BR112016016805B1 - dispositivos de inspeção, métodos de inspeção e sistemas de inspeção - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVOS DE INSPEÇÃO, MÉTODOS DE INSPEÇÃO E SISTEMAS DE INSPEÇÃO, que compreende uma fonte de luz distribuída (110) que compreende múltiplos pontos de fonte; um colimador de fonte de luz (120) disposto em uma extremidade de saída de feixe de raio da fonte de raio distribuída e configurado para convergir os raios gerados pela fonte de raio distribuída ao longo de linhas radiais em formato de leque para formar um feixe de raio em formato de leque invertido; um colimador de dispersão (140) configurado para permitir somente que passem raios dispersos em um ou mais ângulos de dispersão particulares que são gerados pelos raios do colimador de fonte de luz (120) que interage com objetos inspecionados (130); pelo menos um detector (150) disposto a jusante do colimador de dispersão (140), sendo que cada detector (150) compreende múltiplas unidades de detecção que têm uma capacidade de resolução de energia e são substancialmente dispostas em uma superfície cilíndrica para receber os raios dispersos que atravessam o colimador de dispersão (140); e um aparelho de processamento (160) configurado para calcular informações de espectro de energia dos raios dispersos dos objetos inspecionados (130) com base em um sinal emitido pelos detectores (130), sendo que o dispositivo descrito acima mede uma distribuição de energia de raios X (...).
Description
[001] CAMPO DA INVENÇÃO
[002] A presente invenção refere-se a sistemas de inspeção baseados em uma tecnologia de dispersão de raios X coerente e, em particular, a dispositivos de inspeção, métodos de inspeção e sistemas de inspeção para determinar a possibilidade de o objeto inspecionado incluir conteúdo particular, tal como artigos explosivos, perigosos ou similares.
[003] ESTADO DA TÉCNICA
[004] Cada vez mais atenção é direcionada à detecção de explosivos, drogas ou similares em objetos tais como bagagens. Algumas medidas de detecção, por exemplo, tecnologia de detecção de Tomografia Computadorizada (CT), pode obter informações importantes, tais como uma distribuição de posição espacial, densidade, massa, um número atômico eficaz ou similares de vários materiais na bagagem, a fim de reconhecer categorias de materiais diferentes. Quando um material suspeito é detectado por um sistema, um alarme é gerado e o material suspeito é entregue a um aparelho de detecção no próximo estágio para detecção ou o material suspeito é detectado manualmente.
[005] No entanto, há ainda uma alta taxa de erros ao julgar a possibilidade de um determinado material ser um explosivo com o uso de informações tais como densidade, um número atômico, ou similares. De modo a reduzir a taxa de erros do sistema inteiro, a redução de um número de operações de detecção manual e aprimoramento de confiabilidade do sistema, um sistema de detecção baseado em dispersão de raios X coerente é conectado em serie a um sistema de detecção de CT, o que pode reduzir significativamente a taxa de erros do sistema.
[006] A tecnologia de dispersão de raios X coerente (difração de raios X) é usada para detectar materiais (que são mais comumente materiais de cristal), e é primeiramente baseada na equação de difração Bragg da seguinte maneira:
[007] em que n é um nível de ênfase de difração e, em geral, satisfaz n =1 na detecção de explosivo; À é um comprimento de onda de um raio incidente; d é um espaçamento de treliça, e é também uma constante de treliça; θ é um ângulo de deflexão depois que os raios são dispersos; h é uma constante de Planck; c é uma velocidade da luz; e E é energia de fótons incidentes. Quando vários parâmetros satisfazem a equação acima, ocorre ênfase de coerência, a dispersão correspondente é a dispersão elástica e a energia dos fótons X é inalterada.
[008] Em um padrão de difração com base em uma distribuição de energia, um ângulo θno qual a medição é implantada pelo detector é fixado, isto é, o espectro de energia dos raios X dispersos é medido em um ângulo de dispersão fixado. A constante de treliça d e a energia E dos fótons incidentes que satisfazem a equação acima estão em uma relação de um para um. Desse modo, os recursos de impressão digital dos materiais de cristal, isto é, constantes de treliça di, d2,...dn podem ser determinados de acordo com as posições de pico dos espectros de energia Ei, E2,...En, de modo que materiais diferentes possam ser reconhecidos. Por exemplo, explosivos típicos incluem primeiramente diferentes materiais de cristal e os tipos de cristal são reconhecidos de acordo com as constantes de treliça. Portanto, esse método é uma medida de detecção de explosivo eficaz.
[009] Uma fonte de raios X de energia única também pode ser usada para contar fótons X em diferentes ângulos de dispersão. As informações de cristal são obtidas de acordo com uma relação de um para um entre θe d. Esse método pode reduzir as exigências para o detector, mas tem maiores exigências para mono- cromaticidade da fonte de luz. Adicionalmente, é ineficaz mudar um ângulo para medição. Esse método é aplicado em um dispositivo experimental, mas é usado sem frequência em projetos práticos e aplicações.
[010] Um método de detecção baseado em um feixe em formato de leque invertido é proposto. Um sistema que usa um feixe em formato de leque invertido alcança a medição de maneira fixada com o uso de alguns detectores. Na estrutura em formato de leque invertido, raios dispersos de objetos em posições diferentes em um plano de detecção que são perpendiculares a uma direção de um feixe de raios são convergidos a um ponto nos detectores, que resulta em superposição de linhas espectrais de objetos em duas posições. De modo a obter informações de vários pixels em um plano de seção de materiais, múltiplos pontos de fonte de luz não podem iluminar ao mesmo tempo e precisam emitir raios em uma determinada ordem. Isso resulta em degradação significativa da intensidade de raios no plano de detecção em qualquer tempo e em uma razão de sinal para ruído relativamente baixa de dados medidos pelo sistema em um caso que os materiais atravessam o plano de detecção em uma determinada velocidade.
[011] BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[012] Em consideração a um ou mais problemas na técnica relacionada, são propostos um dispositivo de inspeção, método de inspeção e sistema de inspeção baseado na tecnologia de dispersão de raio coerente que têm uma capacidade de posicionamento tridimensional e uma capacidade de alta resolução, alcança uma alta razão de sinal para ruído e reduz os custos de sistema.
[013] De acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um dispositivo de inspeção que inclui: uma fonte de raio distribuída que compreende múltiplos pontos de fonte para gerar raios; um colimador de fonte de luz disposto em uma extremidade de saída de feixe de raio da fonte de raio distribuída e configurado para convergir os raios gerados pela fonte de raio distribuída ao longo de linhas radiais em formato de leque para formar um feixe de raio em formato de leque invertido; um colimador de dispersão configurado para permitir somente que passem raios dispersos em um ou mais ângulos de dispersão particulares que são gerados pelos raios do colimador de fonte de luz que interage com objetos inspecionados; pelo menos um detector disposto a jusante do colimador de dispersão, sendo que cada detector compreende múltiplas unidades de detecção que têm uma capacidade de resolução de energia e são substancialmente dispostas em uma superfície cilíndrica para receber os raios dispersos que atravessam o colimador de dispersão; e um aparelho de processamento configurado para calcular informações de espectro de energia dos raios dispersos dos objetos inspecionados com base em um sinal emitido pelos detectores.
