一种用于X射线背散射成像系统的扫描装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于辐射成像检测设备领域，具体涉及一种用于X射线背散射成像系统的扫描装置，设置在背散射成像设备台架上，包括内侧一端相对设置的、同轴的、中空的固定外壳和旋转外壳，固定外壳的外侧一端固定设置在背散射成像设备台架上，旋转外壳的外侧一端通过轴承设置在背散射成像设备台架上；固定外壳、旋转外壳相对设置的内侧一端的内部共同形成能够容纳设有准直器的X光管的空间，旋转外壳设有出射小孔，随着旋转外壳绕轴线转动X光管产生的射线束能够通过准直器经出射小孔射出，形成周期性的点扫描。固定外壳、旋转外壳相互分开的方式方便安装操作，降低加工难度，降低旋转部分的体积重量，减小转动产生的震动，提高设备的稳定性和可靠性。

A scanning device for X ray backscatter imaging system

The invention belongs to the field of radiation imaging detection equipment, in particular relates to a scanning device for X-ray backscatter imaging system, which is arranged on a backscatter imaging equipment platform, including a fixed, coaxial, hollow shell and a rotating shell with one side of the fixed shell fixed on the backscatter imaging system. On the imaging equipment bench, one end of the outer side of the rotating shell is arranged on the backscattering imaging equipment bench through a bearing; the inner side of the fixed shell and the inner side of the rotating shell are jointly formed to accommodate the X-ray tube with a collimator, and the rotating shell is provided with a perforation hole, which rotates the X-ray along the axis of the rotating shell. The beam generated by the tube can be emitted through a small hole through collimator to form Periodic spot scanning. Fixed shell and rotating shell separated from each other to facilitate installation and operation, reduce the difficulty of processing, reduce the volume weight of the rotating part, reduce the vibration caused by rotation, improve the stability and reliability of the equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种用于X射线背散射成像系统的扫描装置
本专利技术属于辐射成像检测设备领域，具体涉及用于X射线背散射成像系统的扫描装置。
技术介绍
X射线成像系统作为一种被广泛接受的主要安检技术手段，可以实现对行包等物品的快速检查以及各种陆、海、空港的货物检查(例如空港、海港、陆路关卡的货物检查以及人员所携带的小型包裹、行李检查)。特别是基于X射线康普顿背散射成像的安检设备可以有效提供被检物表层较低原子序数而密度较高的被检物的几何形状和空间分布特征，配合透射扫描可以获得全面的检测信息。基于X透射能量检测的系统通常使用X光机发出平面扇形射线束，线探测器一次性获取一列透射数据，通过周期性地获取列数据形成扫描图像。还有一类X射线检查系统，收集背向散射的X光子，形成背散射图像。为了尽可能的收集背向散射光子，使用块状背散射探测器。此时需要将X射线约束为横截面积小的线状射线束，同时线状射线束可以周期性地改变扫描方向。当前大多数面向安检应用的X射线背散射成像设备均采用前置准直器形成点扫描，再通过扫描器的旋转来实现线状射线束周期性地改变扫描方向，因此扫描器的设计和制造是X射线背散射成像系统制造的一个重要内容。目前的扫描器存在加工难度大、成本高的缺点，此外现有的扫描器体积大、质量重，旋转时引起的振动也相应较大，降低了X射线背散射成像系统的可靠性，对于旋转电机的功率要求也很高。且现有的扫描器需要占用单独的安装空间，造成X射线背散射成像系统的体积较大。
