[go: up one dir, main page]

CN111323442A - 用于x射线检查的系统和方法 - Google Patents

用于x射线检查的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111323442A
CN111323442A CN201911252629.4A CN201911252629A CN111323442A CN 111323442 A CN111323442 A CN 111323442A CN 201911252629 A CN201911252629 A CN 201911252629A CN 111323442 A CN111323442 A CN 111323442A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ray sensor
ray
sensor array
target structure
coupler
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911252629.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111323442B (zh
Inventor
莫尔塔扎·萨法伊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of CN111323442A publication Critical patent/CN111323442A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111323442B publication Critical patent/CN111323442B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/203—Measuring back scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/20008—Constructional details of analysers, e.g. characterised by X-ray source, detector or optical system; Accessories therefor; Preparing specimens therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00—Details of radiation-measuring instruments
    • G01T7/005—Details of radiation-measuring instruments calibration techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/20083—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials by using a combination of at least two measurements at least one being a transmission measurement and one a scatter measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/201—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials by measuring small-angle scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/20—Detecting prohibited goods, e.g. weapons, explosives, hazardous substances, contraband or smuggled objects
    • G01V5/22—Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/20—Detecting prohibited goods, e.g. weapons, explosives, hazardous substances, contraband or smuggled objects
    • G01V5/22—Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays
    • G01V5/222—Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays measuring scattered radiation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G06T1/0007—Image acquisition
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/03—Investigating materials by wave or particle radiation by transmission
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/045—Investigating materials by wave or particle radiation combination of at least 2 measurements (transmission and scatter)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/05—Investigating materials by wave or particle radiation by diffraction, scatter or reflection
    • G01N2223/053—Investigating materials by wave or particle radiation by diffraction, scatter or reflection back scatter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/10—Different kinds of radiation or particles
    • G01N2223/101—Different kinds of radiation or particles electromagnetic radiation
    • G01N2223/1016—X-ray
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/30—Accessories, mechanical or electrical features
    • G01N2223/33—Accessories, mechanical or electrical features scanning, i.e. relative motion for measurement of successive object-parts
    • G01N2223/3301—Accessories, mechanical or electrical features scanning, i.e. relative motion for measurement of successive object-parts beam is modified for scan, e.g. moving collimator
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/50—Detectors
    • G01N2223/501—Detectors array
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/646—Specific applications or type of materials flaws, defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10116—X-ray image

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

本文公开了用于x射线检查的系统和方法。用于x射线检查的系统包括x射线发射器。该系统还包括x射线传感器阵列，该x射线传感器阵列包括第一x射线传感器、与第一x射线传感器相邻的第二x射线传感器，以及能移动地将第一x射线传感器耦接到第二x射线传感器的耦接器。第一x射线传感器能经由耦接器相对于第二x射线传感器移动到多个方位。该系统还包括成像装置，以基于来自x射线传感器阵列的信息来生成检查图像。

