[發明專利]手持式背散射成像儀及其成像方法

在審

• 申請號: 202211085286.9
• 申請日: 2022-09-06
• 公開（公告）號: CN115684225A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 朱偉平
• 申請（專利權）人: 奕瑞影像科技成都有限公司
• 主分類號: G01N23/203
• 分類號: G01N23/203;G01N23/20008
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種手持式背散射成像儀，其特征在于，所述手持式背散射成像儀包括：

筆形束X射線源、探測器、靜態平板探測器、顯示屏及數據采集控制電路；

所述筆形束X射線源包括X射線發生器、X射線扇形準直器及斬波機構；

所述X射線發生器用于出射X射線束；

所述X射線扇形準直器位于所述X射線發生器前側，包括扇形前置準直器及喇叭口屏蔽結構，所述喇叭口形屏蔽結構與所述扇形前置準直器嵌套連接，所述扇形前置準直器上設置有準直器狹縫，用于將所述X射線發生器出射的X射線束準直成窄束流，所述喇叭口屏蔽結構用于屏蔽散射的X射線束；

所述斬波機構位于所述探測器與所述喇叭口屏蔽結構之間，包括斬波飛輪及驅動器，所述斬波飛輪上等角度設置有斬波狹縫；所述驅動器用于驅動所述斬波狹縫與所述準直器狹縫交替相交，使得所述X射線發生器出射的X射線束形成周期性往復的筆形束X射線；

所述探測器位于所述手持式背散射成像儀的最前端，包括為SiPM的光電轉換器及為光導的光學系統，所述探測器用于接收被測目標物表面的散射信號數據；

所述靜態平板探測器為無線探測器，作為所述手持式背散成像儀的背散擴展探測器，用于提高背散圖像的信噪比，或作為所述手持式背散成像儀的透射探測器，用于在掃描過程中同時獲取背散射圖像和透射圖像；

所述顯示屏位于所述手持式背散射成像儀的正上方，用于提供人機交互界面和接收所述被測目標物表面的立體圖像，并進行顯示；

所述數據采集控制電路用于對所述手持式背散射成像儀的數據通訊、數據預處理、圖像重建進行控制和執行。

2.根據權利要求1所述的手持式背散射成像儀，其特征在于：所述手持式背散射成像儀還設置有輔助性外設，所述輔助性外設包括陀螺儀、SLAM相機及一字激光示廓燈；所述陀螺儀位于所述手持式背散射成像儀內部，用于獲取掃描平面坐標的軌跡信息，并結合所述顯示屏呈現的拍攝引導提示操作人員進行背散掃描姿態修正；所述SLAM相機位于所述探測器的前端，用于可見光取證及進行拍攝過程錄像，通過視頻圖像進行背散射圖像矯正；所述一字激光示廓燈平行設置有2個，位于所述探測器前端，用于輔助操作人員實時掌握背散射成像掃描過程中射線所能覆蓋的成像區域，并能通過觀察2個所述一字激光示廓燈出射的兩列激光束的角度情況及時修正操作人員對所述手持式背散射成像儀的握持角度。

3.根據權利要求2所述的手持式背散射成像儀，其特征在于：所述手持式背散射成像儀還設置有傳輸模塊，便于圖像的上傳及交互。

4.根據權利要求1所述的手持式背散射成像儀，其特征在于：所述準直器狹縫將出射的X射線束準直成角度范圍為60°*1.5°的扇形窄束流，所述準直器狹縫寬度范圍為0.1mm～0.5mm；所述喇叭口形屏蔽結構包括靠近所述扇形前置準直器的第一狹縫及遠離所述的扇形前置準直器的第二狹縫，所述喇叭口形屏蔽結構的角度范圍為61°*2°～65°*2°，所述第一狹縫的寬度大于所述準直器狹縫寬度；嵌套安裝時，所述準直器狹縫與所述第一狹縫及第二狹縫在同一對稱軸上。

5.根據權利要求1所述的手持式背散射成像儀，其特征在于：所述驅動器驅動所述斬波飛輪轉動的驅動方式為電機直接驅動或齒輪同步帶動的間接驅動；所述斬波飛輪上的斬波狹縫的寬度范圍為0.15mm～0.65mm。

6.根據權利要求1所述的手持式背散射成像儀，其特征在于：所述斬波飛輪與所述探測器之間還設置有屏蔽機構，位于所述斬波飛輪上方，用于防止X射線束激發所述斬波飛輪產生特征X射線，造成所述探測器信號響應及射線泄漏率超標。