BR112018004768B1

BR112018004768B1 - Fonte de raios x, método para varrer um feixe de raios x e sistema móvel para inspecionar simultaneamente um veículo e carga

Info

Publication number: BR112018004768B1
Application number: BR112018004768-6A
Authority: BR
Inventors: Lee Grodzins; Dan-Cristian Dinca; Martin Rommel
Original assignee: American Science And Engineering, Inc.
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2016-09-07
Publication date: 2022-03-03
Also published as: US10656304B2; GB201805702D0; GB2559500A; AU2019210665B2; KR20180041763A; WO2017044441A1; MX2018003016A; CA2998364A1; AU2019213301B2; AU2019213301A1; GB2559500B; AU2019210665A1; US20180252841A1; CN110824573A; EP3347705A1; JP6746691B2; HK1257878A1; AU2016321158A1; JP2018528586A; CN108450030B

Abstract

caracterização da retrodispersão usando varredura de raios x eletromagnética interlinealmente adaptativa. métodos e uma fonte de raios x para varrer um feixe de raios x através de um objeto de inspeção. um feixe de elétrons é emitido por um cátodo, enquanto um controlador de varredura aplica um sinal a um controlador de feixe em um caminho prescrito em um ânodo, fazendo com que um feixe de raios x seja emitido a partir de uma abertura disposta em um ápice de um bocal de comprimento variável. a abertura pode ser uma abertura de rommel que permite formar uma radiografia de varredura de tamanho e fluxo desejados independentemente do ângulo em que o feixe é emitido. a taxa de varredura pode variar ao longo de uma varredura. vários feixes de raios x podem ser formados simultaneamente, onde um feixe está dentro de um meio de transporte enquanto o outro está fora do meio de transporte, por exemplo.

Description

[001] O presente pedido reivindica a prioridade do Pedido de Patente Provisória dos Estados Unidos número de série 62/216.783, depositado em 10 de setembro de 2015, que é aqui incorporado por referência.

CAMPO TÉCNICO

[002] A presente invenção refere-se a sistemas e métodos para inspeção de itens usando radiação penetrante e, mais particularmente, a inspeção em que uma característica da radiação penetrante varia ao longo de uma única varredura.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[003] A inspeção de veículos e recipientes por radiação de retrodispersão de imagem tem, no passado, usado meios mecânicos para criar feixes de raios X que varrem os alvos. Vários esquemas para feixes de raios X de varredura eletromagnética também são conhecidos, como ensinado, por exemplo, na Patente dos EUA No. 6.249.567 (para Rothschild et al, 2001), que ensina o uso de um feixe de raios X digitalizado eletromagneticamente para varrer a subestrutura de um veículo.

[004] A Figura 1 mostra um sistema de retrodispersão de raios X da arte anterior (100) onde uma fonte de raios X 102 e um conjunto de detectores de retrodispersão de raios X 104 estão encerrados dentro de um veículo de inspeção 106 que se move em relação a um alvo 108 (de outra forma aqui referido como um "alvo de inspeção", um "alvo inspecionado", um "veículo alvo", ou "veículo inspecionado" (ou "carro" ou "caminhão", conforme o caso). Uma direção típica do movimento relativo é indicada pela seta 116, onde o veículo de inspeção 106 ou o veículo alvo 108, ou ambos, podem estar em movimento em relação aos ambientes. Os elementos básicos do sistema de retrodispersão mostrado na Figura 1 incluem um feixe de raios X 20 (mostrado na Figura 2), um ou mais detectores de raios X de retrodispersão 104, um processador de sinal 110 e uma interface de usuário 112. Fonte 102 inclui o formador de feixe 20 (de outro modo aqui referido como um "scanner mecânico"), que forma raios X em um feixe de lápis 201 (mostrado na Figura 2) que é varrido em um padrão de varredura 114 que é tipicamente em um plano vertical. Um formador de feixe da técnica anterior é mostrado na Figura 2 e designado geralmente por um número 20 e descrito em detalhes na Patente dos EUA No. 9.014.339 (doravante "Grodzins “339"), que é aqui incorporado por referência. O formador de feixe 20 é constituído por um tubo de raios X 203, em que um feixe fixo de elétrons 205, emitido por um filamento 207 a uma alta tensão negativa, é focado em um ponto em um ânodo de reflexão 209. Os raios X, restritos a um feixe de leque por um colimador 211, atinge um aro rotativo 213 que tem N aberturas igualmente espaçadas 215 (N = 4 na Figura 2) que produzem feixes de lápis 201 de raios X que varrem através do alvo (veículo 108 na Figura 1) N vezes em cada revolução do aro 213. Os raios X que são retrodispersados pelas interações de Compton no veículo alvo 108 são detectados por detectores de retrodispersão de área grande cujos sinais são processados para imagens à medida que o carro (isto é, o veículo alvo 108) move através do feixe de lápis de varredura 201.

[005] As especificações do feixe de lápis de varredura 201 -- intensidade, velocidade de varredura, ângulo de varredura, resolução, etc. -- são determinadas pelos parâmetros do tubo de raios X 203 e scanner mecânico 20. Nos casos de sistemas de retrodispersão implantados em vans de inspeção 106 e usados para inspecionar veículos 108, como mostrado na Figura 1, é uma prática padrão projetar o scanner mecânico (este termo é usado de forma sinônima aqui com os termos "formador de feixe" e "helicóptero") 20 para oferecer uma ótima qualidade de imagem para uma altura específica do veículo que se move a uma velocidade específica de condução e a uma distância específica da van de inspeção. Veículos de outras alturas ou distâncias diferentes ou velocidades diferentes serão inspecionados em condições inferiores às ótimas.

[006] A Figura 3 ilustra um exemplo da técnica anterior de uma correspondência menor que a ótima de um sistema de varredura de feixe para um veículo particular sob inspeção. No cenário da técnica anterior representado na Figura 3, uma van de inspeção estacionária (não mostrada), inspeciona um carro (veículo inspecionado 108) movendo a 5 km / h, em uma distância de 5 pés (1,52 m) do helicóptero 20. O aro de helicóptero da técnica anterior 213 da Figura 2, com um diâmetro de roda de 24 polegadas (0,609 m), com quatro aberturas 215 de 1,5 mm de diâmetro cada, roda a 40 revoluções por segundo, criando sucessivas varreduras de 90°, cada uma com 6,25 ms. A abertura de 1,5 mm a uma distância de 12 polegadas (0,304 m) da fonte de raios X produz um pixel de 9 mm de largura a 5 pés (1,52 m), a distância mínima para o veículo inspecionado 108. Durante cada varredura do feixe, o veículo inspecionado moveu uma distância de 8,7 mm, então varreduras sucessivas se encostam e se sobrepõem, de modo que o carro é totalmente varrido.

[007] A Figura 4A é um gráfico de cobertura de feixe de sucessivas varreduras de feixe que seguem umas às outras à medida que o aro da Figura 2 roda. Para a simplicidade heurística ao fazer o ponto deste parágrafo, assumiu-se que a largura do pixel é de 9 mm e inalterada durante a varredura. Na verdade, as varreduras podem formar uma ampulheta, com larguras de pixels 40% mais largas na parte superior e inferior das varreduras de 90 °, por exemplo. As larguras uniformes das bandas varridas em cada uma das Figuras 4A-4C são representações típicas das varreduras em um formador de feixe típico, embora essa uniformidade imponha limitações indesejáveis para aplicações de inspeção de raios X, como agora será discutido.

