本发明专利技术公开了一种基于计算机分层扫描成像CL系统的扫描装置及检测方法。X射线源位于所述装置的最底端，用于向上发射锥束X射线；载物台设置在所述X射线源的上方，在空间三维方向上作平移运动；载物台的正上方设置有所述固定架，固定架与所述转臂相连，使所述转臂做圆周旋转运动；所述转臂上设置有导轨，平板探测器位于该导轨上，利用该导轨在所述转臂上滑动；且平板探测器结合其在转臂上的滑动以及转臂的圆周旋转运动，定位于所形成半球面的任意位置。该扫描装置灵活多变，能够在多种扫描倾角、360度旋转角、以及多种放大比条件下对板状构件样品进行断层成像，并最大限度的简化系统的机械运动复杂度，提高系统性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及X射线成像检测
，尤其涉及一种基于计算机分层扫描成像CL系统的扫描装置及检测方法。
技术介绍
目前，X射线计算机断层扫描成像(CT-ComputedTomography)技术是一种有效检测物体内部结构三维信息的无损检测方法，在工业、医学诊断等领域都有广泛的应用，其扫描对象在三维方向上尺度相近。但CT技术对于多层印刷电路板、片状化石、飞机机翼、太阳能电池板等板状构件，成像效果并不令人满意。近年来，X射线计算机分层扫描成像(CL-Computed Laminography)技术的研究和发展令人瞩目，该技术扫描的对象是平板状的物体，X射线只在厚度方向穿透物体，典型的CL系统主要包括三部分:X射线源、探测器及载物台。CL技术本质上是一种非同轴扫描的有限角度投影技术。由于长轴方向穿透厚度大，透视图像的对比度灵敏度降低，使得板状构件进行常规CT扫描变得十分困难甚至因无法穿透而无法实现，而采用非同轴方式的CL技术进行扫描时，X射线沿与板状样品平面法线成一定角度的方向穿过，以板状构件平面的法线方向为轴旋转样品，从多个角度对样品进行扫描时，X射线穿过样品的厚度相差不大，通过调节射线能量，可以获得较好的对比度灵敏度，同时这种扫描方式允许样品放置在距离光源较近的地方获得较大的放大比，从而获得更高的空间分辨。随着数字探测器和计算机技术的发展，CL系统以传统分层成像技术及CT技术等为基础，迅速发展取代了传统的分层成像系统，但现有的CL系统扫描结构中，检测样品不方便放置，样品的倾斜角不方便调整，且扫描方式单一，系统性能有待加强。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于计算机分层扫描成像CL系统的扫描装置及检测方法，该扫描装置灵活多变，能够在多种扫描倾角、360度旋转角、以及多种放大比条件下对板状构件样品进行断层成像，并最大限度的简化系统的机械运动复杂度，提高系统性能。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，一种基于计算机分层扫描成像CL系统的扫描装置，所述扫描装置包括X射线源，载物台，平板探测器，转臂，固定架，其中:所述X射线源位于所述装置的最底端，用于向上发射锥束X射线；所述载物台设置在所述X射线源的上方，在空间三维方向上作平移运动；所述载物台的正上方设置有所述固定架，所述固定架与所述转臂相连，用于固定所述转臂，并使所述转臂做圆周旋转运动，形成围绕所述载物台的半球面；所述转臂上设置有导轨，所述平板探测器位于该导轨上，利用该导轨在所述转臂上滑动；且所述平板探测器结合其在所述转臂上的滑动以及所述转臂的圆周旋转运动，定位于所形成半球面的任意位置。所述在空间三维方向上作平移运动，具体包括:所述载物台利用z轴方向的运动调整待测物体的放大比，并利用X、y轴方向的运动通过插补实现圆形轨道运动或其他运动方式以实现对所述待测物体的扫描投影。所述转臂为C型臂或半C型臂结构。所述平板探测器的平面始终与所述X射线源在所述平板探测器的中心射束相垂直，且所述平板探测器与所述载物台的运动保持同步。一种基于权利要求1所述扫描装置的检测方法，所述检测方法包括:基于权利要求1所述扫描装置设立三维空间坐标系Xyz，原点是X射线源，即O点；并设立旋转坐标系xlylzl，原点是X射线源，即ο点，其中:平板探测器所在的平面始终与oyl直线垂直，且Xl轴与X轴的夹角为Θ，0° < Θ< 360° ;yl轴与y轴的夹角为Φ，0° < Φ < 90° ;旋转坐标系xlylzl与三维空间坐标系xyz之间的转换关系为:权利要求1.