现代鸟类样品工业CT扫描用固定夹具

现代鸟类样品工业ct扫描用固定夹具
技术领域
1.本实用新型属于工业ct扫描设备领域。具体地，涉及基于尼康 xth225st现代冷冻鸟类样品工业ct扫描用固定夹具。


背景技术：

2.工业ct工作原理为：当x射线入射到被检测物时，一部分x射线被吸收，一部分x射线被散射，还有一部分x射线透过被检测物。如果被检测物性质均匀、结构无差异，那么透过的x射线强度就是均匀的；如果被检测物性质不均匀或存在结构差异，这种差异将改变x射线投射的均匀情况。使用探测器检测透射x射线的强度，即可显示出被检测物的结构、大小和性质。
3.尼康xth225st工业ct的x射线管和探测器均为固定装置，仪器进行三维扫描时，需要将被检测物通过夹具固定在载物台上并旋转360度，获得3142张x射线二维图像，其中3141张图像为旋转360度过程中拍摄的二维图像，第3142张图像为被检测物初始角度拍摄。完成扫描后，三维重构软件将第1张图像与其余3141张图像进行对比后进行重构，其重合度越高，重构的三维图像质量越高。也就是说，在扫描过程中保持样品不晃动，保持第1张图像与其余3141张图像完全重合，可以获得高质量的重构数据。同时，对于同一被检测物来说，其在夹具上安装的位置越居中，即360度旋转时产生的旋转半径越小，其获得的扫描精度就越高。
4.冷冻鸟类样品是通过夹具安装在载物台上，因此，夹具的形状和性质，往往会决定扫描数据的精度和质量。在现有夹具中，还未有针对鸟类样品扫描的专门夹具，通常采用的办法为将鸟类放置到开口的塑料矿泉水瓶中，再将瓶子固定在载物台上，但这容易导致以下缺陷：
5.1、塑料瓶通常为被隔开上部窄口的矿泉水瓶，其中利用棉花或泡沫等物品充填缝隙，使鸟类样品样品固定在样品台上。但由于棉花或者泡沫等物品质地柔软，容易形变，尤其在载物台旋转360
°
过程中，即使发生轻微的变形，也会导致样品发生位移，使得扫描的第一张和最后一张图像无法完全重合，降低扫描质量。
6.2、冷冻样品扫描时间为20-30分钟，扫描过程中鸟类的躯体部分大致能够保持冷冻状态，但是一些薄弱部位会发生解冻，导致无法获得良好的扫描效果。例如，脖子位置发生解冻，会导致扫描过程中鸟类的头和脖子的位置发生偏移；翅膀、爪子等部位在扫描过程中也容易发生位移。为了固定这些薄弱部位，通常采用的做法为使用胶带将其紧紧缠住，但在拆卸胶带的过程中，容易破坏样品。
7.3、自制的开口矿泉水瓶同轴性差，结构强度低，基本都会相对夹具轴线偏斜，使样品的旋转半径变大，扫描精度降低。