[014] Preferencialmente, o aparelho de processamento é configurado, adicionalmente, para calcular uma constante de treliça com base em informações de posição de pico incluídas nas informações de espectro de energia dos raios dispersos e julgar a possibilidade de os objetos inspecionados incluírem explosivos ou objetos perigosos comparando-se a constante de treliça calculada com um valor predeterminado.
[015] Preferencialmente, o dispositivo de inspeção compreende, adicionalmente, um aparelho de controle configurado para controlar um ponto de fonte particular na fonte de raio distribuída para gerar um raio de acordo com informações de posição de entrada de uma região de interesse nos objetos inspecionados para inspecionar a região de interesse.
[016] Preferencialmente, os múltiplos pontos de fonte da fonte de luz distribuída são distribuídos em um formato de arco, um formato de linha reta, um formato de U, um formato de U invertido, um formato de L, ou um formato de L invertido.
[017] Preferencialmente, o colimador de dispersão compreende uma superfície de fundo e múltiplas superfícies cilíndricas embutidas na superfície de fundo, fendas circulares são dispostas em intervalos de faixa predeterminados nas múltiplas superfícies cilíndricas embutidas e uma fenda é disposta na superfície de fundo ao longo de uma direção axial das superfícies cilíndricas.
[018] Preferencialmente, o colimador de dispersão compreende uma superfície de fundo e múltiplas superfícies esféricas embutidas na superfície de fundo, fendas circulares são dispostas em intervalos de faixa predeterminados nas múltiplas superfícies esféricas embutidas e uma fenda é disposta na superfície de fundo ao longo de uma direção radial da superfície de fundo.
[019] Preferencialmente, o colimador de dispersão é feito de um material com absorção de raio.
[020] Preferencialmente, o colimador de dispersão compreende múltiplas colunas de superfícies cônicas coaxiais paralelas feitas de um material com absorção de raio.
[021] Preferencialmente, o colimador de dispersão compreende múltiplas fatias paralelas.
[022] Preferencialmente, o detector é um detector CdZnTe (CZT) ou um detector Ge (HPGe) de alta pureza.
[023] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema de inspeção, que compreende: um membro de mancai configurado para portar objetos inspecionados para se moverem de modo linear; um primeiro estágio de varredura que compreende um aparelho de imageamento de transmissão ou um aparelho de imageamento de Tomografia Computadorizada (CT) para implantar inspeção de transmissão ou inspeção de CT nos objetos inspecionados; um aparelho de processamento configurado para receber um sinal gerado pelo primeiro estágio de varredura e determinar pelo menos uma região de interesse nos objetos inspecionados com base no sinal; um segundo estágio de varredura disposto a uma distância predeterminada do primeiro estágio de varredura ao longo de uma direção de movimento dos objetos, sendo que o segundo estágio de varredura compreende: uma fonte de raio distribuída que compreende múltiplos pontos de fonte para gerar raios; um colimador de fonte de luz disposto em uma extremidade de saída de feixe de raio da fonte de raio distribuída e configurado para convergir os raios gerados pela fonte de raio distribuída ao longo de linhas radiais em formato de leque para formar um feixe de raio em formato de leque invertido; um colimador de dispersão configurado para permitir somente que passem raios dispersos em um ou mais ângulos de dispersão particulares que são gerados pelos raios a partir do colimador de fonte de luz que interage com os objetos inspecionados; e detectores dispostos a jusante do colimador de dispersão, sendo que cada detector compreende múltiplas unidades de detecção que têm uma capacidade de resolução de energia e são substancialmente dispostas em uma superfície cilíndrica para receber os raios dispersos que atravessam o colimador de dispersão; em que o aparelho de processamento é configurado para instruir o segundo estágio de varredura para inspecionar a pelo menos uma região de interesse e calcular informações de espectro de energia dos raios dispersos dos objetos inspecionados com base no sinal emitido pelos detectores.
[024] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, um método de inspeção é fornecido, que compreende: gerar, por uma fonte de raio distribuída que compreende múltiplos pontos de fonte, raios; convergir os raios gerados pela fonte de raio distribuída ao longo de linhas radiais em formato de leque para formar um feixe de raio em formato de leque invertido; colimar, por um colimador de dispersão disposto em uma extremidade frontal de detectores, os raios para permitir somente que raios dispersos em um ou mais ângulos de dispersão particulares que são gerados pelos raios que interagem com objetos inspecionados passem; receber, por detectores, os raios dispersos que atravessam o colimador de dispersão, sendo que cada detector tem uma capacidade de resolução de energia e está em um formato de superfície cilíndrica; e calcular informações de espectro de energia dos raios dispersos dos objetos inspecionados com base em um sinal emitido pelos detectores.
[025] Preferencialmente, o método compreende, adicionalmente, as etapas de: calcular uma constante de treliça com base em informações de posição de pico incluídas nas informações de espectro de energia dos raios dispersos, e julgar a possibilidade de os objetos inspecionados incluírem explosivos ou objetos perigosos comparando-se a constante de treliça calculada a um valor predeterminado.
[026] Preferencialmente, o método compreende, adicionalmente, as etapas de: controlar um ponto de fonte particular na fonte de raio distribuída para gerar um raio de acordo com informações de posição de entrada de uma região de interesse nos objetos inspecionados para inspecionara região de interesse.
[027] Com as soluções técnicas acima, as partes correspondentes de objetos são iluminadas controlando-se vários pontos de fonte de luz particulares em uma fonte de luz distribuída para emitir raios, de modo a implantar a detecção direcionada. Adicionalmente, devido ao uso de um detector cilíndrico, sinais de unidades de detecção em algumas posições podem ser obtidos e, portanto, uma capacidade de posicionamento tridimensional é otimizada e a intensidade dos sinais é significativamente intensificada.
[028] BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[029] Os desenhos anexos a seguir facilitam a entender melhor a descrição de diferentes modalidades da presente invenção abaixo. Esses desenhos anexos não são necessariamente desenhados em escala e ilustram esquematicamente recursos primários de algumas modalidades da presente invenção. Esses desenhos anexos e implantações fornecem algumas modalidades da presente invenção de maneira não limitadora e não exaustiva. Por concisão, os mesmos referenciais numéricos são usados para os mesmos componentes ou componentes similares ou estruturas que têm as mesmas funções em diferentes desenhos anexos.
[030] A Figura 1 é um diagrama estrutural de um dispositivo de inspeção de acordo com uma modalidade da presente invenção;
[031] A Figura 2 é um diagrama de uma distribuição de fonte de luz e uma região de detecção em um dispositivo de inspeção de acordo com outra modalidade da presente invenção;
[032] A Figura 3 é um diagrama estrutural que ilustra um dispositivo de inspeção que detecta raios dispersos em um ângulo fixado de acordo com uma modalidade da presente invenção;
[033] A Figura 4 ilustra um diagrama estrutural de um colimador de dispersão de acordo com uma modalidade da presente invenção;
[034] A Figura 5 ilustra um diagrama estrutural de um colimador de dispersão de acordo com outra modalidade da presente invenção.
