专利名称：一种检测流体中各物质分布图像装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于层析成像技术领域，涉及一种流体中各物质分布图像的检测装置。
背景技术：
层析成像技术(CT)是一种利用源-探测器扫描或以固定结构排列的方式，对物体进行探测，测量得到的投影数据经过与测量过程物理背景有关的图像重建算法处理，最后 以图像的形式反映被测物体截面信息的技术。CT技术始于1917年J. Radon提出的图像重建理论，1963年美国物理学家Cormack 发展了 X射线CT的准确数学方法，1973年第一台X射线断层扫描仪由G. N. Hounsfield博 士发明，CT的物理背景非常广泛，如各种射线、电磁场、光、声等都可以作为被测参量信息的 载体。随着科学研究和工业生产的不断发展，CT的一系列分支应运而生并在医疗、生物组 织研究及工业生产等诸多领域得到广泛应用，并有力地促进着不同学科之间的融合。光CT由光过程CT (OPT)、光相干CT (OCT)和光弥散CT (DOT)三大子分支组成，1995 年OPT的一个新的分支——光纤过程层析成像技术(OFPT)由于光纤传感技术(OFS)的引 入而诞生。OFPT主要测量对象是工业体系中广泛存在并对产品质量、成本及生产安全具有 重要影响的多相流，具有OFS分辨率高、体积小、抗电磁干扰等一般优点。与光纤探针测量 方式相比，OFPT可同时得到截面全部相关信息的独特优点，OFPT是过程层析成像技术中一 个新的研究热点。在专利CN1372165A中，发明人已提出了一种新型的应用于圆形结构的光纤过程 层析成像的像素分配和平面光路设计的方法，该方法针对了原有方法中方形像素和扫描方 法的不足之处，即方形像素并不适合于圆形的截面，会带来理论上的误差，而在各种扫描方 式，如正交、直线、三直线、扇形等扫描结构中，也都与圆形结构不匹配，而新的结构无论在 像素分配还是光路布局上都是圆对称的。但上述专利也有不足之处，由于采用了传感单元和像素个数相关联的方法，使得 像素的个数较少，否则就需要大量的传感器单元，无论在系统的复杂性和成本上都是不可 取的，由于系统无扫描装置，使得层析成像系统投影数目较少，重建精度不高，很大程度上 限制了该结构的具体应用。
发明内容本实用新型的目的是提供一种流体中各物质分布图像检测装置。本实用新型包括检测环和八个传感单元。所述的检测环为透明的且两端开放的圆 柱筒形，沿检测环外侧壁的圆周设置有支架和检测台。所述的支架为圆环形，支架的内侧壁 与检测环的外侧壁固定连接；所述的检测台为圆环形，检测台设置在支架上，检测台与支架 之间设置有轴承，检测台的内侧壁与检测环外侧壁之间设置有滚珠。检测台与电机配合连 接，检测台可在支架上相对于检测环以及支架转动。[0009]检测台的上端面沿圆环圆周均勻分布八组放置槽，每组放置槽包括成扇形分布的 七个放置槽，七个放置槽的前端点构成的圆弧与后端点构成的圆弧具有同一圆心，且该圆 心位于检测环的内侧壁上。每组放置槽中中间的放置槽沿圆环的径向设置，两边各设置三 个放置槽，相邻的两个放置槽的夹角为22. 5度。每个传感单元包括七个准直器，七个准直器分别设置在一组的七个放置槽上。每 个传感单元的中间一个准直器与Y形分路器的单端口连接，Y形分路器的双端口中的一个 端口与激光器的输出端连接，Y形分路器的双端口中的另一个端口与探测器的输入端连接。 每个传感单元一边相邻的三个准直器分别与三个激光器的输出端连接，另一边相邻的三个 准直器分别与三个探测器的输入端连接。每个传感单元的与激光器连接的三个准直器以及 与探测器连接的三个准直器在七个准直器中的位置相同。三十二个探测器与三十二路数据采集卡连接，三十二路数据采集卡与PC机连接。本实用新型相比于现有技术具有以下有益效果1、该装置检测精度高、利用该装置实现图像成像的方法简单2、与其它光纤过程层析成像相比，相同数目的光纤传感器提取的信息量更大，效
率更高。3、传感器的数目较少，由于传感单元的布局是圆对称结构，因此无需将圆周旋转 2 π，而只需π/4即可，不仅降低了系统实现的难度，而且，加快了扫描和处理的速度。
图1为本实用新型装置的结构示意图；图2为图1的局部放大示意图；图3为图1中检测台上放置槽布局示意图；图4为图1中一个传感单元结构示意图。
具体实施方式
如图1，检测流体中各物质分布图像装置包括检测环1和八个传感单元2。如图2，检测环1为透明的且两端开放的圆柱筒形，沿检测环1外侧壁的圆周设置 有支架6和检测台5。支架6为圆环形，支架6的内侧壁与检测环1的外侧壁固定连接。检 测台5为圆环形，检测台5设置在支架6上，检测台5与支架6之间设置有轴承7，检测台5 的内侧壁与检测环1外侧壁之间设置有滚珠8。检测台5与电机配合连接，检测台5可在支 架6上相对于检测环1以及支架6转动。如图3，检测台5的上端面沿圆环圆周均勻分布八组放置槽，每组放置槽包括成扇 形分布的七个放置槽9-1 9-7，七个放置槽的前端点构成的圆弧与后端点构成的圆弧具 有同一圆心，且该圆心位于检测环1的内侧壁上。每组放置槽中中间的放置槽9-4沿圆环 的径向设置，两边各设置三个放置槽9-1 9-3和9-5 9-7，相邻的两个放置槽的夹角为 22. 5度ο如图4，每个传感单元包括七个准直器13-1 13-7，七个准直器13_1 13_7分 别设置在一组的七个放置槽9-1 9-7上。每个传感单元的中间一个准直器13-4与Y形 分路器10的单端口连接，Y形分路器10的双端口中的一个端口与激光器11-4的输出端连接，Y形分路器10的双端口中的另一个端口与探测器12-4的输入端连接。每个传感单元一 边相邻的三个准直器13-1 13-3分别与三个激光器11-1 11-3的输出端连接，另一边 相邻的三个准直器13-5 13-7分别与三个探测器12-1 12_3的输入端连接。每个传感 单元的与激光器连接的三个准直器以及与探测器连接的三个准直器在七个准直器中的位 置相同。三十二个探测器与三十二路数据采集卡连接，三十二路数据采集卡与PC机连接。 利用该装置进行检测的方法是步骤(1)将检测环1安装在待检测的管路3上，检测环1与待检测的管路3同轴 密封设置，让待检测流体4流过检测环1 ；打开所有的三十二个激光器和三十二个探测器， 激光器发出的激光经过检测流体，将检测流体中在该光路上的物质分布信息加载到光信号 上，由对应的探测器接收该光信号并转换为电信号；数据采集卡采集得到三十二个探测器 的电信号；步骤(2)将检测台旋转45度，在旋转过程中数据采集卡按照设定的采样频率对 三十二个探测器输出的电信号进行采集；步骤(3)由PC机中软件对步骤⑴和步骤⑵采集到的电信号进行处理，最终得 到待检测流体中各物质的分布图像。
权利要求一种检测流体中各物质分布图像装置，包括检测环和八个传感单元，其特征在于所述的检测环为透明的且两端开放的圆柱筒形，沿检测环外侧壁的圆周设置有支架和检测台；所述的支架为圆环形，支架的内侧壁与检测环的外侧壁固定连接；所述的检测台为圆环形，检测台设置在支架上，检测台与支架之间设置有轴承，检测台的内侧壁与检测环外侧壁之间设置有滚珠；检测台与电机配合连接，检测台可在支架上相对于检测环以及支架转动；检测台的上端面沿圆环圆周均匀分布八组放置槽，每组放置槽包括成扇形分布的七个放置槽，七个放置槽的前端点构成的圆弧与后端点构成的圆弧具有同一圆心，且该圆心位于检测环的内侧壁上；每组放置槽中中间的放置槽沿圆环的径向设置，两边各设置三个放置槽，相邻的两个放置槽的夹角为22.5度；每个传感单元包括七个准直器，七个准直器分别设置在一组的七个放置槽上；每个传感单元的中间一个准直器与Y形分路器的单端口连接，Y形分路器的双端口中的一个端口与激光器的输出端连接，Y形分路器的双端口中的另一个端口与探测器的输入端连接；每个传感单元一边相邻的三个准直器分别与三个激光器的输出端连接，另一边相邻的三个准直器分别与三个探测器的输入端连接；每个传感单元的与激光器连接的三个准直器以及与探测器连接的三个准直器在七个准直器中的位置相同；三十二个探测器与三十二路数据采集卡连接，三十二路数据采集卡与PC机连接。
专利摘要本实用新型涉及一种检测流体中各物质分布图像装置。现有装置结构复杂、精度不高。本实用新型包括检测环和八个传感单元。检测环外侧壁的检测台可相对于检测环转动。检测台上端面分布八组放置槽，每组七个。每个传感单元包括七个准直器，中间一个与Y形分路器的单端口连接，双端口与激光器和探测器分别连接。两边相邻的三个准直器分别与三个激光器和三个探测器连接。三十二个探测器与三十二路数据采集卡连接，三十二路数据采集卡与PC机连接。本实用新型通过独立设计像素与平面光路结构，利用较少的光纤传感器单元即可得到较高图像重建分辨率。
文档编号G01N21/84GK201561934SQ20092020243
公开日2010年8月25日 申请日期2009年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者廖延彪, 赖淑蓉, 阎春生 申请人:浙江大学
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