波束形成装置制造方法及图纸

本说明书公开了一种波束形成装置。确切地说，一种用于在基于辐射的扫描系统中采用的电子束系统的螺旋遮光器，更确切地说，一种斩束装置，允许通过变更斩束装置的物理特性或几何形状而改变速度和束斑尺寸。本说明书还公开了一种斩束装置，其提供以基本不变的尺寸和速度垂直移动的束斑，以允许目标的基本均匀照明。此外，本说明书的斩束装置是轻量的，不会使采用斩束器的X射线源组件变得沉重而难于布置。

Beamforming device

A beam forming device is disclosed in the specification. To be exact, a spiral shading used in the electron beam system used in a radiation based scanning system, to be more precise, a chopping device that allows the change of speed and beam spot size by changing the physical characteristics or geometry of the chopper. The guide also discloses a beam chopping device, which provides a beam spot moving vertically at a basically constant size and speed to allow the target to be basically uniformly illuminated. Besides, the chopping device of the instruction is light and will not make the X ray source assembly of the chopper heavy and difficult to arrange.

【技术实现步骤摘要】
波束形成装置本申请是申请人为：拉皮斯坎系统股份有限公司，申请日为：2011年3月14日，申请号为：201180024079.6，名称为：波束形成装置的专利技术的分案申请。相关申请的交叉引用本说明书要求于2010年3月14日提交的美国临时专利申请第61/313772号的优先权，该申请的全部内容在这里通过引用并入本文。
本说明书总体上涉及一种用于安检包含在人体中的威胁的安全系统，确切地说，涉及一种用于电子束系统的螺旋遮光器，更确切地说，涉及一种系统和方法，用于使用圆柱形表面上的螺旋孔来变更行进的辐射扫描波束的形状。
技术介绍
目前安全系统的能力局限于检测隐藏在衣服之下的违禁品、武器、爆炸物和其它危险物品。通常使用金属检测器和化学嗅探器来检测大的金属物品和某些类型的爆炸物，然而，存在不能用这些装置检测的种类众多的危险物品。塑料和陶瓷武器增加了需要保安人员去检测的非金属物品的类型。人工搜索目标是慢的、不方便的，且普通大众对此容忍度不高，特别是作为在比如机场的庞大交通中心中的标准程序时。在本领域中已知可使用X射线散射来产生不同类型的材料的图像。散射的X射线的强度与使X射线散射的材料的原子序数(Z)有关。通常，对于小于25的原子序数，随着原子序数增加，反向散射的X射线的强度或X射线反射比减少。图像首先由目标主体的原子序数的变动而调制。低Z材料在人员检查中呈现特殊的问题，因为难以区分低Z材料与目标主体的也具有低Z的背景。已知的现有技术的用于检测隐藏在人体中的物品的X射线系统在其设计和方法上具有局限性，这妨碍X射线系统获得作为健康要求的低辐射剂量，或妨碍产生高质量的图像，低辐射剂量和高图像质量是商业上能够接受的先决条件。在低水平的辐射暴露下操作的检查系统受限于其利用朝着被搜查的人体取向的少量辐射而获得精度。X射线吸收和散射还减少了形成人体和任何隐藏物品的图像的有用X射线的总量。在现有技术的系统中，检测的X射线的低序数导致不可接受的坏图像质量。如果X射线检查系统用于开阔的地点，比如露天大型运动场、大型购物中心、户外博览会和展览会等，该问题会更显著。这是因为在这样的地点，人们可以紧邻机器和/或与机器有一定的距离。如果正被扫描的人不十分靠近X射线机器，那么得到的图像就不足够清晰，因为到达人体的辐射总量十分低。这将系统的扫描范围限制为距离机器前方的几英尺处。然而，如果正被扫描的人离X射线机器过于近，撞击人体的辐射总量会不安全。由已知的X射线安检系统引起的辐射暴露的总量通常由系统中采用的斩束装置(beamchoppingapparatus)限制。常规的斩束机构通常包含圆盘轮，该圆盘轮具有在彼此相距固定距离处嵌入圆盘轮的准直器狭缝。