专利名称：组合式射线无损检测方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组合式射线无损检测方法及系统，特别涉及一种采用g射线源和X射线源，以及线阵探测器和面阵探测器，能以多种射线源-探测器组合方式对工件进行高精度DR/CT辐射成像检测的组合式射线无损检测方法及系统，属于射线无损检测技术领域，可应用于国防、航空航天、工业和科研等领域的精细无损检测。
背景技术：
DR (Digital Radiography,数字福射成像)和 CT (Computed Tomography,计算机 断层成像)技术是医学和工业领域常用的射线无损检测技术。现有的射线无损检测系统往往性能单一，主要针对某一类工件或缺陷进行检测，其性能指标如反差灵敏度、空间分辨率、穿透能力和长期稳定性等，多是单项突出而难于兼顾。根据所使用的射线源不同，射线无损检测系统分为高能系统和中低能系统。高能系统通常采用X射线加速器作为射线源，中低能系统通常采用X光机或放射性同位素作为射线源。对于不同的射线源，由于射线能量不同，强度不同，靶点尺寸不同，输出稳定性不同，造成所适用的检测工件厚度范围、缺陷分辨能力等检测指标也不同。另一方面，用于辐射成像的探测器也有多种，其探测效率、探测灵敏度、像素尺寸、成像速度、抗辐照性和环境适应性等各有不同。而且，探测性能跟入射射线能量也有很大关系，即使同一种探测器，对不同能量段的x/g射线，其信号响应特性也存在显著差别，对某一能量段的射线不适合，而对另一能量段则可能很理想。然而，现有技术中公开的射线无损检测系统存在一个共同的特点，就是通常只使用一种射线源和一种探测器，即射线源只单独使用X光机、X射线加速器或g射线源中的一种，探测器只使用面阵探测器和线阵探测器中的一种，多个能量段与高稳定性难于同时获得，不同类型探测器的优势难于充分发挥，缺陷分辨能力受限，难于获得宽能量范围的探测效果，其局限性和不足具体描述如下
I、射线能量范围窄，适于检测的对象受到限制
一般来讲，射线能量越高，穿透能力越强，但更高的射线能量并不一定带来更高的检测精度。射线能量偏低，会导致穿透能力不足；射线能量过高，穿透能力增强，但是射线衰减过少，会降低成像系统的反差灵敏度，影响成像质量。对于不同大小的工件和工件内不同尺寸的缺陷，需要用不同能量的射线检测，或者说，对一定能量的射线，存在一个最佳厚度测量范围。例如，450kV X光机的最佳检测厚度约为2. 3cm等效铁厚度，Co-60 g射线源的最佳检测厚度约为4. 7cm等效铁厚度，15MeV X射线加速器的最佳检测厚度约为8cm等效铁厚度，等等。使用不同射线源的检测系统在其最佳检测厚度附近能获得最高的检测精度，检测效果最好，而偏离这个范围，其检测能力就会下降。因此，采用单个射线源的检测系统，受射线能量范围限制，其适于检测的对象范围较窄，缺陷分辨能力有限，这也是工业CT系统往往需要根据检测对象进行定制的重要原因。2、不能综合利用不同类型射线源的优点最大限度提高检测能力任何一种射线源用于辐射成像都有其优点，也有其不足，具体表现在(i) X光机射线源焦点尺寸�。湎咔慷雀撸梢允迪趾芨叩目占浞直媛剩巧湎吣芰拷系停芷资橇祝嬖诖┩改芰Σ磺亢蜕湎呤不任侍猓杂谥柿亢穸冉闲〉墓ぜ泻芎玫募觳庑Ч杂谥柿亢穸冉洗�、稳定性要求很高，和缺陷的尺寸需要精细定量检测的要求就难于满足；(ii)x射线加速器的射线能量高，强度大，可以穿透较厚的工件，但是靶点大，射线强度及能量的空间分布差异大，前冲性大，且X射线输出稳定性较差，能谱也是连续谱，同样存在射线束硬化问题，能检测质量厚度较大的工件，但空间分辨率、检测灵敏度和测量稳定性等都受到限制。另外，由于加速器的X射线束张角�。觳饨洗蟪叽绲墓ぜ觳庀低痴加玫目占渚徒洗螅到峁挂埠芨丛樱曳浞阑ひ笠埠芨撸�(iii) g射线源，如CO-60，其射线强度以固定的半衰期逐渐减弱，在任意时刻都是确定且可计算出的，其强度的空间分布各向同性，其产生的g射线为I. 