[035] A Figura 6 ilustra uma vista lateral de um dispositivo de inspeção de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[036] A Figura 7 ilustra uma vista lateral de um dispositivo de inspeção de acordo com outra modalidade da presente invenção.
[037] A Figura 8 ilustra uma vista lateral de um dispositivo de inspeção de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção;
[038] A Figura 9 é um diagrama estrutural de uma fonte de luz em um dispositivo de inspeção de acordo com uma modalidade da presente invenção;
[039] A Figura 10 ilustra um diagrama estrutural de uma fonte de luz em um dispositivo de inspeção de acordo com outra modalidade da presente invenção; e
[040] A Figura 11 ilustra uma região de distribuição de informações de dispersão de uma seção retangular (região de detecção real) de objetos em um detector cilíndrico.
[041] DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[042] Algumas modalidades da presente invenção serão descritas em detalhes abaixo. Na descrição a seguir, alguns detalhes específicos, por exemplo, estruturas específicas e parâmetros específicos de componentes nas modalidades, são usados para fornecer melhor entendimento das modalidades da presente invenção. Aqueles elementos versados na técnica podem entender que mesmo se alguns detalhes forem omitidos ou outros métodos, elementos, materiais ou similares forem incorporados, as modalidades da presente invenção também podem ser implantadas.
[043] A Figura 1 ilustra um diagrama estrutural de um dispositivo de inspeção de acordo com uma modalidade da presente invenção. Conforme mostrado na Figura 1, o dispositivo de inspeção ilustrado inspeciona objetos inspecionados (130) e inclui uma fonte de luz distribuída (110), um colimador de fonte de luz (120) na frente da fonte de luz distribuída (110), um colimador de dispersão (140) e um detector (150). Conforme mostrado, o colimador de fonte de luz (120) converge raios X a uma origem de um sistema de coordenadas ao longo de uma direção radial de um feixe em formato de leque. O colimador de dispersão (140) é disposto acima de um plano XOY. O detector é um detector cilíndrico com um eixo geométrico de eixo geométrico Y e inclui múltiplas unidades de detecção dispostas em uma superfície cilíndrica.
[044] De acordo com algumas modalidades, raios que atravessam o colimador de fonte de luz (120) estão em um formato de leque (com um ângulo de campo Δβ Afi de uma direção perpendicular a um plano de iluminação), e o plano inclui uma seção retangular dos objetos inspecionados (130) nos planos XOZ. Quando os objetos inspecionados (130) se movem em uma correia de transporte (por exemplo, ao longo do eixo geométrico Y), os objetos inspecionados (130) são submetidos à varredura. Quando os raios encontram os objetos inspecionados (130), os raios são dispersos. O colimador de dispersão (140) no plano XOY opera para permitir que somente raios dispersos em um ângulo predeterminado sejam incidentes no detector (150). Informações de espectro de energia dos raios dispersos a partir dos objetos inspecionados são calculadas por um aparelho de controle e processamento (160), tal como um computador ou similares conectados à fonte de luz distribuída (110) e ao detector (150) com base em um sinal emitido pelo detector (150).
[045] De acordo com algumas modalidades, o colimador de dispersão (140) é compreendido por duas partes. A primeira parte inclui múltiplas (duas ou três) superfícies cilíndricas coaxiais feitas de um material com absorção de raios X. Nas superfícies cilíndricas, fendas circulares são dispostas em intervalos de faixa predeterminados, para permitir que raios em uma superfície cônica em um determinado ângulo atravessem. A segunda parte inclui uma camada feita de um material com absorção de raios X no plano XOY, que tem uma fenda linear disposta em um determinado segmento do eixo geométrico Y. A combinação das duas partes determina um ângulo no qual raios são incidentes no detector e uma largura das fendas e um intervalo de faixa entre as fendas são decididos de acordo com as exigências para uma resolução de ângulo e uma resolução espacial do sistema.
[046] A Figura 2 é um diagrama de uma distribuição de fonte de luz e uma região de detecção em um dispositivo de inspeção de acordo com outra modalidade da presente invenção. O dispositivo de inspeção de acordo com a presente modalidade usa uma fonte de luz distribuída (210) para obter um feixe em formato de leque invertido que é convergido a uma origem sob o controle de um colimador de fonte de luz (220). Em algumas modalidades, há múltiplas distribuições de fonte de luz. Na primeira distribuição de fonte de luz, os pontos de fonte de luz são distribuídos ao longo de um arco (205) com um raio de R e com a origem como centro e o colimador de fonte de luz é distribuído em uma direção radial na frente dos pontos de fonte de luz. Na segunda distribuição de fonte de luz, as fontes de luz são distribuídas em um segmento linear, mostrado como uma linha negra em negrito ilustrada na Figura 2. Os pontos de fonte de luz (210) são distribuídos ao longo de um segmento linear e o colimador de fonte de luz (220) é disposto em um caminho de saída de feixe dos pontos de fonte. O feixe de raio colimado é convergido ao longo da direção radial do leque, é transmitido através de objetos inspecionados (230) entre um círculo externo de região de inspeção (260) e um círculo interno de região de inspeção (270) e é disperso (difratado). O aparelho de controle e processamento (160) controla pontos de fonte particulares na fonte de raio distribuída (210) para gerar raios de acordo com informações de posição de entrada de uma região de interesse nos objetos inspecionados, de modo a inspecionar a região de interesse. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 2, os pontos de fonte particulares na fonte de luz distribuída (210) são controlados para emitir um feixe, de modo que porções particulares (Região de Interesse (ROI)) dos objetos inspecionados (130) possam ser inspecionadas. A região de detecção é uma parte de uma região anelar encerrada por um arco do círculo externo de região de detecção (260), um arco do círculo interno de região de detecção (270) e raios emitidos de duas extremidades da fonte de luz à origem, conforme mostrado na Figura 2. Os objetos inspecionados (230) podem ser inscritos com a região anelar e se movem ao longo da correia de transporte (290) em uma direção perpendicular ao plano de papel. Presume-se que os objetos inspecionados estejam em um formato cúbico, e tenham uma largura de / e uma altura de h na Figura 2. Nesse caso, um ângulo de campo da fonte de luz em relação à origem é:
[047] Um comprimento da distribuição de fonte de luz em formato de arco é:
[048] Um comprimento da distribuição de fonte de luz em formato de linha reta é:
[049] Em que, R é um raio da fonte de luz em formato de arco, e Ri é uma distância entre uma superfície de fundo dos objetos e a origem das coordenadas.
