一種加載式工業ct檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種加載式工業CT檢測裝置，屬于射線無損檢測【技術領域】。該檢查裝置包括CT掃描裝置、機架、加載測試臺、控制裝置和圖像重建處理裝置等。射線源和探測器被固定在一個大圓環上，在CT掃描時，將測試對象固定在加載試驗設備上使之穿過圓環中心，然后驅動安裝有射線源和探測器的圓環做精密旋轉掃描。該CT檢測裝置相比于現有裝置其優點在于：測試對象無須旋轉且處于持續加載狀態，而射線源-探測器環繞測試對象同步旋轉，實現測試對象的CT掃描成像；可以實現測試對象的非旋轉運動CT掃描成像，以及在連續加載狀態下實時檢測，并獲得測試對象在持續加載狀態下的結構演變過程。
【專利說明】-種加載式工業CT檢測裝置

【技術領域】
[0001] 本發明屬于射線無損檢測【技術領域】，尤其是計算機層析成像【技術領域】，涉及一種 加載式工業CT檢測裝置。

【背景技術】
[0002] 目前，工業CT系統多為臥式結構或立式結構，這些系統的一個共同特點是射線源 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 工作臺上作精密旋轉運動。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系數的積分 (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 的吸收系數分布圖像。這種計算機層析成像系統，均為檢測對象旋轉。
[0003] 在對金屬、非金屬、復合材料等材料或試塊的拉伸或擠壓試驗中，需要實時觀測測 試對象在拉力或壓力狀態下的結構變化情況。在傳統的CT成像方式中，需要將測試對象 從加載試驗臺上取下后進行測試，這樣的操作過程會使測試對象上的載荷消失從而使CT 測試結果與實際情況存在較大偏差，而如果采用保壓裝置其保持載荷的承受能力也極其有 限。發明專利CN101738403A給出了一種用于工業CT實驗臺的自動加載系統，該發明設計 了一個電動式的機械加載裝置并采用無線方式傳遞命令信號，并且依然采用傳統的測試對 象旋轉的CT掃描方式，在加載過程中必須連接電纜，因此仍然無法完成變載狀態下的實時 CT檢測，而只能加載一次取下電纜進行一次CT掃描，然后接上電纜再加載一次并再次取下 電纜進行一次CT掃描，依此循環；不過，這種方法比傳統方法已經有了較大進步，但這種機 械裝置的載荷承受能力也是有限的，要想增大其載荷承受能力就必須加厚金屬殼體厚度以 增加強度，由此帶來的另一個問題就是X射線的穿透能力也受到影響，需要更大的射線能 量才能穿透加載裝置和測試對象。


