专利名称：工业ct的触发装置及扫描系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业CT无损检测领域，尤其涉及一种工业CT的触发装置及扫 描系统。
背景技术：
工业CT是工业用计算机断层成像技术的简称。和传统的断层成像技术相比，工 业CT可以获得被检对象在多个自由度的断层成像。在对同一个对象进行的扫描检查中需 要多次变换扫描方式得到被检对象的三维投影图像，在这种情况下，针对各种扫描方式 下的投影图像数据必须明确其各自由度所在位置或角度，才能保证物体的三维影像被重 建。考虑到机械运动系统的行程误差、机械运动系统起停过程的速度变化以及机械的传 动误差，通过等时间间隔触发的扫描过程不均勻，得到的投影图像数据在图像重建的时 候会带来不确定的空间分辨率的误差，无法进行校正。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种工业CT的触发装置及扫描系统，可 以使扫描过程不受机械装置的传动误差和运动速度的影响，提高重建的三维影像的准确度。为了解决上述问题，本实用新型提供了一种工业CT的触发装置，包括一组位置传感器，分别安装在扫描中将运动的自由度的各传动末端上；用于保存触发条件的存储模块；用于接收所述一组位置传感器中全部或部分的输出量的接收模块；当所接收的所述输出量与至少一个所述触发条件匹配时发送触发信号的控制模 块。进一步地，所述控制模块包括定时时间等于所述射线源的激励延迟时间的第一定时器；定时时间等于所述信号采集处理装置的信号处理延迟时间的第二定时器；用于在每次启动后启动所述第一、第二定时器，并且当所述第一定时器到时后 产生用于触发所述射线源的第一触发信号、当所述第二定时器到时后产生用于触发所述 信号采集处理装置的第二触发信号的触发器；以及用于当所接收的所述输出量与至少一个触发条件匹配时启动所述触发器的 处理器。进一步地，所述控制模块还包括用于当到时后启动所述触发器的第三定时器；所述处理器每当所接收的所述输出量与至少一个所述触发条件匹配时启动所述
第三定时器。进一步地，所述处理器包括[0018]用于保存扫描中将运动的自由度的存储器；用于在所接收的所述输出量中选出与所保存的自由度对应的位置传感器的输出 量的选择器；用于将选出的输出量与所述各触发条件中相应的输出量进行比较、当与至少一 个触发条件匹配时启动所述触发器的比较器。进一步地，所述的触发装置还包括用于将扫描前不运动的自由度对应的位置传感器的输出量保存为该自由度的位 置初始值，作为本次扫描中该自由度对应的位置传感器的输出量发送给所述控制模块的 设置模块。本实用新型还提供了一种工业CT的扫描系统，包括用于当收到触发信号时产生射线的射线源；用于当收到触发信号时，根据射线穿透衰减得到图像信息并保存的信号采集处
理装置；触发装置，包括—组位置传感器，分别安装在扫描中将运动的自由度的各传动末端上；用于保存触发条件的存储模块；用于接收所述一组位置传感器中全部或部分的输出量的接收模块；当所接收的所述输出量与至少一个所述触发条件匹配时分别发送触发信号给所 述射线源和所述信号采集处理装置、并将所述与至少一个触发条件匹配的输出量与所述 触发信号一起发送给所述信号采集处理装置的控制模块；所述信号采集处理装置保存图像信息时，与本次收到所述触发信号时所收到的
输出量一起保存。进一步地，所述控制模块包括定时时间等于所述射线源的激励延迟时间的第一定时器；定时时间等于所述信号采集处理装置的信号处理延迟时间的第二定时器；用于在每次启动后启动所述第一、第二定时器，并且当所述第一定时器到时后 产生用于触发所述射线源的第一触发信号、当所述第二定时器到时后产生用于触发所述 信号采集处理装置的第二触发信号的触发器；以及用于当所接收的所述输出量与至少一个触发条件匹配时启动所述触发器的 处理器。进一步地，所述控制模块还包括用于当到时后启动所述触发器的第三定时器；所述处理器每当所接收的所述输出量与至少一个所述触发条件匹配时启动所述
第三定时器。进一步地，所述处理器包括用于保存扫描中将运动的自由度的存储器；用于在所述输出量中选出与所保存的自由度对应的位置传感器的输出量的选择 器；用于将选出的输出量与所述各触发条件中相应的输出量进行比较、当与至少一个触发条件匹配时启动所述触发器的比较器。进一步地，所述触发装置还包括用于将扫描前不运动的自由度对应的位置传感器的输出量保存为该自由度的位 置初始值，作为本次扫描中该自由度对应的位置传感器的输出量发送给所述控制模块的 设置模块。本实用新型的技术方案能够控制被检对象在多个自由度进行扫描，得到被检对 象的图像，可以不依靠运动速度和时间间隔的乘积关系来确定被检对象在某个特定自由 度的位置或角度，其每次触发扫描记录得到的投影图像具有唯一的空间位置，不受机械 装置的传动误差和运动速度的影响，保证被扫描物体的三维影像能准确重建。

