一種小型背散射x射線檢查裝置的製作方法

2023-05-29 00:32:21 1

專利名稱：一種小型背散射x射線檢查裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種小型背散射X射線檢查裝置，屬於X射線安全檢查及輻射成像技
術領域。
背景技術：
X射線背散射技術主要應用在安全檢查、隱藏毒品和炸藥的探測領域中，X射線背 散射技術可以分辨不同種類的物質，尤其是混雜於多類物品中的炸藥、毒品或隱藏於偽裝 夾層，偷空結構空間的各種違禁品，對薄片炸藥的探測特別有效。背散射探測器和X射線源 在被檢物的同一側，它不要求射線是否能穿透被檢物，只要射線能量能夠滿足一定的強度 要求，檢查的厚度就可以足夠大；背散射技術可以用於人體非接觸檢查、行李物品的檢查和 大型貨櫃的檢查。目前，現有的利用背散射技術進行安全檢測的裝置大多存在著透射能 力弱、最大檢測距離小、掃描速度和圖像解析度低等缺點。

發明內容
本發明的目的是為了克服上述已有技術的不足之處，提供一種小型背散射X射線 檢查裝置 本發明的基本構思是利用飛點掃描原理以及X射線背散射成像技術設計的車載X 射線成像系統以得到更清晰的被檢物品的圖像。飛點掃描成像系統使用的X射線不是一個 扇型射束，而是一個筆束狀的X射線飛點，採用機械斬波裝置將扇型X射線射束斬波成筆束 狀的X射線飛點，當檢查物體時，飛點X射線飛快地從上到下或從下到上， 一行一行地掃過 被檢物，從而得到整個被檢物品的清晰的背散射X射線圖像。 本發明包括中央控制與處理單元(CCPU)，分別與中央控制與處理單元連接的斬 波輪控制器、X射線源控制器、主計算機、射線屏蔽門控制器、系統控制鍵盤、掃描速度顯示 器、背散射信號預放器、射線警示裝置、安全連鎖開關以及溫控模塊。中央控制與處理單元 包括網絡模塊、數位訊號處理電路、系統控制電路、安全連鎖邏輯電路、低壓電源模塊。與斬 波輪控制器連接的斬波輪系統，設置在斬波輪系統上的列、輪同步傳感器，與背散射信號預 放器連接的背散射信號轉接器、背散射探測器、負高壓發生器及負高壓分配器，與X射線源 控制器連接的射線源高壓發生器以及射線源冷卻器，與X射線源高壓產生器和射線源冷卻 系統連接的x射線管，與安全連鎖邏輯電路連接的安全連鎖開關、箱體門聯鎖開關、X射線
屏蔽門位置開關，與掃描速度顯示器連接的碼盤速度傳感器，與主計算機連接的有從計算 機、顯示器、印表機、交換機、輻射探測器，所述列、輪同步傳感器與中央控制與處理單元的
數位訊號處理電路連接；所述數位訊號處理電路與背散射信號預放器連接；所述輻射探測 器與主計算機串口連接；所述中央控制與處理單元與主計算機通過網口和串口相互連接。 發電機和交流配電模塊為本裝置提供交流供電。 當壓下安全連鎖開關時，本系統將停止發射X射線和關斷所有機械運動部件的供 電；箱體門聯鎖開關的功能是當門打開時系統會發出提示信號並阻止X射線發射；X射線屏蔽門位置開關的功能是當屏蔽門不在正確位置時射線不能發射，預熱時屏蔽門要關閉以阻 止X射線外射，當掃描被檢物時，屏蔽門要打開；X射線輻射劑量檢測開關的功能是當洩露 劑量超過預定值時關斷X射線；X射線源冷卻系統的溫控和壓力傳感開關的功能是當冷卻
液溫度過高和流量太低時停止射線發射。 中央控制與處理單元用於對整個系統進行控制，中央控制與處理單元的網絡模塊 與主計算機進行串行通訊，並完成了對圖像數據的處理、存儲，從計算機完成了圖像數據的 顯示以及用戶操作，同時中央控制與處理單元完成對圖像信號的數字校正、預處理以及採集。 斬波輪控制器的功能是控制斬波輪的轉動與轉速，中央控制與處理單元對斬波輪 控制器進行並行或串行控制，自動選擇所預置的轉動速度，設置在斬波輪系統上的列、輪同 步傳感器用於產生系統的定時信號，此信號是數據處理、採集、存儲的基準信號。所述的列、 輪同步傳感器為光電傳感器或雷射傳感器之一。 中央控制與處理單元內的信號處理電路接收由列、輪同步傳感器產生的輪、列同 步信號，為背散射信號預放器提供開始轉換信號、放電控制信號、數據線選通信號，以及數 據串行輸出的控制信號。 由於本發明裝置的檢查速度有4種，相對斬波輪的轉速也有4種，因此列、輪同步 傳感器產生4種不同的列同步和輪同步，中央控制與處理單元內的信號處理電路根據4種 不同的列同步和輪同步，產生系統所需要的4種不同周期和脈衝寬度的各種控制信號。