17MeV和I. 33MeV的单能g射线，基本不存在射线硬化问题，穿透能力较强，与4MeV加速器相当，而且特别适合检测工件在较长时期内质量厚度的微小变化，但也存在射线源靶点尺寸较大、射线强度较低的不足。这几种射线源中的任何一种单独使用都有其局限性，如果将它们结合使用，尤其是将例如Co-60的g射线源与X光机结合使用，就能弥补各自的不足，使组合式检测系统能发挥出最大效能。3、不能充分发挥各种探测器的优点，最大限度地提高检测能力 不同类型探测器具有不同的特点，各有优点也各有局限性，具体表现在(i)面阵探测器空间分辨率高，可达μ m级，成像速度快，但灵敏体厚度仅有O. 2 O. 5_，探测效率低，次级电子串扰难于消除，对于低能射线的探测比较合适；(ii)固体线阵探测器灵敏体厚度可达cm级，探测效率高，检测灵敏度高，但空间分辨率难于做到μ m级，需要逐行扫描，成像速度慢，而且易受辐照、环境温湿度等因素影响，长期稳定性较差；(iii)气体线阵探测器性能稳定，环境适应性强，耐辐照，但探测器单元的尺寸难于做�。占浞直媛适艿浇洗笙拗�。因此，对于不同的射线能量和不同的缺陷，需要用不同类型的探测器才能获得最佳检测效果，单一类型的探测器难于胜任复杂的检测要求。4、无法同时满足灵敏度高、穿透能力强和长期稳定性好的检测需求
在某些特殊领域，检测对象质量厚度较大(相当于几厘米铁)，而检测精度要求又非常高要分辨出细微的(μ m级)裂缝、脱落、鼓泡等缺陷，能发现较长时期(数月，甚至数年)内发生的O. 1%的微小质量厚度变化等。这种情况对于空间分辨率、检测灵敏度和长期稳定性等指标的要求都很高，是现有辐射成像检测系统难于实现的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有辐射成像检测系统采用单一射线源和单一探测器工作模式的不足，在一套集成的小型化系统上，实现对工件的多能量段、多模式组合检测，以同时满足高检测分辨率、高探测灵敏度、较强的射线穿透能力和良好的长期稳定性等检测要求。为解决上述技术问题，本发明提出了一种组合式射线无损检测方法，以及应用该方法的一种组合式射线无损检测系统，该方法及系统在一个包括g射线源和X射线源，以及线阵探测器和面阵探测器的组合式射线无损检测系统上，通过不同射线源与不同探测器的多种组合，实现多能量段、多检测模式、高分辨率、高精度、高稳定性的DR/CT射线无损检测。本发明的组合式射线无损检测方法，具体为
利用射线源产生的X射线或g射线对工件进行照射，用探测器接收穿过工件的射线，并转换成数字信号，然后对信号进行处理，得到工件的辐射图像，其中，射线源采用包含X射线源和g射线源的组合式射线源，探测器采用包含固体线阵探测器、气体线阵探测器和面阵探测器的组合式探测器，通过切换不同的射线源和探测器组成不同的检测单元，实现对工件的DR扫描成像或断层CT成像或锥束CT成像；所述组合式射线源和组合式探测器，以及工件转台均安装在同一刚性基座上。进一步，所述组合式射线源的射线出口设置有前准直器，该前准直器将射线准直成扇形束或锥形束，所述组合式探测器的射线入口设置有后准直器；当切入的探测器为固体线阵探测器或气体线阵探测器时，所述后准直器将射线准直成与探测器单元高度、数量相当的小射线束，其准直缝宽度小于所述探测器单元宽度；在进行DR成像时，所述后准直器可沿探测器单元宽度方向蠕动，每蠕动一次获取一组投影数据，每次蠕动的距离为准直缝宽度。