图1是实施例二中工业CT的触发装置的示意框图；图2是实施例二中工业CT的扫描系统的例子的示意框图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行更详细的说明。需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例以及实施例中的各个特征可以 相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在 诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺 序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。实施例一，一种工业CT的触发装置，如图1所示，包括一组位置传感器，分别安装在扫描中将运动的自由度的各传动末端上；用于保存触发条件的存储模块，一个所述触发条件为所述一组位置传感器中全 部或部分的输出量；用于接收所述一组位置传感器中全部或部分的输出量的接收模块；当所接收的所述输出量与至少一个所述触发条件匹配时发送触发信号的控制模 块。本实施例中，所述传动末端是指传递动作的最后一个环节所用部件；所述自由 度包括平动自由度和转动自由度。如果扫描时只进行一个自由度上的运动，则不排除所述的一组位置传感器只包 括一个位置传感器。本实施例的触发装置适用于具有可控制的射线源和信号采集处理装置的工业CT 设备，所述射线源和信号采集处理装置在收到所述触发信号时工作。本实施例中将所述一组位置传感器安装在所述扫描台的机械结构的各传动末端 上，这样机械结构所达到的每一个位置都对应于一组位置传感器的输出信号。该位置传 感器输出信号仅在特定的空间位置产生，不受机械装置运动速度和传动误差的影响，消 除了机械装置运动速度不一致带来的误差。实际应用中，可以根据不同的扫描对象和扫描要求，设定所述触发条件。本实施例中，所述一组触发条件所对应的各空间位置(后文也称为触发位置)不需要是均勻的，可以按照设定的任意位置产生触发信号，例如在射线源的边缘位置可以 设置非常少的触发位置，在射线源的中心位置设置非常密集的触发位置，也可以在被扫 描对象的某些敏感位置禁止扫描。 本实施例中，所述控制模块可以具体包括定时时间等于所述射线源的激励延迟时间的第一定时器；定时时间等于所述信号采集处理装置的信号处理延迟时间的第二定时器；用于在每次启动后启动所述第一、第二定时器，并且当所述第一定时器到时后 产生用于触发所述射线源的第一触发信号、当所述第二定时器到时后产生用于触发所述 信号采集处理装置的第二触发信号的触发器；以及用于当所接收的所述输出量与至少一个触发条件匹配时启动所述触发器的 处理器。这样可以通过设置第一、第二定时器的定时时间来独立控制从发现某个位置满 足触发条件(即在该位置上时，全部或部分位置传感器的输出量与至少一个触发条件匹 配)的时刻，到射线源和信号采集处理装置收到所述触发信号的时间延迟，使所述射线 源和信号采集处理装置不会因为与本触发装置的距离不同，或是有延迟等问题而不能同 步工作。本实施例的一种实施方式中，所述控制模块还可以包括一用于当到时后启动所 述触发器的第三定时器；所述处理器每当所接收的所述输出量与至少一个所述触发条件匹配时启动所述
第三定时器。该实施方式中，所述触发装置可以自适应地在“时间”和“位置”这两种触发 方式之间切换，当一段时间内(长度为所述第三定时器的定时时间)都没有位置满足触发 条件时，则进行触发；如果有位置满足触发条件，则重新开始定时。本实施例的另一种实施方式中，所述控制模块还可以包括一用于当到时后启动 所述触发器并重新启动的第三定时器。该实施方式中，所述触发装置是两种触发方式并行，不但可以当位置满足触发 条件时进行触发，还可以定时触发。本实施例中，所述处理器具体可以但不限于包括用于保存扫描中将运动的自由度的存储器；用于在所接收的所述输出量中选出与所保存的自由度对应的位置传感器的输出 量的选择器；用于将选出的输出量与所述各触发条件中相应的输出量进行比较、当与至少一 个触发条件匹配时启动所述触发器的比较器。实际应用中，所述触发装置可以接收全部位置传感器的输出量，然后从中挑 选；也可以只接收与所保存的自由度对应的位置传感器的输出量。比如触发条件包括分别对应于X、Y、Z轴的位置传感器的输出量，假设只进行 X轴方向上的运动，此时，只需要判断与X轴对应的位置传感器的输出量是否与触发条 件匹配即可，而无需在意与其它自由度对应的位置传感器的输出量。本实施例中，所述触发装置还可以包括用于将扫描前不运动的自由度对应的