Description

用于x射线检查的系统和方法
技术领域
本公开大体上涉及x射线检查，并且更具体地涉及用于能调节地检测x射线的装置、系统和方法。
背景技术
当不希望破坏待检查的零件时，可以采用一些检查技术，诸如无损测试、异物检测、非现场检查等。某些x射线检查技术可对零件进行穿透式扫描或检查。这种x射线检查技术被用于多种应用中，诸如国土安全，油气开采和精炼，管道检查，运输，汽车，航空航天，海洋，采矿，运输和存储等。
一些x射线检查技术利用从零件的一侧到零件的相对侧穿过零件的x射线的检测。在诸如x射线背散射技术的其他检查技术中，从零件反射回来的x射线(例如，背散射的x射线)被检测，然后用于产生零件的图像或分析。x射线的图案和强度取决于零件的材料和组织。因此，所检测到的x射线的图案和强度可以用于生成图像，该图像被用来确定零件的质量、特征或异常。
发明内容
响应于当前的技术水平，特别是响应于尚未被当前可用的技术完全解决的传统x射线检查装置的缺点，本申请的主题已经被开发出来。因此，已经开发了本申请的主题以提供可克服现有技术的至少一些缺点的能调节的多方位x射线传感器阵列以及相关的装置、系统和方法。
本文公开了一种用于x射线检查的系统。该系统包括x射线发射器。该系统还包括x射线传感器阵列，该x射线传感器阵列包括第一x射线传感器、与第一x射线传感器相邻的第二x射线传感器，以及能移动地将第一x射线传感器耦接到第二x射线传感器的耦接器。第一x射线传感器能经由耦接器相对于第二x射线传感器移动到多个方位。该系统还包括成像装置，以基于来自x射线传感器阵列的信息来生成检查图像。本段的前述主题表征本公开的示例1。
x射线传感器阵列被配置为检测背散射的x射线。本段的前述主题表征本公开的示例2，其中，示例2还包括根据上面的示例1的主题。
x射线传感器阵列被配置为检测直通x射线。本段的前述主题表征本公开的示例3，其中，示例3还包括根据以上示例1-2中的任何一者的主题。
第二x射线传感器能经由耦接器相对于第一x射线传感器沿第一维度调节。x射线传感器阵列还包括第三x射线传感器，该第三x射线传感器能经由第二耦接器相对于第一x射线传感器沿与第一维度偏移的第二维度调节，第二耦接器能移动地耦接第一x射线传感器和第三x射线传感器。本段的前述主题表征本公开的示例4，其中，示例4还包括根据以上示例1-3中的任何一者的主题。
x射线传感器阵列可在三个维度上调节。本段的前述主题表征本公开的示例5，其中，示例5还包括根据上面的示例4的主题。
第一x射线传感器或第二x射线传感器中的至少一者包括转换边界传感器。本段的前述主题表征本公开的示例6，其中，示例6还包括根据以上示例1-5中的任何一者的主题。
第一x射线传感器和第二x射线传感器中的至少一者包括超导体材料。本段的前述主题表征本公开的示例7，其中，示例7还包括根据上面的示例6的主题。
第一x射线传感器和第二x射线传感器中的至少一者包括闪烁体层。本段的前述主题表征本公开的示例8，其中，示例8还包括根据以上示例1-7中的任何一者的主题。
x射线发射器被配置为光栅发射的x射线。本段的前述主题表征本公开的示例9，其中，示例9还包括根据以上示例1-8中的任何一者的主题。
耦接器可手动调节。本段的前述主题表征本公开的示例10，其中，示例10还包括根据以上示例1-9中的任何一者的主题。
耦接器可根据目标结构的几何形状自动调节。本段的前述主题表征本公开的示例11，其中，示例11还包括根据以上示例1-9中的任何一者的主题。
本文还公开了一种x射线检查方法。该方法包括相对于目标结构定位x射线发射器。该方法还包括使包括多个能移动地互连的x射线传感器的x射线传感器阵列成形，以互补目标结构的形状。该方法另外包括在x射线传感器阵列处从目标结构检测x射线。该方法还包括基于来自x射线传感器阵列的信息生成目标结构的检查图像。本段的前述主题表征本公开的示例12。
该方法还包括响应于目标结构的形状的改变而对x射线传感器阵列重新成形。本段的前述主题表征本公开的示例13，其中，示例13还包括根据上面的示例12的主题。
该方法还包括检测目标结构的形状。本段的前述主题表征本公开的示例14，其中，示例14还包括根据以上示例12-13中的任何一者的主题。
该方法还包括基于检查图像识别目标结构的状况。本段的前述主题表征本公开的示例15，其中，示例15还包括根据以上示例12-14中的任何一者的主题。
使x射线传感器阵列成形包括在第一维度上定向多个x射线传感器。本段的前述主题表征本公开的示例16，其中，示例16还包括根据以上示例12-15中的任何一者的主题。
使x射线传感器阵列成形包括在第一维度和第二维度上定向多个x射线传感器。本段的前述主题表征本公开的示例17，其中，示例17还包括根据以上示例12-16中的任何一者的主题。
本文还公开了一种x射线传感器阵列。x射线传感器阵列包括第一x射线传感器，与第一x射线传感器相邻的第二x射线传感器，以及能移动地将第一x射线传感器耦接到第二x射线传感器的耦接器。第一x射线传感器能经由耦接器相对于第二x射线传感器移动到多个方位。本段的前述主题表征本公开的示例18。
x射线传感器阵列还包括孔，以允许x射线通过x射线传感器阵列朝着目标结构发射。本段的前述主题表征本公开的示例19，其中，示例19还包括根据上面的示例18的主题。
第一x射线传感器和第二x射线传感器为超导体转换边界传感器。本段的前述主题表征本公开的示例20，其中，示例20还包括根据以上示例18-19中的任何一者的主题。
