[实用新型]一种新型的轻便移动式CT-CBS两用机的结构

说明书

技术领域

本实用新型是一种新型的CT-CBS两用机，更具体地说是基于X射线工业计算机断层扫描成像技术(ICT-Industrial Computer Tomography)和X射线康普顿背散射扫描技术(CBS-Compton Backscatter Scanning)的两用扫描检测机结构，在工业上、军事上和安全上具有广阔的应用前景。

背景技术

在工业上，例如建筑核材料混凝土的研究中，需定量检测混凝土在受载情况下的特性。我们知道，其材料的强度、变形和破坏性能都与其内部结构及裂缝的扩展有关。在混凝土内部结构的三个层次(从材料颗粒尺度上大致分为宏观层次、细观层次和微观层次)上，一般用X射线CT机进行细观层次的研究：扫描混凝土试件断面，获得混凝土CT图像，通过CT图像的影像特征，分析混凝土细观结构及其变化过程，解释宏观强度变化和变形的机理，发现裂纹演化的规律性，并为细观尺度混凝土力学数值模型的建立提供数据。但是，目前国内外在加载状态下的混凝土CT试验，均采用医用CT，例如GE Lightspeed 16、SOMATOM-plus和Marconi M8000等螺旋CT机，而使用现有的医用CT和通用的工业CT机无法完全符合混凝土研究关于扫描速度快、获得的CT图像分辨率高和扫描不影响用加载设备加载过程的进行等要求。因此，建筑材料研究急需专用混凝土研究的CT机。

建筑材料研究中还需要定量测定混凝土各部分密度值及其变化，定量测定土壤试样的干密度和含水量。目前，采用的方法主要是使用放射性同位素γ射线源的双源法，其辐射安全性较差，测量准确度较差，操作也不方便。

在军事上，例如在炮弹的检测中，CT机能准确测定引信和装药的情况，但是目前没有实际可行的检测其含水率的无损检测手段。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型轻便移动式CT-CBS两用机结构，性能/价格比高，使用X射线源，既有能获得被测物内部结构高质量图像的CT功能，又有能精确测定密度和含水率的CBS功能的两用扫描机结构。其功能齐全，结构轻便，操作方便，可以移动，精度高，完全适用于工业上、军事上和安全上的多种实际应用。

本实用新型的技术方案如下：

新型轻便移动式CT-CBS两用机结构，其特征在于包括两部分：一个部分是扫描系统，包括圆形旋转轨道，其底面转动安装在带有支撑柱的固定环上，在圆形旋转轨道上的一端安装便携式X射线源，X射线机前端安装有前准直器，在X射线机的两侧的圆形旋转轨道上分别安装有用于康普顿背散射的探测器阵列及其前方的后准直器阵列，构成康普顿背散射几何学结构；在X射线机的正对面的圆形旋转轨道上安装有弧状用于CT的探测器阵列及其前方的后准直器阵列，构成CT几何学结构；另一个部分是被测物工作台，是在圆形旋转轨道中间沿径向放置的安装被测物的升降工作台。

X射线机采用的是平面扇形束X射线，由X射线机出束口与其正对面的用于CT的探测器阵列构成的扇形角α范围为25°～45°。

X射线机前方的前准直器的方向与用于康普顿背散射的探测器前方的后准直孔的方向之间的夹角即康普顿背散射角θ为120°～150°范围。

用于CT的探测器阵列为弧状线阵多路碘化铯(CsI(Tl))闪烁晶体和硅光电二极管，用于康普顿背散射的探测器阵列为碘化钠(NaI(Tl))闪烁晶体和光电倍增管。

所述的圆形旋转轨道其底面通过环形排列的轴承安装在带有四个可升降支撑柱的固定环上。

所述的圆形旋转轨道上还安装有采传电子学系统。

本实用新型轻便移动式CT-CBS两用机的结构，包括两个部分，一部分是扫描系统，含有圆形旋转轨道及轴承，安装在带有4个支撑柱的固定环上，在旋转轨道的一端安装便携式X射线源及其前准直器，在X射线机两侧的圆形旋转轨道上安装有CBS探测器阵列及其后准直器，构成CBS几何学，在X射线源正对面的圆形旋转轨道上安装有弧状CT探测器阵列及其后准直器阵列，构成CT几何学；另一部分是被测物工作台，在圆形轨道所包围的区域内，沿径向放置安装被测物的工作台和升降装置，供作多个层面扫描。同时，固定环的4个支撑柱可拉伸辅助调节高度，以适应不同高度的被测物。

各种探测器前的准直器均为准直孔，使得进入探测器端头灵敏区的射线均为细射线束。

探测器阵列是由多个探测器排成的阵列，这种阵列可以按1排、2排、4排、16排或64排等构成为阵列。

本实用新型的主要技术特征是：