技术实现思路
针对现有的扫描器所存在的问题，本专利技术的主要目的之一：获得连续点扫描形式的装置；本专利技术的目的之二是降低旋转外壳的加工难度，节省加工成本；本专利技术的目的之三是减小旋转外壳的体积和质量，降低对电机的功率要求；本专利技术的目的之四是可以有效减小因外壳旋转而引起的振动量，增加装置的可靠性；本专利技术的目的之五是把X光管、内准直器、高压电缆、控制电缆、制冷液管道等部件安装在固定外壳内部，可以降低安装精难度要求，有效节省装置安装时间。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是一种用于X射线背散射成像系统的扫描装置，设置在背散射成像设备台架上，其中，包括内侧一端相对设置的、同轴的、中空的固定外壳和旋转外壳，所述固定外壳的外侧一端固定设置在所述背散射成像设备台架上，所述旋转外壳的外侧一端通过轴承设置在所述背散射成像设备台架上；所述固定外壳、旋转外壳相对设置的所述内侧一端的内部共同形成能够容纳设有准直器的X光管的空间，所述旋转外壳设有出射小孔，随着所述旋转外壳绕轴线转动所述X光管产生的射线束能够通过所述准直器经所述出射小孔射出，形成周期性的点扫描。进一步，所述固定外壳、旋转外壳采用具有对X射线有屏蔽作用的金属材料制成，所述金属材料至少包括铅铜合金。进一步，所述固定外壳和所述旋转外壳的壳身为圆筒形，在所述固定外壳的内侧一端设有内凹的轨道，所述旋转外壳的内侧一端的边沿嵌入到所述轨道内，当所述旋转外壳绕轴线转动时，所述旋转外壳的内侧一端能够在所述轨道内转动，所述轨道以及位于所述轨道内的所述旋转外壳的内侧一端的边沿部分能够形成对所述射线束的屏蔽，防止X射线从所述固定外壳、旋转外壳的衔接位置泄漏。进一步，所述出射小孔位于所述旋转外壳的内侧一端，并位于所述轨道之外；所述出射小孔为若干个，均匀分布在所述旋转外壳的内侧一端的圆周面上；所述固定外壳、旋转外壳的所述内侧一端的造型至少包括锥形结构，两个所述锥形结构的直径大的一端相互靠近，在两个所述锥形结构内部共同形成能够容纳设有所述准直器的所述X光管的空间；在所述准直器中设有准直狭缝，所述准直狭缝能够使得所述射线束为扇形线束。进一步，所述准直狭缝与所述出射小孔处于同一平面内。更进一步，任意时间有且只有一个所述出射小孔中有所述射线束射出形成扫描点。进一步，所述旋转外壳的外侧一端连接旋转电机，在所述旋转电机的带动下所述旋转外壳能够绕自身的轴线转动。进一步，所述X光管上设有制冷液管路、高压电源及控制电缆，所述制冷液管路、高压电源及控制电缆通过所述固定外壳内部的中空结构与外部的相应设备连接。进一步，所述准直器与所述X光管的连接处采用钨合金材料，以减少X射线的散射。进一步，所述旋转外壳的靠近外侧一端的壳身外围设有传动轮，所述传动轮与所述旋转外壳同轴，所述传动轮表面设有轮齿，还包括一端设有小齿轮的位置传感器，所述传动轮的轮齿与所述小齿轮的轮齿相互啮合，且所述传动轮的轮齿与所述小齿轮的轮齿的数量比值等于所述出射小孔的个数；所述位置传感器用于给出所述旋转外壳的旋转位置信号。本专利技术的有益效果在于：1.扫描装置外壳设计为固定外壳和旋转外壳两部分，可以将X光机，控制电缆、制冷液管路安装在固定外壳内部，这样的设计在设备的安装操作上将带来极大的便利，节省安装时间和成本。2.外壳可旋转部分只为外壳体积的一半，设计加工难度相应比整体旋转外壳要降低很多，例如不必考虑旋转外壳和固定外壳的同心同轴问题。3.扫描装置外壳以一定比例铅铜合金铸造，具有一定的壁厚。对X光管所发射的最大能量X射线可形成有效遮挡。4.把外壳设计为固定和旋转两部分，可有效的降低旋转部分的体积和重量，有效减小驱动电机功率，旋转部分外壳高速转动时产生的震动也将减小，从而提高设备的稳定性和可靠性。附图说明图1是本专利技术具体实施方式中所述的用于X射线背散射成像系统的扫描装置的示意图；图2是本专利技术具体实施方式中所述的用于X射线背散射成像系统的扫描装置的旋转外壳和固定外壳的关系示意图；图3是本专利技术具体实施方式中所述的用于X射线背散射成像系统的扫描装置的旋转外壳、固定外壳、传动轮、位置传感器的关系示意图；图中：1-固定外壳，2-旋转外壳，3-出射小孔，4-X光管，5-准直器，6-准直狭缝，7-射线束，8-轨道，9-高压电源及控制电缆，10-制冷液管路，11-位置传感器，12-小齿轮，13-传动轮。