一種用于ct檢測設(shè)備的探測裝置的設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于安檢技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于CT檢測設(shè)備的探測裝置的設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在安檢技術(shù)領(lǐng)域，基于X射線照射成像的計算機(jī)斷層掃描技術(shù)，簡稱CT (Computed Tomography)技術(shù)，其行包CT安檢技術(shù)得到迅速發(fā)展，物品的材料識別率特別是炸藥的識別率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)線掃描X射線安檢設(shè)備。相比傳統(tǒng)線掃描安檢設(shè)備，CT安檢設(shè)備較大的占地面積及較慢的檢測速度和高成本，制約了其廣泛應(yīng)用。
[0003]目前的CT設(shè)備主要由X射線旋轉(zhuǎn)掃描系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與圖像處理系統(tǒng)、供電及控制系統(tǒng)、通道和整機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等組成。其中影響CT性能及設(shè)備外形尺寸的主要因素就是旋轉(zhuǎn)掃描系統(tǒng)，它包括X射線源、X射線錐束的前后準(zhǔn)直器、探測器、滑環(huán)、轉(zhuǎn)盤、筒架、屏蔽構(gòu)件等。而探測器組件的排布方式?jīng)Q定了探測器的寬度，直接影響滑環(huán)轉(zhuǎn)盤的直徑大小，影響設(shè)備的寬度和高度，影響滑環(huán)轉(zhuǎn)盤的負(fù)載大小。
[0004]目前的CT安檢產(chǎn)品的探測器大部分采用傳統(tǒng)CT排布設(shè)計，其探測器陣列是布置在以射線源靶心為圓心的筒形通道外圈圓弧上，每個探測器組首尾相接約束在圓弧上陣列排布，每個探測器組接受X射線錐束夾角相同，在空氣背景下同時接收通量基本相同的X射線錐束，信號大小較一致，這有利于數(shù)據(jù)采集與圖像重建。由于X射線源與探測器安裝在滑環(huán)轉(zhuǎn)盤上，分別相向布置在檢測通道的外側(cè)，要求X射線錐束照滿通道，并排布多組探測器接受到X射線，形成無死角照射與接受探測射線，如此排布后的探測器寬度大，這要求滑環(huán)轉(zhuǎn)盤直徑大，導(dǎo)致設(shè)備外形寬大。
[0005]例如，申請?zhí)枮?1141811.7的專利文件公開了一種CT裝置，其缺點便是探測器是約束在通道外側(cè)的圓弧上，使得排布后的探測器寬度大，導(dǎo)致整個設(shè)備的外形寬大笨重；而且圓弧面的探測器臂架和箱體不利于密封處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，提供一種用于CT檢測設(shè)備的探測裝置的設(shè)計方法。
[0007]本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案是:一種用于CT檢測設(shè)備的探測裝置的設(shè)計方法，所述探測裝置包括X射線源、若干個探測器組和滑環(huán)轉(zhuǎn)盤，所述X射線源和探測器組相向固定在滑環(huán)轉(zhuǎn)盤上，所述滑環(huán)轉(zhuǎn)盤能夠圍繞通道旋轉(zhuǎn)，所述通道呈橫放的筒形，所述設(shè)計方法包括以下步驟:
[0008]步驟1、在通道的圓周面外側(cè)設(shè)置正多邊形的定位線，所述正多邊形的中心、通道的圓心、滑環(huán)轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)中心相重合；
