[發(fā)明專利]一種加載式工業(yè)CT檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410362771.5
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104122276A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧艷平;王玨;王福全;鄒永寧;譚輝;蔡玉芳;沈?qū)?/a>;劉豐林;安康;段曉礁;周日峰;段黎明
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04;G01N3/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于射線無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種加載式工業(yè)CT檢測裝置。

背景技術(shù)

目前，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(diǎn)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(yùn)動。檢測對象在射線束中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，透過檢測對象的射線傳到探測器中，根據(jù)其強(qiáng)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(jì)算機(jī)層析成像系統(tǒng)，均為檢測對象旋轉(zhuǎn)。

在對金屬、非金屬、復(fù)合材料等材料或試塊的拉伸或擠壓試驗(yàn)中，需要實(shí)時觀測測試對象在拉力或壓力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)變化情況。在傳統(tǒng)的CT成像方式中，需要將測試對象從加載試驗(yàn)臺上取下后進(jìn)行測試，這樣的操作過程會使測試對象上的載荷消失從而使CT測試結(jié)果與實(shí)際情況存在較大偏差，而如果采用保壓裝置其保持載荷的承受能力也極其有限。發(fā)明專利CN101738403A給出了一種用于工業(yè)CT實(shí)驗(yàn)臺的自動加載系統(tǒng)，該發(fā)明設(shè)計(jì)了一個電動式的機(jī)械加載裝置并采用無線方式傳遞命令信號，并且依然采用傳統(tǒng)的測試對象旋轉(zhuǎn)的CT掃描方式，在加載過程中必須連接電纜，因此仍然無法完成變載狀態(tài)下的實(shí)時CT檢測，而只能加載一次取下電纜進(jìn)行一次CT掃描，然后接上電纜再加載一次并再次取下電纜進(jìn)行一次CT掃描，依此循環(huán)；不過，這種方法比傳統(tǒng)方法已經(jīng)有了較大進(jìn)步，但這種機(jī)械裝置的載荷承受能力也是有限的，要想增大其載荷承受能力就必須加厚金屬殼體厚度以增加強(qiáng)度，由此帶來的另一個問題就是X射線的穿透能力也受到影響，需要更大的射線能量才能穿透加載裝置和測試對象。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種加載式工業(yè)CT檢測裝置，該裝置通過加載設(shè)備對測試對象進(jìn)行加載，利用環(huán)形CT掃描裝置對連續(xù)變載狀態(tài)下的測試對象進(jìn)行CT成像，記錄不同載荷下的測試對象結(jié)構(gòu)狀況，通過一系列的測試結(jié)果，獲得整個加載過程中測試對象的結(jié)構(gòu)演變過程。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種加載式工業(yè)CT檢測裝置，該裝置包括機(jī)架、安裝在機(jī)架上的CT掃描裝置、加載測試臺、以及操作控制臺和圖像重建處理裝置；

所述CT掃描裝置為圓環(huán)形，在該CT掃描裝置中，射線源和探測器被固定在一個圓環(huán)上，該圓環(huán)在機(jī)架上作精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；射線源可沿一個調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)前后移動，以調(diào)整射線源焦點(diǎn)到物體中心的距離；加載測試臺用于對測試對象進(jìn)行不同載荷的加載，加載測試臺上包括有上承載杠和下承載杠，在CT掃描時，將測試對象安裝到加載測試臺上的上承載杠和下承載杠之間，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；所述機(jī)架能夠通過升降傳動機(jī)構(gòu)做升降運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)對測試對象高度方向上不同部位的掃描；在裝置工作時，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，射線源發(fā)出射線，穿透檢測對象后進(jìn)入探測器，探測器將接收的射線信號最終轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳輸?shù)綀D像重建處理裝置進(jìn)行圖像重建和處理，并顯示檢測結(jié)果。

進(jìn)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、大小齒輪組或同步帶驅(qū)動。

進(jìn)一步，所述升降傳動機(jī)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。

進(jìn)一步，所述的射線源采用電子直線加速器、X射線機(jī)、一體化X射線機(jī)或者放射性同位素，射線源的數(shù)量為一個或者多個。

進(jìn)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。

進(jìn)一步，所述探測器工作于積分方式或者計(jì)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。

進(jìn)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)動而不致使線纜扭曲和纏繞。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明解決了傳統(tǒng)CT掃描方式中檢測對象必須旋轉(zhuǎn)的問題，使得在測試對象不運(yùn)動的前提下也可對其在連續(xù)變載過程中的結(jié)構(gòu)變化情況進(jìn)行實(shí)時在線檢測。實(shí)現(xiàn)了測試對象在傳統(tǒng)加載試驗(yàn)裝置上正常加載試驗(yàn)過程中的結(jié)構(gòu)演變測試，而無需取下測試對象，或采用保壓裝置來保持載荷，或采用新的加載裝置，并且實(shí)現(xiàn)了實(shí)時的結(jié)構(gòu)檢測和全過程演變觀測；該方案對于大載荷(2T以上)加載試驗(yàn)尤其有用。

附圖說明