[050] Em geral, múltiplos pontos de fonte de luz podem ser distribuídos dentro desse comprimento de segmento (em determinados intervalos de ângulo) e emitir individualmente um feixe sob o controle de um sistema de controle. Alternativamente, vários pontos de fonte de luz adjacentes formam um grupo para emitir individualmente um feixe como um grupo. A região (280) na Figura 2 é um ROI, e pode ser uma região de material suspeito que é marcada por um sistema de CT ou um sistema de inspeção de transmissão em um estágio anterior.
[051] A Figura 3 é um diagrama estrutural que ilustra um dispositivo de inspeção que detecta raios dispersos em um ângulo fixado de acordo com uma modalidade da presente invenção. Conforme mostrado na Figura 3, em um plano de iluminação de um feixe em formato de leque invertido gerado pela fonte de luz distribuída (210) através do colimador de fonte de luz (220), em arcos com um ponto de convergência (uma origem das coordenadas) como um centro e com diferentes raios, raios que são dispersos em um determinado ângulo relativo a um raio incidente (raio) pode ser convergido para um ponto no eixo geométrico Y. Esses raios são distribuídos em uma superfície cônica com um vértice no eixo --O geométrico Y e um ângulo de meio cone de 2 , em que θé um ângulo de dispersão. Depois que os raios dispersos em superfícies cônicas são convergidos em diferentes pontos no eixo geométrico Y, os raios dispersos continuam a divergir. Nesse caso, os raios dispersos são ainda distribuídos em uma superfície cônica com o mesmo vértice, o mesmo ângulo de cone e a direção de abertura oposta, conforme mostrado na Figura 3, para formar uma geometria em formato de funil. Um colimador de dispersão particular é disposto no plano XOY para operar nos raios dispersos, de modo que somente os raios dispersos que satisfazem a condição descrita acima possam ser transmitidos ao detector ao longo da superfície cônica em formato de funil.
[052] Conforme mostrado na Figura 3, no plano de iluminação (planos XOZ), um arco (260) com a origem como centro e com um grande raio corresponde a um cone com um vértice que tem uma coordenada Y grande e os raios dispersos divergem através do vértice de convergência e são projetados a um arco no fundo do detector (250). No plano de iluminação, um arco (270) com a origem como centro e com um pequeno raio corresponde a um cone com um vértice mais próximo à origem do sistema de coordenadas e os raios dispersos divergem através do ponto de convergência e são projetados a um arco no topo do detector (250). Desse modo, raios dispersos das posições diferentes no plano de iluminação são projetados a diferentes unidades de detecção do detector cilíndrico (250). Em cooperação com movimento uniforme dos objetos ao longo do eixo geométrico Y, o dispositivo de inspeção tem uma capacidade de posicionamento tridimensional para os objetos inspecionados e pode medir múltiplos ROIs na região de detecção ao mesmo tempo.
[053] Uma área do detector de acordo com as modalidades da presente invenção é muito menor do que aquela em um caso de feixes paralelos na técnica relacionada, o que reduz a quantidade exigida de detectores. Isso se deve ao fato de que os raios têm um determinado desempenho de convergência e, portanto, o tamanho do detector pode ser ajustado de acordo com as exigências para a resolução espacial do sistema.
[054] A vantagem do dispositivo de inspeção de acordo com as modalidades da presente invenção é que o recurso de convergência da luz em formato de leque invertido é utilizado e uma estrutura de detecção em formato de funil é habilmente adotada. Essa estrutura pode controlar o tamanho exigido do detector de acordo com as exigências para a resolução espacial do sistema. No projeto de um sistema que tem capacidade de posicionamento tridimensional, o dispositivo de acordo com a presente modalidade pode fornecer uma alta eficiência e alta medida de coleta de dados insensível enquanto reduz a área exigida do detector.
[055] Em algumas modalidades, os raios dispersos são distribuídos em uma série de superfícies cônicas coaxiais. Em algumas modalidades, o colimador de dispersão pode ser projetado como uma série de superfícies cônicas coaxiais paralelas feitas de um material com absorção de raios X. Desse modo, um ângulo da luz dispersa pode ser definido, de modo que a luz dispersa em um ângulo particular exigido possa ser recebida de modo mais preciso. No entanto, há maiores exigências no colimador.
[056] Em outras modalidades, algumas fatias paralelas podem ser usadas para operar na luz dispersa. No entanto, à medida que a luz dispersa é realmente distribuída nas superfícies cônicas com um determinado radiano, os colimadores de placa paralelos com fendas podem proporcionar um determinado deslocamento no ângulo.
[057] Na modalidade ilustrada na Figura 4, outra construção de um colimador de dispersão é ilustrada. Conforme mostrado na Figura 4, o colimador de dispersão é compreendido por duas partes. A primeira parte tem duas semissuperficies cilíndricas embutidas coaxiais (420) e (430) com um eixo geométrico de eixo geométrico Y (por exemplo, as semissuperficies cilíndricas estão somente acima do plano XOY) e a segunda parte é uma placa disposta no plano XOY, que é relacionada ao modelo geométrico em formato de funil usado no projeto. Assim como quando os raios X são transmitidos através dos objetos, alguns raios dispersos em um ângulo θ são convergidos ao eixo geométrico Y ao longo de diferentes superfícies cônicas e são cortados com o colimador cilíndrico para formar muitos arcos distribuídos nas superfícies cilíndricas. De acordo com a geometria e as exigências para uma resolução de ângulo do sistema, uma série de fendas são dispostas em posições correspondentes de duas superfícies cilíndricas, de modo que raios dispersos que são incidentes nas superfícies cônicas em um determinado ângulo possam ser transmitidos através das fendas. Um colimador de placa (410) disposto no plano XOY abaixo do colimador cilíndrico tem uma fenda linear (405) disposta no eixo geométrico Y, que permite que raios dispersos que são convergidos no eixo geométrico Y sejam transmitidos e iluminados em partes correspondentes do detector. Com o projeto do colimador de dispersão ilustrado na Figura 4, pode-se garantir que os raios dispersos em um ângulo fixado possam ser detectados pelo detector de acordo com uma geometria em formato de funil ilustrada na Figura 3. Em algumas modalidades, um detector (tal como um detector CdZnTe (CZT) ou um detector Ge (HPGe) de alta pureza) que tem uma capacidade de resolução de energia mede os raios X dispersos em um ângulo fixado de diferentes ROIs e pode obter uma imagem de dispersão coerente (ou padrão de difração) de materiais correspondentes em termos de distribuição de energia. As informações de constante de treliça dos materiais podem ser obtidas analisando-se as posições de pico do espectro. Em um aparelho de processamento, as categorias dos materiais podem ser reconhecidas comparando-se a informações de constante de treliça com linhas espectrais de referência de vários materiais (tais como explosivos) em um banco de dados.