背散射探測器由螢光材料和光電倍增管組成。螢光材料將X射線轉換成可見光， 光電倍增管將光信號轉換成可處理的電信號。 背散射信號轉接器的功能是是將背散射探測器輸出的電流信號並聯在一起，然後 傳輸給背散射信號預放器。 負高壓發生器的功能是為背散射探測器的光電倍增管提供-1000V高壓。 背散射信號預放器的功能是是將背散射探測器的光電倍增管輸出的信號電流變
成可處理的電壓信號，並將模擬信號轉換成數位訊號。光電倍增管輸出的電流是從nA到最
大100 ii A，信號動態範圍可到4個數量級。16BIT的A/D轉換器將模擬信號轉換成數字信
號，通過數據總線，把數據傳輸給中央控制與處理單元的信號處理電路，背散射信號預放器
所需要的A/D轉換控制信號、積分器放電信號以及數據總線控制信號來自中央控制與處理
單元的信號處理電路。 網絡模塊將圖像信號處理電路送來的圖像數據包裝為乙太網信息幀，通過網絡通 信協議傳輸至主計算機上。 低壓電模塊為中央控制與處理單元以及外部電子部件提供模擬+/-12V，+/_5V，以 及數字+12V和+5乂供電。 X射線屏蔽門的功能是阻止系統在非檢查工作狀態或訓管狀態時的射線外洩。
輻射物質探測器用來探測被檢物中隱藏的放射性物質，輻射物質探測器探測到放 射性物質，會發出警示信號，產生聲、光報警。 安全聯鎖邏輯電路是通過硬體電路把和X射線發射有關的急停和連鎖開關組合， 直接接入X射線源系統的安全聯鎖迴路，任一開關斷，將立即關斷X射線的發射。同時中央 控制與處理單元把安全連鎖開關、箱體門連鎖開關、射線發射、屏蔽門等狀態傳送給主計算機，並通過系統軟體監測並顯示開關狀態，從而確保只有所有的安全連鎖裝置正常才允許 系統發射X射線。 X射線警示裝置用於指示X射線發射和準備狀態。
本發明的優點在於 1.背散射信號直接反映了物質的組成，背散射圖像不同於傳統的透視X射線圖 像，顯示為負圖像，能夠突出顯示由低原子序數元素組成的物質以及含有豐富H、 C、 0、N物 質，特別是密度大、原子序數低的物質散射射線的能力強，圖像就特別亮，容易發現隱藏的 毒品和炸藥； 2.本裝置可以探測出傳統X射線透視設備不能探測的片狀威脅物，如毒品或炸 藥。 3.與傳統線掃描系統相比，單次檢查劑量特別低，只有傳統線掃描系統檢查劑量 的十分之一或更低，所以本發明裝置的射線防護較容易，即使大型貨櫃檢查用飛點掃描 設備，也不需要構築很厚的水泥防護牆； 4.可實時記錄、檢索，設備至少能存儲7000幅被檢物圖像， 5.圖像處理功能強大，可動態連續改變吸收率，使那些不易被X射線穿透的厚密 部分如厚金屬中的細節較易分辨，在亮度掃描方面使圖像數據動態連續遞增和遞減變化更 易分辨細節，可拓寬較集中的數據區域，使圖像顯示更精細；可按照不同的數據設定不同的 顏色，以突出不同被檢物體的圖像；高通濾波可增強數據之間的差異，使不同物體的邊緣更 加突出並提供多種濾波效果； 6.本發明具有透射能力強、最大檢測距離長、掃描速度快、圖像清晰度和圖像分辨 率高、具有較強的實用價值。


圖1是本發明所述一種小型背散射X射線檢查裝置的組成示意圖。
具體實施例方式
