專利名稱：一種x射線背散射掃描儀準直系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一直X射線背散射成像裝置，特別涉及ー種X射線背散射掃描儀準直系統。
背景技術：
背散射成像技術利用背向(后向)散射的X射線或Y射線光子進行成像，射線源發射射線照射物體，當射線光子與物體相互作用時，一部分發生散射，利用放置在同側的探測器接收背向散射的射線光子即可對物體進行成像。背散射成像系統的射線源與探測器可以放置在物體同側，系統幾何結構布局靈活，受環境因素影響較小，是檢測有機材料或者低
原子量材料例如炸藥、毒品、液體、人體的有效方法。常用的背散射成像技術有常規成像技術、小孔成像技術、飛點成像技術、龍蝦眼成像技術等，其中飛點成像技術具有結構簡單、劑量小、成像速度快等特點。飛點成像技術采用單點掃描的方式，利用大探測器接收單點散射射線光子，根據接收到的光子數量或能量沉積對各個點進行成像。它的工作原理如下射線源發出的錐形X射線經準直后形成一個筆形光束照射在目標物體上，射線發生康普頓散射產生后向散射射線，由探測器對散射射線進行接收和測量。由于筆形光束是從上而下移動的，射線在目標物體豎直方向產生一列掃描軌跡，可以得到此一列的掃描圖像，若目標物體或掃描設備橫向運動，則可完成平面內的背散射成像。因此，要得到高質量的背散射圖像，產生穩定可靠的飛點射線束以及對無用射線的屏蔽是關鍵。專利公開號為US 4228357 的美國專利DETECTOR ON WHEEL SYSTEM (FLYINGSPOT)，最早提出了飛點成像技術。專利公開號為CN 2645079Y的中國專利一種反散射式X射線掃描儀，則利用ー個可以旋轉的開有若干個通光ロ的圓筒產生飛點光斑，實現對人體掃描。專利公開號為CN 2872353Y的中國專利利用背散射技術進行安全檢測的裝置，引入皮帶輪作為傳動設備，降低了設計難度。但是對于上述專利，其射線的準直系統的設計都是一次成型的，因此獲得的光斑大小不可調整，不能滿足不同應用場合的需要；且準直器出ロ沒有進行處理，所產生的光斑由于射線透射準直器的出口邊緣會形成一定范圍的半影區，影響成像質量。
發明內容
本發明的目的是提供一種可以得到低劑量、高分辨率的可移動的X射線筆形光束的ー種X射線背散射掃描儀準直系統。本發明的技術方案是ー種X射線背散射掃描儀準直系統，包括準直器，所述準直器包括內準直器、中準直器和外準直器三級準直器，所述三級準直器都是重金屬材料制成，內準直器固定在所述X射線掃描儀的射線源出ロ，內準直器在正對射線源ー側的重金屬材料上開有一條縱向的矩形內準直器槽；在X射線背散射掃描儀的機架上射線源的ー側垂直安裝有ー個可以旋轉的中空環形圓盤，所述中空環形圓盤的圓周上均勻固定有至少ー個中準直器，在中準直器上開有ー個楔形的中準直槽，中準直槽開ロ較大的一端朝向射線源方向，射線源的焦點位于中準直槽中心軸線上；在機架上對應中空環形圓盤的側面固定安裝有外準直器支架，所述外準直器支架中間開有豎直的透光槽，透光槽左、右兩側其中ー側固定或滑動連接ー塊外準直塊，另ー側滑動連接另ー塊外準直塊，兩塊梯形外準直塊相對放置中間形成有一條楔形孔，楔形孔的中心線和中準直槽的中心線在同一條直線上，射線源照射出來的扇形光束經內、中、外三級準直系統最后形成一條矩形投射帯。所述重金屬材料為鉛,或鶴,或銅,或鋅,或銀及其合金。所述中空環形圓盤由驅動電機驅動旋轉，驅動電機的轉軸上連接有ー個驅動轉盤，中空環形圓盤和驅動轉盤固定連接，在轉軸中間部分設有轉軸支撐架，軸承支撐架與轉軸之間設有兩個相對放置的圓錐滾子軸承，轉軸與軸承之間為無縫連接。