本公开的主题的所描述的特征、结构、优点和/或特性可以在一个或多个示例和/或实施方式中以任何合适的方式组合。在以下描述中，提供了许多具体细节以赋予对本公开的主题的示例的透彻理解。相关领域的技术人员将认识到，可以在没有特定示例或实施方式的特定特征、细节、部件、材料和/或方法中的一者或多者的情况下实施本公开的主题。在其他实例中，在某些示例和/或实施方式中可能认识到并非在所有示例或实施方式中都存在的附加特征和优点。此外，在一些情况下，未详细示出或描述众所周知的结构、材料或操作，以避免模糊本公开的主题的各方面。根据以下描述和所附技术方案，本公开的主题的特征和优点将变得更加完全明显，或者可以通过下文所述的主题的实践来获知。
附图说明
为了可以更容易地理解主题的优点，将通过参考在附图中示出的特定示例来提供对以上简要描述的主题的更具体的描述。应当理解这些附图仅描绘了本主题的典型示例，因此不应认为是对其范围的限制，将通过使用附图以附加的特性和细节来描述和解释本主题，其中：
图1A为根据本公开的一个或多个示例的用于x射线检查的系统的正视图；
图1B为根据本公开的一个或多个示例的用于对凹形的目标结构进行x射线检查的图1A的系统的正视图；
图1C为根据本公开的一个或多个示例的用于通过直通x射线进行x射线检查的图1A的系统的正视图；
图2为根据本公开的一个或多个示例的用于x射线检测的装置的透视图；
图3A为根据本公开的一个或多个示例的具有销钉耦接器的图2的装置的侧视图；
图3B为根据本公开的一个或多个示例的具有球耦接器的图2的装置的前视图；以及
图4为根据本公开的一个或多个示例的x射线检查方法的流程图。
具体实施方式
在整个说明书中，对“一个示例”、“示例”或类似语言的引用意味着结合该示例描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个示例中。在整个说明书中，短语“在一个示例中”、“在示例中”和类似语言的出现可以但并非必须全部指代相同的示例。类似地，术语“实施方式”的使用意味着具有结合本公开的一个或多个示例描述的特定特征、结构或特性的实施方式，然而，如果没有明确的关联来表示，则可以将实施方式与一个或多个示例相关联。
参考图1A，其示出了用于x射线检查的系统10。系统10包括x射线发射器12、x射线传感器阵列26(在位置26a和26b中示出)以及成像系统40。在所示的示例中，x射线发射器12耦接至基座22。x射线发射器12生成入射的x射线发射14并且将入射的x射线发射14投射到与检查滤光器16的滤光器孔18相邻的检查滤光器16上。入射x射线发射14的一部分(即，滤光的x射线发射20)穿过滤光器孔18。经滤光的x射线发射20撞击在目标结构30上。随着滤光器16的旋转，经滤光的x射线发射20可以沿着目标结构30被光栅化。
如图所示，系统10可以被配置为检测背散射布置中的x射线。在这种布置中，经滤光的x射线发射20可以穿过x射线传感器阵列26或沿着x射线传感器阵列26的边经过。例如，x射线传感器阵列26可以包括阵列孔29，以允许经滤光的x射线发射20穿过x射线传感器阵列26。然后，经滤光的x射线发射20被目标结构30朝向x射线传感器阵列26至少部分地反射(反射的x射线32)。在x射线传感器阵列26处检测反射的x射线32。x射线传感器阵列26为多方位阵列，因为它具有多个单独的x射线传感器(例如包括第一x射线传感器27和第二x射线传感器28)，每个x射线传感器具有相应的取向或面向的方向。第二x射线传感器28相对于第一x射线传感器27是能移动的(例如，可重定向的)。x射线传感器阵列26还包括耦接器(如图3A和3B所示)，以链接第一x射线传感器27和第二x射线传感器28以形成x射线传感器阵列26。第二x射线传感器28具有相对于第一x射线传感器27和x射线传感器阵列26的其他x射线传感器能调节的取向。这种能调节性允许对x射线传感器阵列26进行空间配置(例如重新成形)以匹配目标结构30的形状或其他特征。例如，图1A的目标结构30具有凸的几何形状。
通过从对应于目标结构30的平面位置26a(或凸形位置)到凹形位置26b空间地配置x射线传感器阵列26，如果该阵列相对于目标结构30没有互补成形的话，x射线传感器阵列27能够更有效地检测反射的x射线32。更具体地，将x射线传感器阵列26重新成形为各种形状、互补目标结构的各种形状中的任何一者的能力，系统10使用更少的能量、生成具有更高的分辨率和对比度的成像、促进降低的信噪比，这样，使系统10的大小、重量和成本得以降低，并允许系统10在更广泛的检查应用中使用。在一些示例中，x射线传感器阵列26的调节通过使用工具手动地或通过手来完成。在其他示例中，系统10可以包括更改x射线传感器阵列26的几何形状的驱动系统(未示出)。在一些示例中，驱动系统可以与扫描仪、基于位置的传感器等通信以确定系统10将在其中检查目标结构30的目标结构30的结构特征。结构特征可以包括目标结构的结构几何形状，目标结构的取向，预期腐蚀，分层，退化，沉积等，目标结构的材料组成，x射线发射器12的设置或系统10的其他部件，或其他变量。在一些示例中，可以利用系统10拍摄目标结构30的第一图像，并且可以基于第一图像来确定对x射线传感器阵列26的空间配置的调节。也可以使用用于调节x射线传感器阵列26的其他标准。
系统10还包括成像装置40，以基于来自x射线传感器阵列26的信息来生成检查图像。在一些示例中，成像装置40解释该信息以生成图像或其他检查结果。在一些示例中，成像装置40还提供信号以控制由x射线发射器12产生的x射线，检查滤光器16的移动，基座22相对于目标结构30的移动，x射线传感器阵列26的移动，冷却系统或电源的控制，或经由传感器或其他装置对系统或单个部件的监控。成像装置40包括用于携带信息的连接42。连接42可以为有线或无线连接。在所描绘的实施方式中，成像装置40为单独的部件。可替代地，成像装置40与基座22或系统10的另一部分集成。
