[发明专利]一种CL系统的扫描装置及方法

说明书

本发明涉及一种CL系统的扫描装置及方法。所述扫描装置包括：支架、机械臂、X射线源、探测器、承载架、载物台；所述机械臂通过枢接轴与所述支架枢接，所述X射线源和所述探测器分别安装于所述机械臂的第一、第二安装座；所述承载架固定安装于所述支架上，所述载物台安装于所述承载架上，所述载物台上具有样本固定位置，所述承载架及所述载物台位于所述机械臂的第一安装座和第二安装座之间；相对于所述支架，所述机械臂能定位于多个角度上，且所述X射线源与所述探测器及承载架保持对齐，扫描时所述机械臂摆动可以实现多种模式下的检测方式。

技术领域

本发明涉及一种X射线成像检测装置，尤其涉及一种基于计算机断层扫描成像CL系统的扫描装置及方法。

背景技术

X射线计算机断层扫描成像技术(CT-computed tomography)是一种有效的检测物体内部结构三维结构信息的无损检测方法，在工业、医学诊断等领域都有广泛的应用，其扫描对象在三维方向上尺度相近。在扫描长宽远大于厚度的板状构件，如扫描多层印刷电路板、微机电器件以及古生物化石时，CT的成像效果并不令人满意。近年来，x射线计算机分层扫描成像技术的研究和发展令人瞩目，其特点在于，扫描的对象是平板状的物体，x射线只在厚度方向穿透物体。典型的CL系统主要包括三部分：x射线源、探测器及载物台。

CL技术本质上是一种非同轴扫描的有限角度投影的CT技术，专门用于板状构件检测的技术，它属于非精确重建，通过对构件的不完全扫描，实现对其内部结构形态及缺陷的层析检测，可解决常规CT扫描方式无法对板状构件进行断层扫描的问题。由于长轴方向穿透厚度大，透视图像的对比度灵敏度降低，使得板状构件进行断层扫描对于常规CT扫描变得十分困难甚至因无法穿透而无法实现。而采用非同轴方式扫描时，射线沿与板状样本平面法线成一定角度的方向穿过，以板状构件平面法线方向为轴旋转样本，从多个角度对样本进行扫描时，射线穿过样品的厚度相差不大，通过调节射线能量，可以获得较好的对比度灵敏度。在电子器件研发领域、古生物学与复合材料研究等领域对于CL技术的需求十分迫切。

随着数字探测器和计算机技术的发展，现代CL系统以传统分层成像技术及CT技术等为基础，迅速发展取代了传统的分层成像系统。通过数字探测器存储各个角度下的投影数据，再利用修改的CT图像重建算法对投影数据进行处理，最终得到物体的断层图像。一种常见的CL系统结构图如图1所示。扫描过程中物体以样本法线为旋转轴旋转扫描得到一系列的数字投影图。与传统方法相比，现代CL技术成像的分辨率更高，成像效果更好。图1所示的系统结构虽然成功的完成了CL扫描系统，并实现了显微级扫描，但仍有很大的改进空间，首先视野有限是限制其扫描自由度的一大问题，而单侧固定式载物台固定样本不便也是一则，质量较大物体在重力影响下垂而无法重建，样品的倾斜角不方便调整以及扫描方式单一等。

发明内容

本发明提供一种基于计算机断层扫描成像CL系统的扫描装置，目的在于能够实现应用计算机层析成像技术对板状样本的扫描，即在非同轴条件下完成投影数据采集，从而重建板状样本断层图像，以及常规CT采用的同轴扫描方式无法对板状样本进行三维层析扫描的问题，完成微米级分辨率下对板状构件的质量信息与空间结构信息重建。

为解决上述问题，本发明提供一种基于计算机断层扫描成像CL系统的扫描装置，一种基于计算机断层扫描成像CL系统的扫描装置，所述扫描装置包括：支架、机械臂、X射线源、探测器、承载架、载物台；所述机械臂具有枢接轴、第一安装座和第二安装座，所述机械臂通过所述枢接轴与所述支架枢接，所述第一安装座和第二安装座分别位于所述枢接轴的两侧；所述X射线源安装于所述机械臂的第一安装座，所述探测器安装于所述机械臂的第二安装座，所述探测器与所述X射线源对齐；所述承载架固定安装于所述支架上，所述载物台安装于所述承载架上，所述载物台上具有样本固定位置，所述承载架及所述载物台位于所述机械臂的第一安装座和第二安装座之间；相对于所述支架，所述机械臂能定位于多个角度上；且所述X射线源与所述探测器及承载架保持对齐,通过机械臂摆动可实现多角度扫描样本，并且扫描开始前不需要校正。