一种工业CT用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具

本技术涉及工业ct扫描，具体涉及一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具。

背景技术：

1、工业ct的工作原理为：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；如果被检测物不均匀或存在结构差异，它将改变x射线投射的均匀情况，使其不均匀。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差异、大小和性质。一般情况下，被检测物的密度越高，检测出的灰度值越高，密度越低，检测出的灰度值就越低。根据被检测物品密度的不同，即可无损、快速的识别出被检测物品内部的结构、孔隙等信息。

2、尼康xth225st工业ct的x射线管为固定装置，仪器进行三维扫描时需要被检测物通过夹具安装固定在载物台上。扫描过程中被检测物整体旋转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张图像为被检测物旋转360度后在初始角度拍摄。完成扫描后，三维重构软件将第1张图像与第3142张图像进行对比后重构，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张图像与第3142张图像完全重合，可以获得高质量的重构数据。

3、ct扫描的放大倍数等于射线管距离探测器的距离除以样品距离射线管的距离，假设其射线管距离探测器的距离为a，样品距离射线管的位置为b，样品扫描的放大倍数＝a/b，在探测器接收到扫描物品完整信息的前提下，被扫描物品距离射线管越近，其放大倍数越大。对于同一被检测物来说，其在夹具上安装的位置越居中，旋转时获得的旋转半径越小，样品距离射线管就越近，其获得的扫描精度就越高。也就是说，对于同一被检测物来说，在扫描中不发生位移、在夹具上安装的位置越居中，即360度旋转时获得的旋转半径越小，其获得的扫描质量和精度就越高。

4、由于显微ct能够快速、无损的观察到被检测物内部结构，在近些年中已被广泛应用到古人类、古生物化石研究领域中，特别一些具有复杂结构的化石研究，例如古人类和脊椎动物化石下颌骨研究。通过ct扫描，可以重建下颌骨全貌、牙齿表面形态、骨骼厚度等信息，为进一步属种分类、生存环境研究等提供有价值的科学信息。在现有技术中，没有专门的样品台或夹具用来安装此类样品，通常简单的将样品放入开口的塑料瓶中，然后再将瓶子固定在样品台上，这容易导致以下缺陷：

5、1、在将化石放入开口的塑料瓶中时，需要将化石紧紧的固定在瓶中，通常会选用开口直径稍小于样品直径的塑料瓶，这样可以将化石紧紧的插入开口塑料瓶中。但考虑到塑料瓶会弹性变形，在扫描过程中难免会发生形变，也会造成化石位置发生轻微的位移，影响扫描质量。

6、2、用开口塑料瓶承装化石，通常第一优先是如何固定化石，而很难满足既固定化石，又能寻找到化石相对较小的旋转半径，进而影响扫描精度。

7、3、一些化石风化严重、较破碎，若将化石紧紧的插入开口的塑料瓶中，可能会造成化石的损坏。

8、为此，我们提出了一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具，可以解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的一个主要目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具。

2、为了实现上述技术方案，本实用新型采用以下技术方案：

3、根据本实用新型的一个方面，提供一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具，包括基座、支架组件，所述支架组件设置于基座上；

4、其中，所述支架组件用于固定待扫描物体，所述基座用于支撑支架组件。

5、根据本实用新型的一实施方式，所述基座包括第一基座、设置于第一基座下侧的第二基座；

6、其中，第一基座呈圆盘状，第一基座上径向设有一容纳槽，在所述容纳槽的底部开设有若干基座螺纹孔；第二基座呈圆柱状。

7、根据本实用新型的一实施方式，所述基座螺纹孔设置为两排。

8、根据本实用新型的一实施方式，所述第一基座与第二基座同轴设置。

9、根据本实用新型的一实施方式，所述支架组件包括支架本体和化石托架，所述化石托架通过插入部与支架本体固定连接。

10、根据本实用新型的一实施方式，所述化石托架呈l状，包括托架垂直部和托架水平部，所述托架水平部的一端垂直设置有托架垂直部，其另一端至少设有两组插入部；

11、其中，所述托架水平部用于托举待扫描物体，所述托架垂直部用于夹持待扫描物体。

12、根据本实用新型的一实施方式，所述插入部为设有外螺纹的螺纹杆。

13、根据本实用新型的一实施方式，所述支架本体呈l状，包括支架垂直部和支架水平部，所述支架水平部的一端垂直设置有支架垂直部，所述支架垂直部上设有若干与插入部配合的定位孔；化石托架的插入部穿过定位孔后，通过螺母与螺纹杆固定连接，对化石托架进行紧固，不仅对待扫描物体进行夹紧，同时提高了扫描操作时的安全性。

