一种锥形束CT成像装置的制作方法

一种锥形束ct成像装置
技术领域
1.本实用新型属于ct成像技术领域，涉及一种锥形束ct成像装置。


背景技术：

2.工业ct成像利用射线对样品做无损检测，原理是射线从不同角度穿透物体后在探测器上产生二维信号，然后通过图像重建算法建立物体的3d图像模型。通过3d图像模型可以清晰的看清装配体各部分的零件装配是否正确，内部是否损伤，帮助检测人员得出正确结论。通常，工业ct成像设备大多结构复杂且价格昂贵，同时还需要建设较大的辐射屏蔽场地用来安置设备，耗费财力物力。现有的一些简易成像平台可以实现成像，但是对于成像样品大小有要求，且不易检测样品内的小型零件。
3.因此，如何提供一种锥形束ct成像装置，以实现对成像目标大小要求宽松、能清晰分辨样品内部微小零件细节结构的简易ct成像平台，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种锥形束ct成像装置，用于解决现有技术中ct成像系统复杂而简易成像平台又对成像目标大小有一定的要求且不易监测物体内部的小型零件的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种锥形束ct成像装置，包括：
6.可移动平台；
7.x射线源模组，可拆卸固定于所述可移动平台上，所述x射线源模组包括锥形束x射线源及第一升降装置，所述x射线源放置于所述第一升降装置上，所述第一升降装置用于调节所述x射线源的高度；
8.探测器模组，可拆卸固定于所述可移动平台上，所述探测器模组包括探测器及第二升降装置，所述探测器放置于所述第二升降装置上，所述探测器的接收面面向所述x射线源的出光面，所述第二升降装置用于调节所述探测器的高度；
9.样品台模组，可拆卸固定于所述可移动平台上，所述样品台模组包括旋转升降装置，所述旋转升降装置用于承载样品并调整样品的高度及成像角度。
10.可选地，所述第一升降装置包括第一固定支架、第一直线导轨、第一动子及第一驱动部件，所述第一固定支架的底端可拆卸安装于所述可移动平台上，所述第一直线导轨固定连接于所述第一固定支架，所述第一动子活动连接于所述第一直线导轨，所述第一驱动部件与所述第一动子连接以驱动所述第一动子沿所述第一直线导轨作升降运动进而带动所述x射线源升降。
11.可选地，所述第一驱动部件包括第一丝杆及第一伺服电机，所述第一伺服电机与所述第一丝杆连接以驱动所述第一丝杆旋转，所述第一动子套设于所述第一丝杆上以随第一丝杆的旋转而升降。
12.可选地，所述第一升降装置还包括载物台，所述载物台与所述第一动子上连接以承载所述x射线源。
13.可选地，所述第二升降装置包括第二固定支架、第二直线导轨、第二动子及第二驱动部件，所述第二固定支架的底端可拆卸安装于所述可移动平台上，所述第二直线导轨固定连接于所述第二固定支架，所述第二动子活动连接于所述第二直线导轨，所述第二驱动部件与所述第二动子连接以驱动所述第一动子沿所述第二直线导轨作升降运动进而带动所述探测器升降。
14.可选地，所述第二驱动部件包括第二丝杆及第二伺服电机，所述第二伺服电机与所述第二丝杆连接以驱动所述第二丝杆旋转，所述第二动子套设于所述第二丝杆上以随第二丝杆的旋转而升降。
15.可选地，所述第二升降装置的下端还设置有用于检测所述探测器位置的光电传感器。
16.可选地，所述探测器包括针柱状碘化铯平板探测器。
17.可选地，所述旋转升降装置包括自下而上依次设置的转台固定座、旋转台、支撑柱及升降台，所述转台固定座可拆卸安装于所述可移动平台上，所述旋转台可拆卸安装于所述转台固定座上且所述旋转台和所述支撑柱之间通过第一固定座连接，所述支撑柱和所述升降装置之间通过第二固定座连接，所述旋转台侧面安装有用于驱动所述旋转台旋转的第三伺服电机。
18.可选地，所述升降台为垂直伸缩型升降台，所述升降台还包括用于调节所述升降台垂直伸缩高度的手动旋钮。
19.可选地，所述可移动平台包括自上而下依次设置的安装板、支架及滚轮，所述安装板用于固定所述x射线源模组、所述探测器模组及所述样品台模组，所述支架的顶端与所述安装板连接用于支撑所述安装板，所述滚轮可拆卸式安装于所述支架的底部用于移动所述可移动平台。
20.可选地，所述安装板包括具有多孔结构的面包板。
21.如上所述，本实用新型的锥形束ct成像装置包括可移动平台、x射线源模组、探测器模组及样品台模组，所述x射线源模组、所述探测器模组及所述样品台模组均可拆卸安装于所述可移动平台上，所述x射线源模组包括锥形束x射线源及第一升降装置，所述第一升降装置用于调节所述x射线源的高度；所述探测器模组包括探测器及第二升降装置，所述探测器的接收面面向所述x射线源的出光面，所述第二升降装置用于调节所述探测器的高度；所述样品台模组包括旋转升降装置，所述旋转升降装置用于承载样品并调整样品的成像角度及高度。本实用新型的锥形束ct成像装置在成像过程中x射线源、样品和探测器的相对位置调整简单且灵活精确，样品的成像角度也易于即时精确调整，通过x射线源与探测器可以实现对不同大小样品的快速、全面及高分辨率的成像，进一步地，还可通过增大样品与探测器之间的距离以起到放大作用，便于分辨样品内部的微小零件结构细节。
