一種流體滲流過程監(jiān)測的計算機層析成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種流體滲流過程監(jiān)測的計算機層析成像(CT)系統(tǒng)，屬于射線無損檢測【技術(shù)領(lǐng)域】。該系統(tǒng)包括CT掃描裝置、機架、線纜支架、操作控制臺、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(huán)上，在CT掃描時，將流體滲流試驗箱固定在支架上使之穿過圓環(huán)中心，然后驅(qū)動安裝有射線源和探測器的圓環(huán)做精密旋轉(zhuǎn)掃描，并根據(jù)掃描結(jié)果進行圖像重建和顯示。相比于現(xiàn)有技術(shù)，其優(yōu)點在于：流體滲流試驗箱無須旋轉(zhuǎn)，而射線源-探測器環(huán)繞試驗箱同步旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)CT掃描成像。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，可實現(xiàn)檢測對象的非旋轉(zhuǎn)運動CT掃描成像。
【專利說明】一種流體滲流過程監(jiān)測的計算機層析成像系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于射線無損檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是計算機層析成像【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種流體滲流過程監(jiān)測的計算機層析成像(CT)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)CT (簡稱ICT),即工業(yè)計算機層析成像技術(shù)(Industrial ComputedTomography)，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(shù)字化圖像形式呈現(xiàn)被測工件的內(nèi)部特征，具有不受工件結(jié)構(gòu)和材質(zhì)影響、檢測對象范圍廣、空間和密度分辨率高等特點。工業(yè)CT常用的掃描方式可分為:平移-旋轉(zhuǎn)(TR)模式、旋轉(zhuǎn)(RO)模式、螺旋模式等。CT成像對于監(jiān)測油水等流體在地質(zhì)結(jié)構(gòu)等對象中的滲流過程是十分有效的手段。
[0003]但現(xiàn)有技術(shù)中，工業(yè)CT系統(tǒng)多為臥式結(jié)構(gòu)或立式結(jié)構(gòu)，這些系統(tǒng)的一個共同特點是射線源和探測器布局在檢測對象兩側(cè)，在掃描過程中，射線源和探測器固定不定，檢測對象在旋轉(zhuǎn)工作臺上作精密旋轉(zhuǎn)運動，檢測對象在射線束中作旋轉(zhuǎn)運動時，透過檢測對象的射線傳到探測器中，根據(jù)其強度變化，反應(yīng)檢測對象中射線路徑上的材料對射線吸收系數(shù)的積分(即投影)，將多視角下的投影數(shù)據(jù)通過逆投影的方式可獲得檢測對象上射線照射斷面內(nèi)的吸收系數(shù)分布圖像。這種計算機層析成像系統(tǒng)，均為檢測對象旋轉(zhuǎn)。在流體滲流監(jiān)測試驗中，由于監(jiān)測對象的特殊性或滲流實驗系統(tǒng)的復(fù)雜性，這些檢測對象無法旋轉(zhuǎn)，因此傳統(tǒng)的計算機層析成像方式無法滿足此類CT檢測需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種流體滲流過程監(jiān)測的計算機層析成像(CT)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)α黧w滲流過程進行監(jiān)測，且檢測對象無須旋轉(zhuǎn)。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種流體滲流過程監(jiān)測的計算機層析成像系統(tǒng)，包括CT掃描裝置、機架、線纜支架、操作控制臺和圖像重建處理裝置，其特征在于:所述CT掃描裝置中，射線源和探測器被固定在一個大圓環(huán)上，該圓環(huán)在機架內(nèi)作精密旋轉(zhuǎn)運動；所述系統(tǒng)還包括平移傳動機構(gòu)，機架可以在平移傳動機構(gòu)上做平移運動；在CT掃描時，將檢測對象即流體滲流試驗箱安裝到支架上使之穿過圓環(huán)中心且不與圓環(huán)上部件發(fā)生碰撞，使安裝有射線源和探測器的圓環(huán)精密旋轉(zhuǎn)360°或180° +α，即可完成掃描，同時，使機架在平移傳動機構(gòu)上做平移運動，以實現(xiàn)不同部位的掃描，然后將掃描結(jié)果傳送至圖像重建處理裝置重建出CT圖像，并顯示檢測結(jié)果。
[0007]進一步，所述CT掃描裝置是由環(huán)形軸承或環(huán)形導(dǎo)軌支撐的，采用環(huán)形齒輪齒條或同步帶驅(qū)動。
[0008]進一步，所述平移傳動機構(gòu)采用“絲桿+直線導(dǎo)軌”方式或“齒輪齒條+直線導(dǎo)軌”方式。
[0009]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(shù)量為一個或者多個。
[0010]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(dǎo)體探測器，其形式可以是線陣列或者面陣列，探測器的數(shù)量為一個或者多個。
[0011]進一步，所述探測器工作于積分方式或者計數(shù)方式，所述探測器的數(shù)據(jù)傳輸可采用無線方式，也可采用有線方式。
[0012]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(huán)轉(zhuǎn)動而不致線纜扭曲和纏繞。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:解決了傳統(tǒng)CT掃描方式中檢測對象必須旋轉(zhuǎn)的問題，使得在流體滲流試驗箱不運動的前提下也可對其過程進行監(jiān)測。采用可伸縮機構(gòu)固定射線源和探測器線纜，并采用360°或(180° +α)的旋轉(zhuǎn)行程，解決了射線源和探測器旋轉(zhuǎn)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。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明:
