隱藏危險品檢測設備的製作方法

2023-07-20 10:15:01 1

專利名稱：隱藏危險品檢測設備的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於太赫茲感測(terahertz sensing)技術領域，特別涉及一種通過主動式連續波太赫茲成像和多波長光譜分析對隱藏危險品進行遠距離定位和識別的設備。
背景技術：
爆炸物檢測在社會公共安全領域倍受矚目，探索快速有效的檢測技術對於保障人民群眾的生命財產安全、構建和諧社會具有特殊的重要意義。隨著反恐力度加大和安檢排爆措施的增強，現有的近距離爆炸物檢查和識別設備正發揮著巨大作用。然而，犯罪分子反偵查意識在不斷增強，爆炸器材也隨之變化，危險品有可能在檢查階段發生爆炸，對檢查人員和設備造成安全威脅，因此最理想的手段是在遠距離實施探測。目前在一定程度上滿足遠距離爆炸物探測需求的技術主要有X射線背散射成像、 雷射光譜、熱成像、毫米波和太赫茲技術等(1.唐前進，邵傑.遠距離爆炸物探測技術的研究與應用.中國安防,2009，9: 40-45)。X射線背散射成像技術利用背散射的X射線對被檢測物體進行成像，其使用的X射線能量相對於透視成像較低，潛在的探測距離為15 米，可將爆炸物和背景區分開來，但由於X射線具有致電離性，對人體健康有一定的傷害。 雷射光譜技術主要利用被檢測物體受雷射照射時所吸收或發射的某些特定波長的雷射來判定是否存在爆炸物，如拉曼光譜、雷射誘導螢光光譜和光聲光譜，該技術的優點在於雷射具有較好的傳輸性，適合遠距離探測的需求，局限性是雷射無法穿過不透明物體，因而不能探測隱藏的爆炸物。熱成像技術主要是利用隱藏物品與表面之間的溫度差來進行探測，這種技術在探測人體炸彈方面優勢顯著，但是空氣的流動和其他熱源都會對探測效果產生影響，同時該技術只能提供隱藏物品的形狀信息，很難從物質成分的角度鑑別爆炸物，因而檢測能力有限。毫米波技術通過探測物體自身發射或者由物體反射回來的毫米波波段電磁輻射而成像，毫米波對大氣和衣物具有良好的穿透性，能夠在遠距離探測隱藏的武器，但是不具備物質成分識別能力。太赫茲輻射一般是指頻率在0.1-10 THz範圍內的電磁波，它具有如下幾方面的獨特性質首先，很多有機分子在太赫茲頻段內具有特徵吸收和色散，使得物質的太赫茲光譜表現出「指紋」特性，因而通過太赫茲光譜分析技術可以進行物質種類和成分鑑別；其次，太赫茲輻射對於很多非金屬、非極性物質具有很強的穿透力，能夠直接探測隱藏的危險品；此外，太赫茲電磁波沒有X射線的致電離性質，不會對材料和人體造成傷害，所以太赫茲技術在爆炸物檢測方面具有良好的應用前景。2006年美國陸軍RDECOM CERDEC夜視與電子傳感器實驗室開發了一套可探測隱藏武器的 640 GHz 主動成像儀(2. E. L. Jacobs, S. Moyer, C. C. Franck, et al. Concealed weapon identification using terahertz imaging sensors. Proc. of SPIE, 2006, 6212: 62120J)，探測距離約為1.5 m，所採用的共焦成像方式保證了高解析度和信噪比，但掃描速度較慢。與此同時，德國宇航研究中心針對反恐需求開展了用於人體衣物下隱藏金屬危險品的遠距離太赫茲成像研究，並於2007年研製成功工作頻率為0. 8 THz、探測距離達20 m、解析度小於2 cm的成像系統樣機(3. H. -ff. Hubers, A. D. Semenov, H.Richter, et al. Terahertz imaging system for stand-off detection of threats. Proc. of SPIE, 2007, 6549: 65490A)，且能達到接近實時採集圖像的掃描速度。