一種車載移動式計算機層析成像檢測系統的製作方法

2023-12-09 09:48:11 1

一種車載移動式計算機層析成像檢測系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種車載移動式計算機層析成像(CT)檢測系統，屬於無損檢測【技術領域】。該檢測系統包括檢測車、操作車、電源車、CT環形掃描裝置、工件支架、防護設施等。檢測車上安裝有帶減震裝置的CT環形掃描裝置，射線源和探測器分別安裝在精密圓環的中心對稱軸兩側，在電機驅動下，實現同步旋轉，從而對工件進行CT掃描。本檢測系統的優點在於：被檢測的工件無須旋轉，而通過射線源和探測器環繞工件同步旋轉，實現工件的CT掃描成像；檢測車上安裝有工件支架，用於裝夾和移動檢測對象；同時，還具有易調校、可移動、可實施異地外場檢測等特點。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明屬於無損檢測【技術領域】，涉及一種計算機層析成像檢測技術，特別涉及一 種車載移動式計算機層析成像（CT)檢測系統。 一種車載移動式計算機層析成像檢測系統

【背景技術】
[0002] 自上世紀80年代初第一臺工業CT(計算機層析成像）系統誕生以來，工業CT系 統廣泛應用於各個重要工業領域。
[0003] 工業CT (簡稱ICT),即工業計算機層析成像技術（Industrial Computed Tomography)，是一種先進的無損檢測手段。它能在不破壞物體的前提下，通過數位化圖像 形式直觀、清晰、準確的呈現被測工件的內部特徵，具有影響不重疊、不受工件結構和材質 影響、檢測對象範圍廣、空間和密度解析度高等特點。工業CT常用的掃描結構包括立式結 構和臥式結構，但這些傳統的工業CT系統都安裝於一幢能屏蔽射線的鋼筋混凝土建築內 或鉛制工房內，整機無法移動，射線源和探測器布局在檢測對象兩側，在掃描過程中，射線 源和探測器固定不定，檢測對象在旋轉工作檯上作精密旋轉運動。檢測對象在射線束中作 旋轉運動時，透過檢測對象的射線傳到探測器中，根據其強度變化，反應檢測對象中射線路 徑上的材料對射線吸收係數的積分（即投影），將多視角下的投影數據通過逆投影的方式 可獲得檢測對象上射線照射斷面內的吸收係數分布圖像。這種計算機層析成像系統，均為 檢測對象旋轉，由於對射線源、探測器和旋轉中心的相對位置精度和機械運動的精度要求 都很高，因此主機一般在安裝後不再移動，存在著精度難調校、不可移動、不能實施異地外 場檢測等缺點。


【發明內容】

[0004] 有鑑於此，本發明的目的在於提供一種車載移動式計算機層析成像（CT)檢測系 統，該檢測系統能夠適應外場檢測、方便精度調校，且具有抗震動能力強等特點。
[0005] 為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：
[0006] -種車載移動式計算機層析成像（CT)檢測系統，包括檢測車、操作車、電源車、CT 環形掃描裝置、工件支架、防護設施等。
[0007] 所述檢測車的車身託架採用通用底盤,底盤安裝有減震機構，通用底盤的前部為 第一方艙，第一方艙為電氣室，內部安裝有配電箱、射線源高壓部件、射線源冷卻部件和控 制電氣部件；通用底盤的後部安裝第二方艙，第二方艙內安裝CT環形掃描裝置、工件支架； 第二方艙的艙壁為鉛板等製作的防護設施，艙壁上有工件運送窗孔及窗孔門；所述CT環形 掃描裝置為一個精密圓環，環上安裝射線源和探測器，該圓環在機架內作精密旋轉運動，在 機架兩側安裝有可摺疊或可調節的工件支架；所述CT環形掃描裝置採用了有效的防護處 理以限制射線輻射域。
