轎車輻射成像檢測系統的製作方法

2023-07-19 23:45:51

專利名稱：轎車輻射成像檢測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種轎車輻射成像檢測系統。屬核技術應用領域。
背景技術：
現有技術中針對大型客體如貨櫃、貨車的輻射成像系統，包括固定式和移動式系統， 基本以獲取被檢客體水平方向投影圖像為目標，這類系統一定程度上滿足了檢査貨櫃的需
要；
然而對於轎車、麵包車，由於被檢客體質量分布呈扁平形狀，被檢客體俯視投影視圖沿 射線方向的質量厚度與水平投影透視圖像相比小很多，所以如果垂直方向掃描檢測即增大了 穿透的可能，又減輕了被檢客體圖像重疊現象，使得圖像辨別更加方便，所以垂直透視圖像 遠較水平透視圖像易於區分判別。
在專利ZL99110839. 6中所描述的CT系統，可以獲得被檢客體任何方向投影和任意位置 計算機斷層掃描圖像，大大提高了設備的檢測能力，但是該系統也存在以下缺陷如由於CT 系統需要全周迴轉，對於檢査轎車麵包車等大型客體，整個系統機構複雜，輻射防護要求高， 檢測通過率低，安裝需要場地大，難以滿足某些對檢測效率高、佔地小防護簡單的場合。
發明內容
針對現有技術的缺點，本實用新型目的是提供一種檢測性能高、佔地小、防護簡單的轎 車(麵包車)輻射成像檢測系統。能夠實時獲取轎車(麵包車)的垂直透視圖像或者同時獲 取垂直透視和水平透視圖像，並且具備檢測效率高、佔地小及安裝方便的性能，可以在短時 間內完成設備安裝和拆除，滿足不同場合數日到經年的轎車(麵包車)檢測需要。
本實用新型的特徵在於，轎車輻射成像檢測系統，含有射線源及其屏蔽容器(1)、照
射室及前準直器(2)、陣列探測器及與其匹配的前置電路(3)以及後準直器(4)，其特徵在 於，所述四個部件的中軸線位於同一平面內，且垂直於地面，構成垂直方向的檢測通道，當所述轎車在水平方向的候檢車道上勻速前進至到達所述的檢測通道時所述的射線源及其屏蔽 容器(1)、照射室及前準直器(2)應位於所述的候檢車道下方，在所述垂直檢測通道的底部 處；而陣列探測器及其匹配的前置電路(3)和後準直器(4)位於轎車的上方，在所述垂直 檢測通道的頂部處。
所述的陣列探測器及其匹配的前置電路(3)和後準直器(4)位於所述的候檢車道的下 方，在檢測通道的底部，射線源及其屏蔽容器(1)、照射室及前準直器(2)位於候檢車道的 上方，在所述垂直檢測通道的頂部處。
還有一套水平布置的轎車輻射成像檢測裝置，該裝置中的射線源及其屏蔽容器(l')、照 射室及前準直器(2')位於所述垂直檢測通道的一側，而陣列探測器及其匹配的前置電路(3') 和後準直器(4')位於所述垂直檢測通道的另一側。
還有一套水平布置的轎車輻射成像檢測裝置，該裝置中的射線源及其屏蔽容器(l')、照 射室及前準直器(2')位於所述垂直檢測通道的一側，而陣列探測器及其匹配的前置電路(3') 和後準直器(4')位於所述垂直檢測通道的另一側。
所述轎車裝載在一個勻速前進在所述候檢車道上的平移拖動機構(5)上。
所述平移拖動機構(5)採用鏈板式運輸機、皮帶式運輸機或鋼絲繩牽引。
所述平移拖動機構(5)採用組裝式結構。
轎車自行駛過檢測通道完成掃描，所述的候檢車道在檢測通道兩端安裝有地感線圈或者 光電傳感器，感知被檢車輛的到來和離開使得系統開始和結束掃描。 本系統與目前檢測系統相比具有一下突出的優點