外準直器支架為銅制結構。所述內準直器為矩形板，或異形板，或折形板；中準直器為矩形體，或多邊形體。所述外準直塊和外準直器支架通過ー個橢圓形凹槽和螺栓滑動連接固定，外準直塊的橫截面為梯形。所述中空環形圓盤上均布有至少ー個通光槽，中準直器固定在通光槽上。本發明的有益效果是
1.射線經過內中外三級準直器，準直器采用重金屬材料，大大減小了光斑半影區，提高飛點光斑光子分布均勻度，可有效提高成像質量；
2.中準直器獨立設計可拆卸替換，外準直器可進行寬度調節，可根據掃描對象的不同調節飛點光斑大小，避免裝置開孔一次成型掃描對象単一的缺陷；
3.由于射線源焦點位置偏移或者圓盤旋轉時不穩定擺動會造成出射光斑形狀和面積變化，對成像質量造成影響，本發明的中準直器及外準直器均采用形狀為內大外小的楔形通光ロ，在機械抖動的時候，光斑的形狀不會發生變化，可以大大提高對機械抖動的容忍度；
4.本準直系統的外準直器的設計方式保證了光斑出束為準直線路徑，充分保證了成像可靠性；
5.本準直系統對射線進行每ー級準直時，均將未通過該準直器的無用射線進行完全屏蔽，有效抑制了泄露射線對成像效果的干擾。
圖I是X射線背散射掃描儀準直系統的立體結構示意 圖2是本發明的內準直器的主視結構示意 圖3是圖2的左視結構示意 圖4是本發明的準直器和中空環形圓盤連接剖視結構示意 圖5是圖4的俯視結構意 圖6是本發明的外準直器和外準直器支架的連接結構示意 圖7是本發明的X射線背散射掃描儀準直系統的原理示意圖。圖中，標號I為射線源，標號2為射線源屏蔽罩,標號3為中空環形轉盤,標號4為中準直器，標號5為驅動轉盤，標號6為轉軸支撐架，標號7為轉軸，標號8為圓錐滾子軸承，標號9為驅動電機,標號10為外準直塊，標號11為外準直器支架，標號12為機架,標號13為內準直器槽，標號14為內準直器，標號15為外準直器上的透光槽,標號16為中空圓環轉盤上的通光槽，標號17為被測物品，標號18為外準直器。
具體實施例方式下面結合附圖及具體實施方式
對本發明的X射線背散射掃描儀準直系統做更加詳細的描述。參見圖1-7，ー種X射線背散射掃描儀準直系統，包括內準直器14、中準直器4和外準直器18三級準直器，所述三級準直器都是重金屬材料(鉛，或鎢，或銅，或鋅，或銀及其合金)制成，內準直器14為矩形板，內準直器固定在X射線掃描儀的射線源I出口，內準直器14在正對射線源ー側的重金屬材料上開有一條縱向的矩形內準直器槽13 ;在X射線背散射掃描儀的機架12上射線源的ー側垂直安裝有ー個可以旋轉的中空環形圓盤3，中空環形圓盤上均布有通光槽16，中準直器4固定在通光槽16上，中準直器4為矩形體，在中準直器4上開有ー個楔形的中準直槽，中準直槽開ロ較大的一端朝向射線源方向，射線源I的焦點位于中準直槽中心軸線上；在機架12上對應中空環形圓盤3的側面固定安裝有銅質的外 準直器支架11，外準直器支架11中間開有豎直的透光槽15,透光槽左、右兩側其中ー側固定或滑動連接ー塊外準直塊10，另ー側滑動連接另ー塊外準直塊10，兩塊梯形外準直塊相對放置中間形成有一條楔形孔，楔形孔的中心線和中準直槽的中心線在同一條直線上，夕卜準直塊10和外準直器18支架通過ー個橢圓形凹槽和螺栓滑動連接固定，外準直塊10的橫截面為梯形；射線源照射出來的扇形光束經內、中、外三級準直系統最后形成一條矩形投射帶。中空環形圓盤由驅動電機9驅動旋轉，驅動電機9的轉軸7上連接有ー個驅動轉盤5，中空環形圓盤3和驅動轉盤5固定連接，在轉軸中間部分設有轉軸支撐架6，轉軸支撐架與轉軸之間設有兩個相對放置的圓錐滾子軸承8，轉軸與軸承之間為無縫連接。射線源I開啟后，產生錐束射線，經內準直器14準直為豎直方向上的扇形射線，扇形射線投射在中空環形轉盤3內側。驅動電機9帶動中空環形轉盤3開始旋轉，扇形射線通過中空圓環轉盤上的通光槽16及中準直器4后，準直成為窄扇束射線，再經過外準直器18的準直，最終形成在豎直方向運動的飛點光斑，投射到被測物體17上。