[008] Usando os valores que foram discutidos acima para fins de demonstração, a largura do pixel é sempre maior do que a distância de 8,7 mm (arredondado para 9 mm na Figura 4A) que o carro se move durante uma inspeção. O carro é totalmente varrido. A uma velocidade maior, 8 km / h, por exemplo, o carro move quase 13 mm durante cada varredura de modo que o padrão de pixels mostrado na Figura 4B tenha lacunas. O carro é seriamente subestimado. A Figura 4C mostra o padrão para uma velocidade de van de 2,5 km / h. (O deslocamento vertical das varreduras como mostrado é apenas para fins ilustrativos.) No último caso, a largura de feixe é pelo menos duas vezes a distância que o veículo moveu em uma varredura e as varreduras sucessivas se sobrepõem completamente. O excesso de amostragem por um fator de dois melhora as estatísticas das intensidades medidas, mas com o custo de duplicar o tempo de uma inspeção. A sub-amostragem ou o excesso de amostragem também resulta quando o carro, movendo-se a 5 km / h, é mais próximo ou mais longe da van de inspeção.

[009] Deve ser notado que o feixe de varredura de 90 ° da Figura 3 foi concebido para uma cobertura ótima para um caminhão de 12 pés (3,65 m) a uma distância de 5 pés (1,52 m). Um carro a uma distância de 5 pés (1,52 m) é totalmente varrido, mas mais de 50% do feixe foi desperdiçado, varrendo o ar.

[0010] Foram sugeridos métodos mecânicos para alterar os parâmetros de varredura entre inspeções sucessivas, de modo a ampliar o feixe de raios X completo para o alvo L, e são descritos em 339 de Grodzins. Mas os meios mecânicos não podem alterar os parâmetros de feixe durante a própria inspeção. Na medida em que atualmente não existem meios para alterar os parâmetros de feixe durante o curso de inspeção, técnicas para fazer isso, descritas e reivindicadas neste documento, constituem uma invenção atempada.

[0011] Os meios para mudar a forma de um feixe de raios X através da variação eletrônica da forma de um feixe eletrônico à medida que incide sobre um alvo de Bremsstrahlung são conhecidos há muito tempo e foram descritos em referências como a Patente dos EUA 5.822.395 (para Schardt et al, 1997) onde a seção transversal de um feixe de elétrons é moldada para minimizar as distorções aparentes do ponto focal para ângulos descentrados, ângulos alvo selecionáveis e níveis de potência de feixe. Vários sistemas de varredura eletromagnética também foram ensinados onde a direção de propagação de um feixe de raios X emergente pode ser variada eletromagneticamente. Um exemplo é a Patente dos EUA 6.282.260 (para Grodzins).

[0012] A direção eletromagnética de um feixe de elétrons no decorrer da geração de um feixe de raios X compreende um aspecto da presente invenção, como discutido abaixo. A técnica anterior descreveu a troca descontínua de feixes de elétrons entre múltiplos ânodos de um tubo de raios X de ânodo múltiplo, um aspecto que não atinge os objetivos da presente invenção discutidos abaixo.

[0013] Sempre foi indicado, em todas as referências conhecidas para o campo da captura de imagem de raios X, que a obtenção de múltiplas imagens de raios X de um alvo durante uma única varredura exigiria múltiplas fontes de raios X, dividindo um feixe de elétrons para uma sequência de alvos de produção de radiação, como sugerido no Pedido de Patente Publicado dos EUA 2011/0206179 (Bendahan), ou então empregando um iniciador de feixe rápido, novamente para mudar um feixe de elétrons para múltiplos alvos individuais a uma taxa alta, conforme ensinado no Pedido Publicado dos EUA 2013/0136230 (Arodzero).

[0014] No entanto, antes da presente invenção, ninguém jamais conseguiu conceber uma maneira de obter mais do que uma única imagem de interações de raios X com um único alvo durante uma única passagem do sistema de inspeção em relação ao objeto inspecionado usando uma fonte solitária com um alvo de Bremsstrahlung solitário.

RESUMO DAS MODALIDADES DA INVENÇÃO

[0015] De acordo com as modalidades da presente invenção, é fornecida uma fonte de raios X que tem um cátodo para emitir um feixe de elétrons, um controlador para variar uma direção do feixe de elétrons em relação a um ânodo, e um bocal, opaco para a transmissão de raios X através do mesmo, caracterizado por uma primeira abertura disposta em um ápice do bocal e caracterizado por um comprimento de bocal variável. Além disso, a fonte de raios X tem um controlador de varredura para aplicar um sinal ao controlador de feixe de modo a varrer o feixe de elétrons em um caminho prescrito no ânodo, fazendo com que um feixe de raios X seja emitido a partir da abertura em uma direção que varia em função do tempo.

[0016] De acordo com outras modalidades da invenção, a abertura pode ser uma abertura de Rommel, uma vez que o termo é definido abaixo, e a abertura de Rommel pode ser uma abertura de Rommel variável. A abertura pode ser adaptada para reposicionamento em relação ao ânodo. O controlador de feixe também pode ter uma bobina de direcionamento. Além disso, a fonte de raios X também pode ter um controlador de comprimento de bocal.

[0017] Em uma modalidade alternativa da invenção, a fonte de raios X pode ter uma segunda abertura para emissão de um feixe de raios X, adaptada de tal forma que os raios X podem ser emitidos a partir da primeira abertura ou a segunda abertura na base de posicionamento do feixe de elétrons no ânodo. Um filtro pode ser disposto em um canal disposto entre o ânodo e a segunda abertura.

[0018] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método para varrer um feixe de raios X através de um objeto de inspeção, o método compreendendo: variar uma direção de um feixe de elétrons em relação a um ânodo sobre o qual o feixe de elétrons atinge; acoplar raios X gerados no ânodo através de uma abertura disposta em um ápice de um bocal caracterizado por um comprimento de bocal, gerando assim um feixe de raios X caracterizado por uma direção varrida em função do tempo; e ajustar o comprimento de bocal com base em uma dimensão do objeto de inspeção.

[0019] Em outras modalidades da invenção, o método pode ter um passo adicional de filtrar diferencialmente os raios X emitidos através de duas aberturas no bocal, e um passo adicional de varredura de uma primeira porção do objeto de inspeção e subsequentemente varrer uma segunda porção do objeto de inspeção. No último caso, a segunda porção do objeto de inspeção pode sobrepor a primeira porção, pelo menos em parte.

[0020] A varredura da segunda porção do objeto de inspeção pode incluir varredura a uma segunda taxa de amostragem distinta de uma primeira taxa de amostragem na qual a primeira porção foi varrida e a segunda taxa de varredura pode ser baseada, pelo menos em parte, em medições derivadas durante uma varredura.

[0021] De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, é fornecida uma fonte de raios X que tem um cátodo para emitir um feixe de elétrons e um controlador para variar uma direção do feixe de elétrons em relação a um primeiro ânodo e um segundo ânodo. A fonte de raios X tem um primeiro bocal, opaco para a transmissão de raios X através dele, caracterizado por uma primeira abertura disposta em um ápice do primeiro bocal e um segundo bocal, opaco para a transmissão de raios X através dele, caracterizado por uma segunda abertura disposta em um ápice do segundo bocal. É fornecido um controlador de varredura para aplicar um sinal ao controlador de feixe de modo a explorar o feixe de elétrons em um caminho prescrito no primeiro e segundo ânodos, fazendo com que um primeiro feixe de raios X seja emitido a partir da primeira abertura em uma direção que varia como uma primeira função do tempo e um segundo feixe de raios X a ser emitido a partir da segunda abertura em uma direção que varia como uma segunda função do tempo.

