射線發(fā)射裝置和成像系統(tǒng)制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)提供了一種射線發(fā)射裝置，該射線發(fā)射裝置包括：旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體具有軸向方向，該軸向方向平行于預(yù)定方向；射線源，所述射線源能夠在所述預(yù)定方向上的多個位置發(fā)出射線；以及準(zhǔn)直件，該準(zhǔn)直件使射線源發(fā)出的射線能夠在所述預(yù)定方向的多個位置形成扇形射線束，其中該旋轉(zhuǎn)體具有在旋轉(zhuǎn)體的、與所述多個位置對應(yīng)的軸向長度上布置的筆束形成部分，當(dāng)該旋轉(zhuǎn)體繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動時，所述扇形射線束通過筆束形成部分形成筆束。本實用新型專利技術(shù)的調(diào)制裝置可以實現(xiàn)對目標(biāo)物體的勻速飛點掃描，能很方便的實現(xiàn)對目標(biāo)物體的均勻采樣，使獲得的掃描圖像中沒有縱向的壓縮變形。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種射線發(fā)射裝置和成像系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
核技術(shù)成像應(yīng)用中，可以用調(diào)制后的射線筆束逐點掃描物體，同時探測器接收掃描后的信號，數(shù)據(jù)處理時將掃描位置和信號對應(yīng)即可得到反映物體信息的圖像。此種類型的應(yīng)用中最關(guān)鍵的部件就是實現(xiàn)將射線調(diào)制約束并能實現(xiàn)掃描的飛點掃描機構(gòu)。現(xiàn)有的一種飛點掃描機構(gòu)是帶有多準(zhǔn)直孔的旋轉(zhuǎn)屏蔽體在射線掃描扇面內(nèi)旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)第一維的掃描，通過旋轉(zhuǎn)或者平移射線掃描扇面實現(xiàn)第二維的掃描。對于第一維掃描，射線在垂直平面物體上是非勻速掃描，掃描線在掃描的起始端和末端加速，會在幾何變形基礎(chǔ)上進一步縱向擴大掃描光斑，導(dǎo)致成像除幾何變形之外的由于掃描速度變化而帶來的縱向壓縮變形。在進行第二維的掃描時，選擇平移射線掃描扇面則需要平移射線發(fā)生裝置、旋轉(zhuǎn)屏蔽體，機械結(jié)構(gòu)會很復(fù)雜；選擇旋轉(zhuǎn)射線掃描扇面則需要克服旋轉(zhuǎn)屏蔽體的轉(zhuǎn)動慣量，對旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置和旋轉(zhuǎn)屏蔽體的軸承是個巨大考驗。還有，由于在此種技術(shù)中，輻射源例如X光機一般設(shè)置在旋轉(zhuǎn)輻射體的內(nèi)部，從而其掃描機構(gòu)難于與現(xiàn)有X光機形成匹配接口，從而需要重新設(shè)計X光機的屏蔽體，增加了背散射掃描成像裝置的成本。現(xiàn)有的另一種飛點掃描機構(gòu)由位于射線源前方的固定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽體組成。固定屏蔽板相對于射線源是固定的，旋轉(zhuǎn)屏蔽體相對于固定屏蔽板是可旋轉(zhuǎn)的。旋轉(zhuǎn)屏蔽體通常是圓盤狀。固定屏蔽板和旋轉(zhuǎn)屏蔽體分別設(shè)置有直線狀的縫隙和螺旋線縫隙，在旋轉(zhuǎn)屏蔽體旋轉(zhuǎn)掃描過程中，直線狀的縫隙與螺旋線縫隙連續(xù)相交以構(gòu)成掃描準(zhǔn)直孔，掃描準(zhǔn)直孔始終相對于射線源保持預(yù)定形狀，以使穿過掃描準(zhǔn)直孔的射線束的截面形狀保持不變。在該種方案中，旋轉(zhuǎn)屏蔽體除了要精準(zhǔn)加工螺旋線縫隙，還要考慮提供足夠的射線屏蔽能力以及機構(gòu)重量和轉(zhuǎn)動慣量的問題，在現(xiàn)有加工工藝基礎(chǔ)上很難實現(xiàn)。還存在另一種產(chǎn)生飛點的思路是利用能出多射線束的射線源(分布式射線源)。此種射線源具有多個出射靶點，通過控制電路能使這些靶點依次單獨出束。在射線源出束口處布置有準(zhǔn)直件，使每個靶點都有對應(yīng)的一個準(zhǔn)直孔來約束射線成筆束。控制電路使靶點依次出束，便能實現(xiàn)類似前述的掃描飛點。在此種方案中，對射線源的靶點數(shù)量有很高的要求，一列掃描線包含的點數(shù)，就是需要的靶點數(shù)量，對輻射成像圖像來說，一列掃描的點數(shù)至少在百點以上，如果要求圖像質(zhì)量更高，一列掃描需要的點數(shù)就更多，需要的出射靶點數(shù)量也就更多，這對整套裝置來說是很高的成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種射線發(fā)射裝置以及成像系統(tǒng)，由此能夠調(diào)制射線形成均勻飛點束。