本发明专利技术一种单次曝光X射线双能显微成像的系统，其特征在于，包括X射线双能转换装置和分光显微成像装置。其中，X射线双能转换装置包括：预滤波层，用于预先滤除部分能量极低的X射线，该预滤波层由锡制成；多层复合闪烁片，所述多层复合闪烁片包括，第一闪烁片，用于吸收多色X射线中的低能X射线，并产生第一闪烁光；滤波层，用于过滤剩余低能X射线；第二闪烁片，用于吸收多色X射线中的高能X射线，并产生第二闪烁光，其中所述第二闪烁光和第一闪烁光的中心波长相差较大，便于分光装置将所述两种闪烁光分开。
A Dual-energy X-ray Microscopic Imaging Device with Single Exposure
【技术实现步骤摘要】
一种X射线单次曝光双能显微成像装置
本专利技术涉及辐射成像领域，尤其涉及一种单次曝光X射线双能显微成像的装置
技术介绍
在非接触式检测领域中，X射线成像检测是一种重要的技术手段，被用于安全检查，医疗诊断，工业探伤，集装箱检测等领域，在车站，医院，码头等场所广泛应用。X射线具有穿透能力，在非接触的情况下对穿透物体内部，从而对物体内部成像。在单能X射线检测技术中，由于仅能利用物质对单一X射线的衰减值来识别物质，而不同物质在同一X射线穿透下可能呈现出相同的衰减值，故该技术在一定条件下难以对物质进行分类识别。现已知X射线与物质间发生的物理反应取决于X射线能量以及物质的等效原子序数Zeff和电子密度Ne，故不同能量的X射线对同一物体的穿透能力不同，不同物体对同一能量的X射线的衰减能力也不同，所以使用不同能量的射线对对物体进行探测，可以识别物质的基本属性。近年来，利用物质对高能和低能X射线的衰减差异对物质检测识别的X射线双能检测技术得到了关注和发展，出现了多种双能X射线检测设备与方法。常见的双能X射线检测系统有双源双探测器系统和快速千伏切换探测系统。双源双探测器系统由两组出射X射线的单源单探测器系统构成，包括高能X射线源及探测器与低能X射线源与探测器，两组探测子系统呈90度放置，高能和低能射线源分别出射高能与低能X射线，其对应的探测器分别采集图像，因此可获得高能和低能两组X射线投影图，该种系统具有双能谱分离程度良好和双能数字图像噪声匹配程度良好的特点。快速千伏切换探测系统由可快速切换管电压的射线源和单探测器构成，包括一个可快速切换管电压的射线源和一个探测器，该系统中的射线源在角度变化的过程中通过快速切换管电压，交替出射高能和低能X射线，使得同一探测器可交替接探测高能和低能的X射投影图，其具有空间匹配性较好和数据域的处理方式较为灵活的特点。对于上述双源双探测器系统，由于其系统实际上由两组传统单能探测系统构成，两组子系统独立采集，故该系统对硬件安装的对准要求较高，通常来说，该种系统的高能数据和低能数据的空间匹配度较差。在快速千伏切换探测系统中，由于需要射线源的电压快速切换，难以在探测高能X射线时，将高Z滤波片同步地切换放置在探测路径上，所以该系统在进行高能数据的采集时，其探测到的X射线中也包含了大量的低能射线，故该系统的高能数据与低能数据所对应的X射线光谱叠加比较严重。上述两种双能探测系统还存在在时间匹配度较差的问题，其中双源双探测器系统在的高能和低能数据在时间上相差扫描1/4圈所对应的时间，而快速千伏切换探测系统的高能和低能数据在时间上相差一个角度下的扫描时间。在上述两种探测系统中，要求被检物分别在不同能量的X射线照射下进行双能数据的采集，故被检物受到的X射线辐射剂量偏大。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对X射线显微成像技术，提供一种单次曝光X射线双能显微成像系统。技术方案如下：本专利技术提供一种单次曝光X射线双能显微成像的装置，其特征在于，具有：X射线双能转换装置，该装置包括：预滤波层，用于预先滤除部分能量极低的X射线，该预滤波层可由锡制成；多层复合闪烁片，所述多层复合闪烁片包括，第一闪烁片，用于吸收多色X射线中的低能X射线，并产生第一闪烁光；滤波层，用于过滤剩余低能X射线；第二闪烁片，用于吸收多色X射线中的高能X射线，并产生第二闪烁光，其中所述第二闪烁光和第一闪烁光的中心波长相差较大，便于分光装置将所述两种闪烁光分开；物镜套筒，用于隔离光线以及安装预滤波层和多层复合闪烁片。进一步地，所述所述第一闪烁片可由CsI，SrI2，GAGG，YAG，LuAG中的一种材料制成；所述滤波层可由BaTiO3，KTaO3，ZrO2，Y2O3，LiTaO3中的一种材料制成；所述第二闪烁片可为LuAG，LYSO的一种材料制成。进一步地，所述单次曝光X射线双能显微成像装置，还包括分光显微成像装置，该装置包括：二向色镜，可以使所述第一闪烁光和第二闪烁光的其中一种闪烁光沿着入射方向传播，另一种闪烁光被所述二向色镜反射后沿着垂直于水平面的方向传播；显微成像装置，包括一个物镜，两个套筒透镜，一个电动平移装置，一个反光镜，两个滤波片以及两个光电传感器，其中，所述物镜和所述套筒透镜构成两套无限远校正显微系统，所述两个套筒透镜，其中一个套筒透镜光轴与所述透射闪烁光入射方向重合，另一个套筒透镜的光轴与所述闪烁光反射方向重合；所述两个滤波片，其中一片为短通滤波片，在对应闪烁光中心波长较短的光路中，置于所述对应套筒透镜前，另一片为长通滤波片，在对应闪烁光中心波长较长的光路中，置于所述对应套筒透镜前；所述电动平移装置用于调整其中一个套筒透镜的位置，使得通该套筒透镜的闪烁光可以在所述对应光电传感器上聚焦成像；所述反光镜用于反射所述透射闪烁光，使其传播方向垂直于水平面；所述两个光电传感器用于分别接收所述第一闪烁光和所述第二闪烁光，所述两个光电传感器的感光装置中的感光平面均与水平面平行，使得所述感光平面垂直于所述第一闪烁光和第二闪烁光的入射方向。