该圆盘轮以特定的速度旋转，特定能量的X射线束在通过调制盘的狭缝时集中为更聚焦的波束。在结合本公开的说明书中下面会更详细地描述常规的调制盘。本领域一般技术人员应当理解的是，辐射源通常是十分重的。为了容纳X射线源的重量，现有技术中采用的调制盘构造需要十分巨大。这明显增加了系统的重量，并使其不易移动。此外，现有技术中采用的调制盘具有平衡和陀螺效应。例如，陀螺效应可比作抽拉绳子时的陀螺仪玩具(比如抽陀螺)。当陀螺快速旋转时，运动的波动是不可辨别的，但是，一旦陀螺变慢，陀螺便开始摇晃和摆动。因此，存在着必须保持以维持平衡的特定的每分钟转数。此外，随着重量的增加，在较高每分钟转数时存在着嗡嗡声的问题。为了克服使用常规的调制盘构造中的难题，机械控制调制盘的速率和尺寸是必要的。因此，需要的是一种斩束装置，更确切地说，需要用于电子束系统的螺旋遮光器，其通过变更斩束器装置的物理特性或几何形状而允许速度和束斑尺寸变化。还需要一种斩束装置，更确切地说，需要用于电子束系统的螺旋遮光器，其提供以不变的尺寸和速度垂直地移动的束斑，以允许均匀地照明对象。此外，需要一种斩束装置，更确切地说，需要用于电子束系统的螺旋遮光器，其在操作期间产生更宽的视场。同时，需要一种斩束装置，更确切地说，需要用于电子束系统的螺旋遮光器，其是轻量的，并且不会使采用斩束装置的X射线源组件变得沉重而难于布置。
技术实现思路
本说明书公开了一种X射线设备，包括：a)用于发射X射线辐射的X射线源；以及b)联接到所述X射线源的斩束(或波束形成)装置，其中，所述斩束装置适于接收所述X射线辐射，并形成具有频率的移动的束斑，波束的所述频率基本上恒定。可选择地，所述斩束装置包括具有至少一个螺旋孔的空心圆柱体。所述斩束装置包括具有至少两个螺旋孔的空心圆柱体。所述波束具有线性扫描速度，通过变更所述螺旋孔中的至少一个的斜度(pitch)和侧滚角(roll)可改变所述线性扫描速度。所述波束具有线性扫描速度，通过变更所述螺旋孔中的至少一个的斜度和侧滚角可保持所述线性扫描速度不变。所述波束具有束斑尺寸，通过变更所述螺旋孔中的至少一个的孔宽度可改变所述束斑尺寸。所述波束具有束斑尺寸，通过变更所述螺旋孔中的至少一个的孔宽度可保持所述束斑尺寸不变。所述X射线设备还包括用于旋转所述圆柱体的电机。所述X射线设备还包括控制器，用于动态地变更所述圆柱体的旋转速率，以获得预定的扫描速度。所述旋转速率等于或小于8000转数/分。所述波束具有扫描速度和束斑尺寸，在不改变所述电机的速率的情况下，可变更扫描速度和束斑尺寸。所述斩束装置包括具有至少两个螺旋孔的空心圆柱体，每个螺旋孔均具有长度和沿所述长度的孔宽度，所述孔宽度沿长度变窄。所述斩束装置包括具有至少两个螺旋孔的空心圆柱体，每个螺旋孔均具有长度和沿所述长度的孔宽度，所述孔宽度沿长度增加。在另一实施例中，所述X射线设备包括：a)用于发射X射线辐射的X射线源；以及b)联接到所述X射线源的斩束(或波束形成)装置，其中，所述斩束装置适于接收所述X射线辐射，并形成具有速度的移动的束斑，所述波束速度基本上恒定。在另一实施例中，所述X射线设备包括：a)用于发射X射线辐射的X射线源；以及b)联接到所述X射线源的斩束(或波束形成)装置，其中，所述斩束装置包括空心圆柱体，所述空心圆柱体具有限定所述圆柱体长度的第一端和第二端，以及基本沿着所述长度延伸的至少一个螺旋孔，所述圆柱体适于接收所述X射线辐射，并发射X射线辐射穿过所述螺旋孔。可选择地，所述X射线辐射通过所述螺旋孔，以产生束斑投射图案，其中，所述束斑投射图案包括以基本恒定的速度在与X射线源的平面垂直的平面内垂直移动的束斑。所述束斑投射图案包括以基本恒定的速度在与斩束装置的平面平行的平面内垂直移动的束斑。所述束斑是梯形的。所述螺旋孔在所述第二端的宽度比在所述第一端的宽度窄。附图说明本专利技术的这些和其它特征以及优点将被意识到，因为当结合附图考虑时，通过参考下面的详细描述，它们会变得更好理解，附图中：图1是本专利技术的旋滚斩波器(spin-rollchopper)的一个实施例的示例性设计的机械示意图；图2示出本专利技术的具有X射线源、并覆盖在常规的调制盘上的旋滚斩波器机构，显示了常规的调制盘和旋滚斩波器的尺寸差别；图3A示出通过使用本专利技术实施例的示例性旋滚斩波器获得的X射线斑点投射的第一视图，示出以全扫描束+45度的遍历(traversal)和旋滚斩波器-90度至+90度的旋转的五度增量的经验数据；图3B是示出飞点之间的线性位移值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种X射线设备，包括：用于发射X射线辐射的X射线源；以及斩束装置，联接到所述X射线源，其中，所述斩束装置适于接收所述X射线辐射，并形成具有频率的变动的移动的束斑，其中所述斩束装置旋转越快，所述频率的变动越小。