[0015]圖1為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為CT掃描裝置的正視圖。

【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0018]圖1為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為CT掃描裝置的正視圖，如圖所示，本發(fā)明所述系統(tǒng)包括CT掃描裝置1、機架2、線纜支架、操作控制臺、圖像重建處理裝置等。所述的CT掃描裝置I中，射線源4和探測器5被固定在一個圓環(huán)6上，該圓環(huán)在機架2內(nèi)作精密旋轉(zhuǎn)運動。在CT掃描時，將檢測對象(流體滲流試驗箱)7安裝到支架8上使之穿過圓環(huán)6中心且不致與圓環(huán)上部件發(fā)生碰撞，使安裝有射線源和探測器的圓環(huán)精密旋轉(zhuǎn)360°或(180° +α),即可完成掃描，然后采用圖像重建算法重建出CT圖像。
[0019]掃描過程中，射線源和探測器線纜被固定在一個線纜支架上，該支架為可伸縮機構(gòu)支撐，可以帶動線纜運動而不至于會讓線纜扭曲或纏繞。機架2及CT掃描裝置I可以在平移傳動機構(gòu)9上做平移運動，即沿著流體滲流試驗箱7長度方向移動，以實現(xiàn)不同部位的監(jiān)測，移動過程中，射線源的射線源高壓部件、射線源冷卻部件可隨機架移動。系統(tǒng)還配置操作控制臺(操控面板、控制工作站和軟件)和圖像重建處理裝置(圖像工作站和軟件)。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(fā)送給CT掃描裝置，射線源4發(fā)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(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給圖像工作站進行圖像重建和處理，并顯示檢測結(jié)果。
[0020]在本實施例中，所述CT掃描裝置I由環(huán)形軸承或環(huán)形導(dǎo)軌支撐的，采用環(huán)形齒輪齒條或同步帶驅(qū)動。平移傳動機構(gòu)9采用“絲桿+直線導(dǎo)軌”方式或“齒輪齒條+直線導(dǎo)軌”方式。
[0021]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(shù)量為一個或者多個。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(dǎo)體探測器，其形式可以是線陣列或者面陣列，探測器5的數(shù)量為一個或者多個。探測器5工作于積分方式或者計數(shù)方式，其數(shù)據(jù)傳輸可采用無線方式，也可采用有線方式。
[0022]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種流體滲流過程監(jiān)測的計算機層析成像系統(tǒng)，包括CT掃描裝置(I)、機架(2)、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⑴中，射線源⑷和探測器(5)被固定在一個大圓環(huán)(6)上，該圓環(huán)(6)在機架⑵內(nèi)作精密旋轉(zhuǎn)運動；所述系統(tǒng)還包括平移傳動機構(gòu)(9)，機架(2)可以在平移傳動機構(gòu)(9)上做平移運動；在CT掃描時，將檢測對象即流體滲流試驗箱(7)安裝到支架(8)上使之穿過圓環(huán)(6)中心且不與圓環(huán)上部件發(fā)生碰撞，使安裝有射線源(4)和探測器(5)的圓環(huán)精密旋轉(zhuǎn)360°或180° +α，即可完成掃描，同時，使機架(2)在平移傳動機構(gòu)(9)上做平移運動，以實現(xiàn)不同部位的掃描，然后將掃描結(jié)果傳送至圖像重建處理裝置重建出CT圖像，并顯示檢測結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體滲流過程監(jiān)測的計算機層析成像系統(tǒng)，其特征在于:所述CT掃描裝置(I)是由環(huán)形軸承或環(huán)形導(dǎo)軌支撐的，采用環(huán)形齒輪齒條或同步帶由電機驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體滲流過程監(jiān)測的計算機層析成像系統(tǒng)，其特征在于:所述平移傳動機構(gòu)(9)采用“絲桿+直線導(dǎo)軌”方式或“齒輪齒條+直線導(dǎo)軌”方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體滲流過程監(jiān)測的計算機層析成像系統(tǒng)，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(shù)量為一個或者多個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體滲流過程監(jiān)測的計算機層析成像系統(tǒng)，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(dǎo)體探測器，其形式可以是線陣列或者面陣列，探測器(5)的數(shù)量為一個或者多個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體滲流過程監(jiān)測的計算機層析成像系統(tǒng)，其特征在于:所述探測器(5)工作于積分方式或者計數(shù)方式，所述探測器(5)的數(shù)據(jù)傳輸可采用無線方式，也可采用有線方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體滲流過程監(jiān)測的計算機層析成像系統(tǒng)，其特征在于:在CT掃描裝置(I)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(huán)(6)轉(zhuǎn)動而不致線纜扭曲和纏繞。
【文檔編號】G01N23/04GK104076047SQ201410362941
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】盧艷平, 王玨, 譚輝, 劉豐林, 鄒永寧, 蔡玉芳, 王福全, 安康, 段曉礁, 沈?qū)? 周日峰, 段黎明 申請人:重慶大學(xué)