本發明包括中央控制與處理單元(CCPU) l，分別與中央控制與處理單元1連接的 斬波輪控制器28、X射線源控制器22、主計算機9、射線屏蔽門控制器27、系統控制鍵盤16、 掃描速度顯示器13、背散射信號預放器31、射線警示裝置17、安全連鎖開關19以及溫控模 塊15。中央控制與處理單元1包括網絡模塊2、數位訊號處理電路3、系統控制電路4、安全 連鎖邏輯電路5、低壓電源模塊6。與斬波輪控制器28連接的斬波輪系統29，設置在斬波輪 系統29上的列、輪同步傳感器30，與背散射信號預放器31連接的背散射信號轉接器32、背 散射探測器33、負高壓發生器35及負高壓分配器34，與X射線源控制器22連接的射線源 高壓發生器23以及射線源冷卻器24，與X射線源高壓發生器23和射線源冷卻器24連接的 X射線管25，與安全連鎖邏輯電路5連接的安全連鎖開關19、箱體門聯鎖開關18、X射線屏 蔽門位置開關26，與掃描速度顯示器13連接的碼盤速度傳感器14，與主計算機9連接的有 從計算機7、顯示器10、印表機11、交換機8、輻射探測器12。 發電機21和交流配電模塊20為中央控制與處理單元1、斬波輪控制器28、X射線 源高壓發生器23、射線源冷卻器24、 X射線控制器、溫控模塊15提供220V交流供電。
所述列、輪同步傳感器30與中央控制與處理單元1的數位訊號處理電路3連接；
所述數位訊號處理電路3與背散射信號預放器31連接；所述輻射探測器12與主計算機9
串口連接；所述中央控制與處理單元1與主計算機9通過網口和串口相互連接。 本發明不限於上述實施例，對於本領域技術人員來說，對本發明的上述實施例所
做出的任何改進變更都不會超出以舉例的方式示出的本發明的實施例和所附權利要求的
保護範圍。
權利要求
一種小型背散射X射線檢查裝置，其特徵在於，包括中央控制與處理單元，分別與中央控制與處理單元連接的斬波輪控制器、X射線源控制器、主計算機、射線屏蔽門控制器、系統控制鍵盤、掃描速度顯示器、背散射信號預放器、射線警示裝置、安全連鎖開關以及溫控模塊，中央控制與處理單元包括網絡模塊、數位訊號處理電路、系統控制電路、安全連鎖邏輯電路、低壓電源模塊，與斬波輪控制器連接的斬波輪系統，設置在斬波輪系統上的列、輪同步傳感器，與背散射信號預放器連接的背散射信號轉接器、背散射探測器、負高壓發生器及負高壓分配器，與X射線源控制器連接的射線源高壓發生器以及射線源冷卻器，與X射線源高壓產生器和射線源冷卻系統連接的X射線管，與安全連鎖邏輯電路連接的安全連鎖開關、箱體門聯鎖開關、X射線屏蔽門位置開關，與掃描速度顯示器連接的碼盤速度傳感器，與主計算機連接的有從計算機、顯示器、印表機、交換機、輻射探測器，所述列、輪同步傳感器與中央控制與處理單元的數位訊號處理電路連接；所述數位訊號處理電路與背散射信號預放器連接；所述輻射探測器與主計算機串口連接；所述中央控制與處理單元與主計算機通過網口和串口相互連接。
2. 如權利要求1所述的一種小型背散射X射線檢查裝置，其特徵在於所述的列、輪同步傳感器為光電傳感器或雷射傳感器之一。
全文摘要
本發明公開了一種小型背散射X射線檢查裝置，包括中央控制與處理單元，分別與中央控制與處理單元連接的斬波輪控制器、X射線源控制器、主計算機、射線屏蔽門控制器、系統控制鍵盤、掃描速度顯示器、背散射信號預放器、射線警示裝置、安全連鎖開關以及溫控模塊。中央控制與處理單元包括網絡模塊、數位訊號處理電路、系統控制電路、安全連鎖邏輯電路、低壓電源模塊；本發明具有透射能力強、最大檢測距離長、掃描速度快、圖像清晰度和圖像解析度高、射線洩漏劑量率低等特點。
文檔編號G01N23/203GK101706460SQ200910205968
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月17日 優先權日2009年11月17日
發明者崔玉華, 李曉莉, 梁澤, 王建榮, 肖廣安, 苗祥月, 董國平, 邢羽, 陳力, 陳學亮, 陳惠民 申請人:公安部第一研究所;北京中盾安民分析技術有限公司