[058] A Figura 5 é um diagrama estrutural de um colimador de dispersão de acordo com outra modalidade da presente invenção. Conforme mostrado na Figura 5, o colimador de dispersão é compreendido por duas partes. Uma estrutura acima do plano XOY compreende superfícies esféricas embutidas (com centro no eixo geométrico Y que é perpendicular ao plano de papel). Os vértices de superfícies cônicas nos quais os raios dispersos em um ângulo fixado são distribuídos são localizados no mesmo diâmetro (eixo geométrico Y) de uma esfera virtual. Desse modo, as linhas de interseção entre as superfícies cônicas e as esferas são arcos nas esferas. Com a estrutura embutida, múltiplas fendas (525) definem a direção de incidente precisa dos raios dispersos. Um colimador de placa disposto no plano XOY abaixo do colimador esférico (520) tem uma fenda linear no eixo geométrico Y. O mesmo opera, adicionalmente, para permitir que somente os raios dispersos que são convergidos no eixo geométrico Y sejam transmitidos e iluminados nas partes correspondentes do detector.
[059] O colimador de dispersão, de acordo com as modalidades da presente invenção, é compreendido por duas partes, que operam comumente para permitir somente que os raios dispersos que são distribuídos nas superfícies cônicas com vértices particulares sejam incidentes no detector. Com a geometria em formato de funil, o detector é disposto em uma posição abaixo do ponto de convergência da luz, isto é, uma parte inferior do funil (conforme mostrado na Figura 3). Em teoria, um projeto mais preciso do colimador de dispersão pode ser usado para reduzir o erro de ângulo do sistema. Se o colimador de dispersão for disposto antes do ponto de convergência da luz, o colimador com fendas não pode ser usado para operar na luz dispersa e quando um detector bidimensional é usado, "linha cruzada" na direção de eixo geométrico X pode ocorrer, o que resulta em um grande erro.
[060] A Figura 6 ilustra uma vista lateral de um dispositivo de inspeção de acordo com uma modalidade da presente invenção. O dispositivo de acordo com as modalidades da presente invenção é baseado na tecnologia de dispersão de raios X coerente e é usado como um aparelho de detecção para detectar explosivos em um próximo estágio e pode ser conectado em série a um sistema de detecção de CT em um estágio anterior. O aparelho de detecção no estágio posterior obtém informações de posição dos materiais suspeitos nos objetos inspecionados (630) do aparelho de detecção de CT. A Figura 6 ilustra posições relativas de várias partes do sistema inteiro. Uma máquina de raio (610) é disposta no topo do sistema em uma direção perpendicular ao plano de papel e os objetos inspecionados (630) se movem em uma velocidade constante horizontalmente à direita quando os objetos inspecionados (630) são acionados por uma correia de transporte (660). Os raios dispersos são projetados ao detector (650) por meio de um colimador de dispersão (640) abaixo da correia de transporte. No processo inteiro, a emissão de feixe da máquina de raio distribuída e informações que registram e o processamento do detector para partes correspondentes são controlados por um Computador Pessoal (PC) ou outro sistema de processamento. Os detectores (650) e a máquina de raio (610) não precisam se mover mecanicamente e a correia de transporte (660) não precisa ser interrompida, o que aprimora a eficiência da detecção do sistema inteiro.
[061] A Figura 7 ilustra uma vista lateral de um dispositivo de inspeção de acordo com outra modalidade da presente invenção. A estrutura na Figura 7 difere da estrutura na Figura 6 pelo fato de que o sistema tem um colimador de dispersão (740) e tem um detector (751) e um detector (752) respectivamente para diferentes ângulos de dispersão em dois lados do plano de iluminação. Uma máquina de raio (710) é disposta no topo do sistema em uma direção perpendicular ao plano de papel, e os objetos inspecionados (730) se movem em uma velocidade constante horizontalmente à direita quando os objetos inspecionados (730) são acionados por uma correia de transporte (760). Os raios dispersos são projetados aos detectores (751) e (752) por meio do colimador de dispersão (740) abaixo da correia de transporte. Desse modo, as informações de raios dispersos em dois ângulos fixados podem ser medidas ao mesmo tempo. A consideração desse projeto é que, de acordo com a equação (1), a energia E dos raios X é geralmente distribuída em uma faixa de 20~ lOOkeV e uma constante de treliça está na ordem de 10 10 m e, desse modo, um ângulo de dispersão típico é pequeno, e a equação acima pode ser aproximada como:
[062] em que n é igual a 1. De acordo com a equação (2), pode-se observar que, quando a medição de dispersão coerente é implantada em objetos particulares, se um ângulo θ aumentar, uma posição de pico correspondente do espectro de energia obtido se desloca para a esquerda (isto é, diminui), ou seja, a energia dos raios X correspondente ao pico distinguido diminui; e quando 8 diminui, o pico do espectro se desloca para a direita. Para um detector, a resolução de energia é alta para uma parte de alta energia, mas um pequeno ângulo θ corresponde à parte de alta energia nesse tempo e, portanto, uma resolução de ângulo correspondente
do sistema se degrada. De acordo com os projetos e experimentos de sistemas, o sistema de dispersão de raios X coerente é mais sensível à resolução de ângulo. Portanto, quando medição é implantada em um pequeno ângulo, toda a resolução degradará e a qualidade das linhas espectrais obtidas também diminuirá. No entanto, há um caso necessário a ser considerado, isto é, na bagagem, quando há um forte material com absorção de raios X no caminho de luz dispersa, ou os objetos são espessos, uma parte de baixa energia dosraios X policromáticos será fortemente absorvida e o endurecimento por raio pode influenciar as linhas espectrais. Nesse caso, quando a medição é implantada em um grande ângulo θ,o endurecimento pode resultar em sérias influências. Desse modo, em casos de bagagens diferentes, os resultados dados em diferentes ângulos podem ser diferentes e há um ângulo relativamente adequado. Portanto, uma estrutura para implantar a medição em dois ângulos ao mesmo tempo é designada conforme mostrado na Figura 7, em que θi<θ2(por exemplo, θi~3°, e θ2~5°). Como resultado, pode-se julgar qual ângulo é relativamente adequado para medição de acordo com a densidade do material e informações de posição obtidas pelo sistema de CT no estágio anterior ou linhas espectrais para dois ângulos são unidas, o que pode aprimorar a razão de sinal para ruído, intensificar a precisão de julgamento e reduzir a taxa de erros.