一种基于计算机分层扫描成像CL系统的扫描装置，其特征在于，所述扫描装置包括X射线源，载物台，平板探测器，转臂，固定架，其中: 所述X射线源位于所述装置的最底端，用于向上发射锥束X射线； 所述载物台设置在所述X射线源的上方，在空间三维方向上作平移运动； 所述载物台的正上方设置有所述固定架，所述固定架与所述转臂相连，用于固定所述转臂，并使所述转臂做圆周旋转运动，形成围绕所述载物台的半球面； 所述转臂上设置有导轨，所述平板探测器位于该导轨上，利用该导轨在所述转臂上滑动；且所述平板探测器结合其在所述转臂上的滑动以及所述转臂的圆周旋转运动，定位于所形成半球面的任意位置。2.根据权利要求1所述基于计算机分层扫描成像CL系统的扫描装置，其特征在于，所述在空间三维方向上作平移运动，具体包括: 所述载物台利用z轴方向的运动调整待测物体的放大比，并利用X、y轴方向的运动通过插补实现圆形轨道运动或其他运动方式以实现对所述待测物体的扫描投影。3.根据权利要求1所述基于计算机分层扫描成像CL系统的扫描装置，其特征在于，所述转臂为C型臂或半C型臂结构。4.根据权利要求1所述基于计算机分层扫描成像CL系统的扫描装置，其特征在于， 所述平板探测器的平面始终与所述X射线源在所述平板探测器的中心射束相垂直，且所述平板探测器与所述载物台的运动保持同步。5.一种基于权利要求1所述扫描装置的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括: 基于权利要求1所述扫描装置设立三维空间坐标系xyz，原点是X射线源，即ο点；并设立旋转坐标系xlylzl，原点是X射线源，即ο点，其中: 平板探测器所在的平面始终与oyl直线垂直，且Xl轴与X轴的夹角为θ，ο° < Θ< 360° ;yl轴与y轴的夹角为Φ，0° < Φ < 90° ;旋转坐标系xlylzl与三维空间坐标系xyz之间的转换关系为:6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述根据设定的Θ角和Φ角情况，具体包括: 固定Θ角，Φ角在0°到90°范围内运动； 或，结合不同Φ角条件下，Θ角在0°到360°范围内运动； 或，结合不同Θ角条件下，Φ角在0°到90°范围内运动。7.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括:根据需求调整Φ角，以调整所述平板探测器在所述转臂上的位置； 或，调整载物台的Z轴，以调整系统的放大比； 或，调整载物台的X、y轴，以使所述待测物体的指定区域投影在所述平板探测器的有效面积 内。全文摘要本专利技术公开了一种基于计算机分层扫描成像CL系统的扫描装置及检测方法。X射线源位于所述装置的最底端，用于向上发射锥束X射线；载物台设置在所述X射线源的上方，在空间三维方向上作平移运动；载物台的正上方设置有所述固定架，固定架与所述转臂相连，使所述转臂做圆周旋转运动；所述转臂上设置有导轨，平板探测器位于该导轨上，利用该导轨在所述转臂上滑动；且平板探测器结合其在转臂上的滑动以及转臂的圆周旋转运动，定位于所形成半球面的任意位置。该扫描装置灵活多变，能够在多种扫描倾角、360度旋转角、以及多种放大比条件下对板状构件样品进行断层成像，并最大限度的简化系统的机械运动复杂度，提高系统性能。文档编号G01N23/04GK103196929SQ201310136499公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月18日 优先权日2013年4月18日专利技术者王雅霄, 魏存峰, 舒岩峰, 阙介民, 孙翠丽, 王哲, 曹大泉, 孟凡辉 申请人:中国科学院高能物理研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于计算机分层扫描成像CL系统的扫描装置，其特征在于，所述扫描装置包括X射线源，载物台，平板探测器，转臂，固定架，其中：所述X射线源位于所述装置的最底端，用于向上发射锥束X射线；所述载物台设置在所述X射线源的上方，在空间三维方向上作平移运动；所述载物台的正上方设置有所述固定架，所述固定架与所述转臂相连，用于固定所述转臂，并使所述转臂做圆周旋转运动，形成围绕所述载物台的半球面；所述转臂上设置有导轨，所述平板探测器位于该导轨上，利用该导轨在所述转臂上滑动；且所述平板探测器结合其在所述转臂上的滑动以及所述转臂的圆周旋转运动，定位于所形成半球面的任意位置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王雅霄，魏存峰，舒岩峰，阙介民，孙翠丽，王哲，曹大泉，孟凡辉，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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