一种用于色选机的X射线散射校正系统及方法与流程

一种用于色选机的x射线散射校正系统及方法
技术领域
1.本发明属于x射线成像技术领域，特别是涉及一种用于色选机的x射线散射校正系统及方法。


背景技术：

2.随着x射线检测技术的发展，x射线成像技术得到广泛应用。x射线图像可以显示被测物体的内部结构，但在x射线图像采集过程中，采集设备中的x射线辐射被散射，散射信号的存在会严重影响图像检测精度，使得产生的x射线图像变得模糊。尤其是对尺寸、密度较大物体的检测，模糊效果更加严重。
3.现有x射线在线检测设备中，一般采用限制射线源出束通路，以及在探测器与检测物体之间增加线束缝的方法，减少散射信号对采集图像的影响。但该调节方法只能够降低物体运动方向的散射光线影响，对于探测器排布方向的散射线影响没有改善。同时多个线束缝装置与探测器、射线管之间的光路对准困难，校准效率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于色选机的x射线散射校正系统及方法，通过设置透射光线探测阵列和若干散射光线探测阵列组合方式，实现物体移动方向和探测装置排布方向的实时散射校正，提升调试效率和物体成像精度，解决了现有调节方式只能降低物体运动方向的散射光线影响和校准效率低的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
6.本发明为一种用于色选机的x射线散射校正系统，包括支架，所述支架上方固定安装有控制装置；所述支架上方还固定安装有射线发生装置，所述射线发生装置内部固定安装有限束装置，所述限束装置位于射线发生装置的焦点下方，所述限束装置开有限制x射线通过的第一通孔，所述第一通孔大小可调,用于限制x射线的散射。所述射线发生装置下方设有传送装置，所述传送装置固定安装在支架中部；所述传送装置下方设有射线探测装置，所述射线探测装置固定安装在支架下方，所述射线探测装置上表面固定有透射光线探测阵列和若干散射光线探测阵列，所述透射光线探测阵列和若干散射光线探测阵列的排布方向均垂直于传送装置运动方向，用于改善探测器排布方向的散射线影响。所述射线探测装置和传送装置之间设有射线防护装置，所述射线防护装置开有射线通过的第二通孔，所述第二通孔大小可调。
7.进一步地，所述射线发生装置采用一体化x射线源或x射线球管中的一种。
8.进一步地，所述传送装置为传送皮带线，减少对x射线的穿透影响，同时避免划伤被测物体。
9.进一步地，所述传送皮带线的皮带厚度均匀，最厚处和最薄处厚度差异小于1mm，减少皮带厚度不均对成像产生较大影响。
10.进一步地，若干所述散射光线探测阵列采用两条，所述两条散射光线探测阵列均
与透射光线探测阵列平行且位于透射光线探测阵列两侧，用于采集光信号，实时反馈到控制装置，控制装置通过调节限束装置和射线防护装置对散射信号进行自动校准。
11.进一步地，所述透射光线探测阵列包括若干透射光线探测单元，若干所述透射光线探测单元的排布密度根据灵敏度需求和成本需求确立。
12.一种用于色选机的x射线散射校正方法，包括如下步骤：
13.s1、打开射线发生装置，射线发生装置射出x射线；
14.s2、将待测物体置于光路上，是射线发生装置射出的x射线穿过待测物体；
15.s3、测算射线发出装置的焦点到限束装置的距离a，测算射线发出装置的焦点到射线探测装置上表面的距离b，计算光路的放大比例k＝b/a；
16.s4、测算透射光线探测阵列的像素宽度c，测算透射光线探测阵列检测区域宽度d；
17.s5、根据s3和s4的测算结果，调试限束装置上的第一通孔宽度s,宽度s应满足：c/k<s<d/k；
18.s6、观察x射线照射在射线探测装置上的情况，根据散射信号校正的计算方法，调整射线探测装置位置；若两侧散射探测器阵列信号微弱而透射探测器阵列信号正常，则说明探测器光路已经对准，反之，通过观察两条散射光线探测阵列与中间透射光线探测阵列输出信号的相对变化，前后调整探测器位置，直至两侧散射探测器阵列信号微弱而透射探测器阵列信号正常。
19.进一步地，所述s6中，透射光线探测单元为i(m)，其两侧临近的四个散射光线探测单元分别为l(n),l(n+1),r(n),r(n+1)；所述散射信号校正的计算方法为i(m)'＝f(i(m),l(n),l(n+1),r(n),r(n+1))。
20.进一步地，所述散射信号校正的计算方法采用i(m)'＝i(m)
‑
(l(n),l(n+1),r(n),r(n+1))或
21.i(m)'＝i(m)
‑
(x1*l(n)+x2*l(n+1)x3*r(n)+x4*r(n+1))中的一种。
22.本发明具有以下有益效果：
