【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及太赫茲快速斷層成像領域，尤其涉及一種太赫茲快速斷層成像系統及方法。
技術介紹
1、太赫茲(terahertz，thz)波是指頻率位于0.1thz-10thz，波長介于30μm-3mm之間的電磁波，在某些場合特指頻率為0.3-3thz的電磁波。由于太赫茲波兼具了紅外波和微波的特點，使得太赫茲成像在安全檢查、無損檢測和醫療診斷(如ct)等領域具有廣泛的應用前景。太赫茲波介于微波和紅外波之間，分辨率比微波成像的分辨率高，而且穿透性好，因此太赫茲成像可以作為現有成像技術的補充。
2、2002年，張希成院士首先結合x射線ct技術和太赫茲成像技術提出了太赫茲計算機層析成像(computer?tomography,ct)系統。2020年，中國專利技術申請cn111208095a公開一種扇形束太赫茲層析成像系統，提出扇形束太赫茲波束具有耗時短、數據準確和景深大的特點。探測器上的探測單元是等間距分布的，采集數據時是等距采樣。樣品必須由工作人員放置固定后才能進行掃描成像，限制了樣品的形態。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種太赫茲快速斷層成像系統及方法，成像時間短，不受樣品外觀結構的限制。
2、為實現上述目的，本專利技術提供一種太赫茲快速斷層成像系統，包括掃描機架和掃描裝置，掃描裝置包括依次布置的太赫茲發射源、第一波束轉換總成、第二波束轉換總成、太赫茲探測陣列，掃描機架包括相互轉動配合的內圈和外圈，內圈中部設有待測工位，待測工位位于第一波束轉換總成和第二
3、作為本專利技術的進一步改進，所述外圈上設有與內圈相聯動的驅動裝置；驅動裝置電性連接有控制電路模塊，控制電路模塊電性連接有保護電路及誤差指示電路模塊。
4、作為本專利技術的更進一步改進，所述驅動裝置包括設置在外圈上的驅動電機，驅動電機的輸出端連接有主動齒輪，內圈上設有與其同軸線布置的從動齒輪，主動齒輪與內圈的從動齒輪相嚙合。
5、作為本專利技術的更進一步改進，所述第一波束轉換總成包括沿太赫茲波傳輸方向依次布置的第一波束轉換元件和第二波束轉換元件。
6、作為本專利技術的更進一步改進，所述第二波束轉換總成包括沿太赫茲波傳輸方向依次布置的第三波束轉換元件和第四波束轉換元件。
7、作為本專利技術的更進一步改進，所述待測工位為設置在內圈中部的通孔。
8、作為本專利技術的更進一步改進，所述柔性機械臂包括依次設置的基座、第二關節軸、第二關節軸、柔性抓夾，基座與第二關節軸之間、第二關節軸與第二關節軸之間分別通過轉動電機連接；所述柔性抓夾的夾持端采用低太赫茲波吸收系數的材料。
9、為實現上述目的，本專利技術還提供一種太赫茲快速斷層成像方法，采用太赫茲快速斷層成像系統，通過柔性機械臂將待測樣品移動至待測工位，然后進行步驟a)：太赫茲發射源發射出的太赫茲波束依次經過第一波束轉換總成、待測樣品、第二波束轉換總成并到達太赫茲探測陣列，太赫茲探測陣列的探測器將探測到的太赫茲波的光強信號轉換為模擬光電流信號傳輸到數據采集卡上，數據采集卡將模擬光電流信號轉換為數字電壓信號，并傳輸到計算機上保存；接著所述掃描裝置相對掃描機架的外圈旋轉一固定角度，并重復上述步驟a)，直至太赫茲探測陣列的第1個探測器與第2個探測器的位置重合，完成待測樣品某一截面的數據采集。
10、作為本專利技術的更進一步改進，每完成待測樣品某一截面的數據采集后，通過柔性機械臂使待測樣品沿y軸平移一段距離并重復步驟a)，直至完成整個待測樣品的數據采集。
11、有益效果
12、與現有技術相比，本專利技術的太赫茲快速斷層成像系統及方法的優點為：
13、1、使用柔性機械臂柔性抓夾及傳送待測樣品，可以忽略待測樣品的外觀形態，推廣太赫茲ct檢測儀的應用范圍。
14、2、多個太赫茲探測器分布在扇形面上形成太赫茲探測陣列，可以一次探測同一個角度的所有投影數據。增加、減太赫茲探測陣列少或者更換太赫茲探測器非常便捷。
15、3、傳統的太赫茲層析成像系統通過固定太赫茲掃描裝置，移動檢測樣品實現對檢測樣品的檢測；該太赫茲快速斷層成像系統不僅可以實現掃描裝置的旋轉，也可以實現檢測樣品的旋轉，可以進一步縮短成像時間。
16、通過以下的描述并結合附圖，本專利技術將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本專利技術的實施例。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種太赫茲快速斷層成像系統，其特征在于，包括掃描機架(1)和掃描裝置，掃描裝置包括依次布置的太赫茲發射源(2)、第一波束轉換總成、第二波束轉換總成、太赫茲探測陣列(7)，掃描機架(1)包括相互轉動配合的內圈(105)和外圈(106)，內圈(105)中部設有待測工位，待測工位位于第一波束轉換總成和第二波束轉換總成之間，太赫茲發射源(2)、第一波束轉換總成、待測工位、第二波束轉換總成、太赫茲探測陣列(7)五者沿直徑方向依次設置在內圈(105)上；所述掃描機架(1)一側設有用于抓取待測樣品的柔性機械臂(8)。