以上研究工作表明利用主動太赫茲輻射對遠距離可疑物體進行成像定位具有可行性，但對於爆炸物探測還需聯合光譜信息加以識別，而且這些研究尚處於實驗室內部階段，沒有真正投入到實際應用中，有待進一步發展。國內外針對遠距離太赫茲光譜分析的研究很少，而且均處於探索階段。2006年美國RPI太赫茲研究中心利用傳統的太赫茲時域光譜分析技術檢測遠處的炸藥樣品，對於30 m傳播距離仍然觀察到了 RDX的0. 82 THz吸收峰，初步表明遠距離爆炸物識別是可行的 (4. H. Zhong, A. Redo, Y. Chen, et al. THz wave standoff detection of explosive materials. Proc. of SPIE, 2006, 6212: 62120L)，但大氣吸收使光譜失真嚴重，信噪比較差，不利於實際應用。該單位又提出了通過飛秒雷射誘導空氣等離子體產生脈衝太赫茲福身寸的新技術(5. J. Dai and X. -C. Zhang. Terahertz wave generation from gas plasma using a phase compensator with attosecond phase-control accuracy. App1. Phys. Lett. , 2009, 94: 021117)，這樣可以將在大氣中傳輸性好的可見光發送到遠處被測物體附近產生太赫茲輻射，以避免大氣對太赫茲輻射造成的衰減，然後通過光譜分析鑑別爆炸物，但反射信號的遠距離探測還面臨困難，而且單純的光譜分析技術只對物體的一個測量點進行檢測，不具備空間定位能力，因此需要與成像技術結合才能滿足實際應用。

實用新型內容為了克服上述現有技術中存在的不足，本實用新型提出了一種新的遠距離隱藏危險品檢測方法，該方法的核心是基於連續波太赫茲輻射的高功率和頻率調諧特性，先通過太赫茲成像反映的形狀信息對可疑物體進行快速定位，然後選擇對大氣透射性好的某些頻段進行太赫茲光譜分辨測量以進一步識別是否存在危險品。在本申請中所使用的術語「遠距離」 一般來講被定義為距離被測物體大致5米一 20米的範圍。但是，本實用新型的設備和方法同樣適用於更近距離或者更遠距離的隱藏危險品的檢測。本實用新型的技術方案以如下方式實現一種對隱藏危險品進行檢測的方法，所述方法包括以下步驟對被測物體進行太赫茲成像；判斷通過太赫茲成像得到的被測物體太赫茲圖像中是否存在藏有危險品的可疑區域；對藏有危險品的可疑區域進行多波長光譜分析測量，根據多波長光譜分析測量結果鑑別所述可疑區域中是否包含危險品；以及輸出被測物體太赫茲圖像和危險品檢測結果。根據本實用新型的一個方面，所述對被測物體進行太赫茲成像的步驟可包括調節太赫茲發射器工作於成像波長下；將太赫茲發射器輸出的太赫茲輻射準直、聚焦，並傳輸至被測物體；通過太赫茲探測器收集由被測物體反射回來的太赫茲輻射，得到被測物體一個像素點的信息；以及通過波束掃描控制系統使太赫茲波束掃描視域中的各像素點，從而獲取被測物體的太赫茲反射圖像。根據本實用新型的另一個方面，判斷通過太赫茲成像得到的被測物體太赫茲圖像中是否存在藏有危險品的可疑區域的步驟可包括通過數據採集與處理系統基於由太赫茲反射圖像得出的形狀特徵和灰度值特徵判斷掃描圖像中是否存在藏有危險品的可疑區域， 4同時對所述可疑區域進行精確定位根據本實用新型的又一個方面，對藏有危險品的可疑區域進行多波長光譜分析測量的步驟可進一步包括選取所述可疑區域內某一感興趣點，對該感興趣點進行多波長光譜分析測量，建立太赫茲多波長反射光譜識別模型，運用模式識別方法鑑別可疑區域內是否存在危險品。