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申请/专利权人：清华大学

摘要：本发明公开了一种断层扫描检查装置，用于对集装箱进行安全检查，包括：固定支架，用于作为安装基体，包括固定部；回转支架，具有通透的检测通道，回转支架可自转地设置于固定支架的固定部，回转支架的旋转轴与检测通道同轴；射线源装置，设置于回转支架，用于提供具有90度至135度扫描范围的检测射线；探测器阵列，包括多个探测器，多个探测器以回转支架的旋转轴为中心环形排布于回转支架，且多个探测器中的每个探测器的射线接收窗口均对准射线源装置的放射中心；驱动机构，用于驱动回转支架在固定支架上自转。

主权项：1.一种断层扫描检查装置，用于对集装箱进行安全检查，其特征在于，包括：固定支架，用于作为安装基体，包括固定部；回转支架，具有通透的检测通道，所述回转支架可自转地设置于所述固定支架的固定部，所述回转支架的旋转轴与所述检测通道同轴；射线源装置，设置于所述回转支架，用于提供具有90度至135度扫描范围的检测射线；探测器阵列，包括多个探测器，所述多个探测器以所述回转支架的旋转轴为中心环形排布于所述回转支架，且所述多个探测器中的每个探测器的射线接收窗口均对准所述射线源装置的放射中心；驱动机构，用于驱动所述回转支架在所述固定支架上自转；所述驱动机构为直驱电机，包括内定子和外转子，所述内定子包括通透的内腔，所述内腔与所述回转支架的检测通道同轴，所述内定子固定于所述固定支架，所述外转子能够绕所述内定子转动，所述回转支架同轴地连接于所述外转子；所述固定支架的固定部为环状，直径与所述内定子的直径相同；所述内定子通过端面连接于所述固定支架的固定部，并且或者，所述回转支架连接于所述外转子的端面。

全文数据：断层扫描检查装置技术领域[0001]本发明属于安全检查技术领域，尤其涉及一种断层扫描检查装置。背景技术[0002]集装箱检查系统能够通过辐射成像的方式检查集装箱内的可疑物，可用于海关等单位的安全检查。现有集装箱辐射成像检测系统都只能给出一到两个固定方向的投影图像，且方向不能改变；当需要两个方向投影，就需要两套射线源和探测器，导致成本的大大增加。而集装箱CTComputedTomography检查装置能够给出三维图像，并能进行物质识另lj，从而可以大大降低误检率。但目前的集装箱CTComputedTomography检查装置存在体积和质量巨大的问题。发明内容[0003]本发明实施例提供一种断层扫描检查装置，可具有较小的体积。[0004]第一方面，提供一种断层扫描检查装置，用于对集装箱进行安全检查，包括：固定支架，用于作为安装基体，包括固定部;回转支架，具有通透的检测通道，回转支架可自转地设置于固定支架的固定部，回转支架的旋转轴与检测通道同轴;射线源装置，设置于回转支架，用于提供具有90度至135度扫描范围的检测射线;探测器阵列，包括多个探测器，多个探测器以回转支架的旋转轴为中心环形排布于回转支架，且多个探测器中的每个探测器的射线接收窗口均对准射线源装置的放射中心;驱动机构，用于驱动回转支架在固定支架上自转。[0005]在第一种可能的实现方式中，探测器阵列在回转支架上的排布范围大于等于回转支架的二分之一圆周。[0006]结合上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，驱动机构为直驱电机，包括内定子和外转子，内定子包括通透的内腔，内腔与回转支架的检测通道同轴，内定子固定于固定支架，外转子能够绕内定子转动，回转支架同轴地连接于外转子。[0007]结合上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，内定子通过端面连接于固定支架的固定部，并且或者，回转支架连接于外转子的端面。[0008]结合上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，固定支架的固定部为环状，直径与内定子的直径相同。