一种CT扫描的试样精准位置调节方法技术

本发明专利技术涉及一种CT扫描的试样精准位置调节方法，在CT扫描仪的旋转样品台上配备一个多向调节定位装置，所述多向调节定位装置包括自下而上依次固接的固定底板、二向微动仪、可伸缩脚管、电动万向节和试样座，二向微动仪用于调整试样座在水平面的两个垂直方向上的位置，将固定底板中心设置的电机插座通过CT扫描旋转样品台中心设置的电机插头和与电机插头连接的线缆与外接控制器相连；当射线源与平板探测器工作时，由控制器远程调节多向调节定位装置工作，使试样处于探测器的中心延长线上，该多向调节定位装置操作便捷，安全性好，能够实现远距离自动调节，减少开闭CT扫描腔室次数，延长CT扫描仪使用寿命，避免操作人员受到辐射威胁。威胁。威胁。

【技术实现步骤摘要】
一种CT扫描的试样精准位置调节方法


[0001]本专利技术涉及CT扫描领域，具体涉及一种CT扫描的试样精准位置调节方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着CT扫描仪器的推广，基于X光射线的无损探伤技术广泛应用于工业界的各个领域。其中，在岩石力学与岩石工程领域，常通过CT扫描与工业探伤技术对岩石试样进行多尺度的裂隙结构探测、表征与重构，以获得岩石真实裂隙位置及矿物组分分布，为精准研究岩石的构造与结构变化规律提供了基础。通过对岩石裂隙结构的提取以及矿物组分的有效识别，可以推算出复杂岩石介质的裂隙表面积、裂隙体积以及力学属性等特征参数，丰富了岩石力学细观尺度的研究。但是现有的CT扫描放样方法存在许多问题，如试样位置的调整主要由人工完成，需要多次开闭CT扫描腔室进行手动校准，难以满足CT扫描精准度的需求，使得试样位置校准效率低下。且试样位置的调整需要关停CT扫描仪的射线源，进而增大射线源的损耗，减少了设备的有效辐照时间。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术的一种CT扫描的试样精准位置调节方法，包括如下步骤：S1，调节CT扫描仪的基准位置调节射线源的xyz轴位置，对射线源、CT扫描旋转样品台和平板探测器进行三点一线校准，然后将平板探测器和射线源同步调整到工作位置；S2：安装多向调节定位装置S21，自下而上依次将固定底板、二向微动仪、可伸缩脚管、电动万向节、设有微型气泡式水平仪的试样座连接固定形成多向调节定位装置；二向微动仪由上部伺服微电机和下部伺服微电机控制，用于调整试样座在水平面的两个垂直方向上的位置；S22，调整CT扫描旋转样品台的旋转角度为0
°
，将固定底板固定于CT扫描旋转样品台上，使多向调节定位装置垂直安装于CT扫描旋转样品台；优选的，步骤S22中，将固定底板的开孔与CT扫描旋转样品台对应的开孔对齐，使用螺栓连接固定；上部伺服微电机与下部伺服微电机垂直设置，安装时使上部伺服微电机垂直于射线源和平板探测器的连线，下部伺服微电机平行于射线源和平板探测器连线。
[0004]S23，将固定底板中心设置的电机插座通过CT扫描旋转样品台中心设置的电机插头和与电机插头连接的线缆与外接控制器相连，由控制器远程调节多向调节定位装置；S24，根据试样的形状与尺寸选择合适的试样座，均匀地将真空泥铺满试样座上部，将试样放置于试样座中心，轻轻挤压使试样底部与真空泥充分接触；通过控制器调节电动万向节使微型气泡式水平仪的气泡处于中心位置；优选的，可伸缩脚管分为下部的固定段和上部的伸缩段两部分，伸缩电机安装于下部固定段，伸缩电机带动上部的伸缩段运动以控制试样高度；可伸缩脚管与二向微动仪
采用碳纤维树脂复合材料，均为中空设计，内部线缆通过可伸缩脚管与二向微动仪的中空内腔分别连接两个伺服微电机、伸长电机以及电动万向节，内部线缆的另一端连接电机插座。
[0005]优选的，控制器由摇杆、模式选择按钮及四个方向按钮组成，摇杆负责控制万向节，模式选择按钮负责控制伸缩电机、上部伺服微电机、下部伺服微电机的选择，四个方向按钮用于控制伸缩电机、上部伺服微电机、下部伺服微电机的运动。
[0006]优选的，试样座采用有机玻璃制成，采用开口向上的U型结构设计，试样座通过底部凸块固定于电动万向节的凹槽之上，并通过试样座固定旋钮固定。
[0007]优选的，电机插座与固定底板之间设置一环形轴承，确保电机插座不受CT扫描仪的样品台转动的影响。
[0008]S3，试样位置校准S31，关闭防护门，打开射线源及图像采集及可视化软件，在图像采集及可视化软件视窗内添加十字参考线，包括水平参考线和垂直参考线；S32，进行垂直方向的校准，通过控制器控制伸缩电机将试样的形心调整到平板探测器中点；S33，进行水平方向的校准，通过CT扫描仪硬件控制软件沿射线源和平板探测器连线方向调整CT扫描旋转样品台的位置，使试样完全显示在图像采集及可视化软件的视窗中；再将CT扫描旋转样品台旋转180
°
，观察试样边界是否超出视窗边界；按此不断调整直到在视窗中可以观察到任意角度的完整试样；S34，进行试样在垂直射线源的射线方向的水平位置校核；在图像采集及可视化软件的视窗内添加两条垂直辅助线，将两条垂直辅助线分别拉至试样两侧边缘与水平参考线交点处，记录垂直辅助线位置坐标L
