一种板状工件CT层析扫描装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种板状工件CT层析扫描装置，涉及工件三维层析成像技术领域。包括旋转平台、升降机构和翻转机构，其中，旋转平台可在升降机构的作用下在竖向进行上下移动，在翻转机构的作用下在竖直面内翻转，使得旋转平台的轴线与竖直线之间形成固定夹角，旋转平台在升降机构和翻转机构的作用下调整好位置后，可在自身所在的平面内进行旋转，由于放置在旋转平台上的板状工件旋转轴心线与竖直线(射线束中心线)夹角α固定，且板状工件厚度δ不变，所以，在板状工件随着旋转平台运动的过程中，同一束射线在板状工件不同旋转位置的透照厚度T＝δ×arccosα不变，实现对板状工件的精准扫描。 1

【技术实现步骤摘要】
一种板状工件CT层析扫描装置
本技术涉及工件三维层析成像
，尤其涉及一种板状工件CT层析扫描装置。
技术介绍
目前，CT层析扫描装置通常使用水平旋转部件，扫描时，将工件垂直放置在旋转部件上，工件可以随着旋转部件相对于检测系统(射线机与探测器)在竖直面内进行360°旋转，射线照射在工件上，由于一定的射线能量只能穿透一定厚度的工件，所以，在扫描过程中，一般根据被检工件的材质和厚度选择需要的射线透照能量，且在扫描过程中，射线透照能量保持不变。因此，现有技术中的CT层析扫描装置，对近似圆柱形工件的检测具有高精度、定位准确的特点，因为，对于近似圆柱形工件，在360°旋转过程中，射线的照射厚度不会发生变化，则当射线透照能量保持不变的情况下，其检测精度高。而对于板状工件进行扫描成像时，工件旋转360°的实际透照厚度变化很大，具体过程如下：射线束垂直于工件厚度方向开始扫描，此时透照厚度是工件自身厚度，随着工件的旋转，透照厚度逐渐增加，当旋转到90°时，透照厚度达到最大，此时透照厚度为工件的长度(射线无法穿透工件)，然后透照厚度逐渐变小，达360°时，透照厚度又为工件厚度。当射线透照能量保持不变的情况下，板状工件旋转导致其透照厚度发生变化时，无法获得全部工件信息，检测精度低，因此，现有技术的CT层析扫描装置无法实现对板状工件的精准扫描。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种板状工件CT层析扫描装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种板状工件CT层析扫描装置，包括：高频X-射线源、数字探测器、旋转平台、升降机构和翻转机构，所述高频X-射线源发射的射线束中心线可穿过所述旋转平台的中心照射到所述数字探测器的中心；所述旋转平台为中空直驱电机，所述旋转平台包括中空定子和中空转子，所述转子为所述中空直驱电机的外圈，所述转子为所述中空直驱电机的内圈，所述升降机构可在竖直方向上下移动，所述翻转机构固定在所述升降机构上，所述翻转机构的旋转部件与所述定子固定连接，所述定子可在所述旋转部件的带动下绕所述定子所在平面进行转动，所述旋转平台倾斜设置，所述旋转平台的轴线与铅垂线之间形成一定角度的夹角。优选地，所述翻转机构包括涡轮蜗杆减速器和伺服电机，所述伺服电机与所述涡轮蜗杆减速器连接，所述涡轮蜗杆减速器的旋转轴与所述定子连接。优选地，所述定子和所述转子通过轴承连接。优选地，所述转子的中空范围内设置有载物台。优选地，还包括射线源平移导轨和射线源翻转机构，所述高频X-射线源可沿所述射线源平移导轨在水平面上进行移动，所述高频X-射线源可沿所述射线源翻转机构在竖直面内翻转。优选地，还包括探测器位置调整机构和底座，所述数字探测器和所述探测器位置调整机构均安装在所述底座上，所述探测器位置调整机构可调节所述数字探测器进行前后、左右和上下移动。优选地，还包括支架，所述支架安装在所述底座上，所述升降机构安装在所述支架上。优选地，所述翻转机构和所述升降机构分别设置为两个，且对称设置于所述旋转平台的两侧。本技术的有益效果是：本技术实施例提供的板状工件CT层析扫描装置，包括旋转平台、升降机构和翻转机构，其中，旋转平台可在升降机构的作用下在竖向进行上下移动，在翻转机构的作用下在竖直面内翻转，使得旋转平台的轴线与竖直线之间形成固定夹角，旋转平台在升降机构和翻转机构的作用下调整好位置后，可在自身所在的平面内进行旋转，使用过程中，将板状工件放置在旋转平台上，随着旋转平台进行运动，由于板状工件旋转轴心线与竖直线(射线束中心线)夹角α固定，且板状工件厚度δ不变，所以，采用本技术实施例提供的板状工件CT层析扫描装置，在板状工件随着旋转平台运动的过程中，同一束射线在板状工件不同旋转位置的透照厚度T＝δ×arccosα不变，实现对板状工件的精准扫描。