14、根据本实用新型的一实施方式，所述支架水平部上设有贯穿的支架定位孔，通过螺栓穿过支架定位孔后、与基座螺纹孔螺纹连接，将支架本体固定在基座上。

15、根据本实用新型的一实施方式，所述支架定位孔设置为两排，且支架定位孔与基座螺纹孔一一对应。

16、根据本实用新型的一实施方式，所述支架水平部的宽度小于容纳槽的宽度，使得支架水平部能够放置在容纳槽内；支架水平部的厚度可以与容纳槽的深度相等。

17、根据本实用新型的一实施方式，所述基座、支架组件均采用碳纤维材料制成。

18、由上述技术方案可知，本实用新型具备以下优点和积极效果中的至少之一：

19、(1)利用碳纤维制作下颌骨化石用夹具，碳纤维和化石的密度差异较大，能够有效地突出化石的灰度值；

20、(2)保证化石在扫描过程中能够有效固定、并能寻找到化石的较小旋转半径，获得较高质量和较高精度的扫描数据；

21、(3)能够保护化石在装载和拆卸过程中不受破坏，安全可靠。

技术特征：

1.一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具，其特征在于，包括基座、支架组件，所述支架组件设置于基座上；

2.根据权利要求1所述的一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具，其特征在于，所述基座包括第一基座、设置于第一基座下侧的第二基座；

3.根据权利要求2所述的一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具，其特征在于，所述第一基座与第二基座同轴设置。

4.根据权利要求1所述的一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具，其特征在于，所述支架组件包括支架本体和化石托架，所述化石托架通过插入部与支架本体固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具，其特征在于，所述化石托架呈l状，包括托架垂直部和托架水平部，所述托架水平部的一端垂直设置有托架垂直部，其另一端至少设有两组插入部；

6.根据权利要求4所述的一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具，其特征在于，所述支架本体呈l状，包括支架垂直部和支架水平部，所述支架水平部的一端垂直设置有支架垂直部，所述支架垂直部上设有若干与插入部配合的定位孔。

7.根据权利要求6所述的一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具，其特征在于，所述支架水平部上设有贯穿的支架定位孔，通过螺栓穿过支架定位孔后、与基座螺纹孔螺纹连接，将支架本体固定在基座上。

8.根据权利要求7所述的一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具，其特征在于，所述支架定位孔设置为两排，且支架定位孔与基座螺纹孔一一对应。

9.根据权利要求7所述的一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具，其特征在于，所述支架水平部的宽度小于容纳槽的宽度，使得支架水平部能够放置在容纳槽内。

10.根据权利要求1所述的一种工业ct用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具，其特征在于，所述基座、支架组件均采用碳纤维材料制成。

技术总结
本技术涉及工业CT扫描技术领域，具体涉及一种工业CT用脊椎动物下颌骨化石扫描用夹具。所述夹具包括基座、支架组件，所述支架组件设置于基座上；其中，所述支架组件用于固定待扫描物体，所述基座用于支撑支架组件。本技术的有益效果在于：本技术利用碳纤维材质制作夹具，在三维重构中，碳纤维灰度值接近空气，能够有效地突出化石的灰度值；由于采用化石托架和L型支架双重固定方式，既可以有效寻找到最小的旋转半径，保证其扫描精度，又可以保证样品在旋转过程中不发生移动，保证数据扫描质量，并能保证化石在安装和拆卸过程中不受到破坏。

技术研发人员：陈寿铭
受保护的技术使用者：中国地质科学院地质研究所
技术研发日：20230821
技术公布日：2024/2/25