[0008] 所述操作車的車身託架也採用通用底盤,底盤安裝有減震機構，通用底盤上安裝 方艙，方艙內為操作室，配置圖像重建處理裝置、操作控制臺；通過操作車上的操控面板和 控制工作站將CT控制信號發送到檢測車上的CT環形掃描裝置，檢測車上的射線源發出射 線，穿透檢測對象後進入探測器，將接收的射線信號最終轉換為數位訊號，傳輸到操作車上 的控制工作站中，並通過網絡傳遞給圖像工作站進行圖像重建和處理，並顯示檢測結果。
[0009] 電源車包括兩個方艙，在第一方艙內安裝有發電機，能夠保障連續工作，從而保證 檢測車和操作車在商用電力中斷的條件下或者在沒有商用電力供應的地方單獨正常工作； 電源車的第二方艙內配置發電機的控制裝置和監控裝置。
[0010] CT環形掃描裝置安裝在獨立減震臺上，在CT掃描時，先將檢測對象固定到工件支 架上，無須調整精度，使安裝有射線源和探測器的圓環精密旋轉一定角度，即可完成掃描， 然後採用圖像重建算法重建出CT圖像；所述獨立減震臺帶有定位銷，在車輛移動過程中， 拔出定位銷即可防震以保護CT環形掃描裝置，插入定位銷即可固定CT環形掃描裝置使之 穩定。
[0011] 進一步，所述的CT環形掃描裝置是由環形軸承或環形導軌支撐的，採用環形齒輪 齒條或同步帶由電機驅動，且工件支架可以實現檢測對象平移，以實現不同部位的CT掃 描。
[0012] 進一步，所述的射線源採用電子直線加速器、X射線機、一體化X射線機或者放射 性同位素，射線源的數量為一個或者多個。
[0013] 進一步，所述的探測器採用的形式為線陣列或者面陣列。
[0014] 進一步，所述的探測器採用固體探測器、液體探測器、氣體探測器或者是半導體探 測器。
[0015] 進一步，所述的探測器工作於積分方式或者計數方式。
[0016] 進一步，所述探測器的數據傳輸可採用無線方式，也可採用有線方式。
[0017] 進一步，所述射線源和探測器的同步旋轉行程為360°或180° +α。
[0018] 進一步，所述射線源和探測器的線纜由可伸縮機構支撐，以隨圓環轉動而不致線 纜纏繞。
[0019] 本發明的有益效果在於：
[0020] 1)本發明所述的車載移動式計算機層析成像（CT)檢測系統由於採用了射線源和 探測器旋轉、檢測對象不旋轉的CT掃描方式，解決了傳統CT掃描方式對機械結構精度要求 高的問題，使機械精度調校變得十分簡單。
[0021] 2)採用了可伸縮機構固定射線源和探測器線纜，並採用360°或（180° +α)的旋 轉行程，解決了射線源和探測器旋轉過程中的線纜纏繞問題，保護了線纜及高壓接頭，提高 了長期使用的可靠性。
[0022] 3)採用工件支架，只要可將檢測對象穿過CT環形掃描裝置安裝到工件支架上即 可，大大降低了安裝難度。
[0023] 4)對射線源發射窗口採取了進一步的屏蔽防護措施，並使用防護性箱形艙結構， 使得在外場作業時，不需要另外的防護實施，只需劃定10mX 10m的防護警戒區即可，輻射 防護滿足國家標準要求。
[0024] 5)採用專用多個減震機構，使得該檢測系統可在外場路況惡劣條件下使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行 說明：
[0026] 圖1為檢測車的結構示意圖；
[0027] 圖2為操作車的結構示意圖；
[0028] 圖3為電源車的結構示意圖；
[0029] 圖4為檢測車工作狀態俯視圖。

【具體實施方式】
[0030] 下面將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。
[0031] 圖1為檢測車的結構示意圖，圖2為操作車的結構示意圖，圖3為電源車的結構示 意圖。