對於轎車、麵包車等質量分布呈扁平形狀的被檢客體而言，獲取垂直透視圖像具有很大 優勢，因為被檢客體沿射線方向的質量厚度遠比水平方向小，減輕了透視圖像被檢客體重疊 的效應，還更為有效地利用了裝置的穿透能力，再輔以另一套檢測裝置模塊，可以同時獲取 垂直和水平透視圖像，檢測能力更為強大。
射線源及其屏蔽容器(l)底置方式的布局可以充分利用系統幾何放大作用，圖像重疊少， 轎車圖像會更有利於檢査，而且射線源及其屏蔽容器(1)位於地下時，更容易做防爆炸保護 設施，有利於射線源及其屏蔽容器(1)的安全，
本實用新型檢測系統體積小，佔地小，僅佔用單車道寬度既可以檢測，非常適合機關、 劇院、體育場館或海關轎車通道入口處場地。由本裝置的模塊演化的多種形式，既可以臨時組裝數日或經年使用，也可以隱蔽在建築 物內部使用，可以適合各種不同場合的不同用戶，具有廣闊的應用前景。 本實用新型適用於轎車、麵包車等大型客體的無損檢測。
一種典型應用場合是在邊境口岸檢查轎車或麵包車，轎車的垂直透視圖像有利於發現走 私物品，或者輔以水平透視圖像一起使檢測能力更加強大，檢測模塊可以單獨工作，佔地更 小，寬度僅佔一個標準車道寬度即可，可以多車道布置，幾乎不需要單獨佔地，檢測效率高。
當然，本實用新型對於關鍵場所如重要機關或大型體育場、劇院等各種大型集會場所車 輛入口可以進行安全檢測，為防止恐怖襲擊提供了有利武器。
本實用新型輻射成像系統特別適用於相對固定使用地點的狀況，垂直透視圖像及雙方向 透視圖像的功能比之現有的檢查系統水平透視圖像對於檢測轎車或者麵包車而言，大大增強 了檢測能力。


圖1為本系統檢測時軸測示意圖2射線源及其屏蔽容器(1)底置單投影的系統布局示意圖，其中2. l正視圖，2.2 側視圖，2.3俯視圖3射線源及其屏蔽容器(1)頂置單投影的系統布局示意圖，其中3. l正視圖，3.2 側視圖，3.3俯視圖4射線源及其屏蔽容器(1)底置的雙投影系統布局示意圖，其中4. l正視圖，4.2
側視圖，4.3俯視圖5射線源及其屏蔽容器(1)頂置的雙投影系統布局示意圖，其中5. l正視圖，5.2 側視圖，5.3俯視圖。
具體實施方式

本實用新型含有檢測裝置模塊、地感線圈、圖像處理子系統和控制子系統，其中， 檢測裝置模塊含有射線源及其屏蔽容器(1)、照射室及前準直器(2)、陣列探測器及
與其匹配的前置電路(3)、後準直器(4)、平移拖動機構(5)，
其中，射線源及其屏蔽容器(1)、照射室及前準直器(2)、陣列探測器及與其匹配的前 置電路(3)後準直器(4)共同構成一個檢測部件，形成一條水平檢測通道，射線源及其屏蔽容器(1)、照射室及前準直器(2)位於檢測通道底部，而陣列探測器及其匹配的前置電路
(3) 和後準直器(4)位於檢測通道的頂部，或者相反射線源及其屏蔽容器(1)、照射室及 前準直器(2)位於檢測通道的頂部部，而陣列探測器及其匹配的前置電路(3)和後準直器
(4) 位於檢測通道的底部；
還可以採用兩套檢測裝置模塊，其中一套檢測裝置模塊布置如上所述，射線源及其屏蔽 容器(1)、照射室及前準直器(2)與陣列探測器及其匹配的前置電路(3)和後準直器(4)
分別位於檢測通道的頂部和底部，而另一套則將射線源及其屏蔽容器(1)、照射室及前準直
器(2)布置在檢測通道的一側，而陣列探測器及其匹配的前置電路(3)和後準直器(4)位 於檢測通道的另一側。