23.本发明通过设置透射光线探测阵列和若干散射光线探测阵列组合方式，实现物体移动方向和探测装置排布方向的实时散射校正；在线物体检测中，实时完成散射校准，提升调试效率和物体成像精度。
24.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明的一种用于色选机的x射线散射校正系统的结构示意图；
27.图2为本发明的射线光路图；
28.图3为本发明的射线探测装置的正视图；
29.图4为本发明的透射光线探测单元和散射光线探测单元的排布图；
30.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0031]1‑
支架，2
‑
控制装置，3
‑
射线发生装置，4
‑
限束装置，5
‑
传送装置，6
‑
射线探测装置，7
‑
射线防护装置，301
‑
焦点，401
‑
第一通孔，601
‑
透射光线探测阵列，602
‑
散射光线探测阵列，701
‑
第二通孔。
具体实施方式
[0032]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0034]
请参阅图1、图2所示，本发明为一种用于色选机的x射线散射校正系统，包括支架1，支架1上方固定安装有控制装置2；支架1上方还固定安装有射线发生装置3，射线发生装置3采用x射线球管，x射线球管可发出限束，射线发生装置3内部固定安装有限束装置4，限束装置4位于射线发生装置的焦点301下方，限束装置4开有限制主射线通过的第一通孔401，第一通孔401大小可调。
[0035]
射线发生装置3下方设有传送装置5，传送装置5采用传送皮带线，传送皮带线的皮带厚度均匀，最厚处和最薄处厚度差异小于1mm，减少对x射线的穿透影响，同时避免划伤被测物体。传送装置5固定安装在支架1中部。
[0036]
请参阅图1
‑
3所示，传送装置5下方设有射线探测装置6，射线探测装置6固定安装在支架1下方，射线探测装置6上表面固定连接有透射光线探测阵列601和两条散射光线探测阵列602，透射光线探测阵列601和两条散射光线探测阵列602的排布方向均垂直于传送装置5的运动方向。两条散射光线探测阵列602均与透射光线探测阵列601平行且位于透射光线探测阵列601两侧。透射光线探测阵列601包括若干透射光线探测单元，透射光线探测单元的排布密度根据透射光探测灵敏度需求和成本需求确立。散射光线探测阵列602包括若干散射光线探测单元，散射光线探测单元的排布密度根据散射光探测灵敏度需求和成本需求确立。
[0037]
射线探测装置6和传送装置5之间设有射线防护装置7，射线防护7装置开有容纳射线通过的第二通孔701，第二通孔701大小可调，控制散射光的发散面积。
[0038]
请参阅图2
‑
4所示，一种用于色选机的x射线散射校正方法，包括如下步骤：s1、打开射线发生装置3，射线发生装置3射出x射线。s2、将待测物体置于光路上，使射线发生装置3射出的x射线穿过待测物体。s3、测算射线发出装置3的焦点301到限束装置4的距离a，测算射线发出装置3的焦点301到射线探测装置6上表面的距离b，计算光路的放大比例k＝b/a。s4、测算透射光线探测阵列601的像素宽度c，测算透射光线探测阵列601检测区域宽度d。s5、根据s3和s4的测算结果，调试限束装置4上的第一通孔401宽度s,宽度s应满足：c/k<s<d/k。s6、观察x射线照射在射线探测装置6上的情况，控制装置2根据散射信号校正的计算方法，可自动调整射线探测装置6位置；若控制装置2接收到两侧散射探测器阵列602信号微弱
而透射探测器阵列601信号正常，则说明探测器光路已经对准，无需调整射线探测装置6的位置。反之，控制装置接收到到两侧散射探测器阵列602信号较强。则根据两条散射光线探测阵列602与中间透射光线探测阵列601输出信号的相对变化，自动调整射线探测装置6位置，直至两侧散射探测器阵列602信号微弱而透射探测器阵列601信号正常，从而实现自动校准。
[0039]
请参阅图3、图4所示，s6中透射光线探测单元为i(m)，其两侧临近的四个散射光线探测单元分别为l(n),l(n+1),r(n),r(n+1)；所述散射信号校正的计算方法包括但不限于i(m)'＝i(m)
‑
(l(n),l(n+1),r(n),r(n+1))或i(m)'＝i(m)
‑
(x1*l(n)+x2*l(n+1)x3*r(n)+x4*r(n+1))。
[0040]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0041]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。