根據本實用新型的另一個方面，所述調節太赫茲發射器工作於成像波長下的步驟可進一步包括a)根據太赫茲輻射在大氣中的傳輸特性選擇透射良好的頻率窗口，確定太赫茲輻射源的工作波長範圍；b)綜合分析太赫茲輻射源發射功率、波長對成像信噪比和空間解析度的影響，同時考慮所述步驟a)所限定的波長範圍，確定最佳成像波長。根據本實用新型的另一個方面，所述波束掃描控制系統可包括太赫茲波束掃描裝置和太赫茲波束掃描控制單元，所述通過波束掃描控制系統使太赫茲波束掃描視域中的各像素點的步驟可進一步包括所述太赫茲波束掃描控制單元發送信號至所述太赫茲波束掃描裝置，調節所述太赫茲波束掃描裝置中的波束掃描模塊以改變太赫茲波束在被測物體上的光斑位置。根據本實用新型的又一個方面，所述波束掃描模塊可以是振鏡。根據本實用新型的又一個方面，所述波束掃描控制系統可包括太赫茲波束掃描裝置和太赫茲波束掃描控制單元，所述通過波束掃描控制系統使太赫茲波束掃描視域中的各像素點的步驟可進一步包括所述太赫茲波束掃描裝置承載包括所述太赫茲發射器、所述太赫茲探測器和所述太赫茲光學組件的系統進行平移運動，所述太赫茲波束掃描控制單元發送信號至所述太赫茲波束掃描裝置，調節所述組件的空間位置從而改變入射太赫茲波束在被測物體上的光斑位置。根據本實用新型的又一個方面，對藏有危險品的可疑區域進行多波長光譜分析測量的步驟可進一步包括通過波長調諧控制單元對所述太赫茲發射器的輻射波長進行有選擇地調節，使所述太赫茲發射器工作於多波長光譜分析所需的波長下。一種對隱藏危險品進行檢測的設備，所述設備包括太赫茲發射裝置，所述太赫茲發射裝置產生用於照射被測物體以與物體相互作用的波長可調諧的連續波太赫茲輻射；太赫茲探測器，所述太赫茲探測器用於接收由被測物體反射回來的太赫茲輻射；太赫茲光學組件，所述太赫茲光學組件用於將太赫茲發射裝置產生的波束準直、聚焦至被測物體，同時將被測物體反射回來的太赫茲波束收集至所述太赫茲探測器；波束掃描控制系統，所述波束掃描控制系統用於調節太赫茲波束入射至被測物體上的空間位置；和數據採集與處理系統，所述數據採集與處理系統與所述太赫茲發射裝置、所述太赫茲探測器和所述波束掃描控制系統相連，用以控制所述設備中的太赫茲發射裝置、太赫茲探測器、波束掃描控制系統的協調工作，所述被測物體反射的由所述太赫茲發射裝置產生的連續波太赫茲輻射經由所述太赫茲探測器被傳輸至所述數據採集與處理系統，由此構建被測物體的太赫茲反射圖像，所述數據採集與處理系統基於太赫茲反射圖像得出的形狀特徵和灰度值判斷被測物體太赫茲反射圖像中是否存在藏有危險品的可疑區域並藉助於所述波束掃描控制系統對可疑區域進行搜索定位，然後對經由所述太赫茲探測器接收的該可疑區域內感興趣測量點的多波長反射光譜數據進行分析與處理，並且給出危險品識別結果。根據本實用新型的設備的一個方面，所述太赫茲發射裝置可包括太赫茲發射器和波長調諧控制單元，所述波長調諧控制單元與所述太赫茲發射器相連接，對所述太赫茲發射器的輻射波長進行有選擇地調節。根據本實用新型的設備的另一個方面，所述太赫茲發射器可以是耿氏振蕩器及倍頻器、返波管、參量振蕩器、或者量子級聯雷射器。根據本實用新型的設備的另一個方面，所述太赫茲探測器可以是肖特基二極體、 超導-絕緣體-超導結混頻器、或者測熱輻射計。根據本實用新型的設備的又一個方面，所述波束掃描控制系統包括太赫茲波束掃描裝置和太赫茲波束掃描控制單元，所述太赫茲波束掃描控制單元與所述太赫茲波束掃描裝置相連接，所述太赫茲波束掃描裝置包括波束掃描模塊，通過所述太赫茲波束掃描裝置實時調節和監測所述波束掃描模塊，完成波束空間位置信息的設定和讀取。根據本實用新型的設備的又一個方面，所述波束掃描模塊可以是振鏡。根據本實用新型的設備的又一個方面，所述太赫茲波束掃描裝置可以是承載著包括所述太赫茲發射裝置、所述太赫茲探測器和所述太赫茲光學組件的系統對被測物體進行二維逐點掃描從而獲取被測物體的圖像的機械平移臺。