进一步地，所述二向色镜置于所述物镜和套筒透镜之间，其中心为两条光轴交点，与两条光轴均成45度角。进一步地，所述单次曝光X射线双能显微成像的装置，还包括阻光装置，其特征在于，包括：金属暗箱，用于安装所述X射线转换装置和所述分光显微装置，以及隔离外界光线，使得所述分光显微装置中的光电传感器仅接收第一闪烁光和第二闪烁光；防护铅皮两块，安装于所述暗箱上，置于光电传感器感光装置和X射线源之间，用于防止X射线对光电传感器感光装置的干扰。附图说明下面结合附图对根据本专利技术实施方式的单次曝光X射线双能显微成像装置进行详细描述，其中相同的标号指定相同的结构或者子装置，并且在其中：图1是根据本专利技术的一种实施例的单次曝光X射线双能显微成像装置的外观示意图图2是本专利技术实施例中X射线双能转换装置结构示意图图3是图2中A区域的放大视图图4是本专利技术实施例的单次曝光X射线双能显微成像装置的内部结构示意图。具体实施方式下面将结合附图，详细描述本专利技术的具体实施例，对本专利技术中所述技术方案作进一步说明。下述参考附图对本专利技术实施例的描述仅为对本专利技术的思路进行详细解释，并不用于限制本专利技术。所详述的实施例仅为本专利技术其中一种实施例，而不是全部的实施例。本专利技术实施例提供一种单次曝光X射线双能显微成像装置，其外观参见图1，其中，金属暗箱1外部安装有显微物镜43，和光电传感器47a和47b，X射线转换装置41安装在显微物镜43上，防护铅皮50a和50b分别放置与光电传感器47a和47b前，在金属暗箱1的上面，光电传感器转接板49e和49f分别安装在金属暗箱1和光电传感器47a和光电传感器47b之间，用于将光电传感器47a和光电传感器47b固定在金属暗箱1上，其余组件或装置均安装于金属箱体1内部。参见图2，本专利技术实施例中的单次曝光X射线双能显微成像装置包括X射线双能转换装置，该X射线双能转换装置包括：物镜套筒筒盖21，用于防止外界可见光进入多层复合闪烁片23，对待采集的闪烁光形成干扰，筒盖中间开有边长大小为10mm方孔，使通过物镜镜筒中心的X射线透过率较高；预滤波层22，用于吸收能量极低的X射线，本专利技术实施例中，该极低能量的X射线的能量应低于20KeV，该预滤波层贴于物镜镜筒本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单次曝光X射线双能显微成像的系统，其特征在于，包括X射线双能转换装置和分光显微成像装置。其中，X射线双能转换装置包括：预滤波层，用于预先滤除部分能量极低的X射线，该预滤波层由锡制成；多层复合闪烁片，所述多层复合闪烁片包括，第一闪烁片，用于吸收多色X射线中的低能X射线，并产生第一闪烁光；滤波层，用于过滤剩余低能X射线；第二闪烁片，用于吸收多色X射线中的高能X射线，并产生第二闪烁光，其中所述第二闪烁光和第一闪烁光的中心波长相差较大，便于分光装置将所述两种闪烁光分开；物镜套筒，用于隔离光线以及安装预滤波层和多层复合闪烁片。
【技术特征摘要】
1.一种单次曝光X射线双能显微成像的系统，其特征在于，包括X射线双能转换装置和分光显微成像装置。其中，X射线双能转换装置包括：预滤波层，用于预先滤除部分能量极低的X射线，该预滤波层由锡制成；多层复合闪烁片，所述多层复合闪烁片包括，第一闪烁片，用于吸收多色X射线中的低能X射线，并产生第一闪烁光；滤波层，用于过滤剩余低能X射线；第二闪烁片，用于吸收多色X射线中的高能X射线，并产生第二闪烁光，其中所述第二闪烁光和第一闪烁光的中心波长相差较大，便于分光装置将所述两种闪烁光分开；物镜套筒，用于隔离光线以及安装预滤波层和多层复合闪烁片。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述所述第一闪烁片可由CsI，SrI2，GAGG，YAG，LuAG中的一种材料制成。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述滤波层可由BaTiO3，KTaO3，ZrO2，Y2O3，LiTaO3中的一种材料制成。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二闪烁片可为LuAG，LYSO的一种材料制成。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的分光显微成像装置包括：二向色镜，用以使所述第一闪烁光和第二闪烁光的其中一种闪烁光沿着入射方向传播，另一种闪烁光被所述二向色镜反射后沿着垂直于水平面的方向传播；显微成像装置，包括一个物镜，两个套筒透镜，一个电动平移装置，一个反光镜，两个滤...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓东，慕严涛，邹晶，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。