平移拖動機構(5)是一種在由鏈式運輸機牽引滾輪驅動被檢轎車的拖動機構，該機構位 於所述射線源及其屏蔽容器(1)和陣列探測器及其匹配電路(3)之間，其運動方向與所述 射線源及其屏蔽容器與陣列探測器形成的平面垂直，平移拖動機構(5)也可以採用鏈板式輸 送機、皮帶式輸送機、牽引小車或者鋼絲繩牽引機構，完成將被檢客體(7)進入並勻速通 過所述檢測通道完成掃描檢測過程，該機構(5)與所述檢測部件一起，形成所述檢測模塊；
在某些情況下，為了提高檢測效率，取消平移拖動機構(5)，而採用由司機直接將被檢 轎車開過檢測通道，完成掃描檢測，系統將在檢測通道入口和出口分別埋設地感線圈，在感 知被檢轎車來到檢測通道時，發出信號，系統自動開始掃描檢査，在轎車尾部開出檢測通道 時，由埋在出口處的地感線圈感知後，系統自動停止掃描，在檢測模塊上安裝有測量速度的 傳感器，用於測量被檢轎車的速度，用於圖像處理子系統對獲取被檢轎車的圖像進行校正。
上述檢測模塊布置在房間(6)內，在被檢轎車(7)開到入口後，停在指定位置，司機 下車，之後由操作員發出指令，裝置開始運行，圖像自動傳輸到圖像處理子系統供檢査，在 被檢轎車(7)尾部通過檢測通道後停止，在司機將車開走後，下一輛車開到指定位置等候檢 査。
為達到上述目的，本實用新型的技術方案採用如下方式實現轎車輻射成像檢測系統， 它包括一個檢測裝置模塊，模塊集成了射線源及其屏蔽容器、照射室及前準直器、陣列探測 器及其匹配電路、後準直器等、平移拖動機構；圖像處理子系統；設備運行控制及監控子系統。
所述的射線源及其屏蔽容器、照射室及前準直器、陣列探測器及其匹配電路、後準直器構成檢測裝置模塊，射線源和陣列探測器成式上下布置，或者再輔以另外一套檢測裝置模塊 水平布置，平移拖動機構使被檢客體作勻速直線運動通過檢測通道完成掃描獲取垂直透視圖 像或者垂直和水平雙方向透視圖像。
所述的射線源可以採用線度為數毫米的高比活度MCo或137Cs放射性同位素，其活度不超 過11.1 TBq，也可以採用x射線機或小型加速器。
所述的陣列探測器及其匹配電路由一個或多個包含一定數量的陣列探測器單元排列組 成，該陣列探測器的單元為陣列電離室、正比室、正比管或蓋革管陣列、閃爍探測器陣列(Csl, CdW04, BG0， GSO等)或半導體探測器陣列之一。
所述的射線源及其屏蔽容器分別安裝在檢測通道的上方，探測器陣列及其匹配電路安裝 在通道的底部，或者將射線源及其屏蔽容器安裝在下方，陣列探測器安裝在上方；在需要水 平透視圖像的場合，再輔以另一套水平布置的檢測裝置模塊。
所述的平移拖動機構位於射線源和陣列探測器之間，其運動方向與射線源及其屏蔽容器 和陣列探測器形成的平面垂直，拖動機構可以是棍子輸送機、鏈板式運輸機、皮帶式運輸機、 無動力棍道和牽引託盤來使得被檢客體在勻速運行，對於轎車也可以採用直接牽引被檢車輛 前端通過檢測通道完成掃描檢測。
在某些情況下，為了提高檢測效率，取消平移拖動機構，而採用由司機直接將被檢轎車 開過檢測通道，完成掃描檢測，系統將在檢測通道入口和出口分別埋設地感線圈，在感知被 檢轎車來到檢測通道時，發出信號，系統自動開始掃描檢査，在轎車尾部開出檢測通道時， 由埋在出口處的地感線圈感知後，系統自動停止掃描，在檢測模塊上安裝有測量速度的傳感 器，用於測量被檢轎車的速度，用於圖像處理子系統對獲取被檢轎車的圖像進行校正。
本實用新型轎車輻射成像檢測系統，結合附圖，詳細描述如下