本技術(shù)的另一目的是提供一種射線發(fā)射裝置以及成像系統(tǒng)，由此能夠形成連續(xù)勻速直線運動的飛點。根據(jù)本技術(shù)的一方面，本技術(shù)提供了一種射線發(fā)射裝置，該射線發(fā)射裝置包括:旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體具有軸向方向，該軸向方向平行于預(yù)定方向；射線源，所述射線源能夠在所述預(yù)定方向上的多個位置發(fā)出射線；以及準(zhǔn)直件，該準(zhǔn)直件使射線源發(fā)出的射線能夠在所述預(yù)定方向的多個位置形成扇形射線束，其中該旋轉(zhuǎn)體具有在旋轉(zhuǎn)體的與所述多個位置對應(yīng)的軸向長度上布置的筆束形成部分，當(dāng)該旋轉(zhuǎn)體繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動時，所述扇形射線束通過筆束形成部分形成筆束。根據(jù)本技術(shù)的一方面，所述筆束形成部分是穿過所述旋轉(zhuǎn)體形成的多個離散的孔。根據(jù)本技術(shù)的一方面，所述旋轉(zhuǎn)體是筒，所述筆束形成部分是穿過所述筒的筒壁形成的狹縫。根據(jù)本技術(shù)的一方面，所述準(zhǔn)直件包括沿所述預(yù)定方向設(shè)置的直線狀的縫隙，通過所述縫隙使射線源發(fā)出的射線大致成扇形射線束。根據(jù)本技術(shù)的一方面，所述射線源包括多個沿預(yù)定方向排列的靶點。，例如所述射線源的多個靶點等間隔排列。根據(jù)本技術(shù)的一方面，所述準(zhǔn)直件具有板狀形狀并且與所述射線源鄰接。根據(jù)本技術(shù)的一方面，當(dāng)該旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動時，通過筆束形成部分沿所述預(yù)定方向依次形成筆束。根據(jù)本技術(shù)的一方面，所述多個靶點、所述縫隙和該旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸線大致在同一個平面內(nèi)。根據(jù)本技術(shù)的一方面，所述旋轉(zhuǎn)體由能夠屏蔽射線的材料制成。根據(jù)本技術(shù)的一方面，所述準(zhǔn)直件由能夠屏蔽射線的材料制成。根據(jù)本技術(shù)的一方面，本技術(shù)提供了一種成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)包括:上述的射線發(fā)射裝置；和用于接收所述射線發(fā)射裝置發(fā)射的射線在被檢查物體上散射的散射射線的散射探測器。本技術(shù)的射線發(fā)射裝置可以實現(xiàn)對目標(biāo)物體的勻速飛點掃描，能很方便的實現(xiàn)對目標(biāo)物體的均勻采樣，使獲得的掃描圖像中沒有縱向的壓縮變形。在旋轉(zhuǎn)射線掃描扇面時不會改變諸如旋轉(zhuǎn)屏蔽體的旋轉(zhuǎn)體的角動量方向，因此不需要克服旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動慣量，很容易通過旋轉(zhuǎn)射線掃描扇面來實現(xiàn)第二維的掃描。并且該調(diào)制裝置在量產(chǎn)的X光機上匹配機械接口即可完成，結(jié)構(gòu)緊湊，不需要重新設(shè)計X光機光管的屏蔽體，節(jié)約了成本。由于使用了多靶點的分布式X射線源，掃描物體的不同位置時可以選擇鄰近的靶點出射線，這樣可以盡量減小靶點的邊束出射扇角，出射扇角越大邊束相比主束劑量也就越小，因此有效縮小與靶點主束劑量的落差以及由此帶來的圖像信噪比的差異。射線源除了可以是分布式X射線源之外，也可以是傳統(tǒng)的單靶點射線源的簡單疊加，例如多個單靶點射線源沿直線排列。本技術(shù)的掃描裝置可以在量產(chǎn)的X射線源上匹配機械接口即可完成，不需要重新設(shè)計X光機球管的屏蔽體。附圖說明圖1是根據(jù)本技術(shù)的實施例的組裝在一起的射線源和準(zhǔn)直件的示意圖；圖2a和圖2b是根據(jù)本技術(shù)的實施例的射線發(fā)射裝置的示意圖；圖3a是單靶點射線源的示意圖；以及圖3b是多靶點射線源的示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖及具體實施方式對本技術(shù)做進一步說明。如圖2a和2b所示，根據(jù)本技術(shù)的成像系統(tǒng)100包括:射線發(fā)射裝置30 ;用于接收所述射線發(fā)射裝置30發(fā)射的射線在被檢查物體上散射的散射射線的探測器；和控制部件40，控制部件40能使旋轉(zhuǎn)體31旋轉(zhuǎn)，并且根據(jù)旋轉(zhuǎn)體31的轉(zhuǎn)動位置控制射線源33的相應(yīng)出射靶點101發(fā)射X射線。