2.5D成像的高适用性X-RAY检测设备的制作方法

2.5d成像的高适用性x-ray检测设备
技术领域
1.本发明涉及一种检测设备，尤其涉及一种2.5d成像的高适用性x-ray检测设备。


背景技术：

2.x-ray检测系统的工作原理是由x射线源发射x射线，穿透被检测物品后，在探测器或图像增强器上接收强度衰减后的x射线，形成灰度差异的图像。从而根据图像判断被检测物品的性能指标是否符合要求。
3.目前焊接空洞缺陷的方图像法有3d成像(即ct成像)、2.5d成像和2d成像。3d成像设备因设备造价极高，市场普及率很低；2d成像仅可以描述某个断层方向的图像信息，不够直观；2.5d成像是介于3d成像和2d成像之间的一种成像方法，设备造价与2d成像设备接近，图像比2d成像更直观、更具有立体感，因此2.5d成像设备应用广泛。
4.在对被检测物品的不同位置进行检测时，水平放置的被检测物品其内的胶状液体容易堆积于一处，影响检测精度。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种2.5d成像的高适用性x-ray检测设备，在实现2.5d成像的同时，对被检测物品的不同位置进行检测并可防止水平放置的被检测物品其内的胶状液体堆积，有利于提高检测精度和适用性。
6.本发明的目的采用如下技术方案实现：
7.一种2.5d成像的高适用性x-ray检测设备，包括：
8.机身、x射线源、接收装置和载物台，所述机身内形成有检测腔室，所述x射线源和接收装置设置在检测腔室中并与机身可转动连接，所述载物台水平设置并用于放置被检测的物品，所述x射线源设置在载物台的下方并用于发射可穿透载物台上物品的x射线，所述接收装置设置在载物台的上方并用于接收x射线源发射的x射线以形成灰度差异的图像；
9.匀料机构、第一活动板和第二活动板，所述第一活动板可沿机身的长度方向移动，所述载物台可转动的设置在第二活动板上，所述匀料机构用于驱使所述载物台在第二活动板上转动以带动被检测的物品同步转动而防止被检测的物品内的胶状液体堆积，所述第二活动板可沿第一活动板的宽度方向移动而能带动载物台沿机身的宽度方向移动。
10.进一步地，所述匀料机构与载物台啮合连接。
11.进一步地，所述匀料机构包括同步带、齿轮和匀料驱动装置，所述同步带绕载物台的转动方向布置，所述齿轮与同步带啮合连接，所述匀料驱动装置用于驱使齿轮转动而带动同步带转动以使载物台在第二活动板上转动。
12.进一步地，还包括转动机构、可解锁的第一锁定装置和可解锁的第二锁定装置，所述转动机构用于驱使所述x射线源和接收装置同步转动；所述接收装置可活动的设置在转动机构上并可沿机身的高度方向移动而能靠近或远离载物台，所述第一锁定装置用于限制所述接收装置的移动；所述x射线源可活动的设置在转动机构上并可沿机身的高度方向移
动而能靠近或远离载物台，所述第二锁定装置用于限制所述x射线源的移动。
13.进一步地，所述转动机构包括摆臂和转动驱动装置，所述x射线源和接收装置通过摆臂可转动的设置在机身上，所述转动驱动装置用于驱使所述摆臂转动而使所述x射线源和接收装置同步转动。
14.进一步地，所述转动驱动装置包括第一导轨、第二导轨、丝杆、螺母、转动驱动部件，所述第一导轨设置在机身上并沿机身的长度方向布置，所述第二导轨设置在摆臂上并沿机身的高度方向布置，所述丝杆可转动的设置在机身上并与所述第一导轨相互平行，所述螺母套装在丝杆上，所述螺母分别与第一导轨、第二导轨滑动连接，所述转动驱动部件用于驱使丝杆转动而使螺母能够在丝杆上移动并在第一导轨、第二导轨上滑动。
15.进一步地，还包括第三导轨，所述第三导轨沿机身的长度方向布置，所述第一活动板可在第三导轨上滑动。
16.进一步地，还包括第一平移驱动装置，所述第一平移驱动装置用于驱使所述第一活动板在第三导轨上滑动。
17.进一步地，还包括第四导轨，所述第四导轨沿第一活动板的宽度方向布置，所述第二活动板可在第四导轨上滑动。
18.进一步地，还包括第二平移驱动装置，所述第二平移驱动装置用于驱使所述第二活动板在第四导轨上滑动。
19.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