[0009]结合上述可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，射线源装置包括:射线源，用于提供检测射线;屏蔽体，具有腔室以及与腔室连通的开口，射线源容纳于腔室，开口用于供射线源的射线通过;射线源驱动，用于驱动射线源在腔室内的第一位置和第二位置之间移动;其中，射线源位于第一位置时可对准开口，位于第二位置时偏离开口。[0010]结合上述可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，屏蔽体还包括屏蔽门，该屏蔽门能够关闭开口。[0011]结合上述可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，开口呈狭缝状，以使通过开口辐射的射线形成扫描面。[0012]结合上述可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，开口的张角在90度至I35度之间。、、[0013]结合上述可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，射线源为同位素射线源。[0014]结合上述可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，射线源为6〇Co、l37Cs、192Ir、75Se中的其中一种。[0015]本发明实施例提供的断层扫描检查装置，射线源装置具有较大的射线张角，因此可以增大射线的扫描范围，使得回转支架的直径得以减小。[0016]使用直驱式外转子电机，省去了传动机构，进一步降低的断层扫描检查装置的质量和体积。附图说明[0017]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0018]图1为根据本发明一个实施例提供的断层扫描检查装置的轴测图；[0019]图2为图1所示的断层扫描检查装置的主视图；[0020]图3为图2所示的断层扫描检查装置的左视图。[0021]图4为图1中射线源装置的主视图；[0022]图5为图4中射线源装置的俯视图；[0023]图6为图4的A-A剖视图。具体实施方式[0024]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0025]在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。[0027]本发明实施例提供了一种断层扫描检查装置，利用福射成像技术对集装箱进行断层扫描成像，可用于海关等场所的安检作业。[0028]参考图1至图3,图1为根据本发明一个实施例提供的断层扫描检查装置的轴测图，图2为图1所示的断层扫描检查装置的主视图，图3为图2所示的断层扫描检查装置的左视图。图1中还示出了用于传送待检测物的传送装置。[0029]如图1至图3所示，断层扫描检查装置包括固定支架100、回转支架200、射线源装置300、探测器阵列400和驱动机构。固定支架1〇〇用于作为安装基体，包括固定部110。回转支架200具有通透的检测通道210,回转支架200可自转地设置于固定支架1〇〇的固定部110,回转支架200的旋转轴与检测通道210同轴。射线源装置300设置于回转支架200,用于提供具有90度至135度扫描范围的检测射线。探测器阵列400包括探测器410、探测器420和探测器430等多个探测器，多个探测器以回转支架200的旋转轴为中心环形排布于回转支架200,且多个探测器中的每个探测器的射线接收窗口均对准射线源装置300的放射中心。驱动机构用于驱动回转支架200在固定支架100上自转。探测器阵列400用于接收由放射源装置300发出的射线，放射源装置300具有较大的辐射角度，因此当放射源装置300设置在回转支架200的环上时，射线即可覆盖检测通道210的大部分截面，不需要将放射源装置300偏置至回转支架200的外部，可以减小装置占用的空间。[0030]另外，由于放射源装置300具有较大的辐射角度，回转支架200设置较小的直径时也能使射线覆盖检测通道210的大部分截面，使得整个回转支架200的直径可以较小，从而带来重量的减轻，以及所需驱动力的减小。