[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

说明书

本发明公开了一种高速物体X射线实时成像系统及系统的成像方法，属于X射线成像领域，本发明通过具有脉冲式高频率的X射线源、图像增强器；快衰减时间的闪烁体、高速CCD相机及计算机的系统组合。以及利用该系统的成像方法。本发明能够对高速运动的物体进行实时成像，在极短时间内材料内部的变化情况，或者是终端弹道学的物理运动规律，可以观察到光学相机无法拍测到的物体运动，如炮弹几种目标的终端弹道的运动方式、材料收碰撞后的微观变化。

技术领域

本发明属于X射线成像领域，涉及一种对高速运动物体的高速成像，具体是指一种高速物体X射线实时成像系统及系统的成像方法。

背景技术

与普通的成像技术相比，X射线成像技术有其特有的优势，特别是针对于普通光学相机无法拍摄到的事物。而目前的光学相机虽然可以对高速运动的物体进行高速成像，但是其仍有相当大的局限性。而结合X射线成像的特点，在现有技术中，依靠快衰减的闪烁体和可以进行高速成像的CCD相机，并通过像增强器，从而实现X射线高速成像。

当前X射线成像技术已经相当成熟，并且X射线成像的应用也相当广泛，在能量不高的情况下，对人体的伤害也在可接受的范围之内。目前X射线成像可应用与工业检伤、医学成像、安检等方面，并且可以达到较高的空间分辨率。

但是目前的X射线成像大多是针对一个运动缓慢甚至静止的物体进行成像，所得到的结果很难体现出时间特性，难以对高速运动的物体进行实时成像，例如在极短时间内材料内部的变化情况，或者是终端弹道学的物理运动规律等等，以往的X射线成像都很难捕捉到这一情形。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种高速物体X射线实时成像系统及系统的成像方法，本发明实时成像主要通过具有脉冲式高频率的X射线源、图像增强器；快衰减时间的闪烁体、高速CCD相机及计算机的系统组合，通过该发明可以观察到光学相机无法拍测到的物体运动，如炮弹几种目标的终端弹道的运动方式、材料收碰撞后的微观变化。

本发明是这样实现的：

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（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以保证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、光阴极和微通道板；闪烁体分为第一部分闪烁体、第二部分闪烁体；第一部分闪烁体通过光阴极与微通道板耦合，微通道板与第二部分闪烁体耦合。第一部分闪烁体、第二部分闪烁体、微通道板高度相同，且高度可调节；第二部分闪烁体的种类与第一部分闪烁体相同。

所述的透镜组合包括全反射镜及具有放大功能的组合透镜，放大倍数与所选择的成像的空间分辨率有关，透镜组合与第一部分闪烁体位于同一高度；第二部分闪烁体种类与第一部分闪烁体相同或者在保证光衰减时间不超过实际需求的情况下选择光产额较高的闪烁体；第二部分闪烁体采用阵列式的原因与所述第一部分闪烁体采用阵列式结构的原因相同，即有利于提高成像空间分辨率；全反射镜将光路旋转，高速CCD相机则沿光路放置。

透镜组合起放大作用，可在一定程度上提高系统的空间分辨率；同时采用全反射镜的结构，可以避免X射线直接照射对CCD相机造成损坏。CCD相机与透镜组合需要紧密联合在一起，以避免外部光源对成像造成的影响。

进一步，所述的所述X射线源为同步辐射源，具体表现为锥形源。