根據本實用新型的設備的又一個方面，所述太赫茲光學組件可包括負責將所述太赫茲發射裝置產生的波束準直並且將被測物體反射回來的太赫茲波束收集至所述太赫茲探測器的分束器、平面鏡和將所述太赫茲波束聚焦至被測物體上的拋物面鏡或橢球面鏡或者透鏡。由於採用了上述的方法和結構，本實用新型與現有技術相比具有如下幾方面的優勢1)本實用新型提出的連續波太赫茲成像和連續波多波長光譜分析相結合的檢測設備可同時從形狀特徵和物質成分的角度實現對隱藏危險品的鑑別，檢測準確性大大增加；2)本實用新型提出的裝置先通過太赫茲成像快速定位可能藏有危險品的可疑區域，然後只選取該區域內某個感興趣點做進一步的光譜分析鑑別，不需要對整個掃描區域進行光譜成像，因而測量速度快，能夠大大提高檢測效率；3)本實用新型採用的連續波多波長光譜分析方法可避免大氣吸收產生的影響，保證了遠距離探測的可行性，並且所提出的裝置採用波長可調諧的連續波太赫茲輻射源，與常用的脈衝源相比，其平均輸出功率高，因而對遮擋材料的穿透力好，信噪比高，實用性強。

從
以下結合附圖的詳細描述中，本實用新型的上述特徵和優點將更加明顯，其中圖1是利用太赫茲成像和多波長光譜分析對爆炸物進行遠距離探測的設備第一實施例的結構示意圖；圖2是太赫茲輻射的大氣透射譜(標準大氣壓，溫度20°C，相對溼度40%，傳輸距離 20 m)；圖3是太赫茲波束掃描示意圖；圖4是對太赫茲圖像中可疑區域定位和識別的示意圖；[0035]圖5是爆炸物RDX的太赫茲吸收光譜以及多波長光譜分析選取的採樣點；圖6是根據本實用新型第一實施例的檢測隱藏爆炸物的方法的流程圖；和圖7是利用太赫茲成像和多波長光譜分析對爆炸物進行遠距離探測的設備第二實施例的結構示意圖。
具體實施方式
下面，參考附圖詳細說明本實用新型的優選實施方式。圖1是利用太赫茲成像和多波長光譜分析對爆炸物進行遠距離探測的設備第一實施例的結構示意圖。如圖1所示，本實用新型第一實施利的設備101包括太赫茲發射器 102及其波長調諧控制單元115、太赫茲探測器112 ；波束掃描裝置105及其波束掃描控制單元114 ；太赫茲準直元件104、聚焦元件106、分束器110 ；以及基於計算機的數據採集與處理系統113。太赫茲發射器102及其波長調諧控制單元115構成了能夠產生用於照射被測物體以與物體相互作用的波長可調諧的連續波太赫茲輻射的太赫茲發射裝置。波束掃描裝置105及其波束掃描控制單元114構成了波束掃描控制系統。太赫茲準直元件104、聚焦元件106、分束器110構成了用於傳輸輻射波束的太赫茲光學組件。太赫茲發射器102產生波長為Λ (對應頻率為Λ )的連續波太赫茲輻射103，經
過分束器110以及太赫茲準直元件104(可以是拋物面鏡或透鏡)後到達波束掃描裝置105， 其後續的傳播方向由波束掃描裝置105控制；聚焦元件106 (可以是拋物面鏡或透鏡)將太赫茲入射波束107會聚至遠處的被測物體108上某一特定的測量點；由物體108反射的波束109沿入射波束的傳播路徑返回，然後經分束器110反射，經分束器反射的波束111的強度由太赫茲探測器112測量；數據採集與處理系統113讀取該特定測量點的太赫茲反射波強度。波束掃描控制單元114發送信號至波束掃描裝置105，通過其中的機械部件使波束掃描裝置105得到調節從而改變入射波束107在被測物體108上的光斑位置；數據採集與處理系統113與波束掃描控制單元114、太赫茲探測器112協調工作，獲取被測物體108待掃描區域內不同位置處的太赫茲反射波強度，最後構建出被測物體108的太赫茲反射圖像。
