[发明专利]具有铰接悬臂和可旋转C臂的移动射线照相设备

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2004年10月8日提交的顺序号为60/616,986的美国临 时专利申请的优先权权益。

发明领域

本发明一般而言涉及一种用于采用贯穿辐射来非接触无损检查对 象的系统，特别涉及一种用于当固定部件在使用中时无损测量和检查 这些部件以便确定老化和状态的移动扫描装置和方法，这些固定部件 例如是运行设施、工厂或系统的管道、弯头、泵和扩散器。

发明背景

管道是工业的组成部分，并广泛用于炼油厂、发电厂和其它工业 应用。管道、特别是用于这些应用的管道随着时间老化，从而造成管 壁变薄。机械应力、流动加速的腐蚀或侵蚀、化学侵蚀、水或电化学 过程可以造成内管壁变薄。另外，例如来自降雨和降雪的湿气可被夹 在位于管子边缘周围的绝缘体和管子的外表面之间。收集的湿气可以 腐蚀在绝缘条件下的管道，从而使外管壁变薄。管壁变薄可以使管道 容易泄漏或破裂，特别是在加压时。管壁的损坏以及所产生的泄漏会 引起设施的停工期，需要昂贵的修理，并对工人和环境造成严重伤害。

数字射线照相术广泛应用于工业中以用于无损检验对象，这些对 象例如是管道、焊缝、飞行器机身、涡轮叶片、火箭发动机、以及其 它复合结构。我们在先的美国专利No.6,925,145描述了一个示例性系 统，其公开由此作为参考被结合于此。

在一些情况下，扫描装置被放在固定位置，并且待检验的对象移 向扫描器并旋转以提供必要的扫描视图。这种系统的一个缺点在于常 常必须拆开在检验中的对象，以使各部分可以移向固定的设施来进行 检查。在其它实例中，提供移动扫描器来对现场的大结构进行成像， 但是这种系统由于其大的尺寸和重的重量而往往使用不便，并且通常 不能提供用于将扫描装置精确地定位在对象的特定部分上的简单、可 靠和灵敏的驱动和控制系统。而且，这种已知的移动系统通常需要辅 助支承结构例如脚手架以支持人员接近。

因此，强烈需要提供一种可靠且可操纵的移动扫描装置，该装置 能够在使用不便、难于到达的位置周围进行操纵以提供必要的扫描视 图，并且该装置能够将成像有效载荷精确地定位在检验中的对象上。 还期望提供一种扫描装置，该装置可以被远程操作以便消除在进行成 像的特定位置处对于辅助支承基础结构的需要，并允许在辐射源产生 辐射时从远程离开位置精确地定位该装置。因此，如果配置的辐射探 测器能够经由通信网络系统在远离检验中的对象的距离上传输数字图 像，那么这将是期望的。本发明的这些和其它优点在阅读后面的详细 描述、附图和所附权利要求书后将变得显而易见。

发明概要

一种用于检查管道等的移动射线照相设备包括连接至移动运输车 辆的铰接空中悬臂(articulating aerial boom)。枢轴支架被可旋转地 连接至空中悬臂的远端。具有滑轨的平台被可操作地连接至枢轴支 架。安装夹具例如C环夹具被可旋转地安装在支架上，该支架又被连 接至平台的滑轨。该夹具定位辐射源和辐射探测器以将辐射引导至管 道或其它对象并从那里收集成像辐射。第一定位装置被提供以用于相 对于管道粗略地定位扫描装置。第二定位装置被提供以用于相对于管 道精确地定位扫描装置。当辐射源用辐射来照射管道时，可从远程位 置操作第二定位装置。第一和第二定位装置为定位该扫描装置提供多 个自由度。这些自由度允许与待成像的对象的最佳对准，并简化对象 的配准或映射，以及允许精确的移动以对管道、容器和弯头执行轴向、 周向或其它扫描。该机构因此适于利用不同的辐射组件(即X射线和 伽马)、成像器(线阵、平板)和成像协议来成像。

附图简述

图1是说明商用移动空中铰接悬臂的和相关枢轴支架的多轴运动 的该悬臂的透视图；

图2是连接至悬臂的远端上的枢轴支架的扫描装置的透视图；

图3-5是主要说明安装夹具以及相关辐射源和探测器的旋转运动 的扫描装置的透视图；

图6是说明便于装置的不同部件之间的控制和通信的系统的客户 机-服务器架构的图；

图7A是说明用于粗略定位扫描装置的示例性运动控制系统的通 信通道的示意图；

图7B是说明用于精确定位扫描装置的示例性运动控制系统的通信 通道的示意图；

图8是说明用于粗略和精确定位扫描装置的示例性运动控制系统 的通信通道的示意图，其中基于计算机的控制系统与图像采集系统连 接。