[0032] 如圖所示，本發明所述的車載移動式計算機層析成像檢測系統，包括檢測車1、操 作車2、電源車3、CT環形掃描裝置4、工件支架5、防護設施6等。
[0033] 如圖1所示，檢測車1的車身託架採用通用底盤，底盤安裝有減震機構7,通用底 盤的前部為第一方艙8,第一方艙8為電氣室，內部安裝有配電箱、射線源高壓部件、射線源 冷卻部件和控制電氣部件；通用底盤的後部安裝第二方艙9,第二方艙9內安裝CT環形掃 描裝置4、工件支架5 ;第二方艙9的艙壁為鉛板等製作的防護設施6,艙壁上有工件運送窗 孔及窗孔門；所述CT環形掃描裝置4為一個精密圓環10,環上安裝射線源11和探測器12， 該圓環10在機架13內作精密旋轉運動，在機架13兩側安裝有可摺疊或可調節的工件支架 5 ;所述CT環形掃描裝置4採用了有效的防護處理以限制射線輻射域。
[0034] 如圖2所示，操作車2的車身託架也採用通用底盤，底盤安裝有減震機構16,通用 底盤上安裝方艙17,方艙17內為操作室，配置圖像重建處理裝置、操作控制臺；通過操作車 2上的操控面板和控制工作站將CT控制信號發送到檢測車1上的CT環形掃描裝置4,檢測 車1上的射線源11發出射線，穿透檢測對象後進入探測器12,探測器9將接收的射線信號 最終轉換為數位訊號，傳輸到操作車2上的控制工作站中，並通過網絡傳遞給圖像工作站 進行圖像重建和處理，並顯示檢測結果。
[0035] 如圖3所示，電源車3包括兩個方艙，在第一方艙18內安裝有發電機，能夠保障連 續工作，從而保證檢測車1和操作車2在商用電力中斷的條件下或者在沒有商用電力供應 的地方單獨正常工作；電源車3的第二方艙19內配置發電機的控制裝置和監控裝置。
[0036] 在本實施例中，CT環形掃描裝置4是由環形軸承或環形導軌支撐的，採用環形齒 輪齒條或同步帶由電機驅動，且工件支架5可以實現檢測對象平移，以實現不同部位的CT 掃描。射線源11採用電子直線加速器、X射線機、一體化X射線機或者放射性同位素，射線 源11的數量為一個或者多個。
[0037] 探測器12採用固體探測器、液體探測器、氣體探測器或者是半導體探測器，採用 的形式為線陣列或者面陣列；探測器12工作於積分方式或者計數方式；其數據傳輸可採用 無線方式，也可採用有線方式。
[0038] 射線源11和探測器12的同步旋轉行程為360°或180° +α，並且射線源11和探 測器12的線纜由可伸縮機構20支撐，以隨圓環10轉動而不致線纜纏繞。
[0039] CT環形掃描裝置4安裝在獨立減震臺14上，在系統進行工作即CT掃描時，先將檢 測對象固定到工件支架5上，無須調整精度，使安裝有射線源11和探測器12的圓環10精 密旋轉一定角度，即可完成掃描，然後採用圖像重建算法重建出CT圖像；所述獨立減震臺 14帶有定位銷15,在車輛移動過程中，拔出定位銷15即可防震以保護CT環形掃描裝置4， 插入定位銷15即可固定CT環形掃描裝置4使之穩定。圖4為檢測車工作狀態俯視圖。
[0040] 最後說明的是，以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管通 過上述優選實施例已經對本發明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在 形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發明權利要求書所限定的範圍。
【權利要求】
