一种行李物品CT安检系统及其探测器装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种行李物品CT安检系统，其包括：扫描通道，其中行李物品通过所述扫描通道进出所述行李物品CT安检系统；设置在扫描通道一侧的X射线源；设置在所述扫描通道相对一侧的探测臂架，多个探测器组件安装在探测臂架上，其特征在于：所述多个探测组件中的每个探测组件上至少有一组探测器晶体接收面的首顶点位于以扫描通道中心为圆心的一个圆弧上，且所述多个探测组件依次相连排布；以及所述多个探测组件中的探测器晶体所有接收面处于以靶点为圆心的放射状射线束的范围内，并且在每个探测组件中至少有一组探测器晶体的接收面中点与X射线源靶点的连线垂直于探测器晶体接收面。

【技术实现步骤摘要】
一种行李物品CT安检系统及其探测器装置
本专利技术涉及一种用于行李物品CT安检系统的探测器装置。更具体地，本专利技术涉及一种应用于快速小尺寸CT成像技术的探测器装置，其在保证最佳的设备外形尺寸要求的前提下，能够实现较高的扫描速度。另外，本专利技术还涉及一种包括上述探测器装置的行李物品CT安检系统。
技术介绍
在基于X射线辐射成像的计算机断层扫描技术(简称“CT技术”)中，通过CT数据重建可以得到断层内的被扫描物质的特征分布数据，通过对特征数据进行分析，可实现对行李中常见的嫌疑物质进行识别。在行李物品安检领域，提高安检机的扫描速度，减少设备的占地，特别是设备的宽度，是影响计算机断层扫描技术(简称“CT技术”)在安检领域大量应用的关键因素。一般的CT设备包含X射线源、校准装置、旋转滑环、探测部件、进行数据计算的专用计算机系统、供电及控制系统等组成，其中影响CT性能及设备外形尺寸的主要因素包含射线源、校准装置及探测部件的布局方式。在上述各种因素中，探测部件的排布方式直接决定垂直于通道方向的设备宽度尺寸，因而备受重视。在传统的CT结构中，一般将探测部件分布在以射线源靶点为中心的同一圆周段内，这样同一时间内射线束被探测器部件接收到的P值范围相近，从而减少后续算法处理的工作量。另外，部分设计厂家将探测器简单地分为几段，这样可以适当降低设备的宽度，但并未彻底解决探测器排布对设备宽度尺寸的影响。此外，由于探测器晶体大多需要密封使用，对探测器晶体的简单分段势必造成数据采集以及控制分别由不同的控制板和采集模块来控制实现，需要用户解决不同采集时序、传输造成的影响，对整个数据采集过程不利，进而妨碍了CT系统扫描的快速化。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷中的至少一个方面。本专利技术的目的之一在于提供一种新颖的用于CT系统的探测器排布方式，围绕扫描通道的布局，有效解决了CT技术所面临的小型化的技术瓶颈。本专利技术的另一目的之一在于提供一种新型的行李物品CT安检系统，其采用了上述探测器排布方式，在扫描通道轴向方向布置多组探测器，同时在小型化的基础上实现了扫描的快速化。根据本专利技术的一个方面，其提供一种快速、小尺寸的行李物品CT安检系统，其包括：扫描通道，其中行李物品通过所述扫描通道进出所述行李物品CT安检系统；设置在扫描通道一侧的X射线源；设置在所述扫描通道相对一侧的探测臂架，多个探测器组件安装在探测臂架上，其特征在于：所述多个探测组件中的每个探测组件上至少有一组探测器晶体接收面的首顶点位于以扫描通道中心为圆心的一个圆弧上，且所述多个探测器组件依次相连排布；以及所述多个探测器组件中的探测器晶体所有接收面处于以靶点为圆心的放射状射线束的范围内，并且在每个探测器组件中至少有一组探测器晶体接收面的中点与射线源靶点的连线垂直于探测器晶体接收面。在本专利技术的上述技术方案中，从CT技术所要解决的目的(扫描行李得到被扫描行李的图像)出发，以行李扫描通道尺寸为中心来排布探测臂架，将探测器组件排布在以扫描通道中心为圆周中心的臂架上。