如圖l、2a、2b所示，根據(jù)本技術(shù)的實時例的射線發(fā)射裝置30包括:旋轉(zhuǎn)體31，旋轉(zhuǎn)體31具有軸向方向，該軸向方向平行于預(yù)定方向；射線源33，所述射線源33可以設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體31的附近，并能夠在所述預(yù)定方向上的多個位置發(fā)出射線；及準(zhǔn)直件35，該準(zhǔn)直件35使射線源33發(fā)出的射線能夠在所述預(yù)定方向的多個位置形成扇形射線束111。該旋轉(zhuǎn)體31具有在旋轉(zhuǎn)體的與所述多個位置對應(yīng)的軸向長度上布置的筆束形成部分301，當(dāng)該旋轉(zhuǎn)體31繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動時，所述扇形射線束111通過筆束形成部分301形成筆束。當(dāng)該旋轉(zhuǎn)體31轉(zhuǎn)動時，通過筆束形成部分301可以沿所述預(yù)定方向依次形成筆束。優(yōu)選準(zhǔn)直件35比旋轉(zhuǎn)體31更靠近射線源33。如圖l、2a和2b所示，射線源33可以是任何合適的現(xiàn)有的分布式射線源。例如射線源33可以包括多個沿預(yù)定方向排列的靶點101。多個靶點101可以是可單獨控制的。此夕卜，射線源33可以是X射線源。每個靶點101都具有獨立出射射線的能力，并可由外部控制信號控制以特定的順序單獨出射射線。所述多個靶點101可以與該旋轉(zhuǎn)體31的旋轉(zhuǎn)軸線在同一個平面內(nèi)。此外，靶點的數(shù)量沒有限制。具體而言，本技術(shù)的裝置所使用的分布式X射線源對靶點的數(shù)量從原理和生產(chǎn)工藝上都沒有嚴(yán)格的限制。在一個典型的I米的掃描長度內(nèi)，少則分布2個靶點、多則以現(xiàn)有技本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種射線發(fā)射裝置，其特征在于，包括：旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體具有軸向方向，該軸向方向平行于預(yù)定方向；射線源，所述射線源能夠在所述預(yù)定方向上的多個位置發(fā)出射線；以及準(zhǔn)直件，該準(zhǔn)直件使射線源發(fā)出的射線能夠在所述預(yù)定方向的多個位置形成扇形射線束，其中該旋轉(zhuǎn)體具有在旋轉(zhuǎn)體的與所述多個位置對應(yīng)的軸向長度上布置的筆束形成部分，當(dāng)該旋轉(zhuǎn)體繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動時，所述扇形射線束通過筆束形成部分形成筆束。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種射線發(fā)射裝置，其特征在于，包括: 旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體具有軸向方向，該軸向方向平行于預(yù)定方向； 射線源，所述射線源能夠在所述預(yù)定方向上的多個位置發(fā)出射線；以及 準(zhǔn)直件，該準(zhǔn)直件使射線源發(fā)出的射線能夠在所述預(yù)定方向的多個位置形成扇形射線束， 其中該旋轉(zhuǎn)體具有在旋轉(zhuǎn)體的與所述多個位置對應(yīng)的軸向長度上布置的筆束形成部分，當(dāng)該旋轉(zhuǎn)體繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動時，所述扇形射線束通過筆束形成部分形成筆束。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線發(fā)射裝置，其特征在于，所述筆束形成部分是穿過所述旋轉(zhuǎn)體形成的多個離散的孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線發(fā)射裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)體是筒，所述筆束形成部分是穿過所述筒的筒壁形成的狹縫。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線發(fā)射裝置，其特征在于，所述準(zhǔn)直件包括沿所述預(yù)定方向設(shè)置的直線狀的縫隙，通過所述縫隙使射線源發(fā)出的射線大致成扇形射線束。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射線發(fā)射裝置，其特征在于， 所述射線源包括多個沿預(yù)定方向排列的靶點。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙自然，吳萬龍，張麗，金穎康，唐樂，丁光偉，曹碩，
申請(專利權(quán))人：清華大學(xué)，同方威視技術(shù)股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：