[0022] Neste caso, também, a primeira abertura pode ser uma abertura de Rommel e, mais particularmente, uma abertura de Rommel variável. Da mesma forma, a segunda abertura pode ser uma abertura de Rommel, variável ou não. A primeira abertura e a segunda abertura podem ter aberturas de abertura distinta. A fonte de raios X também pode ter um controlador de comprimento de bocal para controlar o comprimento do primeiro bocal.

[0023] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema para inspecionar simultaneamente uma pluralidade de veículos. O sistema possui um portal que compreende uma pluralidade de aberturas, cada abertura acomodando um veículo da pluralidade de veículos. O sistema possui pelo menos um scanner eletromagnético disposto em um elemento vertical entre duas da pluralidade de aberturas para gerar um primeiro feixe de raios X dirigido para uma primeira da pluralidade de aberturas e um segundo feixe de raios X dirigido a uma segunda da pluralidade de aberturas. Então, o sistema possui um primeiro detector para detectar raios X dispersos a partir do primeiro feixe de raios X por uma primeira da pluralidade de veículos e para gerar um primeiro sinal de dispersão, e um segundo detector para detectar raios X dispersos a partir do segundo feixe de raios X por um segundo da pluralidade de veículos e para gerar um segundo sinal de dispersão. Finalmente, o sistema possui uma tela para exibir imagens do primeiro e segundo sinais de dispersão.

[0024] De acordo com ainda um outro aspecto da invenção, é fornecido um sistema móvel para inspecionar simultaneamente um veículo e uma carga. O sistema móvel possui um sistema de varredura bilateral disposto dentro de um meio de transporte para varrer um primeiro feixe de raios X em um caminho de varredura fora do transporte e um segundo feixe de raios X em um segundo caminho de varredura em um plano dentro do meio de transporte. O sistema móvel também tem um transportador para mover a carga através do plano do segundo caminho de varredura, um primeiro detector para detectar raios X dispersos pelo veículo a partir do primeiro feixe de raios X, e um segundo detector para detectar raios X interagindo com a carga.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0025] As características anteriores da invenção serão mais facilmente compreendidas por referência à descrição detalhada a seguir, tomada com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0026] A Figura 1 representa um sistema de retrodispersão de raios X da técnica anterior no qual uma fonte de raios X e um conjunto de detectores estão incluídos dentro de um veículo de inspeção.

[0027] A Figura 2 representa um formador de feixe de raios X de varredura da técnica anterior.

[0028] A Figura 3 mostra uma correspondência menor que a ótima de um sistema de varredura de feixe para um veículo sob inspeção por um sistema de varredura de raios X da técnica anterior.

[0029] As Figuras 4A-4C mostram gráficos de cobertura de feixe de varreduras de feixe sucessivas usando o formador de feixe de raios X de varredura da técnica anterior em três velocidades relativas sucessivas entre o veículo de inspeção e um alvo varrido.

[0030] As Figuras 5A e 5B ilustram o princípio da varredura eletromagnética de um feixe de raios X de acordo com as modalidades da presente invenção.

[0031] A Figura 6A representa a varredura de um veículo com um feixe de raios X varrido eletromagneticamente de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0032] A Figura 6B ilustra a varredura de um veículo com um feixe de raios X varrido eletromagneticamente tendo varreduras Primárias e Secundárias intercaladas de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0033] A Figura 7A é uma vista de seção transversal de um scanner eletromagnético com um bocal de comprimento variável de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0034] A Figura 7B é uma vista de seção transversal de um scanner eletromagnético de energia dupla de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0035] A Figura 7C é uma vista de seção transversal de um scanner eletromagnético com canais de diferentes comprimentos de acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

[0036] A Figura 7D é uma vista de seção transversal de um scanner eletromagnético com aberturas de tamanhos diferentes de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0037] A Figura 8A é uma ilustração esquemática da utilização de um bocal para a produção de imagens múltiplas tiradas de ângulos de apontamento de raios X distintos, de acordo com uma modalidade da presente invenção. A Figura 8B é um esquema detalhado de um tal bocal de múltiplas imagens em seção transversal.

[0038] A Figura 9 é uma vista de seção transversal de um scanner eletromagnético para gerar feixes de raios X emitidos em múltiplas direções de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0039] A Figura 10 mostra um sistema de portal de inspeção de raios X de várias pistas, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0040] A Figura 11 mostra uma van de inspeção de raios X bilateral, de acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

[0041] As Figuras 12A e 12B mostram secções transversais em planos horizontal e vertical, respectivamente, de um scanner de carga e veículo combinado móvel de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0042] As Figuras 13A e 13B mostram configurações alternativas de ângulos de varredura para a varredura contemporânea de pares de veículos alvo de várias alturas relativas, de acordo com as modalidades da presente invenção.

[0043] As Figuras 14A - 14C representam uma amostra de posicionamentos relativos de uma abertura de Rommel em relação a um ânodo varrido e ângulos de varredura correspondentes de raios X emergentes de acordo com uma classe de modalidades da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES DA INVENÇÃO

[0044] Definições:Tal como aqui utilizado, e em quaisquer reivindicações anexas, os seguintes termos devem ter os significados indicados, a menos que o contexto exija o contrário. O termo "veículo"deve designar qualquer transporte para o transporte de pessoas ou equipamentos, seja autônomo, ou de outra forma. Quando o veículo é um objeto de inspeção de raios X, também pode ser referido aqui, sem limitação, como um "carro".

[0045] O termo "ângulo de feixe" refere-se a um ângulo de saída instantâneo de um feixe a partir de um dispositivo de varredura medido em relação a uma linha central da extensão de feixe angular. (O ângulo de feixe, portanto, varia de instante para instante à medida que o feixe é varrido).

[0046] "Ângulo de varredura"é definido como um ângulo extremo medido entre um feixe de lápis de raios X que emerge de um scanner de raios X em relação a uma direção fiducial, como o eixo central de um feixe de elétrons emitido por uma fonte e dirigido em direção a um ânodo.

[0047] Para o propósito de descrever ou reivindicar a presente invenção, o termo "ângulo de varredura"é definido como sendo idêntico a, e sinônimo com, o termo "ângulo de varredura".

[0048] O termo "ângulo de apontamento" de um feixe varrido é definido como a direção central da varredura.

[0049] Uma "direção de apontamento"é definida como a direção de propagação de um feixe de lápis de raios X que emerge de um scanner de raios X, onde a direção é definida no espaço, em vez de relativa a qualquer objeto ou eixo fiducial.

[0050] O termo "bocal" deve ser definido como um recinto que é opaco para a radiação em questão, mas para uma ou mais aberturas definidas através das quais a radiação pode surgir.

[0051] O termo "comprimento de bocal"é definido como a distância entre um ânodo onde os raios X são gerados e uma abertura em um bocal onde os raios X emergem do bocal para varrer objetos alvo externos. Também é conhecido como "comprimento de colimação".

