[发明专利]一种高速物体X射线实时成像系统及系统的成像方法

权利要求书

1.一种高速物体X射线实时成像系统，其特征在于，所述的系统按照成像的流程依次包括：X射线源，图像增强器，透镜组合及高速CCD相机；

X射线源发射出X射线穿过被照射物体进入图像增强器，其中的光线从图像增强器中传出进入透镜组合；

所述的图像增强器位于X射线源、被照射物体所在的一条直线上，像增强器与X射线源的距离按照被照射物体所在的位置进行调整，调整至以被照射物体可以完全成像在像增强器上；

所述的图像增强器包括闪烁体、光阴极（3.2）和微通道板（3.3）；闪烁体分为第一部分闪烁体（3.1）、第二部分闪烁体（3.4）；第一部分闪烁体（3.1）通过光阴极（3.2）与微通道板（3.3）耦合，微通道板（3.3）与第二部分闪烁体（3.4）耦合；

第一部分闪烁体（3.1）、第二部分闪烁体（3.4）、微通道板（3.3）高度相同，且高度可调节；第二部分闪烁体（3.4）的种类与第一部分闪烁体（3.1）相同； 所述的透镜组合包括全反射镜及组合透镜，透镜组合与第一部分闪烁体（3.1）位于同一高度；全反射镜将光路旋转，高速CCD相机则沿光路放置。

2.根据权利要求1所述的一种高速物体X射线实时成像系统，其特征在于，所述的所述X射线源为同步辐射源，具体表现为锥形源。

3.根据权利要求1所述的一种高速物体X射线实时成像系统，其特征在于，所述的第一部分闪烁体（3.1）为光衰减时间短的阵列式闪烁体；光衰减时间为47~50ns；第二部分闪烁体（3.4）为光产额大的闪烁体或者与第一部分闪烁体相同。

4.根据权利要求1所述的一种高速物体X射线实时成像系统，其特征在于，所述的第一部分闪烁体（3.1）厚度为毫米量级；第一部分闪烁体（3.1）用支架固定，支架高度可调节；第一部分的闪烁体（3.1）选择BaF₂、CeBr₃、LuI₃:Ce或者LYSO。

5.根据权利要求1所述的一种高速物体X射线实时成像系统，其特征在于，所述的光阴极（3.2）为双碱式光阴极。

6.根据权利要求1所述的一种高速物体X射线实时成像系统，其特征在于，所述的微通道板（3.3）的形状为聚集了若干个细微的平行空心玻璃管的薄圆片，薄片两端面镀有镍铬金属薄膜；外环为一圈镀有镍铬金属薄膜但没有通道的实体边；所述微通道板（3.3）用支架固定与第一部分闪烁体（3.1）相同高度，支架高度可调节；且闪烁体均为阵列式，闪烁体阵列之间由硅填充。

7.根据权利要求1所述的一种高速物体X射线实时成像系统，其特征在于，所述的透镜组合由数个光学透镜组成，每个透镜由支架固定，与第一部分闪烁体（3.1）固定在同一高度上。

8.根据权利要求1~7任一所述的高速物体X射线实时成像系统的成像方法，其特征在于，所述的系统成像方法具体如下：

步骤一：首先搭建平台，将X射线源、图像增强器和透镜组合摆放在同一条直线，同一高度上，并将高速CCD相机放置在全反射镜反射的光路方向；高速CCD相机与透镜组合为一体化；

步骤二：打开X射线源，根据闪烁体的光衰减时间选择对应的X射线源发射的X射线的频率，使二者相匹配；

步骤三：选择完X射线的频率之后，打开高速CCD相机，并打开计算机上的软件，调整并选择CCD相机的拍摄速率；

步骤四：选择完CCD相机拍摄速率后将X射线源关闭，将被照射的被照射物体放置在X射线源与图像增强器之间，被照射物体的高度和图像增强器保持在同一高度；

步骤五：调整好被照射物体的高度之后，首先打开X射线源，同时观察计算机上是否得到CCD相机传输来的拍摄得到的图像；如果有的话，则进行下一步；如果没有则重复步骤一到步骤四至调出图像为止，在计算机上收集得到图像。

9.根据权利要求8所述的高速物体X射线实时成像系统的成像方法，其特征在于，所述的光路方向为90度方向。

10.根据权利要求8所述的高速物体X射线实时成像系统的成像方法，其特征在于，该方法还可以应用于研究高功率激光照射下的材料内部变化规律，具体步骤如下：

步骤一：首先搭建平台，将X射线源、图像增强器和透镜组合摆放在同一条直线，同一高度上，并将高速CCD相机放置在全反射镜反射的光路方向；高速CCD相机与透镜组合为一体化；

步骤二：打开X射线源以及激光源（或者其他能够引起被照射物体内部形变的方式），根据闪烁体的光衰减时间选择对应的X射线源发射的X射线的频率、激光源发射的激光的频率，使三者相匹配；

步骤三：选择完X射线的频率、激光的频率之后，关闭高功率激光源，并打开高速CCD相机，并打开计算机上的软件，调整并选择CCD相机的拍摄速率；

步骤四：选择完CCD相机拍摄速率后将X射线源关闭，将被照射的被照射物体放置在X射线源与图像增强器之间，被照射物体的高度和图像增强器保持在同一高度；

步骤五：调整好被照射物体的高度之后，首先打开X射线源，同时观察计算机上是否得到CCD相机传输来的拍摄得到的图像；如果有的话，则进行下一步；如果没有则重复步骤一到步骤四至调出图像为止；

步骤六：在计算机上得到所成的图像之后打开高功率激光源，调节激光源的频率并发射激光照射在被照射物体上；

步骤七：在计算机上收集得到的图像；并进行处理；

步骤八：得到图像后，先关闭激光源，再关闭X射线源，最后关闭CCD相机，最后收起装置；

步骤九：整理拍摄得到的照片，对比得出被照射物体在被高功率激光照射下的内部变化规律。