[发明专利]一种X射线分层扫描成像系统

说明书

本发明涉及一种X射线分层扫描成像系统，其载物台包括底座1、设置在其上的Θ轴转台、固定于Θ轴转台上的Z轴升降位移台、固定于Z轴升降位移台上的XY轴水平位移台、以及固定于XY轴水平位移台上的转接支架，Θ轴转台能够在水平面内转动，在转接支架侧面竖向固定有Φ轴转台，所述Φ轴转台为中空转台并能够在竖向平面内转动，在Φ轴转台的中空部分还固定有用以夹持板状样品的环形夹持器，样品平面与Φ轴转台的转台平面平行，中空转台与环形夹持器同心；所述的夹持器包括两个环扣，两个环扣的内侧均设置有用于夹持样品并相互对应的三个以上引脚。

技术领域

本发明涉及X射线分层扫描成像系统。

背景技术

X射线计算机分层扫描成像(Computed Laminography，简称CL)技术是一种有效检测样品内部结构信息的无损检测方法，在工业、医学诊断等领域有广泛的应用。X射线计算机分层扫描的对象是平板状的样品，扫描时X射线只在样品的厚度方向以倾斜角度穿透物体，在多个方向进行投影，可获取样品三维断层图像。

目前，X射线计算机断层成像技术(Computed Tomography，简称CT)是常用的无损检测手段，然而CT扫描方式对于板状构件的成像效果并不理想，而板状物的特点是宽度与厚度的比很大。相比较而言，CL扫描方式可以更有效地获取板状样品的内部信息，从而得到更加完整和清晰的图像。因此CL技术在工业领域的应用愈加频繁。

由于扫描模式的特殊性，CL扫描需要X射线以一定的倾斜角入射样品表面，也就是说射线方向与样品转轴方向有一定夹角，而CT模式下射线方向与样品转轴垂直。因此，CL系统部件的空间位置往往有别于常规的CT系统，总体而言可分为两类:(1)射线源、探测器绕一圆心转动调倾斜角；(2)依靠样品自身所在平面的转动调倾斜角。

第一类结构适用于尺寸较大、不方便倾斜放置的样品，对实验空间的需求较大，对射线源、探测器位置运动的控制精度要求较高。同时由于射线源、探测器不能水平放置，这就对仪器体积和重量有一定限制。第二类结构适用于尺寸较小、容易进行夹持的样品，整体系统类似于一般的CT，可以在有限的空间内操作，一般不需要调整射线源、探测器位置。由此可以看出，相比第一类结构，第二类结构对于实验条件的要求要小得多。当要求对样品内部细微结构进行高精度成像时，第二类结构更具有优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于对板状样品进行高精度成像的X射线分层扫描成像系统。技术方案如下：

一种X射线分层扫描成像系统，包括射线源、射线源X向平移轴电机、载物台、探测器X向平移轴电机、探测器Y向平移轴电机、探测器和转塔，载物台包括底座1、设置在其上的Θ轴转台、固定于Θ轴转台上的Z轴升降位移台、固定于Z轴升降位移台上的XY轴水平位移台、以及固定于XY轴水平位移台上的转接支架，所述Θ轴转台能够在水平面内转动，Z轴位移台和XY轴水平位移台联合实现在X轴、Y轴和Z轴方向移动。其特征在于，

在载物台转接支架侧面竖向固定有Φ轴转台，所述Φ轴转台为中空转台并能够在竖向平面内转动，在Φ轴转台的中空部分还固定有用以夹持板状样品的环形夹持器，样品平面与Φ轴转台的转台平面平行，中空转台与环形夹持器同心；所述的夹持器包括两个环扣，两个环扣的内侧均设置有用于夹持样品并相互对应的的三个以上引脚，引脚末端开设有小孔或凹槽，在小孔或凹槽上固定有塑料固定件，在夹持器夹持样品时，各个塑料固定件直接接触样品表面。

与现有技术相比具有以下优点：

(1)在该系统中，射线源、样品台、探测器的固定点均在同一平面上，因此可以更好地保证系统稳定性，以及减少不同仪器间相对运动产生的不确定度，从而有利于重建后得到的图像质量。

(2)该系统的样品台采用两个垂直相交的转轴分别控制样品台角度和样品的旋转，其中垂直于水平面的轴控制样品台角度，即倾斜角的大小，水平轴控制样品转动，从而实现特定倾斜角下的360°扫描。此方法理论上可以使倾斜角从0°到90°范围内变化，无需手动调节。