一种基于静态CT成像的检测装置的制作方法

一种基于静态ct成像的检测装置
技术领域
1.本实用新型涉及辐射成像技术领域，尤其涉及一种基于静态ct成像的检测装置。


背景技术：

2.在基于x射线的爆炸物检查技术中，x射线计算机断层扫描成像技术(简称“ct技术”)因其自身特有的优势，在安全检查领域被高度重视。目前对于一些大型物品例如航空箱的ct安检设备，通常采用物品随旋转平台旋转，探测器和射线源沿旋转轴方向运行。对于尺寸较大的物体，尤其是长度较长和/高度较高的物体，获取到整个物体的扫描数据非常耗时。


技术实现要素：

3.鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种基于静态ct成像的检测装置，用以解决现有ct安检设备对高度较高的大尺寸物体不能快速成像的问题。
4.本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
5.本实用新型提供了一种基于静态ct成像的检测装置，包括射线发生装置、探测器组件和运动组件；待检测物体能够放置于所述射线发生装置和所述探测器组件之间且所述射线发生装置和所述探测器组件始终保持静止状态；所述待检测物体置于所述运动组件上，并与所述运动组件一起转动。
6.可选地，所述运动组件包括转台。
7.可选地，所述射线发生装置包括多个射线源，所述射线源沿竖直方向布设。
8.可选地，所述射线源布设在同一平面上。
9.可选地，所述射线源布设在不同平面上。
10.可选地，所述平面平行于所述转台的轴线。
11.可选地，所述平面相对于所述转台的轴线倾斜设置。
12.可选地，所述射线源距离所述转台的轴线的水平距离不完全相同。
13.可选地，所述射线源包括x射线加速器射线源、直线加速器以及x射线发生器中的一种或几种。
14.可选地，所述探测器组件包括多个探测器，所述探测器布设在同一平面或者不同平面上。
15.与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
16.(1)现有的ct安检设备对于一些大型物品例如航空箱的检测，通常采用物品随旋转平台旋转，探测器和射线源沿旋转轴方向运行，即物体旋转运动，探测器和射线源上下移动。具体来说，是探测器和射线源运动到顶点，物体旋转一定角度，探测器和射线源由上至下移动，完成对该角度下的扫描，之后重复上述步骤，直至完成对物体所有角度下的扫描。由于每次扫描之前探测器和射线源运动到顶点需要一定的时间，并且扫描过程中探测器和射线源由上至下移动也需要一定的时间，因此，获取到整个物体的扫描数据非常耗时。本实
用新型通过在竖直方向上设置多个射线源，使得扫描过程中不需要上下移动射线源也能获取完整的扫描数据，由于节省了每次扫描之前探测器和射线源运动到顶点的时间，以及扫描过程中探测器和射线源由上至下移动的时间，所以，本实用新型的检测装置检测速度快，检测效率高。并且不需要反复操作使探测器和射线源上下移动，所以本实用新型的检测装置操作简单。
17.(2)本实用新型通控制相邻射线源的照射区域有重叠(即不同静态成像子单元的所述探测器组件沿待检测物体的行进方向重叠设置)，既能满足获取完整的扫描数据，又不会因射线锥角太大而出现重建质量较差的情况。
18.(3)本实用新型通过在物体的行进方向(例如水平方向)上设置多个射线源，能够满足对长度较长物体的检测，并且由于可以在物体行进过程中进行扫描，所以有效缩短了检测时间，提高检测效率。
19.(4)本实用新型的静态成像组件包括多个静态成像子单元，每个静态成像子单元均包括射线源以及与该射线源对应的探测器，通过将多个射线源设置为在竖直方向上高度有差异(即射线源距离水平面的距离不完全相同)，并通过将多个射线源设置为在水平方向上有差异(即射线源距离转台的轴向的水平距离不完全相同)，使得本实用新型的检测装置既能够扫描高度较高的物体，又能够扫描长度较长的物体，以及既高又长的物体，例如航空集装箱。