1. 一種車載移動式計算機層析成像檢測系統，其特徵在於：包括檢測車（1)、操作車 (2)、電源車（3)、CT環形掃描裝置（4)、工件支架（5)、防護設施（6); 所述檢測車（1)的車身託架採用通用底盤，底盤安裝有減震機構（7)，通用底盤的前部 為第一方艙（8)，第一方艙（8)為電氣室，內部安裝有配電箱、射線源高壓部件、射線源冷卻 部件和控制電氣部件；通用底盤的後部安裝第二方艙（9)，第二方艙（9)內安裝CT環形掃 描裝置（4)、工件支架（5);第二方艙（9)的艙壁為鉛板等製作的防護設施（6)，艙壁上有 工件運送窗孔及窗孔門；所述CT環形掃描裝置（4)為一個精密圓環（10)，環上安裝射線源 (11)和探測器（12)，該圓環（10)在機架（13)內作精密旋轉運動，在機架（13)兩側安裝有 可摺疊或可調節的工件支架（5); 所述操作車（2)的車身託架也採用通用底盤，底盤安裝有減震機構（16)，通用底盤上 安裝方艙（17)，方艙（17)內為操作室，配置圖像重建處理裝置、操作控制臺；通過操作車 (2)上的操控面板和控制工作站將CT控制信號發送到檢測車（1)上的CT環形掃描裝置 (4)，檢測車（1)上的射線源（11)發出射線，穿透檢測對象後進入探測器（12)，探測器（9) 將接收的射線信號最終轉換為數位訊號，傳輸到操作車（2)上的控制工作站中，並通過網 絡傳遞給圖像工作站進行圖像重建和處理，並顯示檢測結果； 電源車⑶包括兩個方艙，在第一方艙（18)內安裝有發電機，能夠保障連續工作，從而 保證檢測車（1)和操作車（2)在商用電力中斷的條件下或者在沒有商用電力供應的地方單 獨正常工作；電源車（3)的第二方艙（19)內配置發電機的控制裝置和監控裝置；CT環形掃 描裝置（4)安裝在獨立減震臺（14)上，在CT掃描時，先將檢測對象固定到工件支架（5)上， 無須調整精度，使安裝有射線源（11)和探測器（12)的圓環（10)精密旋轉一定角度，即可 完成掃描，然後採用圖像重建算法重建出CT圖像；所述獨立減震臺（14)帶有定位銷（15)， 在車輛移動過程中，拔出定位銷（15)即可防震以保護CT環形掃描裝置（4)，插入定位銷 (15)即可固定CT環形掃描裝置（4)使之穩定。
2. 根據權利要求1所述的一種車載移動式計算機層析成像檢測系統，其特徵在於：所 述的CT環形掃描裝置（4)是由環形軸承或環形導軌支撐的，採用環形齒輪齒條或同步帶由 電機驅動，且工件支架（5)可以實現檢測對象平移，以實現不同部位的CT掃描。
3. 根據權利要求1所述的一種車載移動式計算機層析成像檢測系統，其特徵在於：所 述的射線源（11)採用電子直線加速器、X射線機、一體化X射線機或者放射性同位素，射線 源（11)的數量為一個或者多個。
4. 根據權利要求1所述的一種車載移動式計算機層析成像檢測系統，其特徵在於：所 述的探測器（12)採用的形式為線陣列或者面陣列。
5. 根據權利要求1所述的一種車載移動式計算機層析成像檢測系統，其特徵在於：所 述的探測器（12)採用固體探測器、液體探測器、氣體探測器或者是半導體探測器。
6. 根據權利要求1所述的一種車載移動式計算機層析成像檢測系統，其特徵在於：所 述的探測器（12)工作於積分方式或者計數方式；所述探測器（12)的數據傳輸可採用無線 方式，也可採用有線方式。
7. 根據權利要求1所述的一種車載移動式計算機層析成像檢測系統，其特徵在於：所 述射線源（11)和探測器（12)的同步旋轉行程為360°或180° +α。
8. 根據權利要求1所述的一種車載移動式計算機層析成像檢測系統，其特徵在於：所 述射線源（11)和探測器（12)的線纜由可伸縮機構（20)支撐，以隨圓環（10)轉動而不致 線纜纏繞。
【文檔編號】B60P3/00GK104101615SQ201410363159
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】王珏, 盧豔平, 王福全, 劉豐林, 鄒永寧, 譚輝, 蔡玉芳, 沈寬, 安康, 段曉礁, 周日峰, 段黎明 申請人:重慶大學