[0031]固定支架100包括底座和固定部110两部分。底座用于形成稳定的支撑，固定部110用于连接和固定断层扫描检查装置中的其他结构。本实施例中，固定部U0为环状结构，环状结构的外周面连接于底座上，环内的空间用于供待检测物通过。当断层扫描检查装置位于工作位置时，固定部110的环状结构位于竖直平面内，即，环状结构的轴线平行于水平面。[0032]本实施例中，驱动机构为直驱电机500。直驱电机500包括内定子和外转子，外转子套设于内定子外圆周面上，能够绕内定子转动。内定子包括通透的内腔，内腔与回转支架的检测通道同轴。内定子的内腔直径与固定部110的环状结构的内径相当，同时与回转支架200的检测通道210内径相当，供待检测物穿过。[0033]本实施例中，直驱电机500不仅仅是提供动力的部件，同时还作为传动部件连接和驱动回转支架200转动。具体地，内定子通过其端面固定于固定支架1〇〇的固定部110上，回转支架200则固定在直驱电机500的外转子的端面上。当外转子环绕内定子转动时直接驱动回转支架200转动。[0034]直驱电机500不需要额外的传动机构来驱动回转支架200,电机本身可提供较大并且稳定的转矩。[0035]本实施例中，回转支架200为圆环结构，其环内腔用于供待检测物通过，一个端面固定在直驱电机500的外转子的端面上，另一个端面用于安装固定探测器阵列400。本实施例中，回转支架200的直径为三米。[0036]探测器阵列400包括多个探测器，用于接收放射源装置300的射线。本实施例中，探测器阵列400包括多个探测器，探测器阵列400在回转支架200上的排布范围大于等于回转支架200的二分之一圆周，使得射线范围能够基本包络回转支架的环内截面。[0037]探测器为单层或多层的高压充气电离室探测器、闪烁阵列探测器或半导体阵列探测器或面阵探测器，探测器单元位置以回转支架的回转中心为中心布置，探测器的射线接收窗口朝向射线源的中心位置，即探测器窗口垂直于射线。如，探测器430中射线接收窗口431与放射源装置300发出的射线垂直。射线源装置300与探测器阵列400的阵列中间位置的探测器420距离最远，大小略大于环形支架的直径，而其余探测器单元与源距离越来越近，边缘的探测器距离源最近。[0038]射线强度与距离平方成反比，因此射线源装置300、探测器阵列400之间距离的缩小带来探测器信号增大。例如，一种设计，射线源装置到探测器的距离均为3500,而根据本发明实施例，探测器420与放射源装置300之间的距离是3000;探测器410和探测器430与放射源装置300的距离更小。因此，与上述的一种设计相比，采用同样的射线源，射线强度之比为3500X35003000X3000=1.44,增大44%。而探测器410和探测器430与放射源装置300的距离为1830，射线强度之比为3500X35001830X1830=3•87，射线强度则为原设计的3.87倍。[0039]图4为图1中射线源装置的主视图，图5为图4中射线源装置的俯视图，图6为图4的A-A剖视图。[0040]射线照射装置包括屏蔽体310和设置于屏蔽体310内部的腔室中的射线源320,屏蔽体310上具有与腔室连通的开口311，通过开口311辐射的射线形成扫描面，并且射线照射装置通过移动机构使射线源320相对于该开口311运动，使得所述射线照射装置被构造成为:通过射线源320对准或者偏离开口311实现射线照射装置快门的开启或者关闭（即向外发射检测射线或者停止发射检测射线）。[0041]根据本发明的一个实施例，具体地，屏蔽体310采用具有屏蔽性能的材料制成，其具有较好的屏蔽效果和较高的强度。例如:可以通过铅、钨、铅合金或钨合金、铀238等高密度金属或者合金制成。其主体呈椭圆形球体结构，可安装于检测通道的射线照射装置安装座上，内部具有容纳射线源320的腔室，并且屏蔽体310上设置的开口311根据实际照射需要可以选择开设为圆形孔或者呈狭缝状开口，示例性地，如图1或图2所示，可以在屏蔽体310主体上直接开设开口311，当然开口311的位置可以根据腔室中射线源320的位置确定，只要能够满足射线源320具有可对准开口311的第一位置或者偏离开口311的第二位置即可。