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。如图1、图2、图3所示所示，本专利技术提供的一种用于X射线背散射成像系统的扫描装置包括固定外壳1、旋转外壳2、出射小孔3、轨道8、位置传感器11、小齿轮12、传动轮13等。该用于X射线背散射成像系统的扫描装置，设置在背散射成像设备台架上，其中，固定外壳1和旋转外壳2中空的，固定外壳1和旋转外壳2的壳身部分都是圆筒形结构，固定外壳1和旋转外壳2的内侧一端相对设置(固定外壳1的内侧一端与旋转外壳2的内侧一端相对设置)，并且固定外壳1和旋转外壳2同轴。固定外壳1的外侧一端(远离旋转外壳2的一端)固定设置在背散射成像设备台架上，旋转外壳2的外侧一端通过轴承设置在背散射成像设备台架的内轴上(轴承位于旋转外壳2和内轴之间)；固定外壳1、旋转外壳2相对设置的内侧一端的内部共同形成能够容纳设有准直器5的X光管4的空间，旋转外壳2设有出射小孔3，随着旋转外壳2绕轴线转动X光管4产生的射线束7能够通过准直器5经出射小孔3射出形成线状射线，在旋转外壳2匀速旋转的过程中线状射线束可以连续地从一端扫至另一端，形成周期性的点扫描。固定外壳1、旋转外壳2采用具有对X射线有屏蔽作用的金属材料制成，金属材料至少包括铅铜合金。在固定外壳1的(与旋转外壳2相对的)内侧一端设有内凹的轨道8，旋转外壳2的(与固定外壳1相对的)内侧一端的边沿嵌入到轨道8内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于X射线背散射成像系统的扫描装置，设置在背散射成像设备台架上，其特征是：包括内侧一端相对设置的、同轴的、中空的固定外壳(1)和旋转外壳(2)，所述固定外壳(1)的外侧一端固定设置在所述背散射成像设备台架上，所述旋转外壳(2)的外侧一端通过轴承设置在所述背散射成像设备台架上；所述固定外壳(1)、旋转外壳(2)相对设置的所述内侧一端的内部共同形成能够容纳设有准直器(5)的X光管(4)的空间，所述旋转外壳(2)设有出射小孔(3)，随着所述旋转外壳(2)绕轴线转动所述X光管(4)产生的射线束(7)能够通过所述准直器(5)经所述出射小孔(3)射出，形成周期性的点扫描。

【技术特征摘要】
1.一种用于X射线背散射成像系统的扫描装置，设置在背散射成像设备台架上，其特征是：包括内侧一端相对设置的、同轴的、中空的固定外壳(1)和旋转外壳(2)，所述固定外壳(1)的外侧一端固定设置在所述背散射成像设备台架上，所述旋转外壳(2)的外侧一端通过轴承设置在所述背散射成像设备台架上；所述固定外壳(1)、旋转外壳(2)相对设置的所述内侧一端的内部共同形成能够容纳设有准直器(5)的X光管(4)的空间，所述旋转外壳(2)设有出射小孔(3)，随着所述旋转外壳(2)绕轴线转动所述X光管(4)产生的射线束(7)能够通过所述准直器(5)经所述出射小孔(3)射出，形成周期性的点扫描。2.如权利要求1所述的用于X射线背散射成像系统的扫描装置，其特征是：所述固定外壳(1)、旋转外壳(2)采用具有对X射线有屏蔽作用的金属材料制成，所述金属材料至少包括铅铜合金。3.如权利要求2所述的用于X射线背散射成像系统的扫描装置，其特征是：所述固定外壳(1)和所述旋转外壳(2)的壳身为圆筒形，在所述固定外壳(1)的内侧一端设有内凹的轨道(8)，所述旋转外壳(2)的内侧一端的边沿嵌入到所述轨道(8)内，当所述旋转外壳(2)绕轴线转动时，所述旋转外壳(2)的内侧一端能够在所述轨道(8)内转动，所述轨道(8)以及位于所述轨道(8)内的所述旋转外壳(2)的内侧一端的边沿部分能够形成对所述射线束(7)的屏蔽，防止X射线从所述固定外壳(1)、旋转外壳(2)的衔接位置泄漏。4.如权利要求3所述的用于X射线背散射成像系统的扫描装置，其特征是：所述出射小孔(3)位于所述旋转外壳(2)的内侧一端，并位于所述轨道(8)之外；所述出射小孔(3)为若干个，均匀分布在所述旋转外壳(2)的内侧一端的圆周面上；所述固定外壳(1)、旋转外壳(2)的所述内侧一端的造型至少包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，张炜，郑玉来，李永，田利军，郭凤美，杨璐，刘超，颜静儒，田星皓，王国宝，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11