技术实现要素：

8.针对以上现有技术中存在的一些问题，本实用新型的目的是提供现代鸟类样品工
业ct扫描用固定夹具，针对冷冻状态下的现代鸟类样品，采用有机玻璃管与真空袋联动的上样方法，将冷冻的现代鸟类稳定可靠地固定在玻璃管中，并利用水作为填充介质，避免了鸟类样品的解冻微变形，实现了良好的同轴度和极高的稳定性，有利于提高扫描精度。
9.现代鸟类样品工业ct扫描用固定夹具，具有容纳鸟类样品的封闭空间，所述封闭空间由紧密包裹在鸟类样品外部的包装袋形成；还包括：
10.刚性杯，其被用于固定在ct机的旋转夹盘上，包围在包装袋外部，并固定包装袋；
11.填充介质，其填充于包装袋和刚性杯之间，用于稳定包装袋的垂直插入刚性杯内的姿态。
12.作为一种优选的技术方案，所述填充介质为冰；所述刚性杯上还附设有保温层，用以延缓冰融化。
13.作为一种优选的技术方案，所述冰是以水浸的结合状态填充于包装袋和刚性杯之间。
14.作为一种优选的技术方案，所述保温层采用铝箔和pe棉复合形成，包裹于刚性杯外周。
15.作为一种优选的技术方案，所述刚性杯采用透明玻璃或塑料材质。
16.作为一种优选的技术方案，所述包装袋内部通过抽真空形成负压状态。
17.作为一种优选的技术方案，所述包装袋底部设有位于包装袋内的第一垫片，及中部具有孔洞且利用该孔洞套在包装袋外部的第二垫片；所述第二垫片与第一垫片贴合，并将包装袋底部收束。
18.作为一种优选的技术方案，所述第二垫片的形状和尺寸与刚性杯内部形状和尺寸适配，以实现第二垫片中央的孔洞与刚性杯同轴。
19.作为一种优选的技术方案，所述包装袋的开口一端穿过盖板中心的调解孔，后束缚或粘接固定在刚性杯上。
20.作为一种优选的技术方案，所述盖板中部的调解孔为沿径向设置的条形孔，以方便调整包装袋顶部位置，使鸟类样品垂直于ct机的旋转夹盘。
21.显而易见，在以上单个实施方式中描述的元件或特征可以在其它实施方式中单独或组合使用。
22.本实用新型的有益效果：
23.1.本实用新型的技术方案采用水冷冻结成的冰块作为包裹鸟类样品的固定物，及作为填充于鸟类样品和刚性杯之间的介质，水浸润包装袋的渗透度很高，能够非常完整地将包装袋包裹在冰块中，避免鸟类样品爪部或头颈部等发生微变。
24.2.在采取保温措施的情况下，冰块和鸟类样品的解冻速率很慢， 20-30min之内基本不会发生因冰块融解而产生的位置变动，因此能够有效提高样品扫描过程中获取的二维图对合精度，利于重建精确完整的三维结构模型。
25.3.本实用新型的技术方案采用刚性杯容纳鸟类样品，如玻璃管之类的刚性杯不易因冷冻和解冻的温度变化发生形变，能够与ct机旋转夹盘保持较高的同轴度，降低刚性杯内鸟类样品的旋转半径，提高扫描精度。
26.4.本实用新型的技术方案采用两片相互叠放配合的垫片共同收束形成包装袋的底部，其具有倒锥形的容纳结构，适合鸟类尖锐的喙部或尾部，因此能够精准地将鸟类样品
的头部控制在刚性杯的中央位置；相配合地，在盖板上开设的径向调解孔方便扎封鸟类样品的包装袋口部收束和调整位置，以利于调解鸟类样品整体处于垂直状态。通过调解鸟类样品处于基本垂直状态，在刚性杯保持与夹盘同轴的基础上，进一步降低鸟类样品旋转半径，从而提高扫描精度。
附图说明
27.在附图中，尺寸和比例不代表实际产品的尺寸和比例。附图仅仅是说明性的，并且为了清楚起见，省略了某些非必要的元件或特征。
28.图1是本实用新型的立体结构示意图；
29.图2是本实用新型的俯视图；
30.图3是图2中沿a-a剖视图。
31.附图标记说明：
32.1、刚性杯；2、包装袋；3、第一垫片；
33.4、第二垫片；41、孔洞；
34.5、盖板；51、调解孔；
35.6、冰。
具体实施方式
