[發明專利]一種基于X射線成像的圖像采集設備及方法

有效

• 申請號: 202110226403.8
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN113030131B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 鄭建;胡美琴;王存
• 申請（專利權）人: 浙江雙元科技股份有限公司
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種基于X射線成像的圖像采集設備及方法，包括射線源、X射線相機和機座，機座設有可在其上作X向往復運動的X座，X座設有可在其上作Y向往復運動的Y座，Y座設有可在其上作Z向往復運動的Z座；Z座上設有沿垂直Z向旋轉的θ座，θ座上設有沿垂直X向擺動的R座；R座包括R座支架，R座支架上設有固定被測物的工件放置區，工件放置區的上方設有壓緊件，工件放置區的側面設有定位件。被測物進行圖像采集時，擺動R座使被測物與有效成像面始終保持重合，同時調整Y座和Z座的位置，使得被測物的各個待測點與射線源的距離均保持一致。本發明可對層狀物的各層結構進行準確測量，適用于疊片電池的錯位數據采集。

技術領域

本發明涉及工業檢測技術領域，特別是一種基于X射線成像的圖像采集設備及方法。

背景技術

X射線圖像采集設備，一般是由射線源和相機組成。圖像采集時，將被測物放在射線源和相機之間，射線源發射X射線穿過被測物后，在相機上成像。眾所周知，只有射線完全貫穿整個被測物時，成像才清晰，所采集的圖像數據才可靠。另外，為公眾所知的是，在X射線相機成像時，如圖1所示，射線源1發生的多個有效成像面3是成放射狀投射在相機上的，整個有效成像面3區域從側面看呈扇形分布。當被測物是層狀物時，扇形分布的有效成像面3無法保證被測物4的每層結構都和有效成像面3重合，從而不能保證每層結構都被射線完全貫穿，因此，目前的X射線圖像采集方法，很難采集到每一層的準確圖像數據。

層狀物包括單個物體具有多層結構和多個物體層疊在一起兩種情況。圖1、圖2是單個物體具有多層結構，在用現有X射線成像方法采集數據時的示意圖，由圖可知，顯然不能保證每層結構都與有效成像面3重合，所以無法準確采集到每一層結構的真實數據。圖3、圖4是多個物體層疊在一起，在用現有X射線成像方法采集數據時的示意圖，由圖可知，顯然也不能保證每層結構都與有效成像面3重合，所以也無法準確采集到每一層結構的真實數據。

目前，層狀物的工業檢測需求越來越多，比如鋰電行業中的疊片電池，其對各層之間對齊尺寸有較高要求，如果各層之間的錯位尺寸不在合理的范圍內，疊片電池就有爆炸等安全隱患。所以需對電池各片進行拍照并通過公式計算每層間錯位尺寸，以此來判定各層對齊情況。而目前的X射線圖像采集方法無法準確測得疊片電池各層的真實數據。

如中國專利CN101813642A-具有三自由度運動控制的顯微CT成像設備及其校準方法所公開，該被測物雖然可以在水平方向、豎直方向、旋轉方向可以運動，但是其在運動過程中，不能保證被測物與射線源的距離不變，不能讓被測物各層結構依次旋轉至其軸線與有效成像面重合，顯然該成像設備不能應用于層狀物的成像，不能觀察到層狀物的各層真實數據。

如中國專利CN104655660A公開的一種基于機器視覺的印制電路板自動檢測系統，該檢測系統用于檢測多層印刷電路板層與層之間出現的相對位移，但是該檢測系統只是讓被測物作X方向、Y方向的運動，其運動僅僅局限于水平面內的運動，只能讓水平面內的各觀測點成像清晰，所以該檢測系統有局限性，不適用于疊片電池的錯位檢測。特別的，由于疊片電池各層是柔性的，所以會產生在垂直方向上的彎曲，如圖5所示，所以對檢測系統提出了更高的要求。

綜上所述，目前的圖像采集設備無法對層狀物的各層數據進行準確測量，尤其在被測物各層是柔性物質易變形的情況下，更大大增加了檢測的難度。

發明內容

本發明的發明目的在于提供了一種基于X射線成像的圖像采集設備，能夠實現五維度的運動功能，實現對被測物的圖像數據的精準采集，尤其是針對層狀物的各層結構數據的精準采集，從而對疊片電池的各層錯位現象進行準確測量。

一種基于X射線成像的圖像采集設備，包括射線源、X射線相機和機座，所述機座由下往上依次設有X向往復運動的X座、Y向往復運動的Y座和Z向往復運動的Z座；Z座上設有沿垂直Z向旋轉的θ座，θ座上設有沿垂直X向擺動的R座；R座包括R座支架，R座支架上設有固定被測物的工件放置區，工件放置區的上方設有壓緊件，工件放置區的側面設有定位件；工作時，所述射線源發出的射線經過被測物后到達X射線相機。