CN2356344Y

CN2356344Y - 新型单源多探测器康普顿背散射工业ct装置

Info

Publication number: CN2356344Y
Application number: CN 98247453
Authority: CN
Inventors: 肖建民
Original assignee: LANBO HIGH SCIENCE AND TECHNOLOGY ENTERPRISE GROUP Co Ltd
Current assignee: LANBO HIGH SCIENCE AND TECHNOLOGY ENTERPRISE GROUP Co Ltd
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 1999-12-29
Anticipated expiration: 2008-12-28

Abstract

本实用新型公开了一种新型单源多探测器康普顿背散射工业CT装置，包括置于被检工件同一侧的放射源和探测器，所述探测器有2^x个探头，探头分别布置在弧形钢条上的对准工件激活区的孔中，所述放射源和探测器固定在旋转平台上，旋转平台安装在移动支架上；该装置可以成百倍地提高扫描速度，同时还提高了图像的空间分辨率和密度分辨率，性能远远超过第一代康普顿背散射工业CT，具有广阔的开发前景。

Description

新型单源多探测器康普顿背散射工业CT装置

本实用新型涉及一种射线成像装置。

工业CT(Industrial Computed Tomography)可分为两种类型，一种是放射源与探测器分布于工件两侧的透射式，另一种是放射源与探测器分布于工件同一侧的康普顿背散射式。康普顿背散射式工业CT是近年来获得较快发展的射线成像系统，它被广泛地应用于工业和国防产品的无损检测。其独特优点包括：放射源与探测器置于受检工件的同一侧，避免了透射检测有时无法安排探测器，或工件过大不能穿透的问题，可以得到被检工件内不同深度的信息，具有层析成像能力，并可重建三维图像，灵敏度高，理论上图像对比度可达100％。其原理是：当放射源产生的一束射线I经前准直器准直后射入工件与其中的电子发生康普顿散射时，探测器接受到的散射线I’是体积元dV在散射角θ方向(θ＞90°)发射的康普顿背散射线。通过测量康普顿散射I’，可以获得被检工件体积dV中的电子密度信息，而该密度又近似与dV区域的物质密度成正比。通过扫描系统可以采集被检工件某一断层上各体素的康普顿散射数据，从而成为重建图像的基础。康普顿背透射式工业CT的技术难度较透射式CT更大，文献检索表明，目前国内外仅仅出现了第一代单源单探测器的康普顿背散射式工业CT，此类CT机通常只用一只Nal或BGO晶体闪烁探测器进行逐点逐行扫描，它存在扫描速度慢、本底过高、分辨率指标较低等问题。

本实用新型的目的是：提供一种新型单源多探测器康普顿背散射工业CT装置，它的扫描速度得到了成百倍的提高，同时还提高了图像的空间分辨率和密度分辨率，性能远远超过现有技术。

本实用新型的技术方案是：种新型单源多探测器康普顿背散射工业CT装置，包括置于被检工件同一侧的放射源和探测器，所述探测器有2^x个探头，探头分别布置在弧形钢条上的对准工件激活区的孔中，所述放射源和探测器固定在旋转平台上，旋转平台安装在移动支架上。

本实用新型进一步的技术方案是：一种新型单源多探测器康普顿背散射工业CT装置，包括置于被检工件同一侧的放射源和探测器，所述探测器有256个探头，探头分别布置在弧形钢条上的对准工件激活区的孔中，孔分成两排，并且互相间隔错开排布；所述探头安装在孔的后半部分，即远离工件激活区一端，每个探头由CdWO₄晶体加硅光电二极管组成；所述放射源和探测器固定在旋转平台上，旋转平台安装在移动支架上。

本实用新型的优点是：该装置采用了256个CdWO₄晶体加硅光电二极管探头组成的探测器，采用大扇角的R/R旋转扫描方式，可以成百倍地提高扫描速度，同时还提高了图像的空间分辨率和密度分辨率，性能远远超过第一代康普顿背散射工业CT，具有广阔的开发前景。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述：

图1为康普顿背散射工业CT的原理图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为探测器的结构示意图；