参考图1B，x射线传感器阵列26可以被配置成凸的空间构型以对应于具有凹形的几何形状的目标结构30。图1C示出了另一示例，其中，x射线传感器阵列26位于目标结构30的与x射线发射器12相对的一侧上，以接收直通x射线34。在该示例中，可以省略阵列孔29，因为x射线不需要穿过x射线传感器阵列26即可到达目标结构30。
如图2所示，x射线传感器阵列26包括多个x射线传感器(第一x射线传感器27，第二x射线传感器28和第三x射线传感器25)。x射线传感器阵列26中的多个传感器中的每个传感器可以具有相对于多个传感器中的另一个传感器的取向能调节的取向。例如，第二x射线传感器28可以具有相对于第一x射线传感器27的取向能调节的相对取向。能调节性可以沿着第一维度102或第二维度104中的至少一者。第一维度102和第二维度104彼此偏移。例如，第一维度102和第二维度104可以彼此垂直地定向。第一维度102和第二维度104中的一者或多者可以允许能调节性以形成凹形、凸形或其他复合几何形状。在所示的示例中，可以沿着第一维度102相对于第一x射线传感器27调节第二x射线传感器28，并且第三x射线传感器25可以具有相对于第一x射线传感器27沿第二维度104调节的相对取向。
尽管图2中示出了九个传感器，但所使用的传感器数量可从两个到数百个或数千个或更多不等。另外，x射线传感器阵列26的大小和形状可以变化。此外，各个传感器的大小和形状可以变化。例如，第一x射线传感器27和第二x射线传感器中的一者或多者的大小可以为约一百微米乘一百微米。在另一个示例中，传感器可以为三百五十平方微米。
在一些示例中，第一x射线传感器27、第二x射线传感器28中的至少一者或x射线传感器阵列26中的任何其他传感器为微机电(MEM)传感器，诸如转换边界传感器(TES)。TES技术可以提供类似于固态检测器的改善效率和带宽，同时还可以提供与eV规模技术类似的改善分辨率。TES技术可用于检测化学位移并在入射能量相对较弱的情况下提供检测。TES传感器的光谱覆盖范围相对较宽，可以同时采样多个发射K线。TES技术还允许将多个传感器分组为x射线传感器阵列26。将TES传感器与x射线传感器阵列26的形状的可配置性相结合，有助于非平坦结构的成像，以减少诸如低分辨率、枕形、阴影、像差等成像问题。
另外，在一些示例中，第一x射线传感器27、第二x射线传感器28中的一者或多者或x射线传感器阵列26的任何其他传感器结合了一种或多种超导体材料。此外，在示出的示例中，每个传感器包括应用于传感器主体108的闪烁体层106。可以包括或省略闪烁体层106。在一些示例中，闪烁体层106为有机或无机闪烁体材料。尽管x射线传感器阵列26的每个传感器被示为矩形，但是可以使用其他形状和几何形状。另外，在一些示例中，一个或多个x射线传感器在x射线传感器阵列26中与另一者不同。
现在参考图3A，x射线传感器阵列26的第一x射线传感器27和第二x射线传感器28通过耦接器302链接。在示出的示例中，耦接器302为销钉耦接器。销钉耦接器302可以允许第一x射线传感器27相对于第二x射线传感器28在一个或多个维度上的相对取向调节。例如，耦接器302的销钉形式允许由x射线传感器阵列26形成单个曲率。在另一示例中，销钉耦接器302允许形成复合曲线，该复合曲线可产生具有由x射线传感器阵列26形成的一个或多个不同区域的碟形、圆顶形、鞍形或更复杂的几何形状。在一些示例中，耦接器302允许经由添加或移除各个传感器来扩展或减小x射线传感器阵列26的大小。另外，在某些示例中，在x射线传感器阵列26的不同区域或位置中使用传感器或不同类型的传感器(例如，不同的闪烁体，涂层，层等)。
参考图3B，示出了球耦接器304。球耦接器304允许第一x射线传感器27和第二x射线传感器28的相对方位调节。球耦接器304可以为刚性的或柔性的，或者可以包括刚性部分和柔性部分。在一些示例中，球耦接器304允许刚性的球窝式运动，而球耦接器304的一部分为柔性的以允许一个或多个附加的自由度。在一些示例中，耦接器304(或302)促进x射线传感器阵列26的塌缩以减小用于运输或存储的大小或保护x射线传感器阵列26。
参考图4，其示出了x射线检查的方法400。方法400包括在402处相对于目标结构定位x射线发射器。另外，方法404包括在404处对包括多个x射线传感器的x射线传感器阵列成形(例如空间配置)以互补目标结构的形状(例如结构构型)。方法400还包括在406处从x射线传感器阵列处的目标结构检测x射线。方法400还包括在408处基于来自x射线传感器阵列的信息生成目标结构的检查图像。
在上面的描述中，可以使用某些术语，诸如“上”、“下”、“上部”、“下部”、“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“上方”、“下方”等。这些术语在适用时用于在处理相对关系时提供一些清晰的描述。但是，这些术语并不旨在暗示绝对的关系、位置和/或取向。例如，相对于对象，只需简单地将对象翻转过来，“上部”表面就可以变成“下部”表面。尽管如此，它仍然为同一对象。此外，除非另外明确指出，否则术语“包括”、“包含”、“具有”及其变体表示“包括但不限于”。除非另有明确说明，否则列举的项目清单并不意味着任何或所有项目都是互斥和/或相互包含的。除非另外明确指出，否则术语“一”、“一个”和“该”也指“一个或多个”。此外，术语“多个”可以被定义为“至少两个”。
