一种流体渗流过程监测的计算机层析成像系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种流体渗流过程监测的计算机层析成像(CT)系统，属于射线无损检测【技术领域】。该系统包括CT扫描装置、机架、线缆支架、操作控制台、图像重建处理装置等。射线源和探测器被固定在一个大圆环上，在CT扫描时，将流体渗流试验箱固定在支架上使之穿过圆环中心，然后驱动安装有射线源和探测器的圆环做精密旋转扫描，并根据扫描结果进行图像重建和显示。相比于现有技术，其优点在于：流体渗流试验箱无须旋转，而射线源-探测器环绕试验箱同步旋转，实现CT扫描成像。本发明同现有技术相比，可实现检测对象的非旋转运动CT扫描成像。
【专利说明】一种流体渗流过程监测的计算机层析成像系统
【技术领域】
[0001]本发明属于射线无损检测【技术领域】，尤其是计算机层析成像【技术领域】，涉及一种流体渗流过程监测的计算机层析成像(CT)系统。
【背景技术】
[0002]工业CT (简称ICT),即工业计算机层析成像技术(Industrial ComputedTomography)，是一种先进的无损检测手段。它能在不破坏物体的前提下，通过数字化图像形式呈现被测工件的内部特征，具有不受工件结构和材质影响、检测对象范围广、空间和密度分辨率高等特点。工业CT常用的扫描方式可分为:平移-旋转(TR)模式、旋转(RO)模式、螺旋模式等。CT成像对于监测油水等流体在地质结构等对象中的渗流过程是十分有效的手段。
[0003]但现有技术中，工业CT系统多为卧式结构或立式结构，这些系统的一个共同特点是射线源和探测器布局在检测对象两侧，在扫描过程中，射线源和探测器固定不定，检测对象在旋转工作台上作精密旋转运动，检测对象在射线束中作旋转运动时，透过检测对象的射线传到探测器中，根据其强度变化，反应检测对象中射线路径上的材料对射线吸收系数的积分(即投影)，将多视角下的投影数据通过逆投影的方式可获得检测对象上射线照射断面内的吸收系数分布图像。这种计算机层析成像系统，均为检测对象旋转。在流体渗流监测试验中，由于监测对象的特殊性或渗流实验系统的复杂性，这些检测对象无法旋转，因此传统的计算机层析成像方式无法满足此类CT检测需求。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种流体渗流过程监测的计算机层析成像(CT)系统，该系统能够对流体渗流过程进行监测，且检测对象无须旋转。
[0005]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0006]一种流体渗流过程监测的计算机层析成像系统，包括CT扫描装置、机架、线缆支架、操作控制台和图像重建处理装置，其特征在于:所述CT扫描装置中，射线源和探测器被固定在一个大圆环上，该圆环在机架内作精密旋转运动；所述系统还包括平移传动机构，机架可以在平移传动机构上做平移运动；在CT扫描时，将检测对象即流体渗流试验箱安装到支架上使之穿过圆环中心且不与圆环上部件发生碰撞，使安装有射线源和探测器的圆环精密旋转360°或180° +α，即可完成扫描，同时，使机架在平移传动机构上做平移运动，以实现不同部位的扫描，然后将扫描结果传送至图像重建处理装置重建出CT图像，并显示检测结果。
[0007]进一步，所述CT扫描装置是由环形轴承或环形导轨支撑的，采用环形齿轮齿条或同步带驱动。
[0008]进一步，所述平移传动机构采用“丝杆+直线导轨”方式或“齿轮齿条+直线导轨”方式。
[0009]进一步，所述的射线源采用电子直线加速器、X射线机、一体化X射线机或者放射性同位素，射线源的数量为一个或者多个。
[0010]进一步，所述探测器可以采用固体探测器、液体探测器、气体探测器或者是半导体探测器，其形式可以是线阵列或者面阵列，探测器的数量为一个或者多个。
[0011]进一步，所述探测器工作于积分方式或者计数方式，所述探测器的数据传输可采用无线方式，也可采用有线方式。
[0012]进一步，在CT扫描装置中，与射线源和探测器连接的线缆由可伸缩线缆支架支撑，以使射线源和探测器随圆环转动而不致线缆扭曲和缠绕。
[0013]本发明的有益效果在于:解决了传统CT扫描方式中检测对象必须旋转的问题，使得在流体渗流试验箱不运动的前提下也可对其过程进行监测。采用可伸缩机构固定射线源和探测器线缆，并采用360°或(180° +α)的旋转行程，解决了射线源和探测器旋转过程中的线缆缠绕问题，保护了线缆及高压接头，提高了长期使用的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
[0015]图1为本发明的主体结构示意图；