參見附圖，本檢測系統檢測裝置模塊安裝在車道入口，檢測裝置模塊的探測部件由，0、 137Cs、 92ir或"SeY放射性同位素射線源及其屏蔽容器(1)、照射室及前準直器(2)、陣列探 測器及與其匹配的前置電路(3)、後準直器(4)組成；被檢客體(7)通過平移拖動機構(5) 驅動，可以勻速運動通過檢測通道完成掃描；獲取的圖像信號傳輸到圖像處理子系統用於查 驗。
進行檢測時，由射線源發出的Y射線，經前準直器準直後成為窄片狀，窄片狀射線在穿
過被檢客體後，通過後準直器(除去散射線)射入陣列探測器中，而繼續穿出陣列探測器的射線及其他散射線則被簡易房上的屏蔽隔牆阻擋吸收，從而保證在圖像及控制室內或者室外的 操作人員安全。
射線源採用"C 0或t"C s等y射線同位素源，其活性區線度為數毫米，活度不超過 11. 1T B q 。
照射室及前準直器(2)由鉛、鐵、鎢或貧鈾等金屬或其合金製成，中間的準直狹縫將 射線源發出的y射線準直成水平張角0. 1° —1° ，垂直方向張角不超過12(T的片狀射線 束。 一般前準直器可以與照射室連接在一起，旋轉屏蔽閥也可以起到前準直器作用，某些場 合下為減小尺寸也可以用屏蔽閥取代前準直器。
後準直器(4)是用鉛、鐵、鎢或貧鈾等金屬或其合金製成，其中間狹縫寬度等於或略 大於陣列探測器像素寬度，而且嚴格對準前準直器的出射線準直狹縫和射線源活性區，為使 設備緊湊，後準直器與探測器形狀相同，默認情況下，如果採用射線源活度較小時，為減小 設備空間尺寸可以取消後準直器。
陣列探測器及與其匹配的前置電路(3)由若干包含一定數量像素的探測器元的陣列探測 器單元順序排列而成，各單元安裝在緊靠後準直器的連接機架上，其準直狹縫與射線源活性 區嚴格對準。探測器單元要求探測效率與靈敏度高，穩定可靠，尤其要能夠承受運輸過程中 的振動和惡劣的環境條件。目前有多種陣列探測器能夠滿足這些要求，如中國專利ZL9 3 1 0 2 7 2 8. 4所闡述的'氣體電離型高能X、 y輻射成像陣列探測系統'、正比室、正 比管或蓋革管陣列、閃爍探測器陣列或半導體探測器陣列等。
陣列探測器及與其匹配的前置電路(3)、後準直器(4 )、照射室及前準直器(2 )和射 線源及其屏蔽容器(1 )安裝在房間(6)內部。其位置要求確保射線源發出的y射線經過 準直後能夠準確射入各探測器單元的靈敏體積內。
平移拖動機構(5)可以採用現有技術中能夠拖動轎車的方式，如鏈板式輸送機、皮帶式 輸送機、棍道式輸送機或巻揚機牽引拖板在無動力拖棍支撐上的機構等，也可以直接牽引轎 車前端的牽引鉤。
信號處理與控制設備中包括信號採集和處理及控制子系統等。信號採集和處理系統中包 含信號採集、圖像處理計算機等。控制子系統則可以對整個裝置各個子系統(信號測量、被檢 客體拖動、安全連鎖、系統供配電等)進行操作控制和監控。信號採集和處理系統可以安裝在 另外的控制室內部或者安裝在檢測模塊內部，如信號採集和處理系統安裝在檢測模塊內，則可以採用無線通訊技術實現其與操作人員計算機之間的圖像和控制指令傳輸。
本實用新型設計了一種適用於轎車的，0轎車輻射成像檢測系統實施例，結合附圖，描 述如下本實施例的轎車輻射成像檢測系統由，0射線源及其容器與屏蔽闊(1)、照射室及 前準直器(2)、陣列探測器及與其匹配的前置電路(3)、後準直器(4)、平移拖動機構(5)、 房間(6)、信號採集與處理子系統及控制子系統等組成。射線源選用外購產品，o探傷源， 活度為io居裡。照射室及前準直器分別由鎢、貧鈾、鉛合金或其他重金屬製造。後準直器採 用鐵、鉛或其他重金屬製造。陣列探測器採用中國專利ZL93 1 02728.4及ZL00 1 21545.0 所述的探測裝置，像素尺寸為10X10咖，射線源位置至探測器前窗距離約2. 5m。平移拖動機 構採用鏈式牽引託輥驅動轎車前輪，速度為6-18m/min。