另外，在本说明书中一个元件“耦接”到另一元件的实例可以包括直接和间接耦接。直接耦接可以定义为一个元件耦接到另一元件并与之形成某种接触。间接耦接可被定义为在彼此不直接接触但在耦接的构件之间具有一个或多个另外的元件的两个元件之间的耦接。此外，如本文所用，将一个元件固定到另一元件可以包括直接固定和间接固定。另外，如本文所用，“相邻”不一定表示接触。例如，一个元件可以与另一元件相邻而不与该元件接触。
如本文所用，短语“至少一个”当与项目列表一起使用时，意味着可以使用所列项目中的一者或多者的不同组合，并且可能仅需要列表中的项目中的一者。该项目可以为特定的对象、事物或类别。换句话说，“至少一个”意味着可以从列表中使用项目或多个项目的任何组合，但可能不是列表中的所有项目都是必需的。例如，“项目A、项目B和项目C中的至少一者”可能意味着项目A；项目A和项目B；项目B；项目A、项目B和项目C；或项目B和项目C。在一些情况下，“项目A、项目B和项目C中的至少一者”可以为例如但不限于项目A中的两项、项目B中的一项和项目C中的十项；项目B中的四项和项目C中的七项；以及其他合适的组合。
除非另有说明，否则术语“第一”、“第二”等在本文中仅用作标记，并不旨在对这些术语所涉及的项目施加顺序、位置或层次要求。此外，对例如“第二”项目的引用不要求或排除例如“第一”或较低编号的项目和/或例如“第三”或更高编号的项目的存在。
如本文所用，“被配置为”执行指定功能的系统、装置、结构、物品、元件、部件或硬件确实能够在没有任何改变的情况下执行指定功能，而不是仅仅具有在进一步修改后执行指定功能的潜力。换句话说，为了执行指定的目的，专门选择、创建、实现、利用、编程和/或设计“被配置为”执行指定功能的系统、装置、结构、物品、元件、部件或硬件。如本文所用，“被配置为”表示系统、装置、结构、物品、元件、部件或硬件的现有特性，其使得系统、装置、结构、物品、元件、部件或硬件能够执行指定的功能而无需进一步修改。出于本公开的目的，被描述为“被配置为”执行特定功能的系统、装置、结构、物品、元件、部件或硬件可以附加地或替代地被描述为“适应”和/或“可操作以”执行该功能。
条款1：一种用于x射线检查的系统，该系统包括：
x射线发射器；
x射线传感器阵列，包括：
第一x射线传感器；
与第一x射线传感器相邻的第二x射线传感器；以及
耦接器，其能移动地将第一x射线传感器耦接到第二x射线传感器，其中，第一x射线传感器能经由耦接器相对于第二x射线传感器移动到多个方位；以及
成像装置，其基于来自x射线传感器阵列的信息生成检查图像。
条款2：根据条款1所述的系统，其中，所述x射线传感器阵列被配置为检测背散射的x射线。
条款3：根据条款1所述的系统，其中，所述x射线传感器阵列被配置为检测直通x射线。
条款4：根据条款1所述的系统，其中，所述第二x射线传感器能经由耦接器相对于第一x射线传感器沿第一维度调节，并且x射线传感器阵列还包括第三x射线传感器，该第三x射线传感器能经由第二耦接器相对于第一x射线传感器沿与第一维度偏移的第二维度调节，第二耦接器能移动地耦接第一x射线传感器和第三x射线传感器。
条款5：根据条款4所述的系统，其中，所述x射线传感器阵列可在三个维度上调节。
条款6：根据条款1所述的系统，其中，所述第一x射线传感器或所述第二x射线传感器中的至少一者包括转换边界传感器。
条款7：根据条款6所述的系统，其中，所述第一x射线传感器和所述第二x射线传感器中的至少一者包括超导体材料。
条款8：根据条款1所述的系统，其中，所述第一x射线传感器或所述第二x射线传感器中的至少一者包括闪烁体层。
条款9：根据条款1所述的系统，其中，所述x射线发射器被配置为光栅发射的x射线。
条款10：根据条款1所述的系统，其中，所述耦接器是手动可调的。
条款11：根据条款1所述的系统，其中，所述耦接器可响应于目标结构的几何形状而自动调节。
条款12：一种x射线检查方法，该方法包括：
相对于目标结构定位x射线发射器；
使包括多个能移动地互连的x射线传感器的x射线传感器阵列成形，以互补目标结构的形状；
在x射线传感器阵列处检测来自目标结构的x射线；以及
基于来自x射线传感器阵列的信息生成目标结构的检查图像。
条款13：根据条款8所述的方法，还包括响应于目标结构的形状变化，对x射线传感器阵列进行重新成形。
条款14：根据条款8所述的方法，还包括检测目标结构的形状。
条款15：根据条款8所述的方法，还包括基于检查图像识别目标结构的状况。
条款16：根据条款8所述的方法，其中，使所述x射线传感器阵列成形包括以第一维度定向所述多个x射线传感器。
条款17：根据条款8所述的方法，其中，使所述x射线传感器阵列成形包括：沿第一维度和第二维度定向所述多个x射线传感器。
条款18：一种x射线传感器阵列，该x射线传感器阵列包括：
第一x射线传感器；
与第一x射线传感器相邻的第二x射线传感器；以及
耦接器，其能移动地将第一x射线传感器耦接到第二x射线传感器，其中，第一x射线传感器能经由耦接器相对于第二x射线传感器移动到多个方位。
条款19：根据条款1所述的x射线传感器阵列，还包括孔，以允许x射线通过x射线传感器阵列朝着目标结构发射。
条款20：根据条款1所述的x射线传感器阵列，其中，所述第一x射线传感器和第二x射线传感器为超导体转换边界传感器。
在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本主题可以以其他特定形式实施。所描述的示例在所有方面仅应被认为是说明性的而非限制性的。落入技术方案等同含义和范围内的所有改变均应包含在其范围之内。

