[发明专利]一种流体渗流过程监测的计算机层析成像系统

说明书

技术领域

本发明属于射线无损检测技术领域，尤其是计算机层析成像技术领域，涉及一种流体渗流过程监测的计算机层析成像(CT)系统。

背景技术

工业CT(简称ICT)，即工业计算机层析成像技术(Industrial Computed Tomography)，是一种先进的无损检测手段。它能在不破坏物体的前提下，通过数字化图像形式呈现被测工件的内部特征，具有不受工件结构和材质影响、检测对象范围广、空间和密度分辨率高等特点。工业CT常用的扫描方式可分为：平移-旋转(TR)模式、旋转(RO)模式、螺旋模式等。CT成像对于监测油水等流体在地质结构等对象中的渗流过程是十分有效的手段。

但现有技术中，工业CT系统多为卧式结构或立式结构，这些系统的一个共同特点是射线源和探测器布局在检测对象两侧，在扫描过程中，射线源和探测器固定不定，检测对象在旋转工作台上作精密旋转运动，检测对象在射线束中作旋转运动时，透过检测对象的射线传到探测器中，根据其强度变化，反应检测对象中射线路径上的材料对射线吸收系数的积分(即投影)，将多视角下的投影数据通过逆投影的方式可获得检测对象上射线照射断面内的吸收系数分布图像。这种计算机层析成像系统，均为检测对象旋转。在流体渗流监测试验中，由于监测对象的特殊性或渗流实验系统的复杂性，这些检测对象无法旋转，因此传统的计算机层析成像方式无法满足此类CT检测需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种流体渗流过程监测的计算机层析成像(CT)系统，该系统能够对流体渗流过程进行监测，且检测对象无须旋转。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种流体渗流过程监测的计算机层析成像系统，包括CT扫描装置、机架、线缆支架、操作控制台和图像重建处理装置，其特征在于：所述CT扫描装置中，射线源和探测器被固定在一个大圆环上，该圆环在机架内作精密旋转运动；所述系统还包括平移传动机构，机架可以在平移传动机构上做平移运动；在CT扫描时，将检测对象即流体渗流试验箱安装到支架上使之穿过圆环中心且不与圆环上部件发生碰撞，使安装有射线源和探测器的圆环精密旋转360°或180°+α，即可完成扫描，同时，使机架在平移传动机构上做平移运动，以实现不同部位的扫描，然后将扫描结果传送至图像重建处理装置重建出CT图像，并显示检测结果。

进一步，所述CT扫描装置是由环形轴承或环形导轨支撑的，采用环形齿轮齿条或同步带驱动。

进一步，所述平移传动机构采用“丝杆+直线导轨”方式或“齿轮齿条+直线导轨”方式。

进一步，所述的射线源采用电子直线加速器、X射线机、一体化X射线机或者放射性同位素，射线源的数量为一个或者多个。

进一步，所述探测器可以采用固体探测器、液体探测器、气体探测器或者是半导体探测器，其形式可以是线阵列或者面阵列，探测器的数量为一个或者多个。

进一步，所述探测器工作于积分方式或者计数方式，所述探测器的数据传输可采用无线方式，也可采用有线方式。

进一步，在CT扫描装置中，与射线源和探测器连接的线缆由可伸缩线缆支架支撑，以使射线源和探测器随圆环转动而不致线缆扭曲和缠绕。

本发明的有益效果在于：解决了传统CT扫描方式中检测对象必须旋转的问题，使得在流体渗流试验箱不运动的前提下也可对其过程进行监测。采用可伸缩机构固定射线源和探测器线缆，并采用360°或(180°+α)的旋转行程，解决了射线源和探测器旋转过程中的线缆缠绕问题，保护了线缆及高压接头，提高了长期使用的可靠性。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的主体结构示意图；

图2为CT扫描装置的正视图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图1为本发明的主体结构示意图，图2为CT扫描装置的正视图，如图所示，本发明所述系统包括CT扫描装置1、机架2、线缆支架、操作控制台、图像重建处理装置等。所述的CT扫描装置1中，射线源4和探测器5被固定在一个圆环6上，该圆环在机架2内作精密旋转运动。在CT扫描时，将检测对象(流体渗流试验箱)7安装到支架8上使之穿过圆环6中心且不致与圆环上部件发生碰撞，使安装有射线源和探测器的圆环精密旋转360°或(180°+α)，即可完成扫描，然后采用图像重建算法重建出CT图像。