【技术特征摘要】
2010.03.14 US 61/313,7721.一种X射线设备，包括：用于发射X射线辐射的X射线源；以及斩束装置，联接到所述X射线源，其中，所述斩束装置适于接收所述X射线辐射，并形成具有频率的变动的移动的束斑，其中所述斩束装置旋转越快，所述频率的变动越小。2.如权利要求1所述的X射线设备，其中，所述斩束装置包括具有至少一个螺旋孔的空心圆柱体。3.如权利要求1所述的X射线设备，其中，所述斩束装置包括具有至少两个螺旋孔的空心圆柱体。4.如权利要求3所述的X射线设备，其中，所述波束具有线性扫描速度，通过变更所述螺旋孔中的至少一个的斜度和侧滚角，可以改变所述线性扫描速度。5.如权利要求3所述的X射线设备，其中，所述波束具有线性扫描速度，通过变更所述螺旋孔中的至少一个的斜度和侧滚角，可以保持所述线性扫描速度不变。6.如权利要求3所述的X射线设备，其中，所述波束具有斑点尺寸，通过变更所述螺旋孔中的至少一个的孔宽度，可以改变所述斑点尺寸。7.如权利要求3所述的X射线设备，其中，所述波束具有斑点尺寸，通过变更所述螺旋孔中的至少一个的孔宽度，可以保持所述斑点尺寸不变。8.如权利要求1所述的X射线设备，其中，所述斩束装置包括空心圆柱体，所述空心圆柱体为碳纤维包裹的钨圆柱体。9.如权利要求8所述的X射线设备，其中，所述斩束装置包括在空心圆柱体周围的环氧树脂护罩。10.如权利要求2所述的X射线设备，还包括用于使所述圆柱体旋转的电机以及用于动态地变更所述圆柱体的旋转速率以达到预定的扫描速度的控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：J卡明斯基，
申请(专利权)人：拉皮斯坎系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US