Claims (10)

1.一种用于x射线检查的系统(10)，所述系统(10)包括：
x射线发射器(12)；
x射线传感器阵列(26)，包括：
第一x射线传感器(27)；
与所述第一x射线传感器(27)相邻的第二x射线传感器(28)；以及
耦接器(302/304)，能移动地将所述第一x射线传感器(27)耦接到所述第二x射线传感器(28)，其中，所述第一x射线传感器(27)能经由所述耦接器(302/304)相对于所述第二x射线传感器(28)移动到多个方位；以及
成像装置(40)，基于来自所述x射线传感器阵列(26)的信息生成检查图像。
2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述x射线传感器阵列(26)被配置为检测背散射的x射线(32)。
3.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述x射线传感器阵列(26)被配置为检测直通x射线(34)。
4.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述第二x射线传感器(28)能经由所述耦接器(302/304)相对于所述第一x射线传感器(27)沿第一维度(102)调节，并且所述x射线传感器阵列(26)还包括第三x射线传感器(25)，所述第三x射线传感器(25)能经由第二耦接器(304)相对于所述第一x射线传感器(27)沿与所述第一维度(102)偏移的第二维度(104)调节，所述第二耦接器(304)能移动地耦接所述第一x射线传感器(27)和所述第三x射线传感器(25)。
5.根据权利要求4所述的系统(10)，其中，所述x射线传感器阵列(26)在三个维度上是能调节的。
6.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述第一x射线传感器(27)和所述第二x射线传感器(28)中的至少一者包括转换边界传感器。
7.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述耦接器(302/304)是能响应于目标结构(30)的几何形状自动调节的。
8.一种用于x射线检查的方法，所述方法包括：
相对于目标结构(30)定位x射线发射器(12)；
使包括多个能移动地互连的x射线传感器(25、27、28)的x射线传感器阵列(26)成形，以互补所述目标结构(30)的形状；
在所述x射线传感器阵列(26)处检测来自所述目标结构(30)的x射线；以及
基于来自所述x射线传感器阵列(26)的信息生成所述目标结构(30)的检查图像。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括响应于所述目标结构(30)的形状的变化而对所述x射线传感器阵列(26)重新成形。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，使所述x射线传感器阵列(26)成形包括：沿第一维度(102)和第二维度(104)定向多个x射线传感器(25、27、28)。
CN201911252629.4A 2018-12-13 2019-12-09 用于x射线检查的系统和方法 Active CN111323442B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/219,245 2018-12-13
US16/219,245 US10859719B2 (en) 2018-12-13 2018-12-13 Adjustable multifacet x-ray sensor array