[0052] Tal como aqui utilizado e em quaisquer reivindicações anexas, o termo "colimador de Rommel" deve referir-se a uma abertura de raios X que permite a formação de um feixe de raios X de varredura de tamanho e fluxo desejados independentemente do ângulo de feixe como descrito em EUA 2014/0010351 (Rommel, agora emitido como Patente dos EUA No. 9.117.564), ou qualquer variante funcional do mesmo. O termo "abertura de Rommel" deve ter um significado sinônimo ao do "colimador de Rommel".

[0053] Uma "abertura de Rommel variável" é uma abertura de Rommel, cujos parâmetros podem ser modificados por um usuário durante o curso da operação.

[0054] O termo "zoom verdadeiro" refere-se à capacidade de variar o campo de visão de um sistema de varredura enquanto mantém um tamanho de imagem constante conforme medido em pixels.

[0055] O termo "altura de varredura"é definido como a extensão vertical limitante de um feixe varrido, medida na posição, em relação ao scanner, de um item inspecionado.

[0056] O termo "tempo real" significa no curso da inspeção de um único alvo de inspeção em uma única passagem desse alvo de inspeção em relação a um aparelho de inspeção de raios X.

[0057] As modalidades de acordo com a presente invenção são agora descritas com referência a um scanner eletromagnético (EMS) 50 representado nas Figuras 5A e 5B. O EMS 50 pode substituir o feixe 20 da Figura 2, ou qualquer outro feixe, quando é utilizado na aplicação de inspeção de raios X descrita acima com referência à Figura 1, por exemplo. Os elétrons em um feixe de elétrons 501 de uma fonte, tal como um tubo de raios X 203 (mostrado na Figura 2), são focados e orientados pelo controlador de feixe 505 de modo a varrer um ânodo 508, o qual pode ser opcionalmente refrigerado a água. O controlador de feixe 505 aplica campos elétricos e / ou magnéticos para confinar e direcionar o feixe de elétrons 501 e, em particular, o controlador de feixe 505 inclui a bobina de direcionamento de feixe 519. A fonte de elétrons tipicamente inclui um cátodo 207 a partir do qual são emitidos elétrons no feixe de elétrons 501. O impacto do feixe de elétrons 501 no ânodo 508 produz raios X 511 que, na geometria de transmissão representada na Figura 5B, passam através do ânodo 508 e para fora de um espaço de vácuo 513, para um bocal 515 que possui uma abertura de saída única 517 (de outro modo aqui referida como abertura 517) no seu ápice 519. A abertura 517 é, de preferência, uma abertura de Rommel, como definido acima, e, por conveniência, a abertura 517 pode ser referida, aqui, como uma "abertura de Rommel", sem perda de generalidade. O feixe de raios X emergente 520 é varrido em ângulo à medida que o feixe de elétrons 501 é varrido através do ânodo 508. Um controlador de varredura 518 aciona o controlador de feixe 505 aplicando um sinal para varrer o feixe de elétrons 501 através do ânodo 508 em um caminho prescrito em função do tempo.

[0058] A Figura 5B mostra uma geometria de "transmissão"do EMS com o feixe de raios X que passa através do ânodo 507, que também serve como uma barreira de vácuo. Para além do ânodo 507, o bocal 515 pode ser preenchido com o ar 521 ou outra substância.

[0059] Para a clareza heurística, uma descrição adicional pode referir-se à geometria da transmissão da Figura 5B para fins de ilustração de termos e aplicações. No entanto, deve ser notado que outra modalidade emprega uma geometria "reflexiva", como representado na Figura 5A, em que o ânodo de reflexão 508 é disposto em um ângulo, tipicamente 20 °, em relação ao feixe de elétrons 501. A configuração refletiva representada na Figura 5 A é muitas vezes preferida, especialmente quando o espaço é um prêmio. Na geometria reflexiva da Figura 5A, os raios X 511, emitidos a partir da face frontal do ânodo de reflexão 508, passam para fora do espaço de vácuo 513 para dentro de um bocal de abertura 515 apontando para um ângulo, tipicamente 90 °, para o feixe de elétrons 501. O feixe de raios X varrido 520 é emitido através da abertura 517, que, como no caso de transmissão, é de preferência uma abertura de Rommel.

[0060] À medida que o feixe de elétrons 501 varre para baixo (para cima) o ânodo de reflexão 508, feixe de raios X 520 saindo da abertura, varre para cima (para baixo) um alvo 108 inspecionado (mostrado na Figura 1). As novas capacidades habilitadas pela presente invenção são exemplificadas por um ânodo de reflexão 508 assumido como sendo de 50 cm de comprimento por 2 cm de largura, uma área de ânodo relativamente pequena para a varredura de EM, mas uma que ainda é mil vezes a área ativa do ânodo do tubo de raios X da arte anterior da Figura 2. O feixe de elétrons 501 pode abordar todo o ânodo 508 de reflexão de 50 cm x 2 cm, produzindo feixes de raios X em uma faixa angular máxima, neste caso, de 90 ° x 3,4 °.

[0061] Para os fins do exemplo, são fornecidos os seguintes parâmetros práticos: Um ponto focal de 0,5 mm e um comprimento de bocal de 25 cm que termina em uma abertura de Rommel variável, ajustada em uma abertura de 1 mm x 1 mm. O feixe de raios X a partir da abertura produz um pixel de 5 mm a 5 pés (1,52 m). Deve ser notado que o tamanho do pixel, a uma distância horizontal fixa, é independente da altura vertical de um pixel sobre a gama de alturas em que o raio X é emitido desde que o ânodo seja paralelo ao plano do objeto que tem sua imagem capturada. As larguras constantes das listras de pixels, mostradas na Figura 4, são uma representação correta para o EMS; a uniformidade de tamanho de pixel com altura vertical é obtida vantajosamente com a varredura eletromagnética, ao passo que alcançar uma tal uniformidade com outros meios de controle do feixe de raios X seria trabalhoso.

[0062] De acordo com as modalidades da presente invenção, os elétrons no feixe de elétrons 501 que varrem ao longo do ânodo 507 não precisam ser contínuos, mas podem ser controlados em passos de microssegundos, com corrente de elétrons reduzida ou mesmo zero durante o trânsito a partir de um pixel para o próximo. Por simplicidade, pode-se assumir uma velocidade constante de varredura de elétrons de 250 m / s ao longo do ânodo 507, com velocidades de voo de retorno pelo menos uma ordem de grandeza mais rápidas. Na discussão abaixo, os tempos de voo de retorno são ignorados; Na prática, podem ser contabilizados por pequenos aumentos no tamanho do pixel.

[0063] Pode ser enfatizado que os parâmetros são aqui descritos sem limitação e apenas para fins ilustrativos. Na prática, as especificidades dos parâmetros de EMS, incluindo suas gamas ajustáveis, dependem do design do sistema. O ponto essencial é que mudanças, dentro do espaço de fase dos parâmetros controlados pelos campos eletromagnéticos (EM), podem ser feitas em microssegundos. Deve ser notado, além disso, que todas as inovações descritas de acordo com a presente invenção podem ser aplicadas no modo de transmissão mostrado na Figura 5B ou no modo de reflexão mostrado na Figura 5A.