其中：1放射源；2探测器；3弧形钢条；4孔；5旋转平台；6移动支架。

实施例：如图2和图3所示，一种新型单源多探测器康普顿背散射工业CT装置，包括置于被检工件同一侧的放射源[1]和探测器[2]，所述探测器[2]有256个探头，探头分别布置在弧形钢条[3]上的对准工件激活区的孔[4]中，孔[4]分成两排，并且互相间隔错开排布；所述探头安装在孔[4]的后半部分，即远离工件激活区一端，每个探头由CdWO₄晶体加硅光电二极管组成；所述放射源[1]和探测器[2]固定在旋转平台[5]上，旋转平台[5]安装在移动支架[6]上。

本实用新型使用256个CdWO₄晶体加硅光电二极管探头组成的探测器[2]，整个探测器[2]呈弧形条状，可以用钨钢制作，弧形钢条[3]上钻有两排互相间隔错开布置孔[4]--奇数孔和偶数孔，每排128个，共256个，奇数孔和偶数孔对准工件激活区，晶体加硅光电二极管组成的探头安装在每个孔[4]的后半部分，孔的前半部分起到准直器的作用，整个弧形钢条[3]还起到屏蔽作用。采用错开布置的孔[4]是为了避免因相邻的两个探头之间的屏蔽太薄而造成的射线窜扰。工作时放射源[1]近似为点状源，工件内的激活区为直棒状，它被γ射线和256个探头的轴线交叉切割成相等的256段(256个体素)，在γ射线的照射下产生康普顿散射时，每一个体素可视为一个次级源，它向4π方向发射γ射线，被探测器[2]上的探头接受。本实用新型中的放射源[1]和探测器[2]固定在旋转平台[5]上，并保持固定的散射角θ，旋转平台[5]安装在移动支架[6]上，这样，放射源[1]--探测器[2]就可以获得X、Y、Z、a四个自由度，其中X为竖直方向，Y为水平方向，Z为射线方向。通过X、Y方向移动可以使射线对准工件上的检测部位，通过Z方向的移动则可以在工件内选择不同深度的扫描断层，切片厚度可调。在初始位置，放射源[1]的射线出射口为垂直状态，故在工件中的激活区为竖棒状，当放射源[1]--探测区[2]在旋转平台[5]上作α角旋转时，棒状激活区围绕射线中心旋转，每步转360°/256，旋转一周完成一个断层扫描，放射源[1]--探测器[2]系统回复到初始位置，收集到(256×256)个原始测量数据。完成一个断层扫描后，旋转平台[5]沿Z方向移动一个步距，放射源[1]--探测器[2]再度围绕中心线旋转扫描一周，则可得到第二个断层的(256×256)个原始测量数据。如此周而复始进行下去，可以获得沿Z方向不同深度的一系列平行断层扫描数据。

本实用新型采集的原始测量数据矩阵首先要进行数据校正，包括修正入射线和康普顿散射线在工件内的吸收、扣除本底、消除二次散射和多次散射等，选用适当的图像重建算法对经校正后的测量数据进行重建计算，就能把反映不同转角上康普顿散射线测量结果的矩阵变换成反映断层内每一体素的平均密度的象素矩阵，由象素矩阵可以重建每一断层面的灰度图像，再选用适当的三维图像重建算法，由测到的各个断层数据重建三维图像。本实用新型的探测对象是工件或墙体内的缺陷和异物，判读输出能指出缺陷和异物的位置、形状、尺寸、材料和性质。

Claims

1.一种新型单源多探测器康普顿背散射工业CT装置，包括置于被检工件同一侧的放射源[1]和探测器[2]，其特征在于：所述探测器[2]有2^x个探头，探头分别布置在弧形钢条[3]上的对准工件激活区的孔[4]中，所述放射源[1]和探测器[2]固定在旋转平台[5]上，旋转平台[5]安装在移动支架[6]上。

2.根据权利要求1所述的新型单源多探测器康普顿背散射工业CT装置，其特征在于：所述探测器[2]有256个探头。

3.根据权利要求1或2所述的新型单源多探测器康普顿背散射工业CT装置，其特征在于：所述弧形钢条[3]上的孔[4]分成两排，并且互相间隔错开排布。

4.根据权利要求1所述的新型单源多探测器康普顿背散射工业CT装置，其特征在于：所述探头安装在孔[4]的后半部分，即远离工件激活区一端。

5.根据权利要求1或4所述的新型单源多探测器康普顿背散射工业CT装置，其特征在于：所述探头由CdWO₄晶体加硅光电二极管组成。