[0016]图2为CT扫描装置的正视图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0018]图1为本发明的主体结构示意图，图2为CT扫描装置的正视图，如图所示，本发明所述系统包括CT扫描装置1、机架2、线缆支架、操作控制台、图像重建处理装置等。所述的CT扫描装置I中，射线源4和探测器5被固定在一个圆环6上，该圆环在机架2内作精密旋转运动。在CT扫描时，将检测对象(流体渗流试验箱)7安装到支架8上使之穿过圆环6中心且不致与圆环上部件发生碰撞，使安装有射线源和探测器的圆环精密旋转360°或(180° +α),即可完成扫描，然后采用图像重建算法重建出CT图像。
[0019]扫描过程中，射线源和探测器线缆被固定在一个线缆支架上，该支架为可伸缩机构支撑，可以带动线缆运动而不至于会让线缆扭曲或缠绕。机架2及CT扫描装置I可以在平移传动机构9上做平移运动，即沿着流体渗流试验箱7长度方向移动，以实现不同部位的监测，移动过程中，射线源的射线源高压部件、射线源冷却部件可随机架移动。系统还配置操作控制台(操控面板、控制工作站和软件)和图像重建处理装置(图像工作站和软件)。通过操作控制台上的操控面板和控制工作站将CT控制信号发送给CT扫描装置，射线源4发出射线，穿透检测对象后进入探测器5，探测器5将接收的射线信号最终转换为数字信号，并通过网络传递给图像工作站进行图像重建和处理，并显示检测结果。
[0020]在本实施例中，所述CT扫描装置I由环形轴承或环形导轨支撑的，采用环形齿轮齿条或同步带驱动。平移传动机构9采用“丝杆+直线导轨”方式或“齿轮齿条+直线导轨”方式。
[0021]射线源4采用电子直线加速器、X射线机、一体化X射线机或者放射性同位素，射线源4的数量为一个或者多个。探测器5可以采用固体探测器、液体探测器、气体探测器或者是半导体探测器，其形式可以是线阵列或者面阵列，探测器5的数量为一个或者多个。探测器5工作于积分方式或者计数方式，其数据传输可采用无线方式，也可采用有线方式。
[0022]最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
【权利要求】
1.一种流体渗流过程监测的计算机层析成像系统，包括CT扫描装置(I)、机架(2)、操作控制台和图像重建处理装置，其特征在于:所述CT扫描装置⑴中，射线源⑷和探测器(5)被固定在一个大圆环(6)上，该圆环(6)在机架⑵内作精密旋转运动；所述系统还包括平移传动机构(9)，机架(2)可以在平移传动机构(9)上做平移运动；在CT扫描时，将检测对象即流体渗流试验箱(7)安装到支架(8)上使之穿过圆环(6)中心且不与圆环上部件发生碰撞，使安装有射线源(4)和探测器(5)的圆环精密旋转360°或180° +α，即可完成扫描，同时，使机架(2)在平移传动机构(9)上做平移运动，以实现不同部位的扫描，然后将扫描结果传送至图像重建处理装置重建出CT图像，并显示检测结果。
2.根据权利要求1所述的一种流体渗流过程监测的计算机层析成像系统，其特征在于:所述CT扫描装置(I)是由环形轴承或环形导轨支撑的，采用环形齿轮齿条或同步带由电机驱动。
3.根据权利要求1所述的一种流体渗流过程监测的计算机层析成像系统，其特征在于:所述平移传动机构(9)采用“丝杆+直线导轨”方式或“齿轮齿条+直线导轨”方式。
4.根据权利要求1所述的一种流体渗流过程监测的计算机层析成像系统，其特征在于:所述的射线源(4)采用电子直线加速器、X射线机、一体化X射线机或者放射性同位素，射线源(4)的数量为一个或者多个。
5.根据权利要求1所述的一种流体渗流过程监测的计算机层析成像系统，其特征在于:所述探测器(5)可以采用固体探测器、液体探测器、气体探测器或者是半导体探测器，其形式可以是线阵列或者面阵列，探测器(5)的数量为一个或者多个。
6.根据权利要求1所述的一种流体渗流过程监测的计算机层析成像系统，其特征在于:所述探测器(5)工作于积分方式或者计数方式，所述探测器(5)的数据传输可采用无线方式，也可采用有线方式。
7.根据权利要求1所述的一种流体渗流过程监测的计算机层析成像系统，其特征在于:在CT扫描装置(I)中，与射线源和探测器连接的线缆由可伸缩线缆支架支撑，以使射线源和探测器随圆环(6)转动而不致线缆扭曲和缠绕。
【文档编号】G01N23/04GK104076047SQ201410362941
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】卢艳平, 王珏, 谭辉, 刘丰林, 邹永宁, 蔡玉芳, 王福全, 安康, 段晓礁, 沈宽, 周日峰, 段黎明 申请人:重庆大学