20.在检测腔室内的x射线源发射x射线穿透载物台上的物品，接收装置接收x射线源发射的x射线并形成灰度差异的图像，以便于根据图像对物品进行有效检测。通过设置第一活动板和第二活动板，使载物台能够沿机身的长度和宽度方向移动，使得x射线源可对物品的不同区域发射x射线，即使x射线能穿透物品的不同区域，可利于对物品的不同区域进行有效检测。通过设置匀料机构，使载物台水平转动以带动被检测的物品同步转动而防止被检测的物品内的胶状液体堆积，从而有利于提高检测精度和适用性。
附图说明
21.图1为本发明中2.5d成像的高适用性x-ray检测设备的结构示意图；
22.图2为本发明中2.5d成像的高适用性x-ray检测设备的局部结构示意图；
23.图3为图2的局部结构示意图；
24.图4为本发明中2.5d成像的高适用性x-ray检测设备的内部俯视结构示意图；
25.图5为本发明中2.5d成像的高适用性x-ray检测设备其转动机构的结构示意图；
26.图6为本发明中2.5d成像的高适用性x-ray检测设备其摆臂的结构示意图。
27.图中：1、机身；2、x射线源；3、接收装置；4、载物台；5、第一活动板；6、第二活动板；7、同步带；8、齿轮；9、匀料驱动装置；10、摆臂；11、轴承座；12、第一导轨；13、第二导轨；14、转动驱动部件；15、第三导轨；16、第一平移丝杆；17、第一平移驱动部件；18、第四导轨；19、第二平移丝杆；20、第二平移驱动部件；21、第一滑块；22、第二滑块；23、第一升降驱动装置；24、第二升降驱动装置；25、第五导轨；26、第六导轨；27、拉门；28、操作键盘；29、设备按钮；30、显示器；31、摄像头。
具体实施方式
28.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，多个的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
31.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
32.请参照图1至图6，本发明的优选实施例提供了一种2.5d成像的高适用性x-ray检测设备，可以广泛应用于smt、芯片、电池等行业，检测设备具有bga检测模块和气泡测量模块功能，很好的进行识别和判断，对焊接质量的检查起到至关重要的作用，可精准确定良品和不良品。
33.该检测设备包括机身1、x射线源2、接收装置3和载物台4，机身1内形成有检测腔室，x射线源2和接收装置3设置在检测腔室中并与机身1可转动连接，载物台4水平设置并用于放置被检测的物品，x射线源2设置在载物台4的下方并用于发射可穿透载物台4上物品的x射线，接收装置3设置在载物台4的上方并用于接收x射线源2发射的x射线以形成灰度差异的图像。
34.另外，该检测设备还包括匀料机构、第一活动板5和第二活动板6，第一活动板5可沿机身1的长度方向移动，载物台4可转动的设置在第二活动板6上，匀料机构用于驱使载物台4在第二活动板6上转动以带动被检测的物品同步转动而防止被检测的物品内的胶状液体堆积，第二活动板6可沿第一活动板5的宽度方向移动而能带动载物台4沿机身1的宽度方向移动。
35.在上述结构的基础上，在检测腔室内的x射线源2发射x射线穿透载物台4上的物品，接收装置3接收x射线源2发射的x射线并形成灰度差异的图像，实现2.5d成像，以便于根据图像对物品进行有效检测。通过设置第一活动板5和第二活动板6，使载物台4能够沿机身1的长度和宽度方向移动，使得x射线源2可对物品的不同区域发射x射线，即使x射线能穿透物品的不同区域，可利于对物品的不同区域进行有效检测。通过设置匀料机构，使载物台4水平转动以带动被检测的物品同步转动而防止被检测的物品内的胶状液体堆积。从而有利于提高该检测设备的检测精度和适用性。
36.作为本发明的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：
37.在本实施例中，接收装置3为探测器，可有效接收穿透检测物品后强度衰减的x射线并形成灰度差异的图像，从而可根据图像判断检测物品的性能指标是否符合要求。具体
地，探测器上设置有拍摄用的摄像头31。
38.在其它实施例中，接收装置3为图像增强器。
39.在本实施例中，第二活动板6上设置有安装孔，载物台4通过轴承安装在第二活动板6的安装孔内，有利于实现载物台4在第二活动板6上的有效转动。
40.在本实施例中，匀料机构与载物台4啮合连接，传动结构简单，便于匀料机构与载物台4之间的传动。
41.在本实施例中，匀料机构包括同步带7、齿轮8和匀料驱动装置9，同步带7绕载物台4的转动方向布置，齿轮8与同步带7啮合连接，匀料驱动装置9用于驱使齿轮8转动而带动同步带7转动以使载物台4在第二活动板6上平稳转动，使匀料机构的结构简单、成本较低。
42.具体地，本实施例的同步带7和齿轮8上均设置有齿牙，两者通过各自的齿牙进行啮合连接以实现载物台4的有效转动。
43.在本实施例中，匀料驱动装置9为电机，可驱使齿轮8有效转动，使匀料机构的结构简单、成本较低。在其它实施例中，匀料驱动装置9可以是气缸、油缸等驱动部件。
44.更具体地，本实施例的载物台4为圆形，同步带7绕载物台4的外圆布置，可利于载物台4进行周向转动。
45.在其它实施例中，载物台4为方形，匀料机构包括同步带7、齿条和匀料驱动装置9，同步带7设置在载物台4的一侧面上，齿条与该同步带7啮合连接，匀料驱动装置9驱使齿条做直线运动而带动同步带7和载物台4在第二活动板6上转动，进而实现载物台4的转动。进一步地，匀料驱动装置9可驱使齿条做往复的直线运动，即带动同步带7在第二活动板6上实现顺时针和逆时针的双向转动，从而使载物台4双向转动，有利于进一步增大被检测的物品内的胶状液体其流动效率，可更有效防止被检测的物品内的胶状液体堆积。
46.更佳的实施方式是，本实施例中的同步带7与载物台4通过粘接连接，有利于提高同步带7与载物台4之间连接结构的稳定性，且连接方式较为简单，便于制作。
47.在其它实施例中，同步带7与载物台4还可以是通过一体成型制得，或者是采用卡接、螺纹、焊接等连接方式进行连接固定。
48.在本实施例中，该检测设备还包括转动机构、可解锁的第一锁定装置和可解锁的第二锁定装置，转动机构用于驱使x射线源2和接收装置3同步转动；接收装置3可活动的设置在转动机构上并可沿机身1的高度方向移动而能靠近或远离载物台4，第一锁定装置用于限制接收装置3的移动；x射线源2可活动的设置在转动机构上并可沿机身1的高度方向移动而能靠近或远离载物台4，第二锁定装置用于限制x射线源2的移动。
49.这样，通过使接收装置3、x射线源2分别沿机身1的高度方向移动，进而可分别调节接收装置3、x射线源2与载物台4的距离，并通过第一锁定装置和第二锁定装置分别锁定接收装置3、x射线源2的上下位置，从而可有效调节放大倍数。通过转动机构驱使x射线源2和接收装置3同步转动，即使x射线源2和接收装置3绕同一个旋转中心转动，可使2.5d成像算法更简单，有利于提高检测效率和降低设备成本。
50.在本实施例中，转动机构包括摆臂10和转动驱动装置，x射线源2和接收装置3通过摆臂10可转动的设置在机身1上，转动驱动装置用于驱使摆臂10转动而使x射线源2和接收装置3同步转动，简化了转动机构的结构，使x射线源2和接收装置3绕同一个旋转中心转动，可使2.5d成像算法更简单，有利于提高检测效率和降低设备成本。
51.在本实施例中，摆臂10通过轴承座11可转动的设置在机身1上，利于摆臂10的有效转动，从而有利于实现x射线源2和接收装置3的同步转动。
52.在本实施例中，转动驱动装置包括第一导轨12、第二导轨13、丝杆、螺母、转动驱动部件14，第一导轨12设置在机身1上并沿机身1的长度方向布置，第二导轨13设置在摆臂10上并沿机身1的高度方向布置，丝杆可转动的设置在机身1上并与第一导轨12相互平行，螺母套装在丝杆上，螺母分别与第一导轨12、第二导轨13滑动连接，转动驱动部件14用于驱使丝杆转动而使螺母能够在丝杆上移动并在第一导轨12、第二导轨13上滑动，从而使螺母的直线运动能带动摆臂10的转动。如此布置，使得转动驱动装置的结构简单，运行更平稳、可靠，使x射线源2和接收装置3可更好的绕同一个旋转中心进行转动，使得2.5d成像算法更简单，有利于提高检测效率和降低设备成本。