[0064] A velocidade de varredura assumida do feixe de elétrons 501 de 250 m / s (900 km / h) varre o ânodo de 50 cm em 2 ms, o que se aproxima da velocidade de varredura de uma roda de helicóptero mecânica muito rápida. O EMS 50, no entanto, é capaz de varrer o feixe de elétrons a velocidades superiores a 10.000 km / h, de modo que o feixe de elétrons 501 pode ser posicionado em qualquer lugar dentro da área do ânodo 507 em uma fração de um único tempo de varredura. Além disso, uma vez que a intensidade do feixe de elétrons 501 também pode ser controlada em microssegundos, os tempos de voo de retorno do feixe de elétrons podem ser realizados com o feixe desligado.

[0065] A Figura 6A mostra um veículo 108 submetido a inspeção por um scanner eletromagnético 50 de acordo com uma modalidade da presente invenção. O feixe de elétrons 501 é varrido através do ânodo 507, gerando assim raios X 525 que podem ser direcionados, através da abertura 517 no bocal 515, em direções entre os limites de varredura 601 e 602 e, em particular, podem ser limitados à extensão angular do veículo 108. Assim, na operação de varredura representada na Figura 6, a varredura é limitada de forma otimizada entre o eixo horizontal 610 e o limite de varredura inferior 601

[0066] O ângulo de limitação do feixe de lápis de raios X emergente 525 em relação a um eixo de referência central 603 é o ângulo de varredura 605. O ângulo de varredura 605 é determinado pela geometria do ânodo / bocal. Alterar o comprimento 607 do bocal 515, juntamente com mudanças no tamanho da abertura 517, ambas as quais podem ser feitas em segundos - entre as inspeções sucessivas, vantajosamente permite que o EMS 50 tenha o zoom e o tamanho de pixel ideais em uma ampla gama de alturas de veículos, velocidades e distâncias.

[0067] O comprimento 607 do bocal 515 é definido como a distância entre o ânodo 507 e a abertura de Rommel 517. Alterar o comprimento 607 do bocal 515 nos segundos anteriores ao veículo alvo 108 atravessando o feixe de raios X de varredura 525 vantajosamente permite que todo o fluxo de feixe se concentre em alvos de diferentes alturas e distâncias.

[0068] Uma modalidade da presente invenção que fornece a variação do comprimento 607 de um bocal ajustável 715 é agora descrita com referência à Figura 7A. O deslocamento da abertura de Rommel 517 em relação ao ânodo de reflexão 508 é variado ao longo da direção 701 por um atuador 703, que pode, dentro do escopo da presente invenção, ser um atuador linear mecânico acionado por motor, ou qualquer outro tipo de atuador. Uma barreira de vácuo 707 sela o espaço de vácuo 513. O processador 704 serve para acionar o atuador 703, e a combinação do processador 704 e atuador 703 pode ser aqui referida como um controlador de comprimento de bocal.

[0069] A operação do bocal de comprimento variável 715 pode ser apreciada a partir do exemplo a seguir. Um trator- reboque de 15 pés (4,57 m) de altura que está a 5 pés (1,52 m) do EMS é mais efetivamente varrido com um comprimento de bocal de 15 cm que produz um ângulo de varredura de 117 °. Mas se o trator-trailer estivesse a 10 pés (3,04 m) do EMS, a altura de varredura (conforme definida acima) seria de 32 pés (9,75 m) e 50% do feixe seria desperdiçado. O bocal de EMS da Figura 7A fornece ao operador (ou ao computador pré- programado) opções diferentes para utilizar o feixe de forma mais eficaz, incluindo aumentar o comprimento de bocal para 35 cm e abrir a abertura de Rommel 517 ou varrer sobre um comprimento mais curto do ânodo.

[0070] Limitar a varredura para um intervalo especificado é uma ilustração da capacidade de zoom verdadeiro do EMS da presente invenção. Referindo-se à Figura 6A, primeiro assume-se que o carro 108 percorre 5 pés (1,52 m) a partir do EMS a uma velocidade de 5 km / h. Para esta ilustração, a abertura de Rommel 517 na extremidade do bocal de 25 cm 515 é ajustada para ter 0,6 mm de largura de modo a produzir um pixel de 3 mm de largura no carro 108.

[0071] Durante cada 2 ms, o carro 108 moveu 2,8 mm. As varreduras de raios X 625, que têm 3 mm de largura, se sobrepõem, de modo que o carro 108 é totalmente varrido. A altura de varredura (ou seja, a extensão vertical da varredura, quando a altura total do ânodo 507 é varrida), no entanto, é o dobro da altura do carro, então 50% do feixe é novamente desperdiçado na varredura de ar, como foi o caso com o scanner mecânico 20 da técnica anterior, descrito acima com referência à Figura 3. A falta de correspondência, que pode ser determinada antes da varredura, com o uso dos sensores de velocidade e distância, também pode ser determinada em alguns milissegundos a partir dos resultados das primeiras varreduras do veículo alvo 108. Com esse conhecimento, o EMS 50 limita a varredura de elétrons para a metade superior do ânodo 507. Agora, uma varredura do carro leva apenas um milissegundo (em vez de 2 ms), durante o que o carro moveu apenas 1,4 mm, menos da metade da largura de 3 mm do feixe de raios X 525 no veículo. Varreduras sucessivas do feixe de raios X 525 se sobrepõem por mais do que um fator de dois, aumentando o fluxo no carro por um fator de dois e aumentando o sinal para o ruído em cada pixel em cerca de 40%.

[0072] As condições verdadeiramente ampliadas e duas vezes mais escaneadas podem ser facilmente criadas em amplas gamas de alturas de veículos que se estendem a pelo menos 15 pés (4,57 m), distâncias de veículo de pelo menos 4 a 15 pés (1,22 m a 4,57 m) e velocidades relativas pelo menos tão rápidas como 12 km / h.

[0073] Deve ser apreciado, em particular, que as imagens feitas a partir de varreduras sucessivas são independentes. Assim, por exemplo, cada varredura alternativa pode ser tornada independente, de modo que uma imagem criada a partir de varreduras numeradas ímpares pode ser independente da imagem criada pelas varreduras pares. Cada série de varreduras intercaladas pode ter sua própria dispersão angular (isto é, zoom), ângulo de apontamento e resolução de pixel.

[0074] Como agora discutido com referência às Figuras 7B- 7D, bocais 720 com mais de um canal A e B permitem que esses parâmetros sejam alterados em microssegundos, isto é, durante a inspeção em tempo real, para criar pelo menos duas imagens independentes. Os exemplos a seguir usam um EMS 50 exemplar com um ânodo de reflexão 508 que tem 50 cm de comprimento por 2 cm de largura. Em cada exemplo, o conhecimento da velocidade, altura e distância do veículo alvo 108 é assumido como predeterminado por sensores, tais como radar, sonar e câmeras ópticas, por exemplo, tipicamente alguns segundos antes do veículo alvo passar o feixe de raios X de varredura 520. Durante esses poucos segundos, os parâmetros de feixe controlados mecanicamente, como o comprimento de bocal 607 (na Figura 6A) e o tamanho da abertura de Rommel 517, podem ser ajustados de modo que a largura do pixel 620 no veículo alvo 108 é pelo menos o dobro da distância que o veículo se move durante uma única varredura de feixe.