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111323442A true CN111323442A (zh) 2020-06-23
CN111323442B CN111323442B (zh) 2024-09-13

Family

ID=68732990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911252629.4A Active CN111323442B (zh) 2018-12-13 2019-12-09 用于x射线检查的系统和方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10859719B2 (zh)
EP (1) EP3667303B1 (zh)
JP (1) JP7479819B2 (zh)
CN (1) CN111323442B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202100026417A1 (it) * 2021-10-14 2023-04-14 Milano Politecnico Dispositivo e sistema di rivelazione di radiazioni emesse da un campione irraggiato con un fascio di eccitazione
US12392736B2 (en) 2023-03-01 2025-08-19 The Boeing Company Method and system for inspecting and measuring installed one-sided fasteners in a structure
GB2631082A (en) * 2023-06-12 2024-12-25 Smiths Detection France S A S Deployable and retractable backscatter detector

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1325025A (zh) * 2000-05-18 2001-12-05 清华同方核技术股份有限公司 一种针孔反散射成像装置
US6424695B1 (en) * 1998-12-22 2002-07-23 American Science And Engineering, Inc. Separate lateral processing of backscatter signals
CN101027000A (zh) * 2004-04-06 2007-08-29 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于检测和/或发射辐射的模块化装置
CN103901056A (zh) * 2012-12-27 2014-07-02 同方威视技术股份有限公司 增强背散射图像的图像质量的方法和设备
CN103901064A (zh) * 2012-12-27 2014-07-02 清华大学 射线发射装置、成像系统及检查方法
CN104335031A (zh) * 2012-05-22 2015-02-04 波音公司 可重新配置的检测器系统
CN106093089A (zh) * 2016-08-05 2016-11-09 同方威视技术股份有限公司 安检设备和方法
CN106290427A (zh) * 2016-10-17 2017-01-04 北京君和信达科技有限公司 背散射成像方法及系统
CN106796300A (zh) * 2014-09-04 2017-05-31 通用电气公司 用于模块化成像检测器的系统和方法
WO2017202738A1 (en) * 2016-05-26 2017-11-30 Koninklijke Philips N.V. Multifunctional radiation detector
US20180017684A1 (en) * 2015-02-06 2018-01-18 Teledyne Dalsa, Inc. Articulated segmented x-ray detector system and method
CN108732192A (zh) * 2018-05-09 2018-11-02 清华大学 安全检查系统

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5181234B1 (en) * 1990-08-06 2000-01-04 Rapiscan Security Products Inc X-ray backscatter detection system
JPH09304303A (ja) * 1996-05-15 1997-11-28 Hitachi Eng & Services Co Ltd 可搬型ｘ線ｃｔ装置
JPH09318564A (ja) * 1996-05-29 1997-12-12 Toshiba Fa Syst Eng Kk 管状物の検査装置
JPH11305116A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Sony Corp 投射レンズ
JP2001305116A (ja) 2000-04-27 2001-10-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 配管検査装置
GB0903198D0 (en) 2009-02-25 2009-04-08 Cxr Ltd X-Ray scanners
WO2005082009A2 (en) * 2004-02-25 2005-09-09 Digirad Corporation Small field-of-view detector head ('spect') attenuation correction system
JP2008232765A (ja) 2007-03-19 2008-10-02 Shimadzu Corp 後方散乱放射線を用いた表面近傍の欠陥検査装置
US8670522B2 (en) * 2010-07-16 2014-03-11 Korea Atomic Energy Research Institute Stereo X-ray inspection apparatus and method for forming three-dimensional image through volume reconstruction of image acquired from the same
US8662749B2 (en) * 2010-08-12 2014-03-04 Omid Ebrahimi Kia Digital radiographic device having a linear scanner
BR112013026206A2 (pt) * 2011-04-15 2019-09-24 American Science & Eng Inc métodos para realizar inspeção de retroespalhamento de alvos complexos em espaços confinados
US8867809B2 (en) * 2011-08-18 2014-10-21 Imorphics Limited Image processing method
KR102065318B1 (ko) * 2012-02-03 2020-01-10 라피스캔 시스템스, 인코포레이티드 조합형 산란 및 투과 멀티-뷰 이미징 시스템
DE102012208305B4 (de) * 2012-05-16 2022-10-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Röntgendetektor und Röntgensystem
US10955331B2 (en) * 2012-06-22 2021-03-23 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Imaging or measurement methods and systems
JP2015114276A (ja) 2013-12-13 2015-06-22 アイシン精機株式会社 Ｘ線検査装置及びｘ線検査方法
US9689813B2 (en) 2015-02-27 2017-06-27 The Boeing Company Detecting gaps between fasteners and openings
EP3311148B1 (en) * 2015-06-16 2023-06-21 Dylog Italia S.p.A. A non-destructive x-ray inspection machine, devices provided for such machine and method for operating the same
CN105424596A (zh) 2015-11-11 2016-03-23 江苏新思维光电有限公司 一种具有螺旋形导轨的圆柱形灯杆缺陷检测系统

