[发明专利]一种成像用射线束的扫描装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及核技术应用领域，特别涉及人和物体的无损检测装置和方法，更具体地说，涉及一种用于背散射成像用射线束的扫描装置及方法。

背景技术

无损检测和人体检测应用中，有射线透射成像和射线背散射成像。背散射成像是通过用射线束扫描物体，同时探测器接收散射信号，数据处理时将扫描位置和散射信号点点对应即可得到散射图像。现有飞点扫描机构是带有多准直孔的旋转屏蔽体在射线扫描扇面内旋转实现第一维的扫描，通过旋转或者平移射线扫描扇面实现第二维的扫描。

但是，在上述带有多准直孔的旋转屏蔽体的结构中，飞点形成结构较为复杂，同时在不利于X射线的屏蔽。

另外，对于第一维扫描，射线在垂直平面物体上是非匀速扫描，扫描线在扫描的起始端和末端加速，会在几何变形基础上进一步纵向扩大扫描光斑，导致成像除几何变形之外的由于扫描速度变化而带来的纵向压缩变形。

此外，在进行第二维的扫描时，如果选择平移射线扫描扇面则需要平移射线发生装置和旋转屏蔽体等，机械结构会很复杂；如果选择旋转射线扫描扇面则需要克服射线发生装置和旋转屏蔽体的转动惯量，对旋转的驱动装置和旋转射线发生装置和旋转屏蔽体的轴承是个巨大考验。

还有，由于在现有技术中，辐射源例如X光机一般设置在旋转辐射体的内部，从而其扫描机构难于与现有X光机形成匹配接口，从而需要重新设计X光机的屏蔽体，增加了背散射扫描成像装置的成本。

发明内容

鉴于此，本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

相应地，本发明的目的之一在于提供一种背散射成像用射线束的扫描装置及方法，其通过一种新型的“飞点”形成结构，以实现背散射的射线束扫描。

本发明的另一目的在于提供一种能够形成连续直线运动飞点的射线束扫描装置及方法。

本发明的再一目的在于提供一种通过控制所述扫描准直孔在不同位置的形状，以控制穿过所述扫描准直孔出现到被检测对象上的射线束的截面形状的扫描装置和扫描方法。

根据本发明的一个方面，其提供一种成像用射线束的扫描装置，包括：辐射源；分别位于辐射源和被扫描对象之间的固定屏蔽板和旋转屏蔽体，其中所述固定屏蔽板相对于辐射源是固定的，所述旋转屏蔽体相对于固定屏蔽板是可旋转的，其特征在于：所述固定屏蔽板上设置有允许来自所述辐射源的射线束穿过所述固定屏蔽板的射线通过区域，旋转屏蔽体上分别设置有射线入射区域和射线岀射区域，在旋转屏蔽体旋转扫描过程中，固定屏蔽板的射线通过区域与旋转屏蔽体的射线入射区域和射线岀射区域连续相交以构成扫描准直孔，所述旋转屏蔽体为圆柱体；所述固定屏蔽板的射线通过区域为直线缝隙，所述射线入射区域和所述射线岀射区域为螺旋线缝隙，位于旋转屏蔽体纵向两端的螺旋线缝隙的宽度设置成相对于位于纵向中心位置的螺旋线缝隙的宽度窄，位于旋转屏蔽体纵向两端的螺旋线缝隙形成的扫描准直孔相对于位于纵向中心位置的扫描准直孔形成一定的角度。

在一种优选实施方式中，所述固定屏蔽板设置在所述辐射源与所述旋转屏蔽体之间。

优选地，该背散射成像用射线束的扫描装置还包括：控制装置，通过控制旋转屏蔽体的旋转速度来控制射线束的扫描速度，通过检测旋转屏蔽体的转动角度来获取射线束的出射方向。

在一种具体实施方式中，所述装置还包括用于驱动所述旋转屏蔽体旋转的驱动装置；以及所述旋转屏蔽体为空心或实心圆柱体。

具体地，所述旋转屏蔽体的旋转轴线可位于所述辐射源和所述固定屏蔽板上的所述直线缝隙共同限定的平面上。

根据本发明的另一方面，其提供一种成像用射线束的扫描方法，包括步骤：提供发射射线束的辐射源；设置分别位于辐射源和被扫描对象之间的固定屏蔽板和旋转屏蔽体，其中所述固定屏蔽板相对于辐射源是固定的，所述旋转屏蔽体相对于固定屏蔽板是可旋转的，所述固定屏蔽板上设置有允许来自所述辐射源的射线束穿过所述固定屏蔽板的射线通过区域，在旋转屏蔽体上分别设置有射线入射区域和射线岀射区域；以及设置所述旋转屏蔽体为圆柱体，旋转所述旋转屏蔽体，以使所述固定屏蔽板的射线通过区域与所述旋转屏蔽体的射线入射区域和射线岀射区域连续相交以构成扫描准直孔；设置所述固定屏蔽板的射线通过区域为直线缝隙，所述射线入射区域和所述射线岀射区域为螺旋线缝隙，位于旋转屏蔽体纵向两端的螺旋线缝隙的宽度设置成相对于位于纵向中心位置的螺旋线缝隙的宽度窄，位于旋转屏蔽体纵向两端的螺旋线缝隙形成的扫描准直孔相对于位于纵向中心位置的扫描准直孔形成一定的角度。