附图说明
22.图1显示为本实用新型的锥形束ct成像装置的整体结构立体示意图。
23.图2显示为本实用新型的锥形束ct成像装置的整体结构正视图。
24.图3显示为本实用新型的锥形束ct成像装置中的样品台模组的立体结构示意图。
25.图4显示为本实用新型的锥形束ct成像装置的整体结构俯视示意图。
26.元件标号说明
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可移动平台
[0028]
11
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安装板
[0029]
12
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支架
[0030]
13
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滚轮
[0031]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
x射线源模组
[0032]
21
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锥形束x射线源
[0033]
221
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第一固定支架
[0034]
222
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第一直线导轨
[0035]
223
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第一动子
[0036]
2241
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第一丝杆
[0037]
2242
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第一伺服电机
[0038]
225
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载物台
[0039]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
探测器模组
[0040]
31
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探测器
[0041]
321
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第二固定支架
[0042]
322
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第二直线导轨
[0043]
323
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第二动子
[0044]
3241
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第二丝杆
[0045]
3242
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第二伺服电机
[0046]
325
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光电传感器
[0047]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
样品台模组
[0048]
411
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转台固定座
[0049]
412
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旋转台
[0050]
413
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支撑柱
[0051]
414
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升降台
[0052]
415
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第一固定座
[0053]
416
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第二固定座
[0054]
417
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第三伺服电机
[0055]
418
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承载台