[0075] Na medida em que um bocal 720 tem múltiplos canais A e B, as varreduras sucessivas podem ser caracterizadas por tempos de varredura primários ΔT(P) e tempos de varredura secundários ΔT(S). A detecção (usando detectores como detectores de retrodispersão 104 e técnicas padrão de detecção de raios X) de raios X dispersos pelo alvo 108 durante o curso de uma varredura primária gera um sinal que é processado (usando técnicas padrão de processamento de sinal de retrodispersão) para formar um Imagem Primária. Da mesma forma, as varreduras secundárias formam tantas Imagens Secundárias, ΔT(Si) como pode caber no intervalo de tempo, ΔT(P), da Varredura Primária. As varreduras primária e secundária são intercaladas, com varreduras secundárias ocorrendo interlinearamente entre varreduras primárias.

Exemplo 1. Concentrando a vista secundária em uma área específica.

[0076] Os inspetores podem querer imagens melhoradas de uma porção específica de todos os caminhões. A Figura 6B mostra o EMS varrendo um trator-trailer alto de 14 pés (4,26 m) que viaja a 12 km / h a uma distância de 7 pés (2,13 m) do bocal 515 do EMS 50. Durante a varredura do trator, a altura e a intensidade do feixe são facilmente ajustadas para se adequarem ao tamanho e à dose de radiação máxima. Durante a varredura do trailer, a única passagem produz duas visualizações independentes: uma imagem primária de todo o trailer e uma imagem secundária melhorada da carga na metade inferior do interior do trailer. Neste exemplo, o semi moveu 3,3 mm durante a varredura completa de 2 milisegundos com a altura de 14 pés (4,26 m). A abertura de Rommel 517 (mostrada na Figura 5A), ajustada em 1 mm de diâmetro, produz listras de pixels de 7 mm de largura. As varreduras numeradas ímpares, chamadas de varredura primária ao longo de um caminho de varredura primário 630, confinam. As varreduras primárias produzem uma imagem de um trailer totalmente varrido. As varreduras alternativas agora estão divididas em varreduras primárias e Varreduras secundárias, a última ocorrendo sobre o caminho de varredura secundário 632.

[0077] Cada varredura primária leva 2 mseg e varre os 14 pés (4,26 m) completos da altura do caminhão. Os 2 ms seguindo cada varredura primária são usados para varreduras secundárias. Nos retratados na figura 6B, as varreduras secundárias se concentram nos 4,5 pés (1,37 m) acima do piso do reboque, onde a maior concentração de mercadorias pode estar. Cada varredura de 4,5 pés (1,37 m) leva apenas 0,64 ms, então três varreduras secundárias seguem cada varredura primária. As imagens formadas pelas varreduras primária e secundária podem ser vistas separadamente ou sobrepostas no registro preciso. O operador agora visualiza uma imagem com sinal / ruído significativamente melhorado em um lugar provável para o contrabando.

Exemplo 2. Uso de um bocal de canal duplo para melhorar a resolução.

[0078] Os bocais 720 de cada uma das Figuras 7B-7D possuem colimadores de Rommel 517 separados em cada um dos dois canais A e B e podem ser utilizados para obter duas vistas independentes alternando as varreduras do feixe de elétrons 501 de tal modo que os feixes de raios X com número ímpar 741 passam pelo canal A e os feixes de raios X de números pares 742 passam pelo canal B, para produzir diferentes energias de pixels, resolução ou intensidade de pixel, conforme o caso. Esse bocal pode ser referido como um "bocal de canal duplo", ou, alternativamente, como um "bocal de dois canais". Os bocais com mais do que um único canal podem ser referidos como "bocais de múltiplos canais".

Exemplo 3. Eliminando Alarmes Falsos de Plástico Externo.

[0079] A inspeção de retrodispersão (BX) dos veículos, na busca de explosivos ou drogas, encontra dificuldade séria para distinguir possíveis contrabandos dentro do corpo de aço do carro de materiais de elementos leves, como plástico e fibra de carbono, que podem compor parte do exterior do veículo. Um EMS 50 de acordo com uma das modalidades da presente invenção, pode eliminar vantajosamente os falsos alarmes enviando os feixes ΔT(P) através do canal A da Figura 7B e os feixes alternativos ΔT(S) através do canal B de Figura 7B, que tem um filtro 750. O filtro 750 pode absorver fortemente raios X abaixo de cerca de 70 keV, por exemplo. Assim, um carro 108 pode ser varrido duas vezes, onde cada varredura é completa e fornece resolução espectral. Comparar a intensidade dos pixels na imagem composta de raios X através do canal A, com as intensidades correspondentes na imagem composta de raios X através de B, identifica de forma exclusiva se um material de elemento leve está ou não atrás do aço.

[0080] Uma explicação física da fenomenologia envolvida é a seguinte: Encontrar plástico ou outros objetos de baixo teor de Z atrás do aço das carrocerias requer raios X bastante energéticos que penetram primeiro no aço e, em seguida, retrodispersão de Compton no alvo de plástico e finalmente, passam de volta através do aço para alcançar o detector 104 (mostrado na Figura 1).

[0081] Considerando o componente de 60 keV do espectro de raios X do EMS 50, a intensidade desse componente espectral diminui quase um fator de quatro ao entrar no interior passando por 1,5 mm de aço. O feixe agora é retrodisperso de Compton pelo plástico, um processo que reduz os 60 keV a 49 keV. Os raios X de 49 keV são absorvidos, em reversão da pele do veículo, por um fator adicional de 10. A perda líquida, apenas devido à absorção na parede de aço de 1,5 mm do veículo, é um fator de 40. A perda, para um raio X de 60 keV, é 10 vezes a perda de intensidade para um raio X incidente de 90 keV. Assim, raios X de baixa energia, que dariam sinais fortes a partir de plástico não blindado, são impraticáveis para a detecção de plástico protegido por até mesmo modestas espessuras de aço.

[0082] A eliminação do fluxo de energia inferior a partir do feixe faz uma pequena diferença para as duas imagens se o plástico estiver atrás do aço, mas faz uma grande diferença se o plástico não estiver protegido. Alguns valores de testes usando um feixe de raios X de 220 keV em um alvo de 2" de espessura de polietileno de alta densidade, por trás e em frente de 1,5 mm de aço fazem o ponto. A Tabela 1 mostra os resultados para inserir o filtro de cobre de 1,5 mm no feixe. Tabela 1

[0083] A diferença de 50% entre os valores de proporção de 2,7 e 1,8 pode ser distinta automaticamente permitindo que o computador informe inequivocamente a localização de objetos de elementos de luz (se estão na frente de, ou atrás de, a pele de aço de um veículo. A espessura do filtro 750 na Figura 7B, que se estende sobre o ângulo de varredura completo, de preferência varia inversamente com o cosseno do ângulo que o raio X de saída faz em relação ao raio central.

Exemplo 4. Critérios de satisfação em uma base de varredura-por-varredura.

[0084] Os parâmetros do EMS 50 podem ser pré-programados para sobre-amostragem de todas as regiões que satisfazem critérios específicos. Isso pode resultar em múltiplas mudanças nas varreduras secundárias durante uma única inspeção. Por exemplo, o critério de varredura pode ser sobre-amostragem de todas as áreas que produzem, nas varreduras primárias, intensidades de retrodispersão que indicam a presença de um alvo de baixo-Z, ou sobre-amostragem quando uma queda súbita nas intensidades da varredura primária indica a possível presença de um recipiente de metal. O critério pode ser o padrão de intensidade de uma única varredura primária, ou os padrões de intensidade de varreduras sucessivas. Os critérios anteriores são apresentados apenas a título de exemplo, e sem limitar o alcance da presente invenção.