本實施例在獲取轎車的垂直投影圖像時，本裝置可以在lOOram厚度的鐵板後發現1. 5mm 鐵片或3mm直徑的鐵絲，並能夠在19cm鐵板後觀察到鉛塊等重吸收體。
權利要求1.轎車輻射成像檢測系統，含有射線源及其屏蔽容器(1)、照射室及前準直器(2)、陣列探測器及與其匹配的前置電路(3)以及後準直器(4)，其特徵在於，所述四個部件的中軸線位於同一平面內，且垂直於地面，構成垂直方向的檢測通道，當所述轎車在水平方向的候檢車道上勻速前進至到達所述的檢測通道時所述的射線源及其屏蔽容器(1)、照射室及前準直器(2)應位於所述的候檢車道下方，在所述垂直檢測通道的底部處；而陣列探測器及其匹配的前置電路(3)和後準直器(4)位於轎車的上方，在所述垂直檢測通道的頂部處。
2. 根據權利要求1所述的轎車輻射成像檢測系統，其特徵在於，所述的陣列探測器及其 匹配的前置電路(3)和後準直器(4)位於所述的候檢車道的下方，在檢測通道的底部，射 線源及其屏蔽容器(1)、照射室及前準直器(2)位於候檢車道的上方，在所述垂直檢測通道 的頂部處。
3. 根據權利要求1所述的轎車輻射成像檢測系統，其特徵在於，還有一套水平布置的轎 車輻射成像檢測裝置，該裝置中的射線源及其屏蔽容器(l')、照射室及前準直器(2')位於 所述垂直檢測通道的'側，而陣列探測器及其匹配的前置電路(3')和後準直器(4')位於 所述垂直檢測通道的另一側。
4. 根據權利要求2所述的轎車輻射成像檢測系統，其特徵在於，還有一套水平布置的轎 車輻射成像檢測裝置，該裝置中的射線源及其屏蔽容器(l')、照射室及前準直器(2')位於 所述垂直檢測通道的一側，而陣列探測器及其匹配的前置電路(3')和後準直器(4')位於 所述垂直檢測通道的另一側。
5. 根據權利要求1所述的轎車輻射成像檢測系統，其特徵在於，所述轎車裝載在一個勻 速前進在所述候檢車道上的平移拖動機構(5)上。
6. 根據權利要求5所述的轎車輻射成像檢測系統，其特徵在於，所述平移拖動機構(5) 採用鏈板式運輸機、皮帶式運輸機或鋼絲繩直接牽引。
7. 根據權利要求5所述的轎車輻射成像檢測系統，其特徵在於，所述平移拖動機構(5) 採用組裝式結構。
8. 根據權利要求1所述的轎車輻射成像檢測系統，其特徵在於，轎車自行駛過檢測通道 完成掃描，所述的候檢車道在檢測通道兩端安裝有地感線圈或者光電傳感器，感知被檢車輛的到來和離開使得系統開始和結束掃描。
9.根據權利要求1所述的轎車輻射成像檢測系統，其特徵在於，所述後準直器(4)省略。
專利摘要轎車輻射成像檢測系統，屬核技術應用領域，其特徵在於，含有射線源及其屏蔽容器、照射室及前準直器、後準直器和陣列探測器等檢測部件和平移拖動機構，該平移拖動機構位於射線源和陣列探測器之間，與所述射線源和陣列探測器等檢測部件形成一條供被檢客體進出並勻速通過完成掃描的檢測通道。本實用新型用於獲取轎車或麵包車的垂直透視圖像，或者垂直和水平方向雙透視圖像，適用於轎車、麵包車等大型客體的無損檢測。
文檔編號G01N23/04GK201311401SQ20082012244
公開日2009年9月16日 申請日期2008年9月5日 優先權日2008年9月5日
發明者張顏民, 裘偉東 申請人:清華大學