[0056]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
样品
具体实施方式
[0057]
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0058]
请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0059]
实施例一
[0060]
本实施例提供一种锥形束ct成像装置，请参阅图1，显示为本实用新型的锥形束ct成像装置的整体立体结构示意图，包括可移动平台1、x射线源模组2、探测器模组3及样品台模组4。
[0061]
具体的，请参阅图2，显示为本实用新型的锥形束ct成像装置的整体结构正视图，所述x射线源模组2可拆卸固定于所述可移动平台1上，所述x射线源模组2包括锥形束x射线源21及第一升降装置，所述x射线源21放置于所述第一升降装置上，所述第一升降装置用于调节所述x射线源21的高度，此处所述高度是指所述x射线源21在垂直方向上的位置。
[0062]
作为示例，所述第一升降装置包括第一固定支架221、第一直线导轨222、第一动子223及第一驱动部件，所述第一固定支架221的底端可拆卸安装于所述可移动平台1上，所述第一直线导轨222固定连接于所述第一固定支架221，所述第一动子223活动连接于所述第一直线导轨222，所述第一驱动部件与所述第一动子223连接以驱动所述第一动子223沿所述第一直线导轨222作升降运动进而带动所述x射线源21升降。
[0063]
作为示例，所述第一驱动部件包括第一丝杆2241及第一伺服电机2242，所述第一伺服电机2242与所述第一丝杆2241连接以驱动所述第一丝杆2241旋转，所述第一动子223套设于所述第一丝杆2241上以随第一丝杆2241的旋转而升降。
[0064]
作为示例，所述第一升降装置还包括载物台225，所述载物台225与所述第一动子223上连接以承载所述x射线源21。
[0065]
具体的，所述探测器模组33可拆卸固定于所述可移动平台1上，所述探测器模组33包括探测器31及第二升降装置，所述探测器31放置于所述第二升降装置上，所述探测器31的接收面面向所述x射线源的出光面，所述第二升降装置用于调节所述探测器31的高度，此处所述高度是指所述探测器31在垂直方向上的位置。
[0066]
作为示例，所述第二升降装置包括第二固定支架321、第二直线导轨322、第二动子323及第二驱动部件，所述第二固定支架321的底端可拆卸安装于所述可移动平台1上，所述第二直线导轨322固定连接于所述第二固定支架321，所述第二动子323活动连接于所述第二直线导轨322，所述第二驱动部件与所述第二动子323连接以驱动所述第一动子223沿所述第二直线导轨322作升降运动进而带动所述探测器31升降。
[0067]
作为示例，所述第二驱动部件包括第二丝杆3241及第二伺服电机3242，所述第二伺服电机3242与所述第二丝杆3241连接以驱动所述第二丝杆3241旋转，所述第二动子323套设于所述第二丝杆3241上以随第二丝杆3241的旋转而升降。
[0068]
作为示例，所述第二升降装置的下端还设置有用于检测所述探测器31位置的光电传感器325，光电传感器325可随时检测探测器31的位置以防止所述探测器31升降过程中与所述可移动平台1发生碰撞造成损坏。
[0069]
作为示例，所述探测器31包括针柱状碘化铯平板探测器31，该探测器31具有极佳的分辨率，可以有效减少像素串扰噪声，提高成像质量，观测样品5的内部细节。
[0070]
具体的，所述样品台模组4可拆卸固定于所述可移动平台1上，所述样品台模组包括旋转升降装置，所述旋转升降装置用于承载样品5并调整样品5的高度及成像角度，此处所述高度是指所述样品5在垂直方向上的位置。
[0071]
作为示例，请参阅图3，显示为本实用新型的锥形束ct成像装置中的样品台模组的立体结构示意图，所述旋转升降装置包括自下而上依次设置的转台固定座411、旋转台412、支撑柱413及升降台414，所述转台固定座411可拆卸安装于所述可移动平台1上，所述旋转台412可拆卸安装于所述转台固定座411上且所述旋转台412和所述支撑柱413之间通过第一固定座415连接，所述支撑柱413和所述升降台之间通过第二固定座416连接，所述支撑柱413用以限制样品5的最低位置，所述旋转台412侧面安装有用于驱动所述旋转台412旋转的第三伺服电机417，转台转动通过第三伺服电机417，所述样品5位于所述升降台414的顶端并随所述升降台414的升降而升降。
[0072]
作为示例，所述升降台414为垂直伸缩型升降台，所述升降台还包括用于调节所述升降台垂直伸缩高度的手动旋钮，通过手动旋转旋钮可完成升降台的精细调节动作，所述升降台414还可以为其它现有可实现升降功能的小型升降台。
[0073]