權利要求
1.一種X射線背散射掃描儀準直系統，包括準直器，其特征在于所述準直器包括內準直器、中準直器和外準直器三級準直器，所述三級準直器都是重金屬材料制成，內準直器固定在所述X射線掃描儀的射線源出口，內準直器在正對射線源一側的重金屬材料上開有一條縱向的矩形內準直器槽；在X射線背散射掃描儀的機架上射線源的一側垂直安裝有一個可以旋轉的中空環形圓盤，所述中空環形圓盤的圓周上均勻固定有至少一個中準直器，在中準直器上開有一個楔形的中準直槽，中準直槽開口較大的一端朝向射線源方向，射線源的焦點位于中準直槽中心軸線上；在機架上對應中空環形圓盤的側面固定安裝有外準直器支架，所述外準直器支架中間開有豎直的透光槽，透光槽左、右兩側其中一側固定或滑動連接一塊外準直塊，另一側滑動連接另一塊外準直塊，兩塊梯形外準直塊相對放置中間形成有一條楔形孔，楔形孔的中心線和中準直槽的中心線在同一條直線上，射線源照射出來的扇形光束經內、中、外三級準直系統最后形成一條矩形投射帶。
2.根據權利要求I所述的一種X射線背散射掃描儀準直系統，其特征在于所述重金屬材料為鉛，或鎢，或銅，或鋅，或銀及其合金。
3.根據權利要求I所述的一種X射線背散射掃描儀準直系統，其特征在于所述中空環形圓盤由驅動電機驅動旋轉，驅動電機的轉軸上連接有一個驅動轉盤，中空環形圓盤和驅動轉盤固定連接，在轉軸中間部分設有轉軸支撐架，軸承支撐架與轉軸之間設有兩個相對放置的圓錐滾子軸承，轉軸與軸承之間為無縫連接。
4.根據權利要求I所述的一種X射線背散射掃描儀準直系統,其特征在于外準直器支架為銅制結構。
5.根據權利要求I所述的一種X射線背散射掃描儀準直系統，其特征在于所述內準直器為矩形板，或異形板，或折形板；中準直器為矩形體，或多邊形體。
6.根據權利要求I所述的一種X射線背散射掃描儀準直系統，其特征在于所述外準直塊和外準直器支架通過一個橢圓形凹槽和螺栓滑動連接固定，外準直塊的橫截面為梯形。
7.根據權利要求I所述的一種X射線背散射掃描儀準直系統，其特征在于所述中空環形圓盤上均布有至少一個通光槽，中準直器固定在通光槽上。
全文摘要
本發明公開了一種可以得到低劑量、高分辨率的可移動的X射線筆形光束的X射線背散射掃描儀準直系統，包括由準直器包括內準直器、中準直器和外準直器組成的三級準直器，三級準直器都是重金屬材料制成，內準直器固定在所述X射線掃描儀的射線源出口，在X射線背散射掃描儀的機架上射線源的一側垂直安裝有一個可以旋轉的中空環形圓盤，中準直器固定在圓盤的圓周上，在機架上對應中空環形圓盤的側面固定安裝有外準直器支架，外準直器支架上安裝有外準直器，射線源照射出來的扇形光束經內、中、外三級準直系統最后形成一條矩形投射帶。
文檔編號G01N23/203GK102680501SQ201210166270
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月26日 優先權日2012年5月26日
發明者劉擁軍, 李守鵬, 杜劍平, 楊斌, 閆鑌, 陳庶民 申請人:中國人民解放軍信息工程大學