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6424695B1 (en) * 1998-12-22 2002-07-23 American Science And Engineering, Inc. Separate lateral processing of backscatter signals
CN1325025A (zh) * 2000-05-18 2001-12-05 清华同方核技术股份有限公司 一种针孔反散射成像装置
CN101027000A (zh) * 2004-04-06 2007-08-29 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于检测和/或发射辐射的模块化装置
CN104335031A (zh) * 2012-05-22 2015-02-04 波音公司 可重新配置的检测器系统
CN103901056A (zh) * 2012-12-27 2014-07-02 同方威视技术股份有限公司 增强背散射图像的图像质量的方法和设备
CN103901064A (zh) * 2012-12-27 2014-07-02 清华大学 射线发射装置、成像系统及检查方法
CN106796300A (zh) * 2014-09-04 2017-05-31 通用电气公司 用于模块化成像检测器的系统和方法
US20180017684A1 (en) * 2015-02-06 2018-01-18 Teledyne Dalsa, Inc. Articulated segmented x-ray detector system and method
WO2017202738A1 (en) * 2016-05-26 2017-11-30 Koninklijke Philips N.V. Multifunctional radiation detector
CN106093089A (zh) * 2016-08-05 2016-11-09 同方威视技术股份有限公司 安检设备和方法
CN106290427A (zh) * 2016-10-17 2017-01-04 北京君和信达科技有限公司 背散射成像方法及系统
CN108732192A (zh) * 2018-05-09 2018-11-02 清华大学 安全检查系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020098197A (ja) 2020-06-25
CN111323442B (zh) 2024-09-13
EP3667303A1 (en) 2020-06-17
EP3667303B1 (en) 2023-09-06
US10859719B2 (en) 2020-12-08
US20200191983A1 (en) 2020-06-18
JP7479819B2 (ja) 2024-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1311874B1 (en) Laser ultrasonic testing system and location mechanism therefor
JP6257599B2 (ja) 再構成可能な検出システム
US6229872B1 (en) Method and apparatus for use in inspection of objects
CN111323442B (zh) 用于x射线检查的系统和方法
JP2015517672A5 (zh)
JP2014222246A (ja) 超音波データをｃａｄ空間にマッピングするための視覚システムおよび方法
US9128030B1 (en) X-ray backscattering battery inspection
US8054939B2 (en) Tangent radiography using brilliant x-ray source
WO2001080304A8 (en) Improved test structures and methods for inspecting and utilizing the same
JP5054746B2 (ja) 風洞内相対距離計測システム及び風洞内相対距離計測方法
EP3297407B1 (en) X-ray back scattering for inspection of part
Liu et al. Plane-based self-calibration and improvement of three-dimensional multi-beam laser scanning with two-axis-mirror
JP5047389B2 (ja) 車両検査装置
KR20240089325A (ko) Ct 이미징 시스템
Hopkins et al. Challenges and solutions for ultrasonic phased-array inspection of polymer-matrix composites at production rates
JP5020285B2 (ja) 非破壊検査装置および非破壊検査方法
JP7722964B2 (ja) 外観検査システム
JP4918511B2 (ja) 車両検査装置
Aldrin et al. Azimuthally Scanned Angled-Beam Pulse-Echo Ultrasound for Characterization of Impact Damage in Composites
AU2007200013B2 (en) System and method for locating and positioning an ultrasonic signal generator for testing purposes
Hopkins et al. Challenges and Solutions for Ultrasonic Phased-Array Inspection of Polymer-Matrix Composites at Production Rates (Postprint)
DK202430374A1 (en) Device and method for workpiece inspection
CN119178799A (zh) 基于机器视觉的飞机蒙皮铆钉孔周缺陷磁检测系统及方法
Komsky Application of portable modules for fatigue crack characterization

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant