电子直线加速器有效焦点尺寸测量方法研究与实现

发布时间：2020-04-11 09:29

【摘要】：工业计算机断层扫描成像技术(ICT)因其能够清晰、准确的再现被测物体的内部结构,而被誉为当今工业界最佳的无损检测技术。电子直线加速器具有出束能量高、穿透力强等特点,被广泛用作高能工业CT的射线源系统。有效焦点尺寸是电子直线加速器的关键性能指标,亦直接影响到工业CT成像的空间分辨率和图像不清晰度。因此,研制高能工业CT系统时有必要准确掌握电子直线加速器的有效焦点尺寸。目前射线源有效焦点尺寸传统测量方法有扫描法、针孔法、“三明治”法等,但这些方法或者不适用于电子直线加速器有效焦点尺寸测量,或者测量过程易受人员主观因素干扰、测量结果重复性差等不足。对此,论文分析电子直线加速器有效焦点尺寸对工业CT成像质量的影响。结合工业CT探测扫描特点,研究提出垂直扫描法、平行扫描法和夹角平移法三种客观、量化、易于实现的电子直线加速器有效焦点尺寸测量方法,依次给出三种测量方法的测量要求及详细测量步骤,并比较三种测量方法的优缺点。为实现论文提出的测量方法,研制电子直线加速器有效焦点尺寸测量仪。根据性能需求,分析研究有效焦点尺寸测量仪的系统架构。为满足高能X射线探测采集任务,研究设计有效焦点尺寸测量仪探测采集系统方案,完成了探测采集系统硬件电路及控制逻辑实现。为满足有效焦点尺寸测量仪控制任务,研究设计控制系统方案,完成了控制系统主控板的硬件电路和控制逻辑实现。之后分别进行了测量仪的探测采集系统调试、控制系统调试和联机调试。测试结果表明,有效焦点尺寸测量仪具有较高的可靠性和测量精度,能够满足电子直线加速器有效焦点尺寸测量需求。针对4Me V电子直线加速器依次进行了垂直扫描法、平行扫描法、夹角平移法测量实验,并另外进行了“三明治”法实验,以作为分析对比。实验证明,垂直扫描法和平行扫描法均可有效完成电子直线加速器有效焦点尺寸测量任务,其中平行扫描法具有更好的测量精度。相对于其他电子直线加速器有效焦点尺寸测量方法,论文提出的测量方法及研制的有效焦点尺寸测量仪具有不易受人员主观因素干扰、易于实现、精度较高且测量重复性较好等优点。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TL53;TP391.41

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