[發明專利]一種工業在線CT及其應用

在審

• 申請號: 201910329543.0
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110006931A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 楊高磊;趙紀元;侯穎;王彪
• 申請（專利權）人: 西安增材制造國家研究院有限公司
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張舉

本發明屬于無損檢測技術領域，具體提供一種工業在線CT及其應用，突破傳統工業CT對被檢物尺寸的限制。包括多關節機械臂、射線源和探測器，其中多關節機械臂一端為固定端，另一端包含兩個自由端，兩個自由端相對設置且分別連接射線源和探測器，所述射線源發出射線垂直于探測器，被檢物置于射線源和探測器之間，所述多關節機械臂支持兩個自由端在三維方向位置可調，每個節點處均設有運動電機。通過將射線源和探測器一體化集成在多關節機械臂上，使其實現靈活的多種軌跡掃描檢測，尤其能對更為復雜形狀的被檢物體進行多種復雜軌跡的檢測，檢測軌跡可根據物體復雜程度進行配置，實現自動和手動控制檢測行為。

技術領域

本發明屬于無損檢測技術領域，具體涉及一種工業在線CT及其應用。

背景技術

工業CT是工業用計算機斷層成像技術的簡稱，是應用于工業中的核成像技術，其基本原理是利用放射性核素或其他輻射源發射出的、具有一定能量和強度的X射線或γ射線，依據輻射在被檢測物體中的減弱和吸收特性，以及輻射在被檢測物體中的衰減規律及分布情況，由探測器獲得物體內部的詳細信息，用計算機信息處理和圖像重建技術，以圖像形式顯示出來。它能在對檢測物體無損傷條件下，以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式，清晰、準確、直觀地展示被檢測物體的內部結構、組成、材質和缺損狀況，被譽為當今最佳無損檢測和無損評估技術。但是目前工業CT主要采用自屏蔽式設計，即射線源、探測器和運動部件等全部屏蔽在一個鉛室內，整個工業CT產品大小就是整個鉛室的大小，屬于一體化打包銷售，射線源和探測器都集成在三軸運動的機械柱上，大大限制了被檢物的尺寸，同時被檢物一般放置在轉臺上，無法滿足在線檢測的需求。

目前全球工業CT領域基本都是采用自屏蔽式工業CT機，在三軸機械柱上安裝，運動軌跡主要分為：

(1)圓軌跡掃描：X射線源運動軌跡是圓形；

(2)三維相對運動：射線源和探測器在XYZ三個方向做匹配的運動來實現掃描。

雖能夠滿足一般的檢測需求，但針對不斷提高的用戶要求，其檢測方式、掃描軌跡、被檢物形狀和復雜形狀準確性還有很多限制。

發明內容

本發明的主要目的是在于提供一種工業在線CT及其應用。旨在突破傳統工業CT對被檢物尺寸的限制，實現復雜掃描任務，提高掃描效率。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種工業在線CT，包括多關節機械臂、射線源和探測器，其中多關節機械臂一端為固定端，另一端包含兩個自由端，兩個自由端相對設置且分別連接射線源和探測器，所述射線源發出射線垂直于探測器，被檢物置于射線源和探測器之間，所述多關節機械臂支持兩個自由端在三維方向位置可調，每個節點處均設有運動電機。運動電機是為了給多關節機械臂運動提供動力來源。

進一步地，多關節機械臂具有至少4個節點。此處的節點個數，可以根據使用現場的情況進行選擇，為了保證能夠滿足檢測需求和多自由度，應至少具有4個節點。

進一步地，所述多關節機械臂包括依次連接的第一機械臂、第二機械臂和第三機械臂；第三機械臂的末端連接兩個分支機械臂，相應形成多關節機械臂的兩個自由端；其中一個分支機械臂包括依次連接的第四機械臂、第六機械臂、第一固定桿，所述射線源固定安裝于第一固定桿的末端；另一個分支機械臂包括依次連接的第五機械臂、第七機械臂、第二固定桿，所述探測器固定安裝于第二固定桿的末端。此處僅為一種較優的布置方式，使本發明能夠滿足大尺寸和復雜表面被檢物的掃描需求。

進一步地，所述第三機械臂一端連接第二機械臂，另一端通過集成運動電機分別連接第四機械臂和第五機械臂；其中集成運動電機包括旋轉電機和兩個步進電機，旋轉電機轉子與第三機械臂相連，定子連接于與旋轉電機軸向垂直的連接桿，連接桿兩端分別固定有步進電機；兩個步進電機另一端分別連接第四機械臂和第五機械臂。將旋轉電機與兩個步進電機集成，使得多關節機械臂自由端具有更豐富的自由度，進一步滿足更復雜被檢物需求。