20.本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
附图说明
21.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
22.图1为本实用新型的检测装置的结构示意图。
23.附图标记：
24.1-射线源；
25.2-探测器；
26.3-转台；31-转台中心轴线；
27.4-待检测物体。
具体实施方式
28.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
29.实施例一
30.本实用新型的一个具体实施例，公开了一种基于静态ct成像的检测装置，包括运动组件、静态成像组件、控制单元以及数据处理单元；所述运动组件用于转移输送待检测物体；所述静态成像组件用于对输送中的待检测物体进行扫描成像；所述控制单元用于控制
所述运动组件以及所述静态成像组件；所述数据处理单元用于将所述静态成像组件得到的数据进行处理。
31.本实用新型中的基于静态ct成像的检测装置，主要用于对运动中的待检测物体进行扫描，具体通过固定设置的静态成像组件对运动中的待检测物体进行扫描成像，以获取待检测物体的三维立体图像。
32.通过控制单元对静态成像组件以及运动组件的控制，能够实现对待检测物体的不同角度、不同姿态以及不同运动形式中的扫描，结合对于不同射线源的控制，能够保证扫描过程较高的覆盖度，并通过数据处理单元对得到的扫描数据进行重建处理，保证获得三维图像数据的完整性。
33.基于对待检测物体的静态扫描，运动组件需要满足对待检测物体的承载要求，以及能够带动待检测物体进行转动，以达到多角度多姿态下的扫描效果。具体地，运动组件包括转台或者转台与传送装置结合的两种不同形式，转台用于承载待检测物体，并带动待检测物体转动，转台带动待检测物体可以绕转台的轴心进行同心轴转动，也可以带动待检测物体绕转台的轴心进行偏心转动，需要满足在扫描时对待检测物体在水平上的平转，使待检测物体得到充分扫描。通过控制转台的静动状态，或者控制转台的转速，来实现对待检测物体不同角度下的扫描。
34.传送装置用于输送转台及承载在转台上的待检测物体，能够使待检测物体在行进的同时进行静态扫描，具体地，传送装置包括输送轨道以及安装在输送轨道上的移动台，转台可转动地连接在移动台上，基于上文已述的转台的运动形式，通过控制单元控制传送装置以及转台的运行，能够实现待检测物体在不同方位，不同角度以及不同姿态下的扫描。
35.静态成像组件包括分别设置在运动组件两侧的射线发生装置及探测器组件，射线发生装置包括多个分散布设的射线源。通过控制装置能够控制分散布设的射线源以单个开启，或者同时多个开启的形式对待检测物体进行扫描，从而提高灵活度并针对性地提高覆盖度。
36.本实用新型的射线源有多种排布方式，多个射线源可以分布在同一平面或者不同平面上，在同一平面内，多个射线源可以排布为直线、弧线或其他形状。如果是排布为直线，相邻射线源可以是等间距布设，也可以是非等间距布设。通过控制不同射线源的开启，并结合运动组件对待检测物体的转动或者输送，能够对待检测物体的不同位置以及不同视角进行扫描。
37.射线源包括x射线加速器射线源、直线加速器、x射线发生器以及放射源中的任意一种或多种的组合，可以根据具体扫描需求进行实际调整。
38.射线源在发出射线后，射线经过待检测物体后由探测器组件接收并生成扫描数据。具体地，探测器组件包括多个探测器，探测器包括单能探测器、双能探测器以及光子计数探测器中的任意一种或多种的组合，通过探测器能够有效地对扫描成像数据进行接收，保证正常扫描成像。
39.基于射线源的不同分布状态，本实用新型中的多个探测器能够以面阵、弧线或者直线的形式进行分布，且射线源及探测器分别设置在运动组件的两侧，能够完成待检测物体的正常扫描。
40.需要指出，针对具体的扫描工况，射线源所处的直线或者平面可以与转台的轴向