【發明內容】

[0004] 有鑒于此，本發明的目的在于提供一種加載式工業CT檢測裝置，該裝置通過加載 設備對測試對象進行加載，利用環形CT掃描裝置對連續變載狀態下的測試對象進行CT成 像，記錄不同載荷下的測試對象結構狀況，通過一系列的測試結果，獲得整個加載過程中測 試對象的結構演變過程。
[0005] 為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：
[0006] -種加載式工業CT檢測裝置，該裝置包括機架、安裝在機架上的CT掃描裝置、力口 載測試臺、以及操作控制臺和圖像重建處理裝置；
[0007] 所述CT掃描裝置為圓環形，在該CT掃描裝置中，射線源和探測器被固定在一個圓 環上，該圓環在機架上作精密旋轉運動；射線源可沿一個調節機構前后移動，以調整射線源 焦點到物體中心的距離；加載測試臺用于對測試對象進行不同載荷的加載，加載測試臺上 包括有上承載杠和下承載杠，在CT掃描時，將測試對象安裝到加載測試臺上的上承載杠和 下承載杠之間，使之穿過圓環中心且不與圓環上部件發生碰撞，使安裝有射線源和探測器 的圓環精密旋轉360°或180° +α，即可完成掃描；所述機架能夠通過升降傳動機構做升 降運動，以實現對測試對象高度方向上不同部位的掃描；在裝置工作時，通過操作控制臺上 的操控面板和控制工作站將CT控制信號發送給CT掃描裝置，射線源發出射線，穿透檢測對 象后進入探測器，探測器將接收的射線信號最終轉換為數字信號，傳輸到圖像重建處理裝 置進行圖像重建和處理，并顯示檢測結果。
[0008] 進一步，所述CT掃描裝置是由環形軸承或環形導軌支撐的，采用環形齒輪齒條、 大小齒輪組或同步帶驅動。
[0009] 進一步，所述升降傳動機構采用"絲桿+直線導軌"方式或"齒輪齒條+直線導軌" 方式。
[0010] 進一步，所述的射線源采用電子直線加速器、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。
[0011] 進一步，所述探測器可以采用固體探測器、液體探測器、氣體探測器或者是半導體 探測器，其形式可以是線陣列或者面陣列，探測器的數量為一個或者多個。
[0012] 進一步，所述探測器工作于積分方式或者計數方式，所述探測器的數據傳輸可采 用無線方式，也可采用有線方式。
[0013] 進一步，在CT掃描裝置中，與射線源和探測器連接的線纜由可伸縮線纜支架支 撐，以使射線源和探測器隨圓環轉動而不致使線纜扭曲和纏繞。
[0014] 本發明的有益效果在于：
[0015] 本發明解決了傳統CT掃描方式中檢測對象必須旋轉的問題，使得在測試對象不 運動的前提下也可對其在連續變載過程中的結構變化情況進行實時在線檢測。實現了測試 對象在傳統加載試驗裝置上正常加載試驗過程中的結構演變測試，而無需取下測試對象， 或采用保壓裝置來保持載荷，或采用新的加載裝置，并且實現了實時的結構檢測和全過程 演變觀測；該方案對于大載荷（2Τ以上）加載試驗尤其有用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 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：
[0017] 圖1為本發明所述裝置的正視圖；
[0018] 圖2為CT掃描裝置俯視圖。