波長調諧控制單元115對太赫茲發射器102的工作波長進行調節，設定成像波長Λ」以及光譜分析波長{為，名，…，式}。圖2是由HITRAN分子吸收光譜資料庫計算得出的0. 1-2. 5 THz區間內太赫茲輻射的大氣透射譜，大氣條件為標準大氣壓、溫度20°C、水蒸氣相對溼度40%，太赫茲輻射的傳輸距離假設為20 m。如圖2所示，透射光譜曲線201反映的衰減規律表明太赫茲輻射在大氣中傳輸具有一系列透射率較高的頻率窗口，比如圖中標記的頻率區間202至208，這些數據作為波長調諧控制單元115對太赫茲發射器102工作波長進行設定的依據。在成像模
式下，系統工作於單一波長Λ ,可選取區間202至208內任意頻率對應的波長值，當然需要
同時考慮太赫茲發射器輸出波長的可調諧範圍；在多波長光譜分析模式下，系統工作於一
系列波長■ ■，AJ，可分別在區間202至208內選取，同時考慮是否與爆炸物的光譜
特徵相對應，比如RDX炸藥在0. 8 THz附近具有吸收峰，該頻率位於區間204 (透射率大於
80%) ο[0042]圖3是太赫茲波束掃描示意圖。波束掃描模塊301可以包括兩個單軸振鏡或者一個雙軸振鏡。如圖3所示，太赫茲發射器發出的波束由拋物面鏡302反射並準直，通過波束掃描模塊301中的振鏡303、304反射後入射至拋物面鏡305，然後聚焦到被測物體上。振鏡303、304可以呈平面鏡的形式且在波速掃描裝置中的機械部件的作用下進行動作。振鏡 303繞『軸轉動，使得波束306在J-Z平面內移動，則入射波束在物體上的光斑位置也隨之移動，實現波束的橫向(逐行)掃描；振鏡304位於拋物面鏡305的焦點處並且繞J軸轉動，使得波束307在Λ-Z平面內移動，實現波束的縱向(逐列)掃描。波束308和309對應振鏡304在兩個不同轉動角度下的掃描。通過控制振鏡303和304的協調工作實現太赫茲波束的逐點快速掃描，最終獲取被測物體二維區域內各像素點的反射光強。圖4是對太赫茲圖像中可疑區域定位和識別的示意圖。如圖4所示，在通過本實用新型實施利的設備101對被測物體進行掃描成像後，得到一幅反射圖像401，其中包含三個不同的區域402、403和404。通過計算機對圖像進行進一步處理，根據形狀特徵和灰度值特徵分析各區域，自動搜索到可疑區域404，即該區域可能藏有爆炸物，然後選取其內部某一點405做後續測量。提取該測量點對應的空間坐標，調節波束掃描裝置使入射至物體上的波束光斑定位於該點，然後進行多波長光譜分析測量。在圖2所示的透射窗口內調諧太赫茲發射器的輸出波長{冬，為，…，人}，測量不
同波長對應的感興趣點405的太赫茲反射率，從而獲得可疑區域的多波長反射光譜數據。 圖5顯示了 RDX炸藥的太赫茲吸收光譜501以及多波長光譜分析選取的七個代表性採樣點 502 至 508，其中採樣點 502 至 508 依次對應 0. 50,0. 66,0. 86、1. 02、1. 32、1. 50、1. 99 THz, 它們處於各個大氣透射窗口中心(第一個點除外)，並且能夠反映RDX的主要光譜特徵。假設這些頻率均位於太赫茲發射器的可調諧範圍內，則依次測量它們對應的反射率，得到長
度為7的一維向量S = Iz1,Γ2,...,Γ7]，並將其作為可疑區域的多波長反射光譜。反射率的具體測量方法是在被測物體處放置一塊反射鏡，記錄某一波長對應的反射光強，記為參考信號i ,然後當檢測某一可疑物體時，測量相同波長下的反射光強，記為物體信號S，則物體
在該波長下的反射率為Γ = 。由於不同波長下太赫茲發射器的輸出功率不同，大氣對