左
、L
右
，如果|L
左
|>|L
右
|，则通过控制器控制上部伺服微电机将试样向右侧移动直至|L
左
|=|L
右
|，反之控制将试样向左侧移动；控制CT扫描旋转样品台转动至180
°
，如此再次校核样品位置；优选的，或者在图像采集及可视化软件中添加一条垂直辅助线，将垂直辅助线拉至试样右侧边缘与水平参考线交点处，然后控制CT扫描旋转样品台转动180
°
，如果试样边界超过垂直辅助线，将试样向左侧移动，如果试样边界处于垂直辅助线之内，将试样向右侧移动；之后控制CT扫描旋转样品台转动至180
°
，如此再次校核样品位置。
[0009]S35，进行试样在平行射线源的射线方向的水平位置校核，通过控制下部伺服微电机进行调节，将CT扫描旋转样品台旋转至90
°
，重复步骤S34中的操作移动试样；之后控制CT扫描旋转样品台转动至270
°
，如此再次校核样品位置；S36，进行试样倾角校核；在图像采集及可视化软件中添加一条垂直辅助线，并拉至试样右侧边缘与水平参考线交点处，如水平参考线上方试样与垂直辅助线相交，则控制万向节摆正试样；分别调整CT扫描旋转样品台角度至90
°
，180
°
，270
°
，重复上述操作，使试样处于垂直位置；S37，按照上述步骤进行二次调整，使试样精准地处于图像采集及可视化软件的视窗中心。
[0010]有益效果：本专利技术在CT扫描仪上配备一个多向调节定位装置，当射线源与平板探测器工作时，由控制器远程调节多向调节定位装置工作，使试样处于探测器的中心延长线
上，该装置构造简单，操作便捷，安全性好，能够实现远距离自动调节试样位置，减少开闭CT扫描腔室的次数，延长CT扫描仪使用寿命，同时避免操作人员受到辐射威胁。
附图说明
[0011]图1是本专利技术所用的多向调节定位装置的结构示意图；图2是本专利技术所用的多向调节定位装置底座的结构示意图；图3是本专利技术CT扫描仪的图像采集及可视化软件视窗；图中：1
‑
CT扫描旋转样品台、2
‑
垫片、3
‑
固定底板、4.1上部伺服微电机、4.2下部伺服微电机、5
‑
二向微动仪、6
‑
伸缩脚管、7
‑
伸缩电机、8
‑
电动万向节、9
‑
微型气泡式水平仪、10
‑
试样座固定旋钮、11
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CT扫描的试样精准位置调节方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，调节CT扫描仪的基准位置调节射线源的xyz轴位置，对射线源、CT扫描旋转样品台和平板探测器进行三点一线校准，然后将平板探测器和射线源同步调整到工作位置；S2：安装多向调节定位装置S21，自下而上依次将固定底板、二向微动仪、可伸缩脚管、电动万向节、设有微型气泡式水平仪的试样座连接固定形成多向调节定位装置；二向微动仪由上部伺服微电机和下部伺服微电机控制，用于调整试样座在水平面的两个垂直方向上的位置；S22，调整CT扫描旋转样品台的旋转角度为0
°
，将固定底板固定于CT扫描旋转样品台上，使多向调节定位装置垂直安装于CT扫描旋转样品台；S23，将固定底板中心设置的电机插座通过CT扫描旋转样品台中心设置的电机插头和与电机插头连接的线缆与外接控制器相连，由控制器远程调节多向调节定位装置；S24，根据试样的形状与尺寸选择合适的试样座，均匀地将真空泥铺满试样座上部，将试样放置于试样座中心，轻轻挤压使试样底部与真空泥充分接触；通过控制器调节电动万向节使微型气泡式水平仪的气泡处于中心位置；S3，试样位置校准S31，关闭防护门，打开射线源及图像采集及可视化软件，在图像采集及可视化软件视窗内添加十字参考线，包括水平参考线和垂直参考线；S32，进行垂直方向的校准，通过控制器控制伸缩电机将试样的形心调整到平板探测器中点；S33，进行水平方向的校准，通过CT扫描仪硬件控制软件沿射线源和平板探测器连线方向调整CT扫描旋转样品台的位置，使试样完全显示在图像采集及可视化软件的视窗中；再将CT扫描旋转样品台旋转180
°
，观察试样边界是否超出视窗边界；按此不断调整直到在视窗中可以观察到任意角度的完整试样；S34，进行试样在垂直射线源的射线方向的水平位置校核；在图像采集及可视化软件的视窗内添加两条垂直辅助线，将两条垂直辅助线分别拉至试样两侧边缘与水平参考线交点处，记录垂直辅助线位置坐标L
左
、L
右
，如果|L
左
|>|L
右
|，则通过控制器控制上部伺服微电机将试样向右侧移动直至|L
左
|=|L
右
|，反之控制将试样向左侧移动；控制CT扫描旋转样品台转动至180
°
，如此再次校核样品位置；S35，进行试样在平行射线源的射线方向的水平位置校核，通过控制下部伺服微电机进行调节，将CT扫描旋转样品台旋转至90
°

【专利技术属性】
技术研发人员：杨冠宇，李海涛，王嘉敏，杜伟升，郑伟钰，李晓鹏，王守光，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院，
类型：发明
国别省市：