一种应用上述方法的组合式射线无损检测系统，包括一个刚性基座，基座上依次间隔排列有射线源支架、工件转台、探测器支架；射线源支架上设置有包含g射线源和X射线源的组合式射线源，以及用于将组合式射线源中的不同射线源移入工作位置的切换机构，和对移入的射线源进行上下、前后、左右和旋转操作的机构；探测器支架上设置有包含固体线阵探测器、气体线阵探测器和面阵探测器的组合式探测器，以及用于将组合式探测器中的不同探测器移入工作位置的切换机构，和对移入的探测器进行上下、前后、左右和旋转操作的机构；射线源支架上设置有能够将射线源输出的射线准直成扇形束或锥形束的前准直器，探测器支架上设置有对射线做进一步准直处理的后准直器；所述气体线阵探测器和所述固体线阵探测器均为圆弧形结构，当其被移入工作位置上后，探测器上各探测器单元的射线入射窗沿着以处于工作位置上的射线源的源心为圆心的圆弧均匀紧密排列，且每个探测器单元的中心线均通过所述圆心，与气体线阵探测器或固体线阵探测器相配的后准直器同样为以处于工作位置上的射线源的源心为圆心的圆弧形结构，该后准直器的准直缝可将所述扇形射线束准直成与探测器上的各探测器单元一一对应的小射线束，并且准直缝的宽度小于探测器单元的宽度；在进行DR成像时，所述后准直器紧邻所述气体线阵探测器或固体线阵探测器，且可沿探测器单元的排列方向蠕动，每次蠕动的距离为准直缝的宽度。进一步，所述准直缝的宽度为探测器单元宽度的1/2、1/3或1/4。进一步,所述g射线源是Co-60、Cs-137或Ir_192放射性同位素g射线源。进一步，所述X射线源是小焦点X光机、微焦点X光机和/或X射线加速器。进一步，所述面阵探测器是非晶硅、非晶硒或CMOS面阵探测器。进一步，所述气体线阵探测器是充气电离室、多丝正比室或盖格计数管线阵探测器。进一步，所述固体线阵探测器是固体闪烁体线阵探测器或半导体线阵探测器。进一步，所述固体闪烁体线阵探测器的闪烁体是NaI、CsI、CdWO4、LaBr3或LaCl3。实践证明，本发明的多能量段、多模式、高精度组合式射线无损检测方法及系统对于被检工件及其内部缺陷具有很好的检测效果，既可以达到很高的空间分辨率和密度分辨率，又可以对工件内部感兴趣区在长时期内的微小质量厚度变化进行检测。本发明检测系统的射线源能量范围宽，既可包含中高能的g射线源(射线能量从几百keV 几千keV)，又包含中低能的X射线源(射线能量从几十keV 几百keV)，可以综合利用多能量段、不同属性射线的优点，适于检测的工件质量厚度范围更大，可以实现更强大的功能和达到更高的检测能力；将不同射线源分别与面阵探测器或气体线阵探测器或固体线阵探测器组合，构成不同的射线源-探测器检测单元，既可以进行不同解析度的快速三维锥束CT立体成像检测，也可以对重点区域进行二维扫描DR或二维断层CT精细无损检测，充分发挥各种成像探测器的优势；将不同种类射线源和不同类型探测器通过巧妙的结构设计有机结合为一个整体，一套装置可以提供几种到几十种射线源-探测器组合模式，相当于同时拥有几套不同类型的检测系统，既有更强的对象适应性，又能充分发挥不同类型射线源和探测器的特点，达到更高的缺陷检测能力。本发明检测系统结构紧凑，体积小、占地面积少，对工件厚度、形状和尺寸的适应能力强，缺陷检测精度高，功能强大，性价比高，特别适用于检测对象差异较大及检测要求较高的应用场所，可以满足国防、航空航天、工业和科研等部门的各种高精度复杂检测要求。
图I是本发明组合式射线无损检测系统的立体图。图2是线阵探测器的探测器单元和后准直器准直缝的结构形式，以及后准直器蠕动方向的局部放大不意图。图3是g射线源的侧视剖面图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的具体实施方式