作为示例，所述升降台414还包括承载台418，所述承载台418位于所述升降台414的底部，用于承载所述升降台414并与所述支撑柱413通过第二固定座416连接，所述承载台418的设置可以增加所述升降台414与所述支撑柱413连接的稳定性，防止所述升降台414与所述支撑柱413连接时所述升降台414的底部部分悬空而影响所述样品5放置时的稳定性。
[0074]
本实施例中，所述旋转升降装置的转台固定座411与可移动平台1通过四个螺丝固定，通过调整转台固定座411在可移动平台1上的固定位置即可精确调整所述x射线源21与样品5之间以及探测器31与样品5之间的距离，以便对不同尺寸的样品5进行全面扫描。进一步地，对较小的所述样品5进行ct成像时，通过增大所述样品5与所述探测器31之间的相对距离可起到对所述样品5的放大作用，便于分辨样品5内部的微小零件结构的细节。
[0075]
作为示例，所述可移动平台1包括自上而下依次设置的安装板11、支架12及滚轮13，所述安装板11用于固定所述x射线源模组2、所述探测器模组33及所述样品台模组4，所述支架12的顶端与所述安装板11连接用于支撑所述安装板11，所述滚轮13可拆卸式安装于所述支架12的底部用于实现所述可移动平台1的移动。
[0076]
作为示例，请参阅图4，显示为本实用新型的锥形束ct成像装置的整体结构俯视示意图，所述安装板11包括具有多孔结构的面包板，多孔结构的面包板上的多孔结构更易实现对所述x射线源模组2、所述探测器模组3及所述样品台模组4在所述可移动平台1上的固定及拆卸。
[0077]
作为示例，所述第一伺服电机2242、所述第二伺服电机3242和所述第三伺服电机417均由计算机控制，从而可以精确调整所述x射线源21、所述探测器31以及所述样品5的上下位置。
[0078]
本实施例的锥形束ct成像装置在成像过程中所述x射线源21、所述样品5及所述探测器31的相对位置调整简单且灵活精确，所述样品5的成像角度也易于即时精确调整，通过所述x射线源21与所述探测器5可以实现对不同大小的所述样品5的快速、全面且高分辨率的成像，进一步地，还可通过增大所述样品5与所述探测器31之间的距离以起到放大作用，便于分辨所述样品5内部的微小零件结构细节。
[0079]
实施例二
[0080]
本实施例将实施例一中提供的一种锥形束ct成像装置应用于获取所述样品5的ct图像。
[0081]
具体的，将所述第一升降装置固定于所述可移动平台1上，将所述x射线源21固定在所述第一升降装置的所述载物台225上；将所述旋转升降装置通过转台固定座411固定在所述可移动平台1上，将所述样品5放置于所述旋转升降装置的所述升降台414的顶端；将所述第二升降装置固定于所述可移动平台1上，将所述探测器31固定在所述第二升降装置的所述第二动子上使所述探测器31的接收面面向所述x射线源21的出光面，其中所述旋转升降装置位于所述第一升降装置及所述第二升降装置之间。
[0082]
通过计算机控制所述第一伺服电机2242使所述第一动子223上下移动，并控制所述第二伺服电机3242使所述第二动子323上下移动，从而使所述x射线源21发射出来的锥形束可以照射到所述探测器31的接收面，并确认所述x射线源21的中心点垂直入射到所述探测器31的面中心位置。通过手动旋转升降台的旋钮可调整所述升降台414的高度从而调整所述样品5在垂直方向上的位置，使所述x射线源21的中心、所述样品5的中心以及所述探测器31的中心在同一水平线上。再移动所述转台固定座411在所述可移动平台1上的位置，调整所述样品5与所述x射线源21之间的距离，使所述x射线源21发射出的锥形射线束能够覆盖所述样品5。
[0083]
待所述样品5、所述x射线源21和所述探测器31的位置调整完毕后，通过计算机控制所述第三伺服电机调整所述旋转台412的旋转速度和旋转角度从而即时调整所述样品5的成像角度，待所述探测器31收集所有射线穿透样品5的二维信号后，通过重建算法即可获取所述样品5的ct图像。
[0084]
综上所述，本实用新型的锥形束ct成像装置包括可移动平台、x射线源模组、探测器模组及样品台模组，所述x射线源模组、所述探测器模组及所述样品台模组均可拆卸安装于所述可移动平台上，所述x射线源模组包括锥形束x射线源及第一升降装置，所述第一升降装置用于调节所述x射线源的高度；所述探测器模组包括探测器及第二升降装置，所述探测器的接收面面向所述x射线源的出光面，所述第二升降装置用于调节所述探测器的高度；所述样品台模组包括旋转升降装置，所述旋转升降装置用于承载所述样品并调整所述样品的成像角度及高度。本实用新型的锥形束ct成像装置在成像过程中所述x射线源、所述样品及所述探测器的相对位置调整简单且灵活精确，所述样品的成像角度也易于即时精确调整，通过所述x射线源与所述探测器可以实现对不同大小的所述样品的快速、全面且高分辨率的成像，进一步地，还可通过增大所述样品与所述探测器之间的距离以起到放大作用，便于分辨所述样品内部的微小零件结构细节。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0085]
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。