[0042]由于本发明实施例的开口311开设于椭圆形球体结构上，当开口311为狭缝状时，其在屏蔽体310上可最大化地选择开设角度。使得射线照射装置在保证良好的屏蔽效果的同时可具有较大的张角，即呈现较宽的辐射面积。因此可以布置得尽可能靠近检测物体，减小整个检测设备所占的空间。在一些实施例中，当开口311为狭缝状，又因其本身具有足够厚度，还可以使用开口311作为射线照射装置的准直器，用于引出检测射线并对检测射线进行形状和大小的约束，使射线被准直成以射线源320为顶点的、能够涉及到整个检测物体的较大的扇形面积，这样不仅能够保证射线源320提供的射线不重复、不漏空并且无死角，又能使检测射线与对应的探测器（图未示严格对准，提高检测效率以及呈现的检测图像质量，从而能够更准确地对待测物体进行检测。[0043]屏蔽体310可以防止腔室中发射的射线从除开口311之外的其他部分泄露，为腔室提供良好的屏蔽空间防止发生射线泄露。当然，上述屏蔽体310的结构并不限于此，为保证其厚度均匀分布并便于安装，本实施例中的屏蔽体310采用椭圆球体形结构，在其它实施例中其还可以为正方体、圆柱体或者其它壳体结构，只要其厚度能够满足屏蔽需要即可。[0044]根据本发明的实施例，射线源320通过安装部安装于腔室中，因此上述屏蔽体310内部的腔室根据射线源320安装部的形状被相应地设置。根据射线源320和开口311彼此的配合状态形成第一位置和第二位置。而上述移动机构则可以使射线源320相对于开口311在第一位置和第二位置之间进行运动。[0045]当然，本发明对于射线源32〇的类型不做限制，根据本发明的实施例，射线源320例如可以为:X射线源或者y射线源。其中X射线源包括X光机和电子加速器；y射线源包括同位素射线源，具体地，可以包括，⑺严严:^^^优选采用^⑴其能量高河配合开口311提供的较大张角以形成较强的扇形扫描面，对待测物体进行更为精准的扫描检测。[0046]在可选实施例中，屏蔽体还包括屏蔽门，该屏蔽门能够关闭开口。屏蔽门可以为具有与屏蔽体轮廓形状相匹配的板体，从而可以在屏蔽体表面滑动以覆盖开口。或者将开口一侧的部分屏蔽体设置为分体式并且可在开口的缝隙的宽度方向上移动，从而实现缝隙的闭合和打开。[0047]为更好地理解本发明的射线源照射装置如何实现快门的开启和关闭，以下将根据图6示例性地对本发明实施例中的几种射线照射装置进行说明。[0048]请参见图6，根据本发明的一个实施例，具体地，移动机构与射线源320连接，驱动射线源320进行直线往复运动，以实现其相对开口处于第一位置或者第二位置。具体地，如图所示，为保证射线源320在直线往复运动中的平稳性以及安全性，屏蔽体的腔室为垂直于开口311设置的圆柱形通孔，射线源320通过两端连接的安装杆321可滑动安装于腔室中，并且为保证射线不会从通孔中泄漏，安装杆321采用屏蔽材料制成。示例性地，通过在射线源320包壳两端设置凹接部与安装杆321的凸接部配合连接，当然射线源320还可以通过其他连接方式与安装杆321配合。[0049]上述移动机构为气缸330，气缸330与安装杆321连接传动，或者通过连接杆与安装杆321间接配合传动，当然本发明对气缸330与安装杆321之间的连接方式不做限制，只要能够实现彼此之间可拆卸的固定连接即可。控制气缸330启动，驱动安装杆321在腔室中沿其轴向方向进行直线往复运动，即可实现射线源320移动，在第一位置和第二位置之间切换。在一些实施例中，安装杆321的横截面还可以为正方形、长方形或者其他形状，其只要与腔室配合可以实现直线往复运动即可。[0050]并且移动机构还可以为液压缸或者电动推杆或者电磁铁，当然液压缸和电动推杆对射线源320安装杆321的驱动形式与气缸330类似，故不再赘述。当然本发明对于上述移动机构不做限制，只要能够提供驱动力驱动安装杆321进行直线往复运动，实现射线源320可以对准或者偏离开口即可。