进行详细说明。如图I所示，本发明组合式射线无损检测系统包括基座5及其底部的垫铁14 ;垂直固定在基座上的射线源支架10和探测器支架I ;可沿射线源支架10升降或平移并定位的射线源机架12 ;可沿探测器支架I升降或平移并定位的探测器机架7 ;固定在射线源机架12上的X射线源9和g射线源13 ;固定在探测器机架7上的面阵探测器6、固体线阵探测器2和气体线阵探测器4 ;工件转台15及其上的工件卡具8 ;以及射线源的前准直器11和线阵探测器的后准直器3。工件转台15可以旋转和升降，也可以沿平行或垂直于射线源与探测器连线的方向平移。射线源和探测器可以随各自机架升降或平移，并精确定位到指定位置。X射线源9和g射线源13的射线出口处都分别装有前准直器11，该前准直器11由铅合金、钨合金或贫铀材料制成，其内部设有水平喇叭形狭缝和方锥形开孔，可通过水平移位进行切换，将射线准直成扇形束或方锥形束，分别用于线阵探测器或面阵探测器成像。固体线阵探测器2和气体线阵探测器4的射线入口侧都分别装有后准直器3，用于将即将进入线阵探测器的扇形射线进一步准直成与探测器单元对应的多个小射线束。面阵探测器6的活性区(即由用于探测X或g射线的敏感材料构成的方形区域)以外的方框形区域用铅合金或钨合金平板屏蔽材料覆盖(附图I中未示出)，以防止射线对面阵探测器6的电子元器件产生辐照损伤。基座5由整体的铸铁、石材或钢结构框架制成，既起到刚性支撑和减震作用，又是整个检测系统安装和调校的基准面。垫铁14用来将基座5调节到水平状态，一般为4个、6个或8个，分布在基座5下表面的四个角或四边的中间位置。本发明的检测系统包含了面阵探测器和线阵探测器，可分别与X射线源或g射线源组合，进行DR成像和CT成像，其工作模式包括
面阵探测器DR成像将选定射线源和面阵探测器升降或平移到设定位置，使得射线源中心和面阵探测器中心位于同一水平面，且工件完全包含在面阵探测器成像区内；将前准直器水平移位到锥形开孔位置，打开射线源快门，射线经前准直器11准直成锥形束，穿透工件后由面阵探测器6接收，获得二维DR投影图像。面阵探测器CT成像将选定射线源和面阵探测器升降或平移到设定位置，使得射线源中心和面阵探测器中心位于同一水平面，且工件完全包含在面阵探测器成像区内；将前准直器水平移位到锥形开孔位置，打开射线源快门，工件转台以设定的转速转动360度，每转动一个步长就获取一帧投影图像，全部投影数据获取完成后，经过数据处理和图像重建，获得工件的三维锥束CT图像。 线阵探测器DR成像可以通过两种扫描方式实现
I)将选定射线源和线阵探测器升降或平移到设定位置，使得射线源中心和线阵探测器中心位于同一水平面(检测面)，且该检测平面稍高于工件的顶端或稍低于工件的底端(检测区外)，将前准直器移位到狭缝位置，打开射线源快门，转台15以设定的速度托着被测工件匀速上升或下降，经前准直器11准直而成的片状射线束对被测工件进行垂直扫描，透过工件的射线经后准直器3准直后，由固体线阵探测器2或气体线阵探测器4接收，并经过数据处理系统转换为DR投影图像。2)将选定射线源和线阵探测器升降或平移到设定位置，使得射线源中心和线阵探测器中心位于同一水平面(检测面)，且该检测平面稍高于工件的顶端或稍低于工件的底端(检测区外)，将前准直器移位到狭缝位置，打开射线源快门，射线源和线阵探测器以设定的速度同步匀速下降或上升，经前准直器11准直而成的片状射线束对被测工件进行垂直扫描，透过工件的射线经后准直器3准直后，由固体线阵探测器2或气体线阵探测器4接收，并经过数据处理系统转换为DR投影图像。如图2所示，气体线阵探测器或固体线阵探测器为圆弧形结构，由多个探测器单元21构成，探测器单元21面向射线源的端面(即射线入射窗)沿第一圆弧线24均匀紧密排列，该第一圆弧线24以射线源源心(即X射线源的靶心或g射线源的放射源)为圆心，以射线入射窗到射线源源心的距离为半径。探测器单元21的高度和宽度就是指该射线入射窗的高度和宽度，该宽度与高度的乘积即该线阵探测器的像素值。探测器单元21的数量应使其射线入射窗构成的第一圆弧线24的长度与射线源源心共同形成的扇形区能覆盖被检测工件的每个需检测的截面，且最好是8的整数倍。每个探测器单元21的射线入射窗沿圆弧方向的宽度，应满足本发明检测系统的检测分辨率要求。