一種用于背散射成像系統的掃描裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于輻射成像檢測設備技術領域，具體涉及一種用于背散射成像系統的掃描裝置。
【背景技術】
[0002]X射線檢查系統應用于空港、海港、陸路關卡的貨物檢查以及人員所攜帶的小型包裹、行李檢查。基于X透射能量檢測的系統通常使用X光機發出平面扇形射線束，線探測器一次性獲取一列透射數據，通過周期性地獲取列數據形成掃描圖像。還有一類X射線檢查系統，收集背向散射的X光子，形成背散射圖像。為了盡可能的收集背向散射光子，使用塊狀背散射探測器，此時需要將X射線約束為橫截面積小的線狀射線束，并要求線狀射線束可以周期性地改變掃描方向。當前大多數面向安檢應用的X射線背散射成像設備均采用前置準直器形成點掃描，例如，盤形狹縫斬波輪，它是一種簡單的點掃描器，優點是盤形狹縫斬波輪與射線源相對分離，機械結構簡單，缺點是光束橫截面面積有變化，且射線屏蔽效果差；筒形飛點掃描器，其通過在可旋轉的圓筒或半圓筒上刻透螺旋狹縫，優點是射線源裝在轉筒外部，安裝簡單且散熱問題不突出，缺點是轉筒的加工難度較大，且掃描器剛性極大地削弱，對材料的要求更高，同時也有射線屏蔽問題。
【發明內容】
[0003]針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種用于背散射成像系統的掃描裝置，該裝置結構簡單，設計精巧，能夠在狹小空間內實現線狀X射線束的一維掃描，可有效地減少X射線泄漏，并可大幅降低對旋轉外殼的轉速要求以及對材料的剛性要求，裝置穩定性尚。
[0004]為達到以上目的，本發明采用的技術方案是:一種用于背散射成像系統的掃描裝置，包括旋轉外殼以及設在旋轉外殼中的射線源、扇形準直器，旋轉外殼通過軸承套裝在貫穿其內部空間的內曲軸上，旋轉外殼一端外表面套裝有動力輪；
[0005]所述旋轉外殼的中部沿圓周均勻地開有出射孔，所有出射孔的中心線共面，且所有出射孔的中心線所在平面與旋轉外殼的旋轉軸線相垂直；
[0006]所述內曲軸的中部具有偏離中心軸線的彎曲部，所述射線源固定在內曲軸上彎曲部的內側，且射線源的焦點位于旋轉外殼的旋轉軸線上；
[0007]所述扇形準直器的收縮端垂直于旋轉外殼的旋轉軸線設置且其收縮端固定在射線源上，扇形準直器中開有扇形狹縫，扇形狹縫的中心扇面、旋轉外殼上所有出射孔的中心線所在平面以及射線源的焦點位于同一平面上；扇形狹縫的圓心角與旋轉外殼上相鄰出射孔相對于它們所在平面的中心點所成的張角相同。
[0008]進一步，所述射線源為X光管，所述內曲軸⑴的彎曲部(1-1)的兩側軸段為中空軸段，所述內曲軸的彎曲部的兩側中空軸段中有與X光管相連的X光管電源電纜、X光管控制電路線纜以及X光管制冷液導入、導出入管路。
[0009]進一步，旋轉外殼為中部鼓起呈圓筒狀的紡錘體形，出射孔開在旋轉外殼中部的圓筒狀殼體上。
[0010]進一步，旋轉外殼的材質為鉛銅合金。
[0011]進一步，扇形準直器的扇形狹縫的表面采用注滲鎢處理。
[0012]進一步，旋轉外殼上與動力輪相對的另一端安裝有由主、副錐齒輪所組成的錐齒輪對，主錐齒輪套裝在旋轉外殼上，副錐齒輪的遠離齒輪的一端連接有位置傳感器，主錐齒輪的齒數與配套副錐齒輪的齒數的比值為旋轉外殼上所開出射孔的個數。
[0013]再進一步，旋轉外殼上所開出射孔的個數為6-8個。