Exemplo 5. Alterando a resolução de pixels entre varreduras P e S.

[0085] De acordo com outras modalidades da presente invenção, o tamanho de pixel 620 (mostrado na Figura 6A) no alvo 108 pode ser alterado alterando a distância 607 do ânodo 507 para a abertura 517 ou alterando o tamanho da abertura. Os formadores de feixes mecânicos podem fazer isso em segundos, mas não nos microseconds necessários para fazer as mudanças durante uma inspeção. O EMS 50 pode fazê-lo durante a inspeção, por exemplo, usando um bocal de dois canais, como mostrado na Figura 7D, com um primeiro colimador de Rommel 718 configurado para uma largura e um segundo colimador de Rommel 719 configurado para uma largura diferente. Alternativamente, ou adicionalmente, as distâncias entre o ânodo 708 e os respectivos colimadores de Rommel 718 e 719 podem diferir entre os canais, como mostrado na Figura 7C.

Exemplo 6. Múltiplos ângulos de visão BX.

[0086] A noção fundamental de medir a profundidade a partir de visões de retrodispersão tiradas de diferentes ângulos é descrita na Patente dos EUA No. 6.081.580 (para Grodzins et al.), aqui incorporada por referência. Supondo que a vista Primária é o feixe central, que é perpendicular à direção 116 (mostrada na Figura 1) de movimento relativo, duas vistas secundárias podem ser obtidas varrendo o feixe de elétrons ao longo de qualquer extremidade do ânodo de 2 cm de largura. As diferenças angulares de mais e menos 1,7 ° para a perpendicular para um bocal de 25 cm não são suficientes para a maioria das aplicações, mas ânodos mais largos são práticos. Dentro do âmbito da presente invenção, as inspeções realizadas a uma velocidade lenta apropriada podem, com ânodo largo e bocal adequado, produzir uma sequência de imagens angulares do alvo que informariam a profundidade dos objetos nas imagens. Várias aberturas também podem ser usadas em um único bocal 805, como mostrado nas Figuras 8A e 8B, para produzir imagens múltiplas, cada uma retirada de um ângulo de apontamento de raios X diferente, para fornecer informações sobre a profundidade de objetos no veículo alvo 108. Além disso, um sistema integrado 800 pode vantajosamente combinar dados de retrodispersão, derivados de detectores de retrodispersão 104 com dados de transmissão (TX), obtidos com detectores de transmissão 802, que podem ser não segmentados, e que medem as intensidades dos feixes transmitidos. Cada uma das imagens de raios X transmitidos sincroniza-se com a imagem de retrodispersão apropriada.

[0087] De acordo com outras modalidades da presente invenção, um sistema de varredura bilateral, designado geralmente pelo número 900, é agora descrito com referência à Figura 9. Um feixe de elétrons 501 é direcionado, no curso de uma única varredura, para incidir alternadamente sobre uma pluralidade de ânodos 508. O raio X 901 emitido nos ânodos 508 atravessa barreiras de vácuo 707 e é transmitido através da região de vácuo 907, formando respectivos feixes dirigidos à direita e à esquerda 903 e 905 depois de passar pelas aberturas de Rommel 517 nas respectivas extremidades dos bocais 910 e 912. Os feixes dirigidos à direita e à esquerda 903 e 905 podem, portanto, ser varridos independentemente um do outro. Os bocais 910 e 912 podem ser ajustáveis em comprimento, conforme discutido acima com referência à Figura 7 A. Capacidade de ajuste no comprimento dos bocais 910 e 912 fornece "zoom verdadeiro" (como definido acima) para um ou ambos de feixes dirigidos à direita e à esquerda 903 e 905.

[0088] A formação de dois feixes de varredura 903 e 905, como descrito com referência à Figura 9, permite vantajosamente uma série de aplicações. Na modalidade agora descrita com referência à Figura 10, pode ser utilizada uma estrutura de portal designada geralmente pelo numeral 1000 para verificação de inspeção paralela, uma pluralidade de veículos 108 que passam através do portal 1000 em uma pluralidade de rodovias 1002 e 1004. Feixes de raios X podem ser incidentes em cada veículo 106 em uma pluralidade de padrões de varredura 114, tipicamente a partir do topo e de ambos os lados. Considerando que a implementação de um portal de inspeção com feixes de raios X direcionados à esquerda e à direita geralmente requer duas fontes de raios X (uma de cada lado), os feixes direcionados à direita e esquerda 903 e 905 da Figura 9 exigem apenas um único sistema de varredura bilateral 900 para sua geração. Um tal sistema de varredura bilateral 900 é disposto dentro de uma coluna de inspeção 1010 entre rodovias 1002 e 1004, de modo que somente N + 1 sistemas de varredura são necessários para cobrir os lados direito e esquerdo dos N veículos 106. Deve ser entendido que a estrutura do portal 1000 pode ser fixa, como mostrado, ou também abranger a operação do pórtico, onde a estrutura do portal 1000 se move, em trilhos ou de outra forma, para varrer alvos estacionários, como contêineres de carga, em paralelo. A coluna de inspeção 1010 também contém um primeiro detector de dispersão (não mostrado) para detectar a radiação de raios X dispersa por um primeiro veículo inspecionado 1301 simultaneamente com a detecção, por um segundo detector de dispersão (não mostrado), também contido na coluna de inspeção 1010, de raios X dispersos por um segundo veículo inspecionado 1302. Os detectores produzem os respectivos sinais de retrodispersão que são processados para produzir imagens de retrodispersão exibidas para um operador em uma tela 1250.

[0089] De uma maneira análoga à operação de um sistema de varredura bilateral de portal fixo como descrito com referência à Figura 9, um sistema de varredura bilateral 900 pode também ser montado em um veículo de inspeção 106 e varrer dois alvos de inspeção 1081 e 1082, um de cada lado do veículo de inspeção 106. O veículo de inspeção 106 pode emitir padrões de varredura 1025 e 1026 de raios X para ambos os lados, e, assim, varrer veículos em ambos os lados enquanto viaja na direção 1110.

[0090] Referindo agora às Figuras 12A e 12B, seções transversais, em planos horizontal e vertical, respectivamente, são mostradas de um scanner de carga e veículo combinado móvel 1200. O EMS 50 é usado em conjunto com o sistema de varredura bilateral 900 a partir de um transporte de inspeção 1203, que pode ser um reboque, por exemplo, puxado pela cabine de trator 1205. O EMS 50 é usado em conjunto com o sistema de varredura bilateral 900 gerando dois feixes de raios X varridos 1220 e 1222. O feixe de raios X 1220 é direcionado para fora do transporte de inspeção 1203 para varrer o alvo de inspeção externo 108, enquanto que o feixe de raios X 1222 é direcionado para um recipiente 1210 disposto dentro do transporte de inspeção 1203. Tal uma configuração é vantajosamente implantada em pequenos aeroportos, por exemplo, permitindo o uso de um único transporte de inspeção 1203 para inspeção de veículos e malas. Assim, o recipiente 1210 pode incluir itens de bagagem, individualmente ou em combinação. O recipiente 1210 é transportado em uma direção transversal ao plano (vertical) do feixe de raios X 1222 por um transportador mecânico 1211. Os raios X retrodispersos 1230 dispersos pelo alvo de inspeção 108 são detectados por detectores de retrodispersão 104 e processados para produzir uma primeira imagem de retrodispersão. Do mesmo modo, os raios X retrodispersos 1232 dispersos pelo recipiente inspecionado 1210 são detectadas por detectores de retrodispersão 1222 e, opcionalmente, por detectores de transmissão 1214 e 1216, todos os quais detectores produzem sinais processados para produzir uma ou mais imagens que podem ser exibidas para um operador. Ambos os processos de varredura podem ser conduzidos simultaneamente em virtude dos protocolos e sistemas de EMS ensinados de acordo com a presente invenção.