太赫茲輻射的衰減程度也不同，因此通過參考信號計算反射率的操作相當於對這兩個因素的影響進行了校準。接下來，根據測得的光譜S鑑別可疑區域是否存在爆炸物。這需要建立包含各種典型爆炸物光譜的資料庫，因此首先製作各種典型爆炸物的標準測試樣品，然後用前述步驟測量它們的多波長反射光譜，並全部存儲起來作為光譜資料庫。在此基礎上，運用人工神經網絡或支持向量機等模式識別方法建立多波長光譜識別模型，通過該模型對實測光譜S 進行種類判定，從而鑑別待分析區域是否存在爆炸物。至此，完成了通過連續波太赫茲成像與多波長光譜分析相結合的方式對隱藏爆炸物進行遠距離定位和識別。圖6是根據本實用新型第一實施例的檢測隱藏爆炸物的方法的流程圖。如圖6所示，首先，在步驟SlO中，用戶通過波長調諧控制單元115對太赫茲發射器102的工作波長
進行調節，設定成像波長4。
8[0047]然後，在步驟Sll中，通過波束掃描控制單元114對波束掃描裝置105進行控制， 調節太赫茲入射波束107在被測物體108上的光斑位置，同時數據採集與處理系統113讀取各測量點的太赫茲反射波強度，從而採集被測物體108的太赫茲反射圖像401。接下來，在步驟S12中，對圖像401中各個區域進行分析，由於爆炸物與常規物體可能存在形狀差異且爆炸物與常規物體對太赫茲波反射強度不同而可能產生圖像灰度值差異，根據由太赫茲反射圖像得出的形狀特徵和灰度值特徵基於經驗判斷是否存在可能藏有爆炸物的可疑區域404。如果判斷結果為沒有所述可疑區域，則直接轉到步驟S15，向用戶顯示被測物體的圖像，並給出爆炸物檢測結果。如果判斷結果為存在所述可疑區域，則在步驟S13中進一步調節太赫茲發射器
102的工作波長，設定光譜分析波長{冬，晃，…，人}，在這些波長下測量可疑區域404內部
某一點405的反射光強，獲取多波長光譜數據。然後，在步驟S14中，根據測得的多波長光譜鑑別可疑區域內的物質種類，判斷是否包含爆炸物。最後，在步驟S15中將所得到的太赫茲反射圖像顯示在屏幕上，並給出爆炸物檢測結果。圖7是利用太赫茲成像和多波長光譜分析對爆炸物進行遠距離探測的設備第二實施例的結構示意圖。如圖7所示，本實用新型第二實施利的設備包括太赫茲發射器702 及其波長調諧控制單元714、太赫茲探測器710 ；波束掃描裝置712及其波束掃描控制單元 713 ；太赫茲聚焦元件704、分束器708 ；以及基於計算機的數據採集與處理系統711。太赫茲發射器702及其波長調諧控制單元714構成了能夠產生用於照射被測物體以與物體相互作用的波長可調諧的連續波太赫茲輻射的太赫茲發射裝置。波束掃描裝置712及其波束掃描控制單元713構成了波束掃描控制系統。太赫茲聚焦元件704和分束器708構成了用於傳輸輻射波束的太赫茲光學組件。太赫茲發射器702產生連續波太赫茲輻射703，經過分束器708後到達聚焦元件 704 (可以是透鏡或拋物面鏡)將太赫茲波束705會聚至遠處的被測物體706上某一特定的測量點；由物體706反射的波束707沿入射波束的傳播路徑返回，然後經分束器708反射， 經分束器反射的波束709的強度由探測器710測量；數據採集與處理系統711讀取該特定測量點的太赫茲反射波強度。波束掃描裝置712承載太赫茲發射源、探測器和光學組件等組成的系統701做平移運動，波束掃描控制單元713發送信號至波束掃描裝置712，調節系統701的空間位置從而改變入射波束705在被測物體706上的光斑位置；數據採集與處理系統711與波束掃描控制單元713、太赫茲探測器710協調工作，獲取被測物體706待掃描區域內不同位置處的太赫茲反射波強度，最後構建出被測物體706的太赫茲反射圖像。根據本實用新型第二實施例的多波長光譜分析過程和爆炸物檢測流程圖與第一實施例實質上相同，在此不再贅述。上面的描述僅用於實現本實用新型的實施方式，本領域的技術人員應該理解，在不脫離本實用新型的範圍的任何修改或局部替換，均應該屬於本實用新型的權利要求來限定的範圍。例如，雖然在前述本實用新型實施例中針對的是爆炸物的遠距離檢測方法及設備，但是應該理解本實用新型同樣適用於易燃、易爆、有強烈腐蝕性的危險品的遠距離檢測方法及設備。另外，本實用新型也完全適用於包含爆炸物的各種危險品的近距離檢測方法及設備。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求書所限定的保護範圍為準。
