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专利号: 2014107352266
申请人: 中国科学院深圳先进技术研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种碳纳米CT成像系统,包括机架(10)、控制系统(40)、计算机系统(90)、探测器(80)、准直器(60)、过滤器(70)和若干个碳纳米射线源(50),其特征在于,所述碳纳米射线源(50)的数量为80个至120个之间,呈环形阵列均匀设置于所述机架(10)上,用于发射X射线;所述控制系统(40)与所述碳纳米射线源(50)连接,用于控制碳纳米射线源(50)在指定时间对指定位置发射X射线;所述过滤器(70)与每一个所述碳纳米射线源(50)对应放置,用于过滤X射线;所述准直器(60)放置于所述过滤器(70)与碳纳米射线源(50)之间,分别与过滤器(70)和碳纳米射线源(50)对应,用于控制X射线的照射范围;所述探测器(80)与所述碳纳米射线源(50)平行对应放置,探测器(80)与碳纳米射线源(50)之间放置有待测对象(20),探测器(80)与所述计算机系统(90)连接。

2.根据权利要求1所述的碳纳米CT成像系统,其特征在于,所述碳纳米射线源(50)包括壳体(110)、碳纳米管阴极(120)、阳极(150)、栅极(130)和聚焦极(140);所述碳纳米管阴极(120)和阳极(150)分别位于所述壳体(110)的两侧,所述栅极(130)和聚焦极(140)位于碳纳米管阴极(120)和阳极(150)之间。

3.根据权利要求2所述的碳纳米CT成像系统,其特征在于,所述碳纳米管阴极(120)包括放射面(121),所述放射面(121)为凹形曲面。

4.根据权利要求2所述的碳纳米CT成像系统,其特征在于,所述阳极(150)包括激发端(151)和底座(152),所述激发端(151)和底座(152)分别位于阳极(150)的两侧。

5.根据权利要求2所述的碳纳米CT成像系统,其特征在于,所述栅极(130)位于碳纳米管阴极(120)一侧,栅极(130)的表面设有栅极孔(131);所述聚焦极(140)位于阳极(150)一侧,聚焦极(140)的表面设有聚焦孔(141)。

6.根据权利要求4所述的碳纳米CT成像系统,其特征在于,所述激发端(151)呈圆锥形状,激发端(151)截面的圆锥角为7度,激发端(151)的材料为钨或者钎焊石墨。

7.根据权利要求4所述的碳纳米CT成像系统,其特征在于,所述底座(152)设有定位孔(52),所述壳体(110)设有主轴(112)和出射窗(111),所述主轴(112)插设于所述定位孔(52)中。

8.根据权利要求7所述的碳纳米CT成像系统,其特征在于,所述底座(152)和主轴(112)的材料均为铁。

9.根据权利要求1所述的碳纳米CT成像系统,其特征在于,所述碳纳米射线源(50)的数量为90个。

10.根据权利要求1至9所述系统的成像方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)所述控制系统(40),包括主控单元、定时器和若干个电压开关,所述主控单元分别与所述定时器、电压开关连接,每一个所述电压开关与每一个所述碳纳米射线源(50)连接,所述定时器用于设定和发送计时指令,所述主控单元用于接收计时指令,并向指定的一个或多个所述电压开关发射高电平脉冲,开启指定的一个或多个所述电压开关;

(2)在指定的一个或多个所述电压开关产生电场的作用下,与指定的一个或多个电压开关连接的一个或多个所述碳纳米射线源(50)被激活,所述阳极(150)端的高电压吸引所述碳纳米管阴极(120)的电子逸出,并加速向阳极(150)端运动;

(3)电子通过所述栅极(130)时形成电子束一次聚焦,再通过所述聚焦极(140)时形成电子束二次聚焦;

(4)所述阳极(150)在高速电子的作用下旋转,电子束轰击所述激发端(151)的圆锥面产生X射线;

(5)X射线从所述碳纳米射线源(50)的出射窗(111)射出,经过所述准直器(60)和过滤器(70)处理后,射入到待测对象(20)的待检测位置,并获取信息;

(6)携带信息的X射线被所述探测器(80)接收,探测器(80)将携带信息的X射线转换为数字信号传输至计算机系统(90)成像。