[063] A Figura 8 ilustra uma vista lateral de um dispositivo de inspeção de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção. Nesse modo, permite-se que um sistema meça as curvas de espectro de energia de X raios dispersos em quatro ângulos ao mesmo tempo, para obter quatro espectrogramas. Esses quatro espectrogramas podem ser unidos (para obter distribuições de união de energia e ângulo em quatro ângulos) a fim de aprimorar a razão de sinal para ruído dos dados a serem processados. A estrutura na Figura 8 difere da estrutura na Figura 6 no fato de que o sistema tem um colimador de dispersão (840) e tem um grupo de detectores (851) e (852) e um grupo de detectores (853) e (854) respectivamente para diferentes ângulos de dispersão em dois lados do plano de iluminação. Uma máquina de raio (810) é disposta no topo do sistema em uma direção perpendicular ao plano de papel e os objetos inspecionados (830) se movem em uma velocidade constante horizontalmente à direita quando os objetos inspecionados (830) são acionados por uma correia de transporte (860). Os raios dispersos são projetados aos detectores (851) e (852) e aos detectores (853) e (854) por meio do colimador de dispersão (840) abaixo da correia de transporte. Dessa maneira, informações de raios dispersos em dois ângulos fixados podem ser medidas ao mesmo tempo. Conforme mostrado na Figura 8, as faixas de iluminação de dois grupos de raios dispersos no colimador são separadas em qualquer lado do plano de iluminação, para evitar interferência uma à outra. Os raios em dois ângulos são iluminados em dois detectores cilíndricos. Depois que quatro curvas de espectro de energia são obtidas, uma curva de espectro de energia com os melhores efeitos pode ser primeiramente selecionada para julgamento, ou as quatro curvas para diferentes ângulos podem ser unidas para aprimorar a razão de sinal para ruído das curvas.
[064] As Figuras 9 e 10 ilustram diagramas estruturais mais eficazes e o propósito primário é reduzir o tamanho do dispositivo de sistema inteiro. Ou seja, o efeito de que o tamanho do sistema inteiro é grande devido a uma grande faixa de distribuição de fonte de luz em um arco ou um segmento linear é aprimorado.
[065] A Figura 9 ilustra um projeto em formato de U (ou formato de U invertido). O projeto é distinguido pelo fato de que o sistema é simétrico da esquerda para a direita e não há diferença em raios iluminados para os objetos cúbicos detectados (com uma seção retangular). No modo ilustrado na Figura 9, uma fonte de luz distribuída em formato de U invertido (910) e um colimador de fonte de luz (930) são dispostos em uma região de detecção entre um raio de órbita circular de simulação de fonte de luz distribuída/raio de círculo externo de região de detecção (960) e um raio de círculo interno de região de detecção (970). O projeto em formato de U permite a diminuição de um tamanho da fonte de luz distribuída em uma direção perpendicular a uma direção de transporte da correia de transporte e a fonte de luz que se junta por adição à região de detecção retangular. Adicionalmente, esse projeto faz com que diminuição significativa no raio de círculo interno de região de detecção se torne possível e, ao mesmo tempo, reduz a altura do sistema inteiro.
[066] Na modalidade, como a fonte de luz está em um modo distribuído, pontos de fonte de luz são dispostos em determinados intervalos de ângulo. Portanto, há um problema acerca do intervalo de amostragem. De modo a manter a resolução de ângulo, um ângulo de campo A y de um raio emitido por cada fonte de luz ponto deve ser pequena o suficiente, conforme mostrado na Figura 9. Uma análise em uma mudança na resolução de ângulo devido ao ângulo de campo de cada raio será descrita abaixo. Presumindo que, depois que cada raio atravessa o colimador de fonte de luz, cada raio tenha um ângulo de campo de Ay«0.4°, um raio de borda 1-1 de raio 1 um ponto A, e esses raios podem ser disperses A e transmitidos a cruza com o raio 2 em um detector ao dos objetos no ponto mesma trajetória. Nesse caso, os correspondentes são diferentes. Quando define um ângulo de dispersão de 3o, um erro no ângulo devido a A y é de cerca de
sem considerar um erro no ângulo devido ao colimador de dispersão real. Presumindo que o colimador de dispersão pode definir precisamente o ângulo incidente para o detector, se o ângulo definido pelo colimador de dispersão for mudado para 2,91°, devido ao erro resultante de Δγ, a possível faixa de ângulo de dispersão dos raios dispersos incidentes no detector é 2,91°~3,09° , e um ângulo médio é ainda 3°, com um erro máximo de
. No entanto, em um caso que a resolução de ângulo é garantida, os raios não podem cobrir toda a seção dos objetos. De modo a evitar ou reduzir a taxa faltante devido à medição de maneira de cobertura não completa, sua necessidade de garantir que um intervalo entre dois raios seja pequeno o suficiente. Esse intervalo precisa ser ajustado de acordo com uma faixa de tamanho de objetos a serem realmente inspecionados. Na presente modalidade, é proposto que um intervalo entre dois raios adjacentes é não mais do que 12mm em um arco do círculo externo de região de detecção. Em um caso da Figura 9 e nos parâmetros acima, se os pontos de fonte de luz forem dispostos em intervalos de 0,6°, um total de 227 pontos de fonte de luz é necessário. Então, um intervalo máximo entre os raios é 21x = 10,79mm. Como os raios são convergentes e a região de detecção real é retangular e está dentro do arco do círculo externo, na região de detecção, esse padrão pode ser satisfeito.
[067] Adicionalmente, conforme mostrado na Figura 3, o detector registra informações de uma parte da região anelar no plano de detecção, mas a região monitorada real é meramente um retângulo inscrito com a região anelar. Portanto, no detector cilíndrico conforme descrito acima, há algumas regiões sem informações úteis, por exemplo, regiões I, II, III, IV ou similares conforme ilustrado na Figura 11, e uma região útil é meramente uma parte da região retangular que é projetada através da superfície cônica em formato de funil no detector cilíndrico, por exemplo, região V ilustrada na Figura 11 (em uma condição de estrutura simétrica).
[068] A Figura 10 ilustra um modo de projeto em formato de L. O projeto do sistema é não simétrico, mas o princípio básico e a maneira de medição são iguais. No modo ilustrado na Figura 10, uma fonte de luz distribuída em formato de L invertido (1010) e um colimador de fonte de luz (1030) são dispostos em uma região de detecção entre um raio de órbita circular de simulação de fonte de luz distribuída/raio de círculo externo de região de detecção (1060) e um raio de círculo interno de região de detecção (1070). Na presente modalidade, um detector é disposto em forma não simétrica em uma posição que está abaixo e à direita dos objetos. A distribuição dos raios dispersos da região retangular no detector é mostrada como uma região (1120) ilustrada em um bloco da Figura 11 (uma estrutura em formato de L).
[069] Em comparação ao projeto na Figura 9, no projeto na Figura 10, o tamanho exigido do detector é comparável, isto é, o tamanho do projeto na Figura 9 e o tamanho do projeto na Figura 10 são muito menores do que aqueles em um modo de feixe paralelo. Devido ao uso da fonte de luz distribuída, um intervalo máximo entre os pontos de amostragem (um intervalo máximo entre raios) pode ser menor do que 12mm. Devido ao aumento de R2, há um aumento de um erro no ângulo devido ao Ay. Presumindo que Ay = 0,4°, um ângulo de dispersão definido pelo colimador de dispersão é 2,85°, e um ângulo médio de dispersão dos raios dispersos é 3o, 0 erro no — <5.11% ângulo é de cerca de
, que é ligeiramente mais fraco do que no projeto em formato de U. Portanto, há maiores exigências para 0 colimador de fonte de luz, e pode haver uma necessidade de reduzir Ay. No entanto, Ay não é adequado para se muito pequeno; de outro modo, a taxa de contagem pode ser significativamente reduzida. Em termos do formato, há um braço a menos no formato de L do que no formato de U e, portanto, 0 projeto não simétrico na Figura 9 precisa de um número reduzido de pontos de fonte de luz. Independente do uso da distribuição em formato de U ou da distribuição em formato de L, os projetos nos dois modos podem reduzir 0 tamanho do sistema inteiro.
