[發明專利]一種CL系統的掃描裝置及方法

有效

• 申請號: 201410555446.0
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN105510361B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 邵雨濛;魏龍;魏存峰;王燕芳;闕介民;劉寶東;王雅霄;袁路路;周俊光;孟凡輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 王衛忠;姜燕

本發明涉及一種CL系統的掃描裝置及方法。所述掃描裝置包括：支架、機械臂、X射線源、探測器、承載架、載物臺；所述機械臂通過樞接軸與所述支架樞接，所述X射線源和所述探測器分別安裝于所述機械臂的第一、第二安裝座；所述承載架固定安裝于所述支架上，所述載物臺安裝于所述承載架上，所述載物臺上具有樣本固定位置，所述承載架及所述載物臺位于所述機械臂的第一安裝座和第二安裝座之間；相對于所述支架，所述機械臂能定位于多個角度上，且所述X射線源與所述探測器及承載架保持對齊，掃描時所述機械臂擺動可以實現多種模式下的檢測方式。

技術領域

本發明涉及一種X射線成像檢測裝置，尤其涉及一種基于計算機斷層掃描成像CL系統的掃描裝置及方法。

背景技術

X射線計算機斷層掃描成像技術(CT-computed tomography)是一種有效的檢測物體內部結構三維結構信息的無損檢測方法，在工業、醫學診斷等領域都有廣泛的應用，其掃描對象在三維方向上尺度相近。在掃描長寬遠大于厚度的板狀構件，如掃描多層印刷電路板、微機電器件以及古生物化石時，CT的成像效果并不令人滿意。近年來，x射線計算機分層掃描成像技術的研究和發展令人矚目，其特點在于，掃描的對象是平板狀的物體，x射線只在厚度方向穿透物體。典型的CL系統主要包括三部分：x射線源、探測器及載物臺。

CL技術本質上是一種非同軸掃描的有限角度投影的CT技術，專門用于板狀構件檢測的技術，它屬于非精確重建，通過對構件的不完全掃描，實現對其內部結構形態及缺陷的層析檢測，可解決常規CT掃描方式無法對板狀構件進行斷層掃描的問題。由于長軸方向穿透厚度大，透視圖像的對比度靈敏度降低，使得板狀構件進行斷層掃描對于常規CT掃描變得十分困難甚至因無法穿透而無法實現。而采用非同軸方式掃描時，射線沿與板狀樣本平面法線成一定角度的方向穿過，以板狀構件平面法線方向為軸旋轉樣本，從多個角度對樣本進行掃描時，射線穿過樣品的厚度相差不大，通過調節射線能量，可以獲得較好的對比度靈敏度。在電子器件研發領域、古生物學與復合材料研究等領域對于CL技術的需求十分迫切。

隨著數字探測器和計算機技術的發展，現代CL系統以傳統分層成像技術及CT技術等為基礎，迅速發展取代了傳統的分層成像系統。通過數字探測器存儲各個角度下的投影數據，再利用修改的CT圖像重建算法對投影數據進行處理，最終得到物體的斷層圖像。一種常見的CL系統結構圖如圖1所示。掃描過程中物體以樣本法線為旋轉軸旋轉掃描得到一系列的數字投影圖。與傳統方法相比，現代CL技術成像的分辨率更高，成像效果更好。圖1所示的系統結構雖然成功的完成了CL掃描系統，并實現了顯微級掃描，但仍有很大的改進空間，首先視野有限是限制其掃描自由度的一大問題，而單側固定式載物臺固定樣本不便也是一則，質量較大物體在重力影響下垂而無法重建，樣品的傾斜角不方便調整以及掃描方式單一等。

發明內容

本發明提供一種基于計算機斷層掃描成像CL系統的掃描裝置，目的在于能夠實現應用計算機層析成像技術對板狀樣本的掃描，即在非同軸條件下完成投影數據采集，從而重建板狀樣本斷層圖像，以及常規CT采用的同軸掃描方式無法對板狀樣本進行三維層析掃描的問題，完成微米級分辨率下對板狀構件的質量信息與空間結構信息重建。

為解決上述問題，本發明提供一種基于計算機斷層掃描成像CL系統的掃描裝置，一種基于計算機斷層掃描成像CL系統的掃描裝置，所述掃描裝置包括：支架、機械臂、X射線源、探測器、承載架、載物臺；所述機械臂具有樞接軸、第一安裝座和第二安裝座，所述機械臂通過所述樞接軸與所述支架樞接，所述第一安裝座和第二安裝座分別位于所述樞接軸的兩側；所述X射線源安裝于所述機械臂的第一安裝座，所述探測器安裝于所述機械臂的第二安裝座，所述探測器與所述X射線源對齊；所述承載架固定安裝于所述支架上，所述載物臺安裝于所述承載架上，所述載物臺上具有樣本固定位置，所述承載架及所述載物臺位于所述機械臂的第一安裝座和第二安裝座之間；相對于所述支架，所述機械臂能定位于多個角度上；且所述X射線源與所述探測器及承載架保持對齊,通過機械臂擺動可實現多角度掃描樣本，并且掃描開始前不需要校正。