[0091] As Figuras 13A e 13B representam várias combinações de ângulos de varredura 1300 correspondendo a varreduras que podem ser intercaladas, de acordo com a presente invenção, para varrer um par de veículos inspecionados 1301 e 1302 simultaneamente em virtude da intercalação interlinear de varreduras de acordo com a presente invenção. Os ângulos de varredura 1300 podem ser adaptados ao tamanho detectado dos veículos inspecionados e podem ser diferentes nos respectivos lados do veículo de inspeção 106, como no caso mostrado na Figura 13B onde os veículos 1301 e 1303 inspecionados são de alturas diferentes.

[0092] As Figuras 14A-14C mostram que, no âmbito da presente invenção, a abertura de Rommel 517 pode ser movida em relação a um ânodo varrido 507 não só em uma direção perpendicular ao ânodo 507 (como na Figura 14A), mas adicionalmente ao longo de um caminho arqueado (como na Figura 14B) ou em um caminho inteiramente, ou com um componente, paralelo à direção ao longo da qual o ânodo 507 é varrido (como na Figura 14C). Isso abre várias possibilidades de ângulos de varredura correspondentes e direções centrais de raios X emergentes, como mostrado.

[0093] As modalidades descritas da invenção pretendem ser meramente exemplificativas e numerosas variações e modificações serão evidentes para os especialistas na técnica. Todas essas variações e modificações destinam-se a estar dentro do âmbito da presente invenção tal como definido nas reivindicações anexas.

Claims

1. Fonte de raios X compreendendo: um cátodo (207) para emitir um feixe (501) de elétrons; um controlador de feixe (505) para variar uma direção do feixe de elétrons em relação a um ânodo (507); CARACTERIZADApor um bocal (515), opaco para a transmissão de raios X através do mesmo, tendo uma primeira abertura (517) disposta em um ápice (519) do bocal e tendo um comprimento de bocal (607) variável; e um controlador de varredura (518) para aplicar um sinal ao controlador de feixe de modo a varrer o feixe de elétrons em um caminho prescrito no ânodo, fazendo com que um feixe de raios X (520) seja emitido a partir da abertura em uma direção que varia conforme uma função do tempo.

2. Fonte de raios X, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADApelo fato de que a abertura é uma abertura de Rommel.

3. Fonte de raios X, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADApelo fato de que a abertura de Rommel é uma abertura de Rommel variável.

4. Fonte de raios X, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADApelo fato de que a primeira abertura é adaptada para ser variada em posição em relação ao ânodo.

5. Fonte de raios X, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADApelo fato de que o controlador de feixe compreende uma bobina de direcionamento (519).

6. Fonte de raios X, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADApelo fato de que compreende ainda um controlador de comprimento de bocal (703).

7. Fonte de raios X, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADApelo fato de que compreende ainda uma segunda abertura para emissão de um feixe de raios X, adaptada de tal forma que os raios X podem ser emitidos a partir da primeira abertura ou a segunda abertura com base no posicionamento do feixe de elétrons no ânodo.

8. Fonte de raios X, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADApelo fato de que compreende ainda um filtro (750) disposto em um canal (B) disposto entre o ânodo e a segunda abertura.

9. Método para varrer um feixe de raios X (520) através de um objeto de inspeção (108), compreendendo: fornecer uma fonte de raios x, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8; e variar a direção de um feixe (501) de elétrons em relação ao ânodo (507); CARACTERIZADOpor acoplar raios X (511) gerados no ânodo através da abertura (517) disposta no ápice (519) do bocal (515) tendo um comprimento de bocal (607) variável, gerando assim o feixe de raios X (520) que é emitido a partir da abertura em uma direção que varia como uma função do tempo; e ajustar o comprimento de bocal com base em uma dimensão do objeto de inspeção.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADOpelo fato de que compreende ainda filtros de radiação diferencialmente emitidos através de duas aberturas (517) no bocal.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADOpelo fato de que compreende ainda varrer uma primeira porção do objeto de inspeção e subsequentemente varrer uma segunda porção do objeto de inspeção.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADOpelo fato de que a segunda porção do objeto de inspeção sobrepõe a primeira porção, pelo menos em parte.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADOpelo fato de que a varredura posterior da segunda porção do objeto de inspeção inclui varrer em uma segunda taxa de amostragem distinta de uma primeira taxa de amostragem na qual a primeira porção foi varrida.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADOpelo fato de que a segunda taxa de amostragem é baseada, pelo menos em parte, em medidas derivadas durante o curso de uma varredura.

15. Fonte de raios-X compreendendo: um cátodo para emitir um feixe (501) de elétrons; um controlador para variar uma direção do feixe de elétrons em relação a um primeiro ânodo (508) e um segundo ânodo (508); CARACTERIZADApor um primeiro bocal (910), opaco para a transmissão de raios X através do mesmo, tendo uma primeira abertura (517) disposta em um ápice do primeiro bocal; um segundo bocal (912), opaco para a transmissão de raios X através do mesmo, tendo uma segunda abertura (517) disposta em um ápice do segundo bocal; e um controlador de varredura para aplicar um sinal ao controlador de feixe de modo a varrer o feixe de elétrons em um caminho prescrito no primeiro e segundo ânodos, assim, fazendo com que um primeiro feixe de raios X (903) seja emitido a partir da primeira abertura em uma direção que varia como uma primeira função do tempo e um segundo feixe de raios X (905) seja emitido a partir da segunda abertura em uma direção que varia como uma segunda função do tempo.

16. Fonte de raios X, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADApelo fato de que a primeira abertura é uma abertura de Rommel.

17. Fonte de raios X, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADApelo fato de que a primeira abertura é uma abertura de Rommel variável.

18. Fonte de raios X, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADApelo fato de que a segunda abertura é uma abertura de Rommel.

19. Fonte de raios X, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADApelo fato de que a primeira abertura e a segunda abertura possuem portas de abertura distintas.

20. Fonte de raios X, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADApelo fato de que compreende ainda um controlador de comprimento de bocal para controlar um comprimento do primeiro bocal.

21. Sistema móvel (1200) para inspecionar simultaneamente um veículo (108) e carga (1210), o sistema móvel CARACTERIZADOpor compreender: um sistema de varredura bilateral (900) compreendendo uma fonte de raios x, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 15 a 20, disposto dentro de um meio de transporte (1203) para varrer o primeiro feixe de raios X (903) em um caminho de varredura para fora do meio de transporte e o segundo feixe de raios X (905) em um segundo caminho de varredura em um plano dentro do meio de transporte; um transportador (1211) para mover a carga através do plano do segundo caminho de varredura; um primeiro detector (104) para detectar raios X dispersos pelo veículo a partir do primeiro feixe de raios X; e um segundo detector (1212) para detectar raios X interagindo com a carga.