在实现的CT安检系统中，利用此排布可实现CT滑环的旋转中心与探测组件的排布中心基本重合，可有效降低CT滑环旋转体的旋转直径，可以更高效地减少设备的最终宽度。同时，为保证所有的探测器接收面能够与射线源发射的射线束垂直，在安装时将每个探测器组件以首顶点为圆心进行一定角度的旋转，使CT的X射线源的靶点与探测器组件上的探测器晶体接收面中点的连线垂直于探测器晶体的接收面，从而提高了探测器系统采集的灵敏度。同时可以保证探测臂架的一体化加工，所有的采集和控制电路均处于一个探测臂内，降低数据不同步对探测器性能的影响，提高系统的可用度。在上述技术方案中，沿扫描通道轴向方向，每个探测器组件可包含二组以上的探测器晶体，射线源靶点与探测器晶体接收面中点连线与接收面的最小夹角应大于85°，以减少边缘散射对探测器所采集数据的影响。优选地，所述X射线源的发射角至少大于所述X射线源的靶点与所述圆弧上首、末两个探测器晶体接收面末端处连线的夹角。优选地，所述扫描通道的有效扫描区域位于所述X射线源的靶点与所述圆弧上首末两个探测器晶体的末端处的连线的夹角范围内。在一种具体实施方式中，每一探测器组件上可排布2组以上探测器晶体，每组探测器晶体之间的距离与皮带传送速度、滑环转速以及探测器的采集频率相关。当皮带传送速度大于0.1m/s，且滑环旋转速度不低于90转/分钟时，每组探测器晶体之间的距离应不小于20mm/s。进一步地，每个探测器组件可包括支撑架；与支撑架相连的高密度防辐射板；以及设置于所述高密度防辐射板上面对所述X射线源一侧的多组探测器晶体。在上述技术方案中，行李物品CT安检系统还包括：用于采集来自所述多个探测组件的信号的采集控制模块；记录滑环旋转角度的编码系统，以及控制X射线源的辐射发射以及所述信号采集操作的电气控制模块，其中所述控制模块和所述采集模块安装在同一探测臂架内。在一种具体技术方案中，所述行李物品CT安检系统还包括：第一和第二准直器，所述准直器包含有多个栅格，用于X射线源发出的射线束分解为多个扇形射线束。进一步地，所述行李物品CT安检系统还包括：探测器晶体安装支架，在所述探测器晶体安装支架上沿所述扫描通道的轴向方向上安装有多个探测器晶体，经所述准直器分解的多个扇形射线束与所述多个探测器晶体的接收面相对应，保证在同一时刻沿所述扫描通道的轴向方向上可同时获取多列被扫描物体的断层数据。更具体地，所述第一准直器栅格为一条与射线剂量分布相关的点状拟合曲线，其中部的栅格缝较窄，边缘处的栅格缝较宽，以调整射线束的剂量，使到达不同探测器晶体接收面处的强度范围基本一致。更具体地，第一准直器沿皮带传送的方向可包含多个栅格，栅格的数量以及栅格之间的距离应当与探测器的列数以及沿皮带传送方向相邻探测器接收面之间的距离保持一致。在上述技术方案中，所述探测器组件中的高密度防辐射板包含铅、钨镍铁合金或钢。在一种技术方案中，所述第一准直器栅格设置有多条狭缝，所述狭缝数量至少为两条。在一种具体实施方式中，上述行李物品CT安检系统还包括围绕所述扫描通道的滑环系统，其中所述X射线源和探测臂架安装所述滑环系统上，并围绕所述扫描通道中心旋转。在本专利技术中，在CT扫描臂架上与探测器组件相对应的位置处安装有X射线源和第一准直器。当X射线源发射X射线束时，第一准直器可将进入扫描扇形区的X射线由锥状束流分解为一定角度覆盖范围的多列扇形束流，每个扇形束流对应一组探测器晶体接收面。由此，当一次X射线源靶点发出X射线时，探测器可以无遮挡地同时得到多组被扫描物体相应断层位置处透射过来的X射线束，通过探测对应列探测体上的X光信号累积，转变为电信号，通过增益的调整，转换为数字信号，通过计算机系统的数据重建，得到被检查物体同一断层内在不同角度方向上的特征数据。通过这种结构设计，可以在同一时刻得到多个断层在不同角度方向上的断层数据。