權利要求1.一種隱藏危險品檢測設備，其特徵是，所述設備包括太赫茲發射裝置，所述太赫茲發射裝置產生用於照射被測物體以與物體相互作用的波長可調諧的連續波太赫茲輻射；太赫茲探測器，所述太赫茲探測器用於接收由被測物體反射回來的太赫茲輻射；太赫茲光學組件，所述太赫茲光學組件用於將太赫茲發射裝置產生的波束準直、聚焦至被測物體，同時將被測物體反射回來的太赫茲波束收集至所述太赫茲探測器；波束掃描控制系統，所述波束掃描控制系統用於調節太赫茲波束入射至被測物體上的空間位置；和數據採集與處理系統，所述數據採集與處理系統與所述太赫茲發射裝置、所述太赫茲探測器和所述波束掃描控制系統相連，用以控制所述設備中的太赫茲發射裝置、太赫茲探測器、波束掃描控制系統的協調工作，所述被測物體反射的由所述太赫茲發射裝置產生的連續波太赫茲輻射經由所述太赫茲探測器被傳輸至所述數據採集與處理系統，由此構建被測物體的太赫茲反射圖像，所述數據採集與處理系統基於太赫茲反射圖像得出的形狀特徵和灰度值判斷被測物體太赫茲反射圖像中是否存在藏有危險品的可疑區域並藉助於所述波束掃描控制系統對可疑區域進行搜索定位，然後對經由所述太赫茲探測器接收的該可疑區域內感興趣測量點的多波長反射光譜數據進行分析與處理，並且給出危險品識別結果。
2.根據權利要求1所述的隱藏危險品檢測設備，其中所述太赫茲發射裝置包括太赫茲發射器和波長調諧控制單元，所述波長調諧控制單元與所述太赫茲發射器相連接，對所述太赫茲發射器的輻射波長進行有選擇地調節。
3.根據權利要求2所述的隱藏危險品檢測設備，其中所述太赫茲發射器是耿氏振蕩器及倍頻器、返波管、參量振蕩器、或者量子級聯雷射器。
4.根據權利要求2所述的隱藏危險品檢測設備，其中所述太赫茲探測器是肖特基二極體、超導-絕緣體-超導結混頻器、或者測熱輻射計。
5.根據權利要求1所述的隱藏危險品檢測設備，其中所述波束掃描控制系統包括太赫茲波束掃描裝置和太赫茲波束掃描控制單元，所述太赫茲波束掃描控制單元與所述太赫茲波束掃描裝置相連接，所述太赫茲波束掃描裝置包括波束掃描模塊，通過所述太赫茲波束掃描裝置實時調節和監測所述波束掃描模塊，完成波束空間位置信息的設定和讀取。
6.根據權利要求5所述的隱藏危險品檢測設備，其中所述波束掃描模塊是振鏡。
7.根據權利要求5所述的隱藏危險品檢測設備，其中所述太赫茲波束掃描裝置是承載著包括所述太赫茲發射裝置、所述太赫茲探測器和所述太赫茲光學組件的系統對被測物體進行二維逐點掃描從而獲取被測物體的圖像的機械平移臺。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的隱藏危險品檢測設備，其中所述太赫茲光學組件包括負責將所述太赫茲發射裝置產生的波束準直並且將被測物體反射回來的太赫茲波束收集至所述太赫茲探測器的分束器、平面鏡和將所述太赫茲波束聚焦至被測物體上的拋物面鏡或橢球面鏡或者透鏡。
專利摘要本實用新型涉及隱藏危險品檢測設備。本實用新型的隱藏危險品檢測設備包括太赫茲發射裝置；太赫茲探測器；太赫茲光學組件；波束掃描控制系統和數據採集與處理系統。本實用新型的隱藏危險品檢測設備可同時從形狀特徵和物質成分的角度實現對隱藏危險品的鑑別，檢測準確性大大增加。
文檔編號G01V3/12GK202196176SQ20112013332
公開日2012年4月18日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者吳萬龍, 王迎新, 趙自然, 陳志強 申請人:同方威視技術股份有限公司, 清華大學