每个探测器单元21长度方向(即平行于射线的方向)的中心线均指向射线源源心。线阵探测器的后准直器3也是圆弧形结构，其第二圆弧线25亦以射线源源心为圆心，且其半径略小于第一圆弧线24的半径。后准直器3由沿第二圆弧线25均匀平行排列的、由长方形钨合金薄片制成的隔离片23，以及用于精确固定隔离片23、由紫铜或铅合金或钨合金制成的上下两块平行夹板(附图2中未示出)构成。隔离片23与夹板之间形成多个准直缝22，将进入探测器之前的射线进一步准直成多个小射线束。准直缝22的高度为两块夹板之间的距离，宽度为相邻两片隔离片23之间的距离。准直缝22的高度等于或略大于探测器单元21的高度，宽度为探测器单元21宽度的1/2、1/3或1/4，数量与探测器单元21的数量相同。每一片隔离片23长度方向(即平行于射线的方向)的延长线都通过射线源源心，使得每一个准直缝22的中心线也都通过射线源源心，从而提高透射射线通过准直缝后进入探测器单元的效率，并有效阻隔散射射线，减小相邻探测器单元21之间的信号串扰。在进行线阵探测器DR成像时，后准直器3可整体沿第二圆弧线25双方向蠕动，每蠕动一次就获取一组投影数据，每次蠕动的距离为准直缝22的宽度，从而使DR成像的空间分辨率达到探测器单元21宽度值的1/2、1/3或1/4，可进一步提高本发明检测系统的检测分辨率。线阵探测器CT成像将选定射线源和线阵探测器升降到设定位置，使得射线源中心和线阵探测器中心位于同一水平面(检测面)，工件转台15升降到设定位置，使得工件的待检部位位于检测平面；将前准直器移位到狭缝位置，打开射线源，工件转台15以设定转速转动360度，每转动一个恒定角度就获取一组投影数据，全部数据获取完成后经过数据处理和图像重建，获得被测工件待检测部位的CT断层图像。如图3所示，g射线源包括一个由铅合金、钨合金或贫铀制成的屏蔽体36，其内部 具有一个射线入口 37和一个射线出口 38 ;—个可在该屏蔽体36中与之相对转动的旋转快门35，其旋转轴线水平布置，其内部具有当其转动时可选择地使屏蔽体36中射线入口 37和射线出口 38相连通或断开的连接通道39，该连接通道39从射线入口 37到射线出口 38成喇叭形扩张，与屏蔽体36的射线入口 37和射线出口 38共同构成一个成喇叭形扩张的射线通道，使g射线呈扇形束或锥形束；以及一个位于射线入口 37起始位置的放射源34。采用包括屏蔽体36和水平布置的旋转快门35，其中旋转快门35内部具有成喇叭形扩张的连接通道39的g射线源，由于旋转快门35的重心偏离其旋转轴线，使其在不施加外力的情况下，能靠自重产生旋转，从而切断射线，使该g射线源具有在断电情况下自动关闭射线的固有安全性能。本发明将X射线源和g射线源有机整合到一个集成的小型化检测系统中，通过射线源和探测器的升降或平移换位，可以将不同射线源与探测器两两组合，形成多达十几种检测模式，不同检测模式分别适合于检测不同对象、不同类型和尺寸的缺陷，满足不同的检测要求。以450kV X光机和Co-60 g射线源的组合为例，450kV X光机靶点小(可达O. 4mm)，福射强度高(距祀点I米处的剂量率可达几百mGy/min),对于等效质量厚度小于60mm铁的工件可以达到很高的空间分辨率(例如，与面阵探测器配合可达4. 41p/mm)；Co-60 g射线源射线能量高(平均能量I. 25MeV)，其射线穿透能力与4MeV加速器相当，适于检测等效质量厚度30 130_铁的工件，可以达到O. 1%的密度分辨率；利用g射线源射线输出强度稳定的特点，还可以对工件内部任意两点之间的距离进行测量，并检测工件内部任意局部区域的质量厚度在长时间内的微小变化。如果选用微焦点X光机，还可以将系统的检测分辨率提高到几个微米的量级。实施例I