[0009]步驟2、將X射線源靶點設(shè)置在正多邊形定位線外，使X射線源的出射狹縫的中心軸線經(jīng)過正多邊形的中心；
[0010]步驟3、將若干個探測器組的一個端點依次約束在正多邊形定位線上，在通道兩側(cè)相向設(shè)置若干個探測器組和X射線源；
[0011]步驟4、將若干個臂架單元按照所述正多邊形的組合連接形成探測器臂架，且分段限位安裝；
[0012]步驟5、在每個探測器組上安裝后準(zhǔn)直柵格；在X射線源的出射狹縫口安裝前準(zhǔn)直柵格；
[0013]步驟6、按照所述正多邊形，將探測器箱體設(shè)置為正多邊形箱體，探測器箱體的內(nèi)外邊界分別大于探測器臂架的內(nèi)外邊界，將探測器臂架安裝定位于探測器箱體內(nèi)。
[0014]進(jìn)一步地，步驟2中，所述X射線源的靶點和正多邊形的中心的連線的延長線與正多邊形定位線的交點確定為第一交點，將X射線源的靶點和通道的中心軸形成的平面確定為第一對稱面。
[0015]進(jìn)一步地，步驟3中，所述若干個探測器組以第一交點為起點沿兩側(cè)的正多邊形定位線在第一對稱面的兩側(cè)依次對稱排布。
[0016]進(jìn)一步地，在滑環(huán)轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向上，將每個所述探測器組的兩端分為前端和后端，每個探測器組的前端或后端約束在正多邊形定位線上。
[0017]進(jìn)一步地，所述探測器組之間首尾銜接，所述首尾銜接為一組探測器的前端、相鄰的探測器組的后端、X射線源的靶點在同一條直線上。
[0018]進(jìn)一步地，所述X射線源的靶點與所有探測器組之間形成X射線錐束，所述X射線錐束照射整個通道，所述X射線源的出射角大于X射線錐束的夾角。
[0019]進(jìn)一步地，步驟3中，所述探測器組為單排、多排或面陣列晶體；同一組晶體的接受射線面的前端和后端到X射線源的靶點的連線長度相等，所述連線與晶體表面的法線橫向最大夾角設(shè)計為小于6° ;當(dāng)所述探測器組為多排或面陣列晶體時，將X射線源的出射狹縫的中心軸線所在的通道徑向截面定義為第二對稱面，所述多排晶體或面陣列晶體均在第二對稱面左右沿軸向?qū)ΨQ設(shè)置，在通道軸向最外排晶體的外端或面陣列軸向最外端的端點到X射線源的靶點的連接線的長度相等，所述連接線與晶體表面的法線縱向最大夾角小于
6° ο
[0020]進(jìn)一步地，所述滑環(huán)轉(zhuǎn)盤上安裝的所有部件均設(shè)置在滑環(huán)轉(zhuǎn)盤的內(nèi)徑和外徑之間。
[0021]進(jìn)一步地，所述正多邊形為正六邊形；所述探測器臂架由3個臂架單元組合連接形成，所述臂架單元呈平直狀，3個所述臂架單元分別安裝定位在正六邊形的相鄰的三個邊上，所述探測器臂架呈無底邊的等腰梯形狀。
[0022]進(jìn)一步地，步驟6中，所述探測器箱體的外環(huán)面分段進(jìn)行平面密封，在X射線源和探測器組之間的探測器箱體的內(nèi)環(huán)面上開設(shè)射線縫，所述射線縫用碳素纖維板覆蓋連接并涂月父封。
[0023]進(jìn)一步地，所述探測器臂架和探測器箱體的材料均為鈑金。
[0024]進(jìn)一步地，步驟5中所述前準(zhǔn)直柵格、后準(zhǔn)直柵格的各個出射角與接受角相同，前準(zhǔn)直柵格的縫隙寬度按X射線錐束投影到各排探測器晶體的寬度確定。
[0025]本發(fā)明所述設(shè)計方法的有益效果為:
[0026]1.相比于傳統(tǒng)的以等半徑或等夾角排布探測器的方法，本發(fā)明的探測器組的晶體圍繞被掃描的筒形的通道，實現(xiàn)了 X射線源與探測器組形成的CT探測掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸顯著減小。
[0027]2.采用正多邊形設(shè)置探測器組，有利于探測器臂架的零部件按正多邊形直線和平面進(jìn)行鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計；分段分別安裝定位，組合構(gòu)成完整尺寸；簡化了探測器臂架的安裝定位基準(zhǔn)，改善了探測器臂架的加工工藝，使探測器臂架的制作更為經(jīng)濟(jì)。