[070] As modalidades da presente invenção propõem 0 uso de um detector bidimensional cilíndrico, de modo que 0 sistema pode medir informações de vários pontos em um plano de seção de materiais ao mesmo tempo e otimizar a capacidade de posicionamento tridimensional. Múltiplas fontes de luz podem iluminar ao mesmo tempo, a fim de intensificar significativamente a intensidade dos raios no plano de detecção. Desse modo, 0 sistema pode ter uma melhor razão de sinal para ruído e aprimorar adicionalmente a eficiência de detecção. Em comparação ao método que usa feixes paralelos, o tamanho exigido do detector nas modalidades da presente invenção é menor. Todavia, em outra estrutura de sistema do projeto, as curvas de distribuição de energia de raios dispersos em dois ângulos diferentes também podem ser medidas ao mesmo tempo. Portanto, o sistema pode ser usado de acordo com as condições práticas ou reunindo-se as informações obtidas para dois ângulos para aprimorar a capacidade de resolução de material do sistema.
[071] Outras modalidades da presente invenção revelam um sistema de dispersão de raios X coerente com o uso de uma fonte de luz distribuída para um feixe em formato de leque invertido, que usa um detector que tem uma capacidade de resolução de energia para medir uma distribuição de energia de raios X dispersos em um ângulo fixado para obter uma constante de treliça dos materiais, reconhecendo assim as categorias dos materiais.
[072] A fonte de luz distribuída é distribuída em um arco ou uma linha reta. Os raios atravessam os objetos ao longo de uma direção radial e são convergidos à origem do sistema de coordenadas sob o controle do colimador de fonte de luz. Informações de posição de materiais suspeitos da CT em um estágio anterior são recebidas por um sistema de processamento de fonte de luz, que controla especificamente vários pontos de fonte de luz em posições correspondentes para emitir feixes com o propósito de iluminar partes correspondentes para detecção direcionada.
[073] O detector tem uma estrutura cilíndrica e é usado em cooperação com o colimador que é projetado de modo preciso. Os raios dispersos de posições diferentes no plano de detecção são iluminados em posições diferentes do detector e informações de posição de materiais suspeitos da CT no estágio anterior são recebidas por um sistema de aquisição de dados, que adquire especificamente sinais de unidades de detecção em algumas posições.
[074] O colimador do sistema inteiro é dividido em duas partes, isto é, um colimador de fonte de luz e um colimador de dispersão (ou denominado como colimador de detector). O propósito do colimador de fonte de luz é definir direções de raios emitidos de pontos de fonte de luz em posições diferentes, de modo que os raios que atravessam o colimador estejam em um modo de feixe em formato de leque invertido e são transmitidos através da região de detecção e convergidos à origem do sistema de coordenadas. O colimador de dispersão controla os ângulos dos raios dispersos que são incidentes na superfície do detector, para permitir somente que raios que são dispersos em um ângulo fixado θ e em uma determinada superfície cônica passem e sejam registrados pelo detector.
[075] No processo de detecção inteiro, os objetos são continuamente transportados através da região de detecção quando os objetos são acionados pela correia de transporte. A fonte de luz X e o detector não precisam ser movidos. Depois que as curvas de espectro de energia dos raios dispersos dos materiais suspeitos são obtidas, a constante de treliça diz pode ser calculada de acordo com as posições de pico E,e outros parâmetros fixados e as curvas são comparadas às linhas espectrais de vários materiais nos dados de sistema, a fim de reconhecer e finalmente determinar as categorias dos materiais e, desse modo, decidir se os materiais são explosivos.
[076] Em algumas modalidades, em combinação com a solução de projeto de feixe em formato de leque invertido e a fonte de luz distribuída projeto, raios emitidos pela fonte de luz têm uma tendência à convergência, que pode reduzir amplamente a área do detector conforme comparado com o modo de feixe paralelo. Em algumas modalidades, o tamanho do detector no dispositivo de inspeção é meramente cerca de 15% da área exigida do detector no modo de feixe paralelo, o que reduz os custos de sistema.
[077] Adicionalmente, em algumas modalidades, um colimador de detector e um detector bidimensional que são particularmente projetados são usados, de modo que o detector e a fonte de luz não precisem ser movidos no processo de detectar a bagagem na presente invenção, o que reduz a complexidade mecânica do sistema, e aumenta a velocidade, estabilidade e precisão da inspeção no sistema. Entretanto, o método de inspeção de acordo com a presente invenção pode ser usado para medir múltiplos ROIs ao mesmo tempo e medir individualmente um objeto em qualquer posição de uma bagagem. Em comparação ao modo de formato de leque invertido na técnica relacionada, múltiplas fontes de luz podem emitir raios ao mesmo tempo, para intensificar significativamente a intensidade dos raios no plano de detecção. Desse modo, o sistema tem melhor razão de sinal para ruído e eficiência de detecção.
[078] Em outras modalidades, uma maneira de distribuição de fonte de luz em formato de U ou de L é usada para reduzir o tamanho do sistema inteiro.
[079] Portanto, a descrição acima e as modalidades da presente invenção são meramente usadas para descrever o dispositivo de inspeção, método de inspeção e sistema de inspeção de acordo com as modalidades da presente invenção por meio de exemplos ilustrativos e não são destinados a limitar o escopo da presente invenção. Variações e emendas feitas às modalidades da presente invenção são possíveis. Outras modalidades alternativas viáveis e variações equivalentes de elementos nas modalidades são óbvias a um elemento de habilidade comum na técnica. Outras variações e emendas feitas às modalidades da presente invenção não vão além do espírito e escopo de proteção da presente invenção.
Claims (14)
1. DISPOSITIVOS DE INSPEÇÃO, MÉTODOS DE INSPEÇÃO E SISTEMAS DE INSPEÇÃO, caracterizado pelo fato de que compreende: uma fonte de luz distribuída (110) que compreende múltiplos pontos, em que cada ponto de origem nos múltiplos pontos de origem pode emitir um raio individualmente ou cada grupo formado por vários pontos de origem adjacentes nos múltiplos pontos de origem pode emitir um raio individualmente; um colimador de fonte de luz (120) disposto em uma extremidade de saída de feixe de raio da fonte de raio distribuída e configurado para convergir os raios gerados pela fonte de luz distribuída (110) em um ponto de convergência ao longo de linhas radiais em formato de leque para formar um feixe de raio em formato de leque invertido; um colimador de dispersão (140) configurado para permitir somente que raios dispersos em um ou mais ângulos de dispersão particulares que são gerados pelos raios do colimador de fonte de luz (120) que interage com objetos inspecionados para passar, em que os raios dispersos em um ângulo de dispersão específico podem convergir para um ponto focal; pelo menos um detector (150) disposto a jusante do ponto focal e do colimador de dispersão (140), sendo que cada detector (150) compreende múltiplas unidades de detecção que têm uma capacidade de resolução de energia e são substancialmente dispostas em uma superfície cilíndrica para receber os raios dispersos que atravessam o colimador de dispersão (140); e um aparelho de processamento (160) configurado para calcular informações de espectro de energia dos raios dispersos a partir dos objetos inspecionados (130) com base em um sinal emitido pelos detectores.