本实施例采用Co-60 g射线源和450keV小焦点X光机两种射线源，探测器采用面阵探测器、闪烁体固体线阵探测器和充气电离室气体线阵探测器。所用Co-60射线源活度约3. 7TBq(100居里)，450keV X光机焦点尺寸0. 4mm，最大管电流3. 3mA。面阵探测器成像区尺寸409. 6X409. 6mm2，像素尺寸O. 2X0. 2mm2,固体线阵探测器采用CdWO4晶体作为闪烁体，像素尺寸O. 4X5X30_3。气体线阵探测器采用充气电离室，以氙气为工作介质，充气压力3. 5MPa。g射线源屏蔽容器和前、后准直器均用密度大于18g/cm3的钨合金制成。射线源机架和探测器机架的升降或平移，以及工件转台的升降或双向平移采用直线导轨和伺服电机实现，其位置测量采用旋转编码器和光栅尺实现，重复定位精度小于IOmm ;工件转台最小旋转步长15"，重复定位精度小于2"。整个检测系统的整体尺寸为2. 5mX I. 8mX 2. 2m(长X宽X高)，重约5吨。能检测等效质量厚度小于130_铁、直径小于f500_的工件，可以发现3cm铁板后30 μ m厚的薄铁片，可以发现不足20 μ m宽的微小裂缝或止口间隙。本实施例将止口间隙和质量厚度微小变化的检测与鼓泡检测等检测任务分解开，由不同参数的探测系统和不同的检测方式完成。本实施例采用“Co-60源+大像素气体线阵探测器DR扫描成像”方式实现工件止口间隙和质量厚度微小变化的检测。大像素探测器输出信号强，统计涨落�。欣谥柿亢穸缺浠募觳�。Co-60源射线强度能长时间保持稳定，操作简便，可靠性高；气体探测器漏电流小，稳定性高，温漂小、耐辐照。二者组合构成的DR扫描系统测量精度高，性能可长时 间保持稳定，十分适合止口间隙和质量厚度微小变化的检测。本实施例采用“X光机+小像素固体线阵探测器CT断层成像”方式实现工件内部鼓泡检测。CT断层成像能获得被检客体的密度分布，能检测细微缺陷，并能对缺陷精确定位，是检测鼓泡和脱落的最佳手段。本实施例的检测系统采用两种射线源(Co-60和450kV X光机)和三种探测器(小像素固体线阵探测器、大像素气体线阵探测器和微像素面阵探测器)，组合使用以充分利用不同射线源和不同探测器的优点，更好地满足检测要求。X光机辐射强度大，源焦点尺寸�。欣谔岣叱上裣低车姆直婺芰�。钴-60源单能性好，不存在射束硬化问题，并且射线能量较高，穿透能力更强，可以检测质量厚度更大的客体。小像素固体线阵探测器能更好地屏蔽散射线，探测效率更高，能得到更加清晰的图像；微像素面阵探测器像素尺寸更�。艽锏礁叩目占浞直媛剩乙淮紊杓纯苫竦每吞宓娜枷瘢上窀焖�。本实施例将以上两种射线源和三种探测器集成于同一检测平台，采用上下移位布局和组件化、�？榛杓颇Ｊ剑迪至瞬煌湎咴从氩煌讲馄鞯那谢蛔楹希煌募觳夥绞接谢楹铣梢惶澹纬闪艘惶鬃酆闲约觳庀低�。以上对本发明具体实施方式
作了详细说明，但本发明并不局限于上述实施方式，如可以采用小型化的X射线加速器作为中高能X射线源。即使对本发明做出各种变化，只要是基于本发明的精神实施的步骤或流程，以及由此构成的检测系统，就应理解为均落在本发明保护范围内。
权利要求
1.一种组合式射线无损检测方法，该方法利用射线对待检测工件进行照射，利用探测器接收穿过工件的射线，并转换成数字信号，然后通过对所述信号进行处理，得到工件的辐射图像，其特征在于 -射线源采用包含g射线源和X射线源的组合式射线源，探测器采用包含固体线阵探测器、气体线阵探测器和面阵探测器的组合式探测器，通过切换不同的射线源和探测器组成不同的检测单元，实现对工件的DR扫描成像或断层CT成像或锥束CT成像； -所述组合式射线源和组合式探测器，以及装卡工件的工件转台均安装固定在同一刚性基座上。