53.在本实施例中，丝杆和螺母组成滚珠丝杆，可利于提高直线运动的效率而使摆臂10能实现平稳转动。
54.在本实施例中，转动驱动部件14为电机，可使转动机构的结构简单，有利于降低设备成本。
55.在其它实施例中，转动驱动部件14为气缸或油缸等。
56.在本实施例中，螺母通过第一滑块21在第一导轨12上滑动，螺母通过第二滑块22在第二导轨13上滑动，利于螺母分别在第一导轨12和第二导轨13上的有效滑动，使其在滑动过程中能够驱使摆臂10平稳转动。
57.在其它实施例中，转动机构为电机、气缸或油缸等可直接驱使x射线源2和接收装置3转动的驱动部件。
58.在具体实施时，载物台4在机身1上的移动可通过手动施加外力驱使，使该检测设备的结构较为简单。
59.在本实施例中，该检测设备还包括第三导轨15，第三导轨15沿机身1的长度方向布置，第一活动板5可在第三导轨15上滑动，第三导轨15对第一活动板5的移动提供了较佳的导向作用，第一活动板5带动第二活动板6和载物台4在第三导轨15上滑动，从而能够有效调节载物台4在机身1长度方向上的位置，利于对物品的不同区域进行有效检测。具体地，第一活动板5通过第三滑块在第三导轨15上滑动，便于提高第一活动板5的滑动效率。
60.在本实施例中，该检测设备还包括第一平移驱动装置，第一平移驱动装置用于驱使第一活动板5在第三导轨15上滑动，有利于提高该检测设备的自动化程度。
61.具体地，本实施例中的第一平移驱动装置包括第一平移丝杆16和第一平移驱动部件17，第一平移丝杆16沿机身1的长度方向布置并通过第一平移螺母与第一活动板5连接，第一平移驱动部件17用于驱使第一平移丝杆16转动而使第一平移螺母带动第一活动板5在第三导轨15上滑动。更具体地，第一平移驱动部件17为电机。
62.在其它实施例中，第一平移驱动装置为气缸或油缸等驱动部件。
63.在本实施例中，该检测设备还包括第四导轨18，第四导轨18沿第一活动板5的宽度方向布置，即机身1的宽度方向，第二活动板6可在第四导轨18上滑动。第四导轨18对载物台4的移动提供了较佳的导向作用，第二活动板6带动载物台4在第四导轨18上滑动，从而能够有效调节载物台4在机身1宽度方向上的位置，利于对物品的不同区域进行有效检测。具体地，第二活动板6通过第四滑块在第四导轨18上滑动，便于提高第二活动板6的滑动效率。
64.在本实施例中，该检测设备还包括第二平移驱动装置，第二平移驱动装置用于驱使第二活动板6在第四导轨18上滑动，有利于提高该检测设备的自动化程度。
65.具体地，本实施例中的第二平移驱动装置包括第二平移丝杆19和第二平移驱动部件20，第二平移丝杆19沿第一活动板5的宽度方向布置并通过第二平移螺母与第二活动板6连接，第二平移驱动部件20用于驱使第二平移丝杆19转动而使第二平移螺母带动第二活动板6在第四导轨18上滑动。更具体地，第二平移驱动部件20为电机。
66.在其它实施例中，第二平移驱动装置为气缸或油缸等驱动部件。
67.在具体实施时，可通过手动施加外力驱使接收装置3和x射线源2分别沿机身1的高度方向移动，并通过第一锁定装置和第二锁定装置分别维持接收装置3、x射线源2的上下位置。具体地，第一锁定装置和第二锁定装置可与转动机构活动连接，第一锁定装置和第二锁定装置分别与接收装置3、x射线源2相接触而限制接收装置3、x射线源2的移动。更具体地，第一锁定装置和第二锁定装置分别与摆臂10插接，摆臂10上沿机身1的高度方向设置有若干插孔，第一锁定装置和第二锁定装置均为插销，插销插设在对应的插孔上可与第一锁定装置和第二锁定装置相接触而限制第一锁定装置和第二锁定装置的移动。
68.在本实施例中，该检测设备还包括第一升降驱动装置23，第一升降驱动装置23用于驱使接收装置3沿机身1的高度方向移动并可作为第一锁定装置维持接收装置3的上下位置。这样，可利于有效调节接收装置3与载物台4的距离，即可调节接收装置3与物品的距离，从而有利于有效调节放大倍数。
69.具体地，第一升降驱动装置23为电机，结构简单，有利于降低设备成本。
70.在其它实施例中，第一升降驱动装置23为气缸或油缸。
