[发明专利]一种多自由度工业X射线断层成像系统

说明书

本发明公开了一种多自由度工业X射线断层成像系统，其包括：X射线源，其产生的X射线照射置于载物台上的待检对象；探测器，其探测穿过所述待检对象的X射线；载物台，其设有摆角调节机构，所述摆角调节机构驱动所述载物台绕Y轴摆动；其中，所述X射线源和探测器均具有Z向自由度。本申请提供的技术方案可实现待检工件的两种成像模式，通过载物台摆角调整功能和X射线源与探测器的反方向同步联动曝光采集可实现待检工件的多角度层析成像，通过载物台摆角调整和载物台的旋转相配合可实现待检工件的多角度断层重建成像，从而更好的满足工业检测的需求。

技术领域

本发明涉及一种工业X射线断层成像系统。更具体地说，本发明涉及一种多自由度工业X射线断层成像系统。

背景技术

工业X射线断层成像技术(CT，Computed Tomography)是一种无损的数字化测量方法。它利用射线对物体进行扫描，从投影数据中重建出被测物体的切片图像和三维图像，进而对任意形状，尤其是对结构封闭的工业器件进行各种分析。X射线断层成像系统已成为当今最先进的成像技术之一，凭借其非接触、无破坏性、高分辨率、无影像重叠等优点成为工业中不可或缺的重要技术。

但目前的工业X射线断层成像设备通常只有载物台前后、左右、上下和旋转四个自由度。采用这种形式的设备进行物件3D成像时，只能对垂直于竖直轴的物体切片进行扫描，不能实现物体其他角度的切片成像。在实际工业零件的检测中，经常需要根据不同工件的形状尺寸和待检测区域的分布，在不同角度不同方位进行断层扫描，以便获得更好的检测结果。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种多自由度工业X射线断层成像系统，其能够使射线源从待检工件的不同角度进行扫描，实现物体多角度断层重建，从而满足X射线断层扫描多角度断层检测的需求。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多自由度工业X射线断层成像系统，其包括：

X射线源，其产生的X射线照射置于载物台上的待检对象；

探测器，其探测穿过所述待检对象的X射线；

载物台，其设有摆角调节机构，所述摆角调节机构驱动所述载物台绕Y轴摆动；

其中，所述X射线源和探测器均具有Z向自由度。

优选的是，其中，所述载物台还设有X、Y、Z三方向上的平移运动机构。

优选的是，其中，所述载物台还设有以Z方向为旋转中心线的回转运动机构。

优选的是，其中，滑环，其设于所述回转运动机构与所述摆角调节机构之间，实现所述摆角调节机构的供电和信号传输，避免载物台旋转过程中线路的缠绕。

优选的是，其中，还包括：

校准单元，其采集校准体模在360度旋转范围内的投影数据，并通过所述投影数据计算得到断层成像系统的真实几何尺寸。

高质量的CT成像是实现工件无损检测精准测量和准确识别的关键所在，在X射线断层成像系统的实际应用中，由于机械设备本身几何位置反馈精度达不到重建算法的精度要求，影响重建图像质量，由此为获取高质量的重建图像，需要对系统的几何尺寸进行校正。

优选的是，其中，所述校准体模包括：

支撑载体；

若干个球体，其固设于所述支撑载体的不同高度位置；

其中，所述球体的密度大于所述支撑载体的密度。

本申请文件的校准方法是基于校准体模上的标记点(即小球质心点)在圆轨道扫描范围内投影的特点，计算得到系统的几何参数。