[0014]本發明具有以下優點:
[0015]第一、從設在裝置內的射線源發射的X射線束被扇形準直器約束為平面扇形射線束，平面扇形X射線束通過旋轉外殼上均勻設置的出射孔射出去，獲得線狀射線束，從而可以形成連續的點，在取樣時間內通過的光子數可以達到出射孔面積所決定的最大值，有效提高背散射信號計數；在最大光通量情況下，可以通過提高采樣頻率，提高圖像的空間分辨率。
[0016]第二、在旋轉外殼旋轉一周的過程中，采用本裝置可以完成數次掃描，這樣對旋轉外殼的轉速要求大幅降低，對材料的要求大幅降低。
[0017]第三、本裝置中，旋轉外殼上所開出射孔進一步起到出射準直作用，出射孔數量僅為6?8個，加工難度大大降低。
[0018]第四、本裝置采取點掃描的方式，有利于后期圖像處理的高分辨率的重建。
[0019]第五、本裝置采取由厚重的鉛銅合金制成的旋轉外殼(優選為紡錘體形)將X射線管封閉在其內部，從而可大幅降低X射線的泄漏劑量，由此可以獲得2個好處，其一是減小整臺設備的X射線泄漏劑量率，使X射線的屏蔽工作將得到簡化，其二是，降低所成圖像的本底數值，有利于提高圖像的信噪比。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明提供的用于背散射成像系統的掃描裝置的一種實施方式的結構示意圖，為清楚示出主體結構，圖1中略去了動力輪、錐齒輪對、位置傳感器及扇形準直器等部件；
[0021]圖2(a)是圖1中紡錘體形旋轉外殼的結構示意圖；圖2(b)是圖2(a)中A-A向示意圖；
[0022]圖3是圖1中內曲軸與X光管的相對位置示意圖；
[0023]圖4(a)是紡錘體形旋轉外殼與X光管、扇形準直器的位置關系示意圖；圖4(b)是圖4(a)中B-B向示意圖；
[0024]圖5是圖1中X光管與扇形準直器的相對位置不意圖；
[0025]圖6是圖1中內曲軸與紡錘體形旋轉外殼的裝配示意圖；
[0026]圖7是圖1中設在紡錘體旋轉外殼上的動力輪與位置傳感器的裝配示意圖；
[0027]圖8是圖7中的錐齒輪對與位置傳感器的位置分解示意圖。
[0028]附圖標記:
[0029]1.內曲軸2.旋轉外殼3.軸承4.出射孔5.射線源6.經準直后的平扇形射線束7-1.X光管制冷液導入管路7-2.X光管制冷液導出管路8.X光管電源電纜9.X光管控制電路線纜10.扇形準直器11.扇形狹縫12.動力輪13.主錐齒輪14.副錐齒輪15.位置傳感器
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步描述。
[0031]如圖1所示，本發明提供的一種用于背散射成像系統的掃描裝置包括旋轉外殼2以及設在旋轉外殼2中的射線源5、扇形準直器10，旋轉外殼2通過軸承3 (見圖6)套裝在貫穿其內部空間的內曲軸I上，旋轉外殼2 —端外表面套裝有動力輪12(見圖7);所述旋轉外殼2的中部沿圓周均勻地開有出射孔4 (見圖2(a))，所有出射孔4的中心線共面(見圖2(b))，且所有出射孔4的中心線所在平面與旋轉外殼2的旋轉軸線相垂直；所述內曲軸I的中部具有偏離中心軸線的彎曲部1-1，所述射線源5固定在內曲軸I上彎曲部1-1的內側(見圖3)，且射線源5的焦點位于旋轉外殼2的旋轉軸線上；所述扇形準直器10垂直于旋轉外殼2的旋轉軸線設置且其收縮端固定在射線源5上，扇形準直器10中開有扇形狹縫11 (見圖5)，扇