2.根据权利要求I所述的检测方法，其特征在于 -所述组合式射线源的射线输出侧设置有前准直器，该前准直器将射线准直成扇形束 或锥形束，所述组合式探测器的射线输入侧设置有对射线做进一步准直处理的后准直器； -当切入的探测器为固体线阵探测器或气体线阵探测器时，所述后准直器将射线准直成与探测器单元高度、数量相当的小射线束，其准直缝宽度小于所述探测器单元宽度；在进行DR成像时，该后准直器可沿探测器单元宽度方向蠕动，每蠕动一次就获取一组投影数据，每次螺动的距离为准直缝宽度。
3.一种应用权利要求I或2所述方法的组合式射线无损检测系统，其特征在于，包括 -一个刚性基座，基座上依次间隔排列有射线源支架、工件转台、探测器支架； -所述射线源支架上设置有包含g射线源和X射线源的组合式射线源，以及用于将组合式射线源中的不同射线源移入工作位置的切换机构，和对移入的射线源进行上下、前后、左右和旋转操作的机构； -所述探测器支架上设置有包含固体线阵探测器、气体线阵探测器和面阵探测器的组合式探测器，以及用于将组合式探测器中的不同探测器移入工作位置的切换机构，和对移A的探测器进行上下、前后、左右和旋转操作的机构； -所述射线源支架上设置有能够将射线源输出的射线准直成扇形束或锥形束的前准直器，探测器支架上设置有对射线做进一步准直处理的后准直器； -所述气体线阵探测器和所述固体线阵探测器均为圆弧形结构，当其被移入工作位置上后，探测器上各探测器单元的射线入射窗沿着以处于工作位置上的射线源的源心为圆心的圆弧均匀紧密排列，且每个探测器单元的中心线均通过所述圆心，与气体线阵探测器或固体线阵探测器相配的后准直器同样为以处于工作位置上的射线源的源心为圆心的圆弧形结构，该后准直器的准直缝可将所述扇形射线束准直成与探测器上的各探测器单元一一对应的小射线束，并且准直缝的宽度小于探测器单元的宽度；在进行DR成像时，所述后准直器紧邻所述气体线阵探测器或固体线阵探测器，且可沿探测器单元排列方向蠕动，每次螺动的距离为准直缝的宽度。
4.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于所述准直缝的宽度为探测器单元宽度的 1/2、1/3 或 1/4。
5.根据权利要求3或4所述的检测系统，其特征在于所述g射线源是Co-60、Cs-137或Ir-192放射性同位素g射线源。
6.根据权利要求3或4所述的检测系统，其特征在于所述X射线源是小焦点X光机、微焦点X光机和/或X射线加速器。
7.根据权利要求3或4所述的检测系统，其特征在于所述面阵探测器是非晶硅、非晶硒或CMOS面阵探测器。
8.根据权利要求3或4所述的检测系统，其特征在于所述气体线阵探测器是充气电离室、多丝正比室或盖格计数管线阵探测器。
9.根据权利要求3或4所述的检测系统，其特征在于所述固体线阵探测器是固体闪烁体线阵探测器或半导体线阵探测器。
10.根据权利要求9所述的检测系统，其特征在于所述固体闪烁体线阵探测器的闪烁体是 Nal、Csl、CdW04、LaBr3 或 LaCl3。
全文摘要
本发明公开了一种组合式射线无损检测方法及系统，该方法及系统将g射线源和X射线源与固体线阵探测器、气体线阵探测器及面阵探测器分别借助射线源支架和探测器支架集成在一个刚性基座上，通过不同射线源与不同探测器的组合，分别进行DR扫描成像和断层或锥束CT成像，实现对工件的多能量段、多模式组合检测，能同时满足高检测分辨率、高探测灵敏度、较强的射线穿透能力和良好的长期稳定性等检测要求，可应用于国防、航空航天、工业和科研等领域的高精度射线无损检测。
文档编号G01N23/04GK102768219SQ20121026128
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者丛鹏, 刘金汇, 刘锡明, 吴志芳, 安继刚, 张颜民, 王振涛, 王立强, 裘伟东, 谈春明, 郑健, 黄毅斌 申请人:清华大学
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