36.接下来将参照附图详细描述本实用新型的实施方案。这里所描述的仅仅是根据本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员可以在优选实施方式的基础上想到能够实现本实用新型的其他方式，其他方式同样落入本实用新型的范围。
37.本实施例中的技术方案主要针对冷冻状态下的现代鸟类样品进行固定，具体采用如下技术方案：
38.参考图1-图3，现代鸟类样品工业ct扫描用固定夹具，其具有包裹在鸟类样品外部的包装袋2，包装袋2可以采用圆筒状包装袋2，其内部中央放置圆形的第一垫片3，然后将包装袋2的开口一端穿过第二垫片4 中央的孔洞41，实现利用圆形的第二垫片4将包装袋2的底部收束成锥形，之后将鸟类样品的喙部放置在该收束成锥状的空间处，实现二者的形态匹配，这同时实现了利用锥形收束结构固定鸟类样品头颈部的目的。当然，也可以采用锥形底的包装袋2，但这样会存在以下不利之处：第一，锥形包装袋2容易被喙部戳破，其结构强度不如收束集中而形成的锥形容置空间，且第二垫片4和第一垫片3相互贴压重合，形成了较强的端部支撑，能够阻挡喙部的下探。第一垫片3或第二垫片4还与刚性杯1内壁配合，利用其中央圆孔实现控制鸟类样品头颈部处于刚性杯1的中央位置，这一点也是锥形底的包装袋2难以做到的。
39.利用第二垫片4收束形成包装袋2底部之后，将冷冻的鸟类样品放入包装袋2中，然后再将包装袋2的开口端穿过一盖板5，利用盖板5上的调解孔51收束包装袋2的口部，并可调整包装袋2的开口端在盖板5的调解孔51中的位置，使包装袋2及其内的鸟类样品处于垂直状态。由于鸟类样品在包装袋2中被抽真空之后，其整体呈现中下部圆鼓，两端收窄的形态，故使其垂直于工业ct机的旋转夹盘能够收缩鸟类样品的旋转半径，提高扫描精度。
40.将鸟类样品通过包装袋2包裹放置在圆形透明刚性杯1中，然后向刚性杯1中加注
水。调整好鸟类样品的姿态之后，利用封盖将包装袋2的开口端束缚在盖板5或刚性杯1上，也可以采用胶带等粘接方式将包装袋2 的开口端固定在盖板5或刚性杯1上。之后将刚性杯1放入冷冻室内冷冻。水凝结成冰6之后，将包装袋2和鸟类样品稳定地固定在刚性杯1中，然后外层包裹保温层，上工业ct机的旋转夹盘进行扫描。在采取保温措施的情况下，冰块和鸟类样品的解冻速率很慢，20-30min之内基本不会发生因冰块融解而产生的位置变动，因此能够有效提高样品扫描过程中获取的二维图对合精度，利于重建精确完整的三维结构模型。
41.本实施例将包装袋2抽真空的必要性在于：抽真空的包装袋2能够压缩鸟类样品体积，降低旋转半径，且能够固定鸟类样品，避免鸟类样品晃动。此外，抽真空还能减少包装袋2内部空气，在加水冰冻过程中不易浮起。
42.本实施例中，刚性杯1采用玻璃，但也可以采用硬塑料等其他刚性材质。刚性的材质能够抵抗其冷热变化带来的形变，进而其自身相对于旋转夹盘具有较高的同轴度。
43.本实施例中的保温层采用铝箔和pe棉复合形成，包裹于刚性杯1外周。这种材料质轻，保温效果好，且密度低，不会影响工业ct扫描结果中对鸟类样品的灰度显示。
44.本实施例中的盖板5中部的调解孔51采用沿径向设置的条形孔。包装袋2的开口端在此径向的条形孔中可以调解径向的位置，同时由于盖板 5可旋转，比如可以为盖在刚性杯1开口的盖体，故通过旋转盖板5又得以调解包装袋2开口端的周向位置，以上维度的结合使得包装袋2的开口端能够灵活地处于刚性杯1开口的任意位置，极大地方便了对包装袋2的上端的垂直调整。
45.本实用新型的保护范围仅由权利要求限定。得益于本实用新型的教导，本领域技术人员容易认识到可将本实用新型所公开结构的替代结构作为可行的替代实施方式，并且可将本实用新型所公开的实施方式进行组合以产生新的实施方式，它们同样落入所附权利要求书的范围内。