71.更佳的实施方式是，该检测设备还包括第五导轨25，第五导轨25沿机身1的高度方向布置并与转动机构连接，接收装置3可在第五导轨25上滑动，以利于对接收装置3的移动施以较佳的导向作用。具体地，第五导轨25设置在摆臂10上，可与摆臂10一同转动，而使摆臂10能带动接收装置3一同转动。第一升降驱动装置23驱使接收装置3在第五导轨25上滑动。
72.在本实施例中，该检测设备还包括第二升降驱动装置24，第二升降驱动装置24用于驱使x射线源2沿机身1的高度方向移动并可作为第二锁定装置维持x射线源2的上下位置。这样，可利于有效调节x射线源2与载物台4的距离，即可调节x射线源2与物品的距离，从而有利于有效调节放大倍数。
73.具体地，第二升降驱动装置24为电机，结构简单，有利于降低设备成本。
74.在其它实施例中，第二升降驱动装置24为气缸或油缸。
75.更佳的实施方式是，该检测设备还包括第六导轨26，第六导轨26沿机身1的高度方向布置并与转动机构连接，x射线源2可在第六导轨26上滑动，以利于对x射线源2的移动施以较佳的导向作用。具体地，第六导轨26设置在摆臂10上，可与摆臂10一同转动，而使摆臂10能带动x射线源2一同转动。第二升降驱动装置24驱使x射线源2在第六导轨26上滑动。
76.在本实施例中，第五导轨25和第六导轨26均为直线模组，可进一步提高导向效率。
77.在本实施例中，机身1上设置有与检测腔室相互连通的进/出料口，便于将被检测的物品通过该进/出料口放置在检测腔室内的载物台4上或将检测完成的物品通过该进/出料口取出。具体地，在进/出料口处可滑动的设置有拉门27，可实现进/出料口的打开和关
闭，利于防止辐射外泄。
78.在本实施例中，机身1为铅防护外壳，x射线源2和接收装置3设置在其检测腔室内，可利于防止辐射外泄。
79.在本实施例中，机身1上设置有用于输入指令的操作键盘28(含鼠标)、用于控制设备开关的设备按钮29、用于显示检测信息的显示器30和用于接收指令的控制器。
80.在本实施例中，机身1的长度、宽度和高度方向，分别对应笛卡尔坐标系的x轴、y轴和z轴方向。载物台4通过第一活动板5和第二活动板6在水平面内可作x轴和y轴直线移动。x射线源2位于载物台4下方，可在第六导轨26上作z2轴直线移动；探测器位于载物台4上方，可在第五导轨25上作z1轴直线移动。载物台4在x轴和y轴方向上的直线移动用于检测物品的不同区域，探测器在z1轴方向和x射线源2在z2轴方向上的直线移动用于调整放大倍数。
81.第五导轨25和第六导轨26固定连接在摆臂10上，摆臂10可绕轴承座11作旋转r转动以可对检测物品不同断面进行成像，实现2.5d检测。
82.在具体实施时，x射线源2固定连接在第六导轨26上，第六导轨26固定连接在摆臂10上；探测器固定连接在第五导轨25上，第五导轨25固定连接在摆臂10上；摆臂10可绕轴承座11转动，轴承座11中安装有轴承。摆臂10的转动由两个交叉安装的第一导轨12和第二导轨13实现，具体连接关系为：在摆臂10上固定连接第二导轨13(含第二滑块22)；第二滑块22固定连接在滚珠丝杆的螺母上；滚珠丝杆由两端的丝杆轴承座11支撑固定，并与转动驱动部件14固定连接；螺母固定连接在第一导轨12的第一滑块21上；第一导轨12固定连接在机身1上。通过转动驱动部件14的转动，带动螺母直线移动，推动摆臂10绕轴承座11转动。
83.设备工作过程为：打开进/出料口，将物品放置在载物台4上，启动设备开始工作。当摆臂10位于垂直工位时，设备做2d成像。即x射线源2沿第六导轨26移动到合适位置，探测器沿第五导轨25移动到合适位置，载物台4在水平面内作x轴和y轴直线移动，完成2d成像检测。当需要2.5d成像时，摆臂10按一定的步距角度摆动，取多张2d图像，利用算法将多张2d图合成近似3d图像，实现2.5d成像。当被检测的物品所需检测的区域被其内的胶状液体挡住时，为使影像清晰就需要匀料机构驱使载物台4带动被检测的物品在水平方向旋转，实现2.5d成像。
84.在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
85.以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。