶上的狭缝个数一般4～6个为宜，且均匀对称布置。两个相互对应的准直狭缝的中心线的中点和X射线源焦点13位于一条直线上；但内旋转圆桶上的准直狭缝和外旋转圆桶上的准直狭缝的宽度可以相同，也可以不同，要根据具体情况进行设计。
内旋转圆桶3和外旋转圆桶5分别设有铅屏蔽层，且内旋转圆桶铅屏蔽层8的厚度应大于外旋转圆桶铅屏蔽层9的厚度。所述的前端准直器2上设有一条通透的扇形射线准直狭缝18。所述前端准直器2为锥台形状，镶嵌在X射线管的射线出口处或出口的邻近处，由重金属材料或其合金制成。
X射线从X射线管1的射线焦点13处发射出来，只有一部分射线穿过前端准直器2的扇形射线准直狭缝18，形成扁平的扇形射线束14，扇形射线束射向与射线源焦点成一线的内旋转圆桶准直狭缝4及外旋转圆桶准直狭缝6，穿过它们形成一束扫描射线束16，然后通过散射射线屏蔽外壳11上的屏蔽外壳出口狭缝15射出发生器外。旋转圆桶驱动电机10驱动内旋转圆桶和外旋转圆桶旋转，X射线只能通过内旋转圆桶准直狭缝4和外旋转圆桶准直狭缝6射出，形成飞点扫描射线束16，再通过辅助狭缝准直器17；扫描射线束16的断面形状大体为一方形，故称为飞点扫描射线束，飞点扫描射线束沿旋转方向的尺寸由内旋转圆桶准直狭缝4和外旋转圆桶准直狭缝6宽度决定。飞点扫描射线束沿旋转轴线方向的尺寸由辅助狭缝准直器17宽度决定。
在所述的散射射线屏蔽外壳11外面还设有一个由上下两条铅带19组成的辅助狭缝准直器17，X射线经内旋转圆桶准直狭缝及外旋转圆桶准直狭缝后形成的飞点扫描射线束16穿过所述的辅助狭缝准直器；辅助狭缝准直器的狭缝宽决定了飞点扫描射线束16的垂直扫描方向（垂直射线束方向）的尺寸。本实用新型的X射线管高压供电小于450KV较好。能量过大屏蔽准直都有一定的困难。
散射射线屏蔽外壳11内表面设有1～5毫米厚的外壳铅屏蔽层12，X射线管1、前端准直器2、内旋转圆桶3、外旋转圆桶5和扫描圆桶底盘7等全都包在散射射线屏蔽外壳11内，在其上只开有一个屏蔽外壳出口狭缝15，让扫描射线束飞点射出。
图4为本实用新型采用内外两个旋转圆桶狭缝准直工作原理图。两个同轴安装的旋转圆桶上相对应的两个准直狭缝连成一线，对准焦点，一起旋转。内旋转圆桶上的准直狭缝限制了大焦点对图像质量的影响，外旋转圆桶上的准直狭缝确保了扫描飞点的尺寸。同时改进后铅内衬很大一部分向内移动，重量减轻了，运动稳定了，对X射线源焦点的要求也可以降低了。另外，散射射线屏蔽外壳把散射的X射线几乎全部包围在屏蔽外壳内，大大降低了设备的泄漏剂量。
Claims (4)
1.一种X射线飞点扫描发生器，包括X射线管（1）、前端准直器（2）、旋转圆桶、旋转圆桶驱动电机（10）和散射射线屏蔽外壳（11），在所述的前端准直器上设有一条通透的扇形射线准直狭缝（18），其特征在于：旋转圆桶采用同轴安置的内外两个旋转圆桶，内旋转圆桶（3）和外旋转圆桶（5）固定在扫描圆桶底盘（7）上；在内外两个旋转圆桶上分别设有多个准直狭缝，每个准直狭缝沿旋转圆桶的母线方向布置，内旋转圆桶准直狭缝（4）和外旋转圆桶准直狭缝（6）的数量相同，且一一对应，两个相互对应的准直狭缝的中心线的中点和X射线源焦点（13）位于一条直线上；两旋转圆桶上的准直狭缝的宽度相同或不相同，内旋转圆桶和外旋转圆桶分别设有铅屏蔽层，且内旋转圆桶铅屏蔽层（8）的厚度大于外旋转圆桶铅屏蔽层（9）的厚度。
2.如权利要求1所述的一种X射线飞点扫描发生器，其特征在于：所述前端准直器（2）为锥台形状，镶嵌在X射线管的射线出口处或出口的邻近处，由重金属材料或其合金制成。
3.如权利要求1所述的一种X射线飞点扫描发生器，其特征在于：外旋转筒上的准直狭缝和内旋转筒上的准直狭缝的个数为4～6个，且均匀对称布置。
4.如权利要求1～3任一权利要求所述的一种X射线飞点扫描发生器，其特征在于：在所述的散射射线屏蔽外壳（11）外面设有一个由上下两条铅带（19）组成的辅助狭缝准直器（17），X射线经内旋转圆桶准直狭缝及外旋转圆桶准直狭缝后形成的飞点扫描射线束（16）穿过所述的辅助狭缝准直器。
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| CN102901741A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-30 | 貊梁 | 一种x射线飞点扫描发生器 |
| CN103528547A (zh) * | 2013-10-17 | 2014-01-22 | 重庆大学 | 一种测量电子直线加速器焦点尺寸的装置及方法 |
| CN107797155A (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-13 | 合肥美亚光电技术股份有限公司 | 康普顿背散射检测装置 |
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