在其他的实施例中，还可以采用其他电动机构作为射线源320的驱动机构，例如还可以采用非直接驱动方式，示例性地，可以通过电机带动齿轮和齿条结构为安装杆321提供直线运动的驱动力，其中，齿条与安装杆321连接，电机通过驱动齿轮转动，实现与齿轮啮合的齿条进行直线往复运动，从而带动安装杆321进行直线往复运动。再例如，驱动机构还可以采用电机驱动丝杠螺母运动，从而实现与其连接的安装杆321带动射线源320进行直线往复运动。当然上述驱动机构中不一定要由电机提供驱动力，在其他实施例中还可以选择其他可提供动力的机构或者由人工操作替代，其中，电机可以直接驱动也可以连接减速器进行驱动。[0051]通过射线源320在腔室中的直线往复运动，实现在第一位置对准开口311或者在第二位置偏离开口311控制快门的开启和关闭，由于射线源320以及安装杆321的体积小、质量轻，使本发明的射线照射装置相比以往射线照射装置中通过在装置外部设置单独的快门开启或者关闭结构，可以有效提高快门的开启和关闭速度，同时避免以往的快门开启或者关闭结构给装置本身带来的冲击力，从而延长射线照射装置的使用寿命。并且由于快门的开启速度快，福射张角可以控制，因此示例性地，在对车辆进行检测时，可以在驾乘人员驾驶车辆进入检测通道时，快速控制快门开启，在对除驾驶室外的车体以及携带物品进行快速照射后，即可使车辆驶离检测通道，能够省去拖动系统，简化安全检测设备的结构并节省成本。[0052]以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

权利要求：1.一种断层扫描检查装置，用于对集装箱进行安全检查，其特征在于，包括：固定支架，用于作为安装基体，包括固定部；回转支架，具有通透的检测通道，所述回转支架可自转地设置于所述固定支架的固定部，所述回转支架的旋转轴与所述检测通道同轴；射线源装置，设置于所述回转支架，用于提供具有90度至135度扫描范围的检测射线；探测器阵列，包括多个探测器，所述多个探测器以所述回转支架的旋转轴为中心环形排布于所述回转支架，且所述多个探测器中的每个探测器的射线接收窗口均对准所述射线源装置的放射中心；驱动机构，用于驱动所述回转支架在所述固定支架上自转。2.根据权利要求1所述的断层扫描检查装置，其特征在于，所述探测器阵列在所述回转支架上的排布范围大于等于所述回转支架的二分之一圆周。3.根据权利要求1或2所述的断层扫描检查装置，其特征在于，所述驱动机构为直驱电机，包括内定子和外转子，所述内定子包括通透的内腔，所述内腔与所述回转支架的检测通道同轴，所述内定子固定于所述固定支架，所述外转子能够绕所述内定子转动，所述回转支架同轴地连接于所述外转子。4.根据权利要求3所述的断层扫描检查装置，其特征在于，所述内定子通过端面连接于所述固定支架的固定部，并且或者，所述回转支架连接于所述外转子的端面。5.根据权利要求3所述的断层扫描检查装置，其特征在于，所述固定支架的固定部为环状，直径与所述内定子的直径相同。6.根据权利要求1-5任一所述的断层扫描检查装置，其特征在于，所述射线源装置包括：射线源，用于提供检测射线；屏蔽体，具有腔室以及与所述腔室连通的开口，所述射线源容纳于所述腔室，所述开口用于供所述射线源的射线通过；射线源驱动，用于驱动所述射线源在所述腔室内的第一位置和第二位置之间移动；其中，所述射线源位于所述第一位置时可对准所述开口，位于所述第二位置时偏离所述开口。7.根据权利要求8所述的断层扫描检查装置，其特征在于，所述屏蔽体还包括屏蔽门’该屏蔽门能够关闭所述开口。8.根据权利要求7所述的断层扫描检查装置，其特征在于，所述开口呈狭缝状，以使通过所述开口辐射的射线形成扫描面。9.根据权利要求6至8中任一项所述的断层扫描检查装置，其特征在于，所述开口的张角在90度至135度之间。、10.根据权利要求6至8中任一项所述的断层扫描检查装置，其特征在于，所述射线源为同位素射线源。111.根据权利要求6至8中任一项所述的断层扫描检查装置，其特征在于，所述射线源为60Co、137Cs、192Ir、75Se中的其中一种。

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