[发明专利]一种工业在线CT及其应用

说明书

本发明属于无损检测技术领域，具体提供一种工业在线CT及其应用，突破传统工业CT对被检物尺寸的限制。包括多关节机械臂、射线源和探测器，其中多关节机械臂一端为固定端，另一端包含两个自由端，两个自由端相对设置且分别连接射线源和探测器，所述射线源发出射线垂直于探测器，被检物置于射线源和探测器之间，所述多关节机械臂支持两个自由端在三维方向位置可调，每个节点处均设有运动电机。通过将射线源和探测器一体化集成在多关节机械臂上，使其实现灵活的多种轨迹扫描检测，尤其能对更为复杂形状的被检物体进行多种复杂轨迹的检测，检测轨迹可根据物体复杂程度进行配置，实现自动和手动控制检测行为。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种工业在线CT及其应用。

背景技术

工业CT是工业用计算机断层成像技术的简称，是应用于工业中的核成像技术，其基本原理是利用放射性核素或其他辐射源发射出的、具有一定能量和强度的X射线或γ射线，依据辐射在被检测物体中的减弱和吸收特性，以及辐射在被检测物体中的衰减规律及分布情况，由探测器获得物体内部的详细信息，用计算机信息处理和图像重建技术，以图像形式显示出来。它能在对检测物体无损伤条件下，以二维断层图像或三维立体图像的形式，清晰、准确、直观地展示被检测物体的内部结构、组成、材质和缺损状况，被誉为当今最佳无损检测和无损评估技术。但是目前工业CT主要采用自屏蔽式设计，即射线源、探测器和运动部件等全部屏蔽在一个铅室内，整个工业CT产品大小就是整个铅室的大小，属于一体化打包销售，射线源和探测器都集成在三轴运动的机械柱上，大大限制了被检物的尺寸，同时被检物一般放置在转台上，无法满足在线检测的需求。

目前全球工业CT领域基本都是采用自屏蔽式工业CT机，在三轴机械柱上安装，运动轨迹主要分为：

(1)圆轨迹扫描：X射线源运动轨迹是圆形；

(2)三维相对运动：射线源和探测器在XYZ三个方向做匹配的运动来实现扫描。

虽能够满足一般的检测需求，但针对不断提高的用户要求，其检测方式、扫描轨迹、被检物形状和复杂形状准确性还有很多限制。

发明内容

本发明的主要目的是在于提供一种工业在线CT及其应用。旨在突破传统工业CT对被检物尺寸的限制，实现复杂扫描任务，提高扫描效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种工业在线CT，包括多关节机械臂、射线源和探测器，其中多关节机械臂一端为固定端，另一端包含两个自由端，两个自由端相对设置且分别连接射线源和探测器，所述射线源发出射线垂直于探测器，被检物置于射线源和探测器之间，所述多关节机械臂支持两个自由端在三维方向位置可调，每个节点处均设有运动电机。运动电机是为了给多关节机械臂运动提供动力来源。

进一步地，多关节机械臂具有至少4个节点。此处的节点个数，可以根据使用现场的情况进行选择，为了保证能够满足检测需求和多自由度，应至少具有4个节点。

进一步地，所述多关节机械臂包括依次连接的第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂；第三机械臂的末端连接两个分支机械臂，相应形成多关节机械臂的两个自由端；其中一个分支机械臂包括依次连接的第四机械臂、第六机械臂、第一固定杆，所述射线源固定安装于第一固定杆的末端；另一个分支机械臂包括依次连接的第五机械臂、第七机械臂、第二固定杆，所述探测器固定安装于第二固定杆的末端。此处仅为一种较优的布置方式，使本发明能够满足大尺寸和复杂表面被检物的扫描需求。

进一步地，所述第三机械臂一端连接第二机械臂，另一端通过集成运动电机分别连接第四机械臂和第五机械臂；其中集成运动电机包括旋转电机和两个步进电机，旋转电机转子与第三机械臂相连，定子连接于与旋转电机轴向垂直的连接杆，连接杆两端分别固定有步进电机；两个步进电机另一端分别连接第四机械臂和第五机械臂。将旋转电机与两个步进电机集成，使得多关节机械臂自由端具有更丰富的自由度，进一步满足更复杂被检物需求。