[发明专利]X射线CT装置

说明书

技术领域

本发明属于射线无损检测技术领域，尤其是计算机层析成像技术领域,且特别涉及一种X射线CT装置。

背景技术

CT，中文全称叫计算机层析成像技术，诞生于20世纪70年代，开始应用于医学领域，用来对人体进行断层扫描得出人体的CT图像，进而诊断疾病。由于CT在医学领域取得的巨大成功，20世纪80年代，CT从医学领域延伸到了工业上的无损检测领域，检测的对象包括航空发动机，精密零部件，导弹等，用CT来检测工件具有分辨率高、直观清晰等优点。

在无损检测领域，CT发射X射线对受检物体进行扫描过程中，载物台托载着受检物体同步运动，而射线源和探测器则固定不动。而为了可以重建出受检物体的CT图像，必须要获取两方面的数据：每张照片上射线因受到受检物体阻碍而衰减后得到的射线强度，以及对应每张照片载物台的位置，这两方面的数据时平分秋色的，任一方面的不足都会导致无法重建出高质量的CT图像。

而为了确定对应每张照片的载物台位置，传统的CT主要采用在机械系统上安装旋转编码器等方式，将载物台的机械旋转方式转化为电信号再进行测量，从而知道对应每张照片的载物台位置。当外界存在的激烈振动、电磁干扰、温度升高等状况时，转化成电信号来测量位置，所测得的精度都会受到很大影响。而在无损检测领域中用CT检测物体，尤其是大型物体（如发动机）时，往往会存在振动激烈、转动速度慢以及温度升高等情况，这严重影响了机械控制系统对载物台定位的测量数据精度，进而给重建受检物体CT图像带来很不利的影响。同时，为了提高测量精度，安装一套CT时，一般需要对机械控制系统进行复杂的调试，这样不利于在工业上快速部署和使用。此外，由于旋转编码器本身只能测量旋转运动的数据，而CT在检测物体（尤其是发动机等大型物体）时，不可避免地存在振动，使得CT系统不仅存在旋转运动，还存在平移运动，如此一来，采用旋转编码器对载物台进行定位必然会降低定位的精度。

中国专利申请号为201120368673.4的专利公开了一种对机械控制精度要求不高的CT系统，与以往使用编码器等原件确定载物台位置的方式不同，在该系统中，至少3个标志点被固定在受检物体表面，根据三个平面确定一个点的原理，用至少3个相机来获取每个标志点的投影，进而得到每个标志点的空间位置，根据标志点在旋转前后的位置信息，得到受检物体的旋转矩阵和位移量。

但是，在上述专利中存在以下缺陷：（1）将标志点设置在受检物体表面，会造成不少问题：有些物体（如球体）的表面难以固定标志点；检测每个收件物体前，都必须先将标志点固定在其表面，难以对大量受检物体进行快速检测；为了提高拍摄精度，相机应该在视野范围可以覆盖标志组的前提下，尽量靠近标志组，当前后受检物体大小不一样时，根据该专利，就不得不调节相机组，使之尽量靠近标志组，这会使得检测工序繁琐，影响效率（2）该专利中，是根据三个平面确定一个点的原理得出标志点的位置的，所以，使用的相机数量至少为3个，会造成CT装置的成本相对较高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种X射线CT装置，该装置不仅可以快速对大量物体进行检测，而且能精确地确定CT检测受检物体过程中载物台的位置，同时制造成本较低。

本发明的技术方案：1.一种X射线CT装置，包括：射线源，向受检物体发射射线；载物台，托载着受检物体转动；机械系统,控制载物台转动；主控制器， 对射线源和机械系统进行控制；探测器，接收透射过受检物体的射线并将其转换为数字信号；图像重建单元, 根据投影数据重建出受检物体的CT图像；所述CT装置还包括:标志架，固定于载物台上并随之转动；标志点，位于标志架上；摄像机，拍摄载物台转动前后标志点的像片；标定处理单元，处理摄像机标定产生的数据；标志点影像处理单元，处理像片，得到标志点在运动前后的位置，从而可以求标志点的旋转量和平移量，也等于受检物体的旋转量和平移量。

本发明所述的X射线CT装置，其摄像机至少为两个且这些摄像机分布在标志点的上方。

本发明所述的X射线CT装置，其摄像机为CCD摄像机或者CMOS摄像机或者数码相机。

本发明所述的X射线CT装置，其摄像机分布在标志点的上方，且每个摄像机视野范围均覆盖了所有标志点在旋转过程中可能出现的区域。

本发明所述的X射线CT装置，在摄像机拍摄标志点像片前，必须对摄像机进行标定。

本发明所述的X射线CT装置，其摄像机交叉摆放或者平行摆放，使得可以从不同的角度观测标志点。

本发明所述的X射线CT装置，其标志点至少有三个，而且尺寸大小互不相同或者是形状各不相同。