(即旋转轴)平行，或者，射线源所处的直线或者平面相对于转台的轴向倾斜设置，能够满足不同扫描状态下的成像需求。
41.本实用新型中的控制单元包括静态成像控制单元以及运动组件控制单元，射线源及探测器均与静态成像控制单元电连接，静态成像组件尤其是射线源的控制主要是通过静态成像控制单元进行的，具体通过设置在静态成像控制单元中的程序进行控制。
42.转台及移动台分别设置有转动电机及移动电机，转动电机及移动电机均与运动组件控制单元电连接。通过运动组件控制单元控制转动电机以及移动电机，能够实现待检测物体不同位置、不同角度以及不同状态下的扫描成像，运动组件控制单元能够分别控制转动电机及移动电机，实现转台转动，传送装置输送以及两种运动状态的不同组合，满足多种扫描成像的工况要求，结合对不同射线源开启状态的控制，避免了对物体进行的升降动作，降低了扫描难度，有效提高了待检测物体的通过率。
43.参见图1中基于静态ct成像的检测装置的侧视结构示意图，本实施例的检测装置包括转台3形式的运动组件，以及分别设置在转台3两侧的射线源1及探测器2。
44.其中在转台3上承载有待检测物体4，待检测物体4能够跟随转台3绕转台中心轴线31(即旋转轴)进行转动。本实施例中的射线源1包括多个x射线加速器射线源，多个x射线加速器射线源具体以直线的形式进行排布，且x射线加速器射线源所在的直线在竖直方向上延伸，且延伸方向平行于转台中心轴线31。
45.与射线源1相对设置的探测器2具体以面阵的形式进行布设，具体为共用关系，即多个x射线加速器射线源共用相对设置的以面阵排布的探测器2。
46.现有技术中对大型物品(例如航空箱)的检测，通常需要物品随旋转平台旋转，探测器和射线源沿旋转轴方向运行，即探测器和射线源也需要运动。对于尺寸较大的物体，尤其是高度较高的物体，获取到整个物体的扫描数据非常耗时。
47.本实施例通过在竖直方向上设置多个射线源，使得扫描过程中不需要上下移动射线源也能获取完整的扫描数据，由于节省了每次扫描之前探测器和射线源运动到顶点的时间，以及扫描过程中探测器和射线源由上至下移动的时间，所以，本实用新型的检测装置检测速度快，检测效率高。并且不需要反复操作使探测器和射线源上下移动，所以本实用新型的检测装置操作简单。
48.需要说明的是，图1是按照多个射线源在竖直方向上延伸，排布为直线，并且延伸方向平行于转台中心轴线31的方式排布的。实际上，多个射线源可以有多种排布方式，例如，多个射线源可以排布在同一平面上，该平面平行于转台中心轴线(即多个射线源距离转台中心轴线的水平距离相同)，或者相对于转台中心轴线倾斜设置(即多个射线源距离转台中心轴线的水平距离有差异)。另外，多个射线源也可以排布在不同平面上。
49.本实施例通过控制单元中的扫描算法能够控制不同x射线加速器射线源的开启次序，或者同时开启多个x射线加速器射线源，并结合控制装置对转台3运动状态进行控制，可以实现转台3的持续转动、间断转动或者预设角度转动，能够对转台3上的待检测物体4进行不同角度、不同位置以及不同运动状态下的扫描。
50.本实施例中通过静态成像控制单元控制多个x射线加速器射线源的开启状态，以及运动组件控制单元控制转动电机的运行状态，能够实现两种控制形式的结合，保证射线源1发出射线对待检测物体4的覆盖度。射线源1发出的射线在经过待检测物体4后均能打到
相对设置的面阵排布的探测器2上，并通过数据处理单元进行扫描数据的重建得到待检测物体4的三维图像。
51.本实施例中并不对射线源1之间的间距以及射线源1所处直线与转台3轴心之间的间距进行限定，可以有多种排布形式，需要注意的是，射线源1与转台3转轴之间的水平距离需要满足数据重建时不会有断层，且不会因射线锥角太大而出现重建质量较差的情况即可。射线源1之间的间距应该满足相邻两个射线源1在面阵探测器2上的投影区域存在交叉，保持至少存在重叠数据的要求。
52.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。