具体到CT安检扫描设备，由于靶点距探测体接收面的距离远远大于各组探测器晶体之间的距离，因此可认为各组探测体采集的数据信息分别对应相邻断层内的数据信息，即一次通过可得到多组被扫描物体的断层数据，从而提高了CT的扫描速度。根据本专利技术的另一方面，其提供一种用于行李物品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种行李物品CT安检系统，其包括：扫描通道，其中行李物品通过所述扫描通道进出所述行李物品CT安检系统；设置在扫描通道一侧的X射线源；设置在所述扫描通道相对一侧的探测臂架，多个探测器组件安装在探测臂架上，其特征在于：所述多个探测组件中的每个探测组件上至少有一组探测器晶体的首顶点位于以扫描通道中心为圆心的一个圆弧上，且所述多个探测组件依次相连排布；以及所述多个探测组件中的探测器晶体所有接收面处于以X射线源靶点为圆心的放射状射线束的范围内，并且在每个探测组件中至少有一组探测器晶体的接收面中点与射线源靶点的连线垂直于探测器晶体接收面。

【技术特征摘要】
1.一种行李物品CT安检系统，其包括：扫描通道，其中行李物品通过所述扫描通道进出所述行李物品CT安检系统；设置在扫描通道一侧的X射线源；设置在所述扫描通道相对一侧的探测臂架，多个探测器组件安装在探测臂架上，其特征在于：所述多个探测器组件中的每个探测器组件上至少有一组探测器晶体的首顶点位于以扫描通道中心为圆心的一个圆弧上，且所述多个探测器组件依次相连排布；以及所述多个探测器组件中的探测器晶体所有接收面处于以X射线源靶点为圆心的放射状射线束的范围内，并且在每个探测器组件中至少有一组探测器晶体的接收面中点与射线源靶点的连线垂直于探测器晶体接收面。2.根据权利要求1所述的行李物品CT安检系统，其特征在于：每个探测器组件包含一组以上的探测器晶体，射线源靶点与探测器晶体接收面中点连线与接收面的最小夹角应大于85°。3.根据权利要求2所述的行李物品CT安检系统，其特征在于：所述X射线源的发射角大于所述X射线源的靶点与所述圆弧上首末两个探测器晶体的末端处的连线的夹角。4.根据权利要求3所述的行李物品CT安检系统，其特征在于：所述扫描通道的有效扫描区域位于所述X射线源的靶点与所述圆弧上首末两个探测器晶体的末端处的连线的夹角范围内。5.根据权利要求4所述的行李物品CT安检系统，其特征在于：每一探测器组件上排布2组以上探测器晶体，且每组探测器晶体之间的距离不小于20mm。6.根据权利要求5所述的行李物品CT安检系统，其特征在于：每个探测器组件包括支撑架；与支撑架相连的高密度防辐射板；以及设置于所述高密度防辐射板上面对所述X射线源一侧的探测器晶体。7.根据权利要求6所述的行李物品CT安检系统，其特征在于还包括：用于采集来自所述多个探测器组件的信号的采集模块；以及控制X射线源的辐射发射以及所述信号采集操作的控制模块，其中所述控制模块和所述采集模块安装在同一探测臂架内。8.根据权利要求7所述的行李物品CT安检系统，其特征在于还包括：第一和第二准直器，所述准直器包含有多个栅格，用于将X射线源发出的射线束分解为多个扇形射线束。9.根据权利要求8所述的行李物品CT安检系统，其特征在于还包括：探测器安装板，在所述探测器安装板上沿所述扫描通道的轴向方向上安装有多组探测器晶体，所述分解的多个扇形射线束与所述多组探测器晶体的接收面相对应，从而在沿所述扫描通道的轴向方向可同时获取多组探测数据。10.根据权利要求8所述的行李物品CT安检系统，其特征在于：准直器栅格为一条或几条与射线剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志强，李元景，张丽，张金宇，段占军，冉龙松，黄清萍，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11