[0028]3.采用正多邊形設(shè)置探測器組，有利于探測器箱體結(jié)構(gòu)按照正多邊形直線和平面進(jìn)行鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計，簡化探測器箱體的制作工藝；碳素纖維板覆蓋連接射線縫，不僅加強了探測器箱體的強度，對射線縫起到覆蓋密封作用，而且平面密封操作簡單，且密封性好，避免了現(xiàn)有技術(shù)中圓弧面結(jié)構(gòu)的探測器臂架和探測器箱體不利于密封處理且密封效果不佳的問題。
[0029]4.本發(fā)明所述滑環(huán)轉(zhuǎn)盤上安裝的所有部件均設(shè)置在滑環(huán)轉(zhuǎn)盤的內(nèi)徑和外徑之間多排或面陣列的設(shè)計，有利于實現(xiàn)同時進(jìn)行多個斷面的掃描，在實現(xiàn)設(shè)備小型化的同時，顯著提高CT掃描檢測速度。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明所述用于CT檢測設(shè)備的探測裝置的設(shè)計方法的流程圖；
[0031]圖2是采用圖1所述方法設(shè)計的CT檢測設(shè)備的探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3是圖2所示的探測裝置的右視圖，其中探測器組為多排晶體。
[0033]圖中:1-CT檢測設(shè)備斷面輪廓，2-滑環(huán)轉(zhuǎn)盤的外徑，3-通道，4-滑環(huán)轉(zhuǎn)盤的內(nèi)徑，5-探測器臂架，6-正多邊形定位線，7-通道的中心軸，8-晶體的接受射線面，9-X射線錐束在相鄰探測器組之間的射線，1-X射線源的靶點，11-晶體的接受射線面的前端，12-晶體的接受射線面的后端，13-第一交點，14-后準(zhǔn)直柵格，15-第二對稱面，16-第一對稱面。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合說明書附圖1-3詳細(xì)介紹本發(fā)明【具體實施方式】。
[0035]實施例一:
[0036]如圖1-圖2所示，一種用于CT檢測設(shè)備的探測裝置的設(shè)計方法，包括X射線源、若干個探測器組和滑環(huán)轉(zhuǎn)盤，所述X射線源和探測器組相向固定在滑環(huán)轉(zhuǎn)盤上，所述滑環(huán)轉(zhuǎn)盤能夠圍繞通道3旋轉(zhuǎn)，所述通道3呈橫置的筒形，其特征在于所述設(shè)計方法包括以下步驟:
[0037]步驟1、確定正多邊形定位線:在通道3的圓周面外側(cè)設(shè)計正多邊形定位線6，使正多邊形的中心、通道3的圓心、滑環(huán)轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)中心重合；
[0038]步驟2、設(shè)置X射線源:將X射線源設(shè)置在正多邊形定位線6外，使X射線源的出射狹縫的中心軸線經(jīng)過正多邊形的中心；
[0039]步驟3、設(shè)置探測器組:將若干個探測器組的一個端點，依次約束在正多邊形定位線6上，使若干個探測器組和X射線源在通道3兩側(cè)相向設(shè)置；
[0040]步驟4、設(shè)置探測器臂架5:將若干個臂架單元按照所述正多邊形的幾何規(guī)則組合連接形成探測器臂架5，且分段限位安裝；
[0041]步驟5、設(shè)置前準(zhǔn)直柵格和后準(zhǔn)直柵格14:在每個探測器組上，設(shè)置后準(zhǔn)直柵格14;在X射線源的出射狹縫口，設(shè)置前準(zhǔn)直柵格(圖中未示)；
[0042]步驟6、設(shè)置探測器箱體:根據(jù)所述正多邊形的等邊長原理，將探測器箱體(圖中未示)設(shè)為正多邊形箱體，探測器箱體的內(nèi)外邊界分