[发明专利]X射线断层扫描检查系统及方法

说明书

一种在用在X射线检查系统中的光学组件。该光学组件具有：光源；光电阴极，定位成使得该其处于由光源所发射的光路中；以及至少两个倍增电极。这些倍增电极中的一个被定位成接收由光电阴极发射的电子，并且另一个倍增电极被定位成接收由第一倍增电极发射的电子。光源优选地是LED光源或激光光源中的一种。

相关引证的交叉引用

本申请依赖于2017年12月11日提交的题为“X-Ray Tomography InspectionSystems and Methods”的美国临时专利申请号62/597,155的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本说明书涉及一种X射线扫描系统。更具体地，本说明书涉及一种固定台架式X射线检查系统，该检查系统具有围绕检查体积定位的多个X射线源，使得源发射具有不同的波束角的X射线波束。

背景技术

X射线计算机断层扫描(CT)扫描仪在机场的安全筛查中已使用了数年。常规系统包括绕轴线旋转的具有弓形X射线检测器的X射线管，该弓形X射线检测器也以相同的速度绕同一轴线旋转。其上承载了行李的传送带放置在围绕中心旋转轴线的合适的孔内，并且传送带在该管旋转时沿着轴线移动。X射线的扇形波束从源穿过待检查的对象并且随后到达X射线检测器阵列。

X射线检测器阵列在沿其长度的数个位置处记录穿过待检查对象的X射线的强度。在多个源角度中的每个处记录一组投影数据。从这些记录的X射线强度，通常可以通过滤波反投影算法来形成断层扫描(横截面)图像。在承载对象的传送机的纵向运动期间，应用X射线源的旋转扫描，以便产生对象(诸如袋子或行李)的精确的断层图像。

在常规X射线扫描仪系统中，X射线管包括被设计成朝向阳极发射电子的电子源，该阳极相对于电子源保持在高正电位(通常在15kV至450kV的范围内)。从电子源发射的低电位的电子在存在于电子源(阴极)与阳极之间的电场中加速。当加速的电子冲击阳极表面时，它们的能量的一部分(通常1％)作为X-辐射发射，平衡导致阳极的热加热或电子从阳极反向散射。

通常，X射线管的电子源包括诸如加热的钨丝的热电子发射器。线材中的电子可以获得足够的能量以从线材的表面“沸腾”出来进入周围真空，从周围真空中可以将电子提取到存在于阴极与阳极之间的电场中。

这种电子源通常以盘绕形式非常常用于宽范围的X射线管中。这种源的特性在于操作温度高于1500K，在操作温度下灯丝电阻为几欧姆，并且操作功耗根据管被设计使用的应用而在1W到20W的范围之间。

在高级X射线源中，灯丝可以用于间接加热次级电子发射区域，该次级电子发射区域通常被涂覆在具有低功函数的分配器阴极材料(例如，敷钍的多孔钨)中。在操作期间，分配器阴极材料的温度(例如，1200K操作温度)通常显著地低于标准钨丝(1500K)，这意味着分配器阴极加热至操作温度所需的热功率小于标准钨丝所需的热功率，并且通常在0.3W-2W的范围内。

这种较低的操作功率在降低总体X射线管功耗方面是有益的。这在具有多个电子枪的X射线源(诸如用于固定台架式计算机断层扫描的多焦点X射线管)中尤其重要。

在一些应用中，来自(一个或多个)电子源的功耗对整体系统设计可能是有害的，尤其是在空间有限、热散热能力有限、并且单个管封套中需要多个电子发射器的应用中(诸如在高吞吐量的行李筛查应用中部署的固定台架式计算机断层扫描系统中)。