【具體實施方式】
[0019] 下面將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。
[0020] 圖1為本發明所述裝置的正視圖，如圖所示，該裝置包括機架2、安裝在機架2上的 CT掃描裝置1、加載測試臺3、以及操作控制臺和圖像重建處理裝置；
[0021] 所述CT掃描裝置1為圓環形，在該CT掃描裝置中，射線源4和探測器5被固定在 一個圓環6上，該圓環6在機架2上作精密旋轉運動，射線源4可沿一個調節機構13前后移 動，以調整射線源焦點到物體中心的距離，如圖2所示；加載測試臺3用于對測試對象進行 不同載荷的加載，加載測試臺3上包括有上承載杠10和下承載杠11，在CT掃描時，將測試 對象7安裝到加載測試臺3上的上承載杠10和下承載杠11之間，使之穿過圓環6中心且不 與圓環上部件發生碰撞，使安裝有射線源4和探測器5的圓環精密旋轉360°或180° +α， 即可完成掃描；所述機架2能夠通過升降傳動機構12做升降運動，以實現對測試對象高度 方向上不同部位的掃描；在裝置工作時，通過操作控制臺上的操控面板和控制工作站將CT 控制信號發送給CT掃描裝置1，射線源4發出射線，穿透檢測對象后進入探測器5,探測器 5將接收的射線信號最終轉換為數字信號，傳輸到圖像重建處理裝置進行圖像重建和處理， 并顯示檢測結果。
[0022] 在本實施例中，CT掃描裝置1是由環形軸承或環形導軌支撐的，采用環形齒輪齒 條、大小齒輪組或同步帶9驅動。升降傳動機構12采用"絲桿+直線導軌"方式或"齒輪齒 條+直線導軌"方式。射線源4采用電子直線加速器、X射線機、一體化X射線機或者放射 性同位素，射線源4的數量為一個或者多個。
[0023] 探測器5可以采用固體探測器、液體探測器、氣體探測器或者是半導體探測器，其 形式可以是線陣列或者面陣列，探測器5的數量為一個或者多個。探測器5工作于積分方 式或者計數方式，所述探測器5的數據傳輸可采用無線方式，也可采用有線方式。
[0024] 在CT掃描裝置1中，與射線源和探測器連接的線纜由可伸縮線纜支架支撐，以使 射線源和探測器隨圓環6轉動而不致使線纜扭曲和纏繞。
[0025] 最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管通 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范圍。
【權利要求】
1. 一種加載式工業CT檢測裝置，該裝置包括機架（2)、安裝在機架（2)上的CT掃描裝 置（1)、加載測試臺（3)、以及操作控制臺和圖像重建處理裝置； 其特征在于：所述CT掃描裝置（1)為圓環形，在該CT掃描裝置中，射線源（4)和探測 器（5)被固定在一個大圓環（6)上，該圓環（6)在機架（2)上作精密旋轉運動；射線源（4) 可沿一個調節機構（13)前后移動，以調整射線源焦點到物體中心的距離；加載測試臺（3) 用于對測試對象進行不同載荷的加載，加載測試臺（3)上包括有上承載杠（10)和下承載杠 (11)，在CT掃描時，將測試對象（7)安裝到加載測試臺（3)上的上承載杠（10)和下承載 杠（11)之間，使之穿過圓環（6)中心且不與圓環上部件發生碰撞，使安裝有射線源（4)和 探測器（5)的圓環精密旋轉360°或180° +α，即可完成掃描；所述機架（2)能夠通過升 降傳動機構（12)做升降運動，以實現對測試對象高度方向上不同部位的掃描；在裝置工作 時，通過操作控制臺上的操控面板和控制工作站將CT控制信號發送給CT掃描裝置（1)，射 線源（4)發出射線，穿透檢測對象后進入探測器（5)，探測器（5)將接收的射線信號最終轉 換為數字信號，傳輸到圖像重建處理裝置進行圖像重建和處理，并顯示檢測結果。
2. 根據權利要求1所述的一種加載式工業CT檢測裝置，其特征在于：所述CT掃描裝 置（1)是由環形軸承或環形導軌支撐的，采用環形齒輪齒條或同步帶驅動。
3. 根據權利要求1所述的一種加載式工業CT檢測裝置，其特征在于：所述平移傳動機 構（12)采用"絲桿+直線導軌"方式或"齒輪齒條+直線導軌"方式。
4. 根據權利要求1所述的一種加載式工業CT檢測裝置，其特征在于：所述的射線源 (4)采用電子直線加速器、X射線機、一體化X射線機或者放射性同位素，射線源（4)的數量 為一個或者多個。
5. 根據權利要求1所述的一種加載式工業CT檢測裝置，其特征在于：所述探測器（5) 可以采用固體探測器、液體探測器、氣體探測器或者是半導體探測器，其形式可以是線陣列 或者面陣列，探測器（5)的數量為一個或者多個。
6. 根據權利要求1所述的一種加載式工業CT檢測裝置，其特征在于：所述探測器（5) 工作于積分方式或者計數方式，所述探測器（5)的數據傳輸可采用無線方式，也可采用有 線方式。
7. 根據權利要求1所述的一種加載式工業CT檢測裝置，其特征在于：在CT掃描裝置 (1)中，與射線源和探測器連接的線纜由可伸縮線纜支架支撐，以使射線源和探測器隨圓環 (6)轉動而不致使線纜扭曲和纏繞。
【文檔編號】G01N23/04GK104122276SQ201410362771
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】盧艷平, 王玨, 王福全, 鄒永寧, 譚輝, 蔡玉芳, 沈寬, 劉豐林, 安康, 段曉礁, 周日峰, 段黎明 申請人:重慶大學