2.根據權利要求1所述的一種太赫茲快速斷層成像系統，其特征在于，所述外圈(106)上設有與內圈(105)相聯動的驅動裝置；驅動裝置電性連接有控制電路模塊(901)，控制電路模塊(901)電性連接有保護電路及誤差指示電路模塊(902)。
3.根據權利要求1所述的一種太赫茲快速斷層成像系統，其特征在于，所述驅動裝置包括設置在外圈(106)上的驅動電機(108)，驅動電機(108)的輸出端連接有主動齒輪(107)，內圈(105)上設有與其同軸線布置的從動齒輪
4.根據權利要求1所述的一種太赫茲快速斷層成像系統，其特征在于，所述第一波束轉換總成包括沿太赫茲波傳輸方向依次布置的第一波束轉換元件(3)和第二波束轉換元件(4)。
5.據權利要求1所述的一種太赫茲快速斷層成像系統，其特征在于，所述第二波束轉換總成包括沿太赫茲波傳輸方向依次布置的第三波束轉換元件(5)和第四波束轉換元件(6)。
6.根據權利要求1所述的一種太赫茲快速斷層成像系統，其特征在于，所述待測工位為設置在內圈(105)中部的通孔。
7.根據權利要求1所述的一種太赫茲快速斷層成像系統，其特征在于，所述柔性機械臂(8)包括依次設置的基座(801)、第二關節軸(802)、第二關節軸(803)、柔性抓夾(804)，基座(801)與第二關節軸(802)之間、第二關節軸(802)與第二關節軸(803)之間分別通過轉動電機(805)連接；所述柔性抓夾(804)的夾持端采用低太赫茲波吸收系數的材料。
8.一種太赫茲快速斷層成像方法，其特征在于，采用權利要求1至7任一項所述的太赫茲快速斷層成像系統，通過柔性機械臂(8)將待測樣品移動至待測工位，然后進行步驟a)：太赫茲發射源(2)發射出的太赫茲波束依次經過第一波束轉換總成、待測樣品、第二波束轉換總成并到達太赫茲探測陣列(7)，太赫茲探測陣列(7)的探測器將探測到的太赫茲波的光強信號轉換為模擬光電流信號傳輸到數據采集卡上，數據采集卡將模擬光電流信號轉換為數字電壓信號，并傳輸到計算機上保存；接著所述掃描裝置相對掃描機架(1)的外圈(106)旋轉一固定角度，并重復上述步驟a)，直至太赫茲探測陣列(7)的第1個探測器與第2個探測器的位置重合，完成待測樣品某一截面的數據采集。
9.根據權利要求8所述的一種太赫茲快速斷層成像方法，其特征在于，每完成待測樣品某一截面的數據采集后，通過柔性機械臂(8)使待測樣品沿y軸平移一段距離并重復步驟a)，直至完成整個待測樣品的數據采集。
...【技術特征摘要】
1.一種太赫茲快速斷層成像系統，其特征在于，包括掃描機架(1)和掃描裝置，掃描裝置包括依次布置的太赫茲發射源(2)、第一波束轉換總成、第二波束轉換總成、太赫茲探測陣列(7)，掃描機架(1)包括相互轉動配合的內圈(105)和外圈(106)，內圈(105)中部設有待測工位，待測工位位于第一波束轉換總成和第二波束轉換總成之間，太赫茲發射源(2)、第一波束轉換總成、待測工位、第二波束轉換總成、太赫茲探測陣列(7)五者沿直徑方向依次設置在內圈(105)上；所述掃描機架(1)一側設有用于抓取待測樣品的柔性機械臂(8)。
2.根據權利要求1所述的一種太赫茲快速斷層成像系統，其特征在于，所述外圈(106)上設有與內圈(105)相聯動的驅動裝置；驅動裝置電性連接有控制電路模塊(901)，控制電路模塊(901)電性連接有保護電路及誤差指示電路模塊(902)。
3.根據權利要求1所述的一種太赫茲快速斷層成像系統，其特征在于，所述驅動裝置包括設置在外圈(106)上的驅動電機(108)，驅動電機(108)的輸出端連接有主動齒輪(107)，內圈(105)上設有與其同軸線布置的從動齒輪，主動齒輪(107)與內圈(105)的從動齒輪相嚙合。
4.根據權利要求1所述的一種太赫茲快速斷層成像系統，其特征在于，所述第一波束轉換總成包括沿太赫茲波傳輸方向依次布置的第一波束轉換元件(3)和第二波束轉換元件(4)。
5.據權利要求1所述的一種太赫茲快速斷層成像系統，其特征在于，所述第二波束轉換總成包括沿太赫茲波傳輸方向依次布置的第三波束轉換元件(5...
【專利技術屬性】
技術研發人員：牛麗婷，張曄萱，覃文，饒國艷，徐思彤，陳建銘，雷家雄，梁雨晴，曹穎，
申請(專利權)人：廣東石油化工學院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。