2. DISPOSITIVOS DE INSPEÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho de processamento (160) é configurado, adicionalmente, para calcular uma constante de treliça com base em informações de posição de pico incluídas nas informações de espectro de energia dos raios dispersos e julgar a possibilidade de os objetos inspecionados (130) incluírem explosivos ou objetos perigosos comparando-se a constante de treliça calculada com um valor predeterminado.
3. DISPOSITIVOS DE INSPEÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, um aparelho de controle configurado para controlar um ponto de fonte particular na fonte de luz distribuída (210) para gerar um raio de acordo com informações de posição de entrada de uma região de interesse nos objetos inspecionados (230) para inspecionar a região de interesse.
4. DISPOSITIVOS DE INSPEÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os múltiplos pontos de fonte da fonte de raios distribuída (210) são distribuídos em um formato de arco, um formato de linha reta, um formato de U, um formato de U invertido, um formato de L, ou um formato de L invertido.
5. DISPOSITIVOS DE INSPEÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o colimador de dispersão (140) compreende uma superfície de fundo e múltiplas superfícies cilíndricas embutidas na superfície de fundo, fendas circulares são dispostas em intervalos de faixa predeterminados nas múltiplas superfícies cilíndricas embutidas, e uma fenda é disposta na superfície de fundo ao longo de uma direção axial das superfícies cilíndricas.
6. DISPOSITIVOS DE INSPEÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o colimador de dispersão (140) compreende uma superfície de fundo e múltiplas superfícies esféricas embutidas na superfície de fundo, fendas circulares são dispostas em intervalos de faixa predeterminados nas múltiplas superfícies esféricas embutidas e uma fenda é disposta na superfície de fundo ao longo de uma direção radial da superfície de fundo.
7. DISPOSITIVOS DE INSPEÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o colimador de dispersão (140) é feito de um material com absorção de raio.
8. DISPOSITIVOS DE INSPEÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o colimador de dispersão (140) compreende múltiplas colunas de superfícies cônicas coaxiais paralelas feitas de um material com absorção de raio.
9. DISPOSITIVOS DE INSPEÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o colimador de dispersão (140) compreende múltiplas fatias paralelas.
10. DISPOSITIVOS DE INSPEÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o detector (150) é um detector CdZnTe (CZT) ou um detector Ge (HPGe) de alta pureza.
11. SISTEMAS DE INSPEÇÃO, caracterizado pelo fato de que compreende: um membro de mancai configurado para portar objetos inspecionados (130) para se moverem de modo linear; um primeiro estágio de varredura que compreende um aparelho de imageamento de transmissão ou um aparelho de imageamento de Tomografia Computadorizada (CT) para implantar inspeção de transmissão ou inspeção de CT nos objetos inspecionados (130); um aparelho de processamento configurado para receber um sinal gerado pelo primeiro estágio de varredura e determinar pelo menos uma região de interesse nos objetos inspecionados (130) com base no sinal; um segundo estágio de varredura disposto a uma distância predeterminada do primeiro estágio de varredura ao longo de uma direção de movimento dos objetos, sendo que o segundo estágio de varredura compreende: uma fonte de luz distribuída (110) que compreende múltiplos pontos de fonte, em que cada ponto de origem nos múltiplos pontos de origem pode emitir um raio individualmente ou cada grupo formado por vários pontos de origem adjacentes nos múltiplos pontos de origem pode emitir um raio individualmente; um colimador de fonte de luz (120) disposto em uma extremidade de saída de feixe de raio da fonte de raio distribuída, e configurado para convergir os raios gerados pela fonte de luz distribuída (110) em um ponto de convergência ao longo de linhas radiais em formato de leque para formar um feixe de raio em formato de leque invertido; um colimador de dispersão (140) configurado para permitir somente que raios dispersos em um ou mais ângulos de dispersão particulares que são gerados pelos raios do colimador de fonte de luz (120) que interage com os objetos inspecionados passem, em que os raios dispersos em um ângulo de dispersão específico podem convergir para um ponto focal; e pelo menos um detector (150) dispostos a jusante do ponto focal e do colimador de dispersão (140), sendo que cada detector (150) compreende múltiplas unidades de detecção que têm uma capacidade de resolução de energia e são substancialmente dispostas em uma superfície cilíndrica para receber os raios dispersos que atravessam o colimador de dispersão (140); em que o aparelho de processamento (160) é configurado para instruir o segundo estágio de varredura a inspecionar a pelo menos uma região de interesse e calcular informações de espectro de energia dos raios dispersos dos objetos inspecionados (130) com base no sinal emitido pelos detectores (150).
12. MÉTODOS DE INSPEÇÃO, caracterizado pelo fato de que compreende: gerar, por uma fonte de raio distribuída que compreende múltiplos pontos de fonte, em que cada ponto de origem nos múltiplos pontos de origem pode emitir um raio individualmente ou cada grupo formado por vários pontos de origem adjacentes nos múltiplos pontos de origem pode emitir um raio individualmente; convergir os raios gerados pela fonte de luz distribuída (110) em um ponto de convergência ao longo de linhas radiais em formato de leque para formar um feixe de raio em formato de leque invertido; colimar, por um colimador de dispersão (140) disposto em uma extremidade frontal de detectores (150), os raios para permitir somente que passem raios dispersos em um ou mais ângulos de dispersão particulares que são gerados pelos raios que interagem com os objetos inspecionados (130), em que os raios dispersos em um ângulo de dispersão específico podem convergir para um ponto focal; receber, por ao menos um detector (150), os raios dispersos que atravessam o colimador de dispersão (140), sendo que cada detector (150) compreendendo múltiplas unidades de detecção tem uma capacidade de resolução de energia e está em um formato de superfície cilíndrica; e calcular informações de espectro de energia dos raios dispersos dos objetos inspecionados (130) com base em um sinal emitido pelos detectores (150).
13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, as etapas de: calcular uma constante de treliça com base em informações de posição de pico incluídas nas informações de espectro de energia dos raios dispersos e julgar a possibilidade de os objetos inspecionados (130) incluírem explosivos ou objetos perigosos comparando-se a constante de treliça calculada com um valor predeterminado.
14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, as etapas de: controlar um ponto de fonte particular na fonte de luz distribuída (110) para gerar um raio de acordo com as informações de posição de entrada de uma região de interesse nos objetos inspecionados (130) para inspecionar a região de interesse.
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