附图说明图1是本技术实施例提供的板状工件CT层析扫描装置的主视图；图2是本技术实施例提供的板状工件CT层析扫描装置的侧视图；图3是本技术实施例提供的板状工件旋转过程中厚度的计算图形示意图。图中，各符号的含义如下：1高频X-射线源，2射线束，3旋转平台，4板状工件，5数字探测器，6探测器位置调整机构，7底座，8升降机构，9射线源平移导轨，10射线源翻转机构，11翻转机构，12倾斜轴线。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1-3所示，本技术实施例提供了一种板状工件CT层析扫描装置，包括：高频X-射线源1、数字探测器5、旋转平台3、升降机构8和翻转机构11，高频X-射线源1发射的射线束中心线可穿过旋转平台3的中心照射到数字探测器5的中心；旋转平台3为中空直驱电机，旋转平台3包括中空定子和中空转子，所述转子为所述中空直驱电机的外圈，所述转子为所述中空直驱电机的内圈，升降机构8可在竖直方向上下移动，翻转机构11固定在升降机构8上，翻转机构11的旋转部件与所述定子固定连接，所述定子可在所述旋转部件的带动下绕所述定子所在平面进行旋转，旋转平台3倾斜设置，旋转平台3的轴线与铅垂线之间形成一定角度的夹角。上述结构的扫描装置，其工作过程为：首先，将板状工件放置在旋转平台的转子上，调整翻转机构，使旋转平台呈倾斜状态，且自身的轴线与铅垂线成夹角a，其中，角度a可以根据实际情况通过计算得到，在该角度下对工件进行照透，其扫描效果最好；将旋转平台的位置调整好之后，再调整射线源平移导轨及射线源翻转机构，使射线束的中心线通过旋转平台的中心；然后，调整探测器位置调整机构，使探测器的中心通过射线束中心线；最后，调整升降机构，使旋转平台升降至适当位置(位置可以由理论计算得出)；位姿调整结束后，打开射线，控制旋转平台在自身平面内旋转，高频X-射线源发出的锥束射线对板状工件进行透照，板状工件在旋转平台的带动下绕倾斜轴线旋转，板状工件旋转一周，探测器采集板状工件在不同视角下的DR投影，经过软件重建，得出结果。在旋转平台带动板状工件旋转过程中，由于板状工件旋转轴心线与竖直线(射线束中心线)夹角固定，且板状工件厚度δ不变，所以，采用本技术实施例提供的板状工件CT层析扫描装置，同一束射线在板状工件不同旋转位置的透照厚度T＝δ×arccosα不变，实现对板状工件的精准扫描。可见，本技术实施例提供的板状工件CT成像的扫描装置，作为高频CT层析系统的工件的支撑平台。在系统装配及调试中，采用机械中空转台，通过该装置的运动机构，可调整板状工件旋转轴线与射线束中心线的夹角，以及扫描放大比例，最终扫描重建得出三维图像。该装置的主要优点体现为：1)该装置体积小巧，重量轻，结构简单；2)该装置调节精度可达到像素级，有利于提高重建精度，抑制图像伪影；3)该装置不但适用于高频CT层析系统，也可用于其他类型CT系统的改造升级，对于提升产品性能具有应用推广价值；4)该装置各个维度的精度控制可以用微动机构实现，降低对部件材料和加工精度的要求，从而有效节省的成本。在本技术的一个优选实施例中，翻转机构11包括涡轮蜗杆减速器和伺服电机，所述伺服电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种板状工件CT层析扫描装置，其特征在于，包括：高频X‑射线源、数字探测器、旋转

【技术特征摘要】
1.一种板状工件CT层析扫描装置，其特征在于，包括：高频X-射线源、数字探测器、旋转平台、升降机构和翻转机构，所述高频X-射线源发射的射线束中心线可穿过所述旋转平台的中心照射到所述数字探测器的中心；所述旋转平台为中空直驱电机，所述旋转平台包括中空定子和中空转子，所述转子为所述中空直驱电机的外圈，所述转子为所述中空直驱电机的内圈，所述升降机构可在竖直方向上下移动，所述翻转机构固定在所述升降机构上，所述翻转机构的旋转部件与所述定子固定连接，所述定子可在所述旋转部件的带动下绕所述定子所在平面进行转动，所述旋转平台倾斜设置，所述旋转平台的轴线与铅垂线之间形成一定角度的夹角。2.根据权利要求1所述的板状工件CT层析扫描装置，其特征在于，所述翻转机构包括涡轮蜗杆减速器和伺服电机，所述伺服电机与所述涡轮蜗杆减速器连接，所述涡轮蜗杆减速器的旋转轴与所述定子连接。3.根据权利要求1所述的板状工件CT层析扫描装置，其特征在于，所述定...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁丽红，代淮北，张暴暴，赵泓，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11