7位置传感器的输出量保存为该自由度的位置初始值，作为本次扫描中该自由度对应的位 置传感器的输出量发送给所述控制模块的设置模块。由于不运动的自由度对应的位置传 感器输出量不会发生变化，因此当重建图像时可以用所述位置初始值作为该自由度对应 的位置传感器的输出量；这样一来，在进行特定自由度的运动扫描过程中，不运动的自 由度上产生的位置偏移和误差也能够被校正。实施例二，一种工业CT的扫描系统，包括用于当收到触发信号时产生射线的射线源；用于当收到触发信号时，根据射线穿透衰减得到图像信息并保存的信号采集处
理装置；触发装置，包括一组位置传感器，分别安装在扫描中将运动的自由度的各传动末端上；用于保存触发条件的存储模块，一个所述触发条件为所述一组位置传感器中全 部或部分的输出量；用于接收所述一组位置传感器中全部或部分的输出量的接收模块；当所接收的所述输出量与至少一个所述触发条件匹配时分别发送触发信号给所 述射线源和所述信号采集处理装置、并将所述与至少一个触发条件匹配的输出量与所述 触发信号一起发送给所述信号采集处理装置的控制模块；所述信号采集处理装置保存图像信息时，与本次收到所述触发信号时所收到的
输出量一起保存。本实施例中，所述传动末端是指传递动作的最后一个环节所用部件；所述自由 度包括平动自由度和转动自由度。本实施例中，所述触发装置的其它实现细节可以同实施例一所示。本实施例中，所述射线源当收到触发信号时产生射线是指按照预先设定的扫描 模式产生射线；所述扫描模式包括所产生的射线的功率、维持时间、扫描范围等。本扫描系统中，射线源和信号采集处理装置受到触发装置的控制，由触发装置 产生的触发信号控制射线源和信号采集处理装置进行间断式的工作。射线源和信号采 集处理装置的位置可以调整，但在扫描过程中保持固定不变。被扫描的对象相对于射线 源和信号采集处理装置可以进行多个自由度的运动，包括旋转运动、平行移动和垂直移 动。实际应用中，可以根据不同的扫描对象和扫描要求，设定所述触发条件和所述 扫描模式。本实施例中将所述一组位置传感器安装在所述扫描台的机械结构的各传动末端 上，这样机械结构所达到的每一个位置都对应于一组位置传感器的输出信号。该位置传 感器输出信号仅在特定的空间位置产生，不受机械装置运动速度和传动误差的影响，消 除了机械装置运动速度不一致带来的误差。如图2所示，为本实施例的一个具体应用的例子，其中，所述射线源为一外部 控制的脉冲型加速器1 ；所述信号采集处理装置2仅在触发信号到达时才进行一个信号采 集和处理。待扫描对象放置在扫描台3上，扫描台3的机械结构(图中未画出)可以控制扫描台3进行旋转运动21、平行移动22和垂直移动23;本例中，将位置传感器安装在该扫 描台3上，实际应用中也不排除安装在待扫描物体上。在所述机械结构的旋转运动、平行移动和垂直移动的传动末端上分别固定安装 了第一、第二和第三位置传感器，分别用于产生用于指示相应自由度上的位置的输出量 10、11、12发送给触发装置4。这些位置传感器可以但不限于是基于光学、电学或机械 等类型的位置传感器，这些位置传感器所提供的一组输出量能够唯一确定所述扫描台3 上承载的待扫描对象的空间位置。在进行扫描时，所述机械结构确定待扫描对象的运动方向和运动速度。同时， 可以根据此次扫描台3的运动方向，确定输出量不会发生变化的位置传感器的当前输出 量；确定要进行扫描的若干个触发位置，并相应得到在这个或这些触发位置上，输出量 会发生变化的位置传感器(后文称为特定位置传感器)的一个或多个输出量，将这一个 或多个输出量分别与所述当前输出量组合，得到一个或多个触发条件。由于在运动过程中，有的位置传感器输出量并不变化，因此可以只将特定位置 传感器的输出量和触发条件中相应的输出量进行比较，一致时就产生触发信号，该触发 信号可以分别生成控制射线源产生射线的第一触发信号13和控制信号采集处理装置进行 扫描的第二触发信号14。触发装置可以独立控制从发现特定位置传感器位置信息符合预先设定的特定触 发位置的时刻，到射线源和信号采集处理装置开始工作的时间延迟，借以满足射线源的 激励延迟和信号采集处理装置的信号处理延迟。对射线源和信号采集处理装置的触发控 制信号的时间延时是在系统开始扫描之前预设到触发装置的。产生触发信号后，触发装置将此刻的所有位置传感器的输出量记录下来，并通 过通信方式传递给所述信号采集处理装置，由信号采集处理装置将位置传感器的输出量 和本次扫描的图像信息保存在一起。这样的扫描结果中包含的扫描图像和产生本次扫描 图像的空间位置，重建三维投影的时候能够确定扫描对象的角坐标和平面坐标，信号采 集处理装置就不需要保证每次扫描的图像信息必须按照先后顺序记录和传递，在进行图 像重建的时候可以根据位置传感器的位置信息准确的恢复其扫描图像的角坐标和平面坐 标。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各模块分别制作成各 个集成电路模块，或者将它们中的多个模块制作成单个集成电路模块来实现。当然，本发实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实 质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形， 但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种工业CT的触发装置，其特征在于，包括一组位置传感器，分别安装在扫描中将运动的自由度的各传动末端上； 用于保存触发条件的存储模块；用于接收所述一组位置传感器中全部或部分的输出量的接收模块；当所接收的所述输出量与至少一个所述触发条件匹配时发送触发信号的控制模块。
2.如权利要求1所述的触发装置，其特征在于，所述控制模块包括 定时时间等于所述射线源的激励延迟时间的第一定时器；定时时间等于所述信号采集处理装置的信号处理延迟时间的第二定时器； 用于在每次启动后启动所述第一、第二定时器，并且当所述第一定时器到时后产生 用于触发所述射线源的第一触发信号、当所述第二定时器到时后产生用于触发所述信号 采集处理装置的第二触发信号的触发器；以及用于当所接收的所述输出量与至少一个触发条件匹配时启动所述触发器的处理器。
3.如权利要求2所述的触发装置，其特征在于，所述控制模块还包括 用于当到时后启动所述触发器的第三定时器；所述处理器每当所接收的所述输出量与至少一个所述触发条件匹配时启动所述第三 定时器。
4.如权利要求1到3中任一项所述的触发装置，其特征在于，还包括用于将扫描前不运动的自由度对应的位置传感器的输出量保存为该自由度的位置初 始值，作为本次扫描中该自由度对应的位置传感器的输出量发送给所述控制模块的设置 模块。
5.—种工业CT的扫描系统，其特征在于，包括 用于当收到触发信号时产生射线的射线源；用于当收到触发信号时，根据射线穿透衰减得到图像信息并保存的信号采集处理装置；触发装置，包括一组位置传感器，分别安装在扫描中将运动的自由度的各传动末端上； 用于保存触发条件的存储模块；用于接收所述一组位置传感器中全部或部分的输出量的接收模块； 当所接收的所述输出量与至少一个所述触发条件匹配时分别发送触发信号给所述射 线源和所述信号采集处理装置、并将所述与至少一个触发条件匹配的输出量与所述触发 信号一起发送给所述信号采集处理装置的控制模块；所述信号采集处理装置保存图像信息时，与本次收到所述触发信号时所收到的输出 量一起保存。
6.如权利要求5所述的扫描系统，其特征在于，所述控制模块包括 定时时间等于所述射线源的激励延迟时间的第一定时器；定时时间等于所述信号采集处理装置的信号处理延迟时间的第二定时器； 用于在每次启动后启动所述第一、第二定时器，并且当所述第一定时器到时后产生 用于触发所述射线源的第一触发信号、当所述第二定时器到时后产生用于触发所述信号采集处理装置的第二触发信号的触发器；以及用于当所接收的所述输出量与至少一个触发条件匹配时启动所述触发器的处理。
7.如权利要求6所述的扫描系统，其特征在于，所述控制模块还包括 用于当到时后启动所述触发器的第三定时器；所述处理器每当所接收的所述输出量与至少一个所述触发条件匹配时启动所述第三 定时器。
8.如权利要求5到7中任一项所述的扫描系统，其特征在于，所述触发装置还包括 用于将扫描前不运动的自由度对应的位置传感器的输出量保存为该自由度的位置初始值，作为本次扫描中该自由度对应的位置传感器的输出量发送给所述控制模块的设置 模块。
专利摘要一种工业CT的触发装置及扫描系统；所述触发装置包括一组位置传感器，分别安装在扫描中将运动的自由度的各传动末端上；用于保存触发条件的存储模块；用于接收所述一组位置传感器中全部或部分的输出量的接收模块；当所接收的所述输出量与至少一个所述触发条件匹配时发送触发信号的控制模块。本实用新型可以使扫描过程不受机械装置的传动误差和运动速度的影响，提高重建的三维影像的准确度。
文档编号G01N23/04GK201803961SQ20102018861
公开日2011年4月20日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者任海东, 王涛, 薛涛, 龚光华 申请人:北京固鸿科技有限公司, 同方威视技术股份有限公司, 清华大学