CN103018263A

CN103018263A - 一种dr+ls复合型x射线通道式安检机

Info

Publication number: CN103018263A
Application number: CN2013100004629A
Authority: CN
Inventors: 丁厚本; 丁青; 包微微; 丁莉; 丁蓉
Original assignee: HEFEI XIBEIAISI OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HEFEI XIBEIAISI OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-01-04
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明公开了一种DR+LS复合型X射线通道式安检机，由X射线机、DR探测采传系统、LS探测采传系统、传送带机、电气控制系统和辐射防护系统组成。LS探测器阵列对称地安装于通道两侧，位于门式DR探测器阵列门两边的下方，X射线机安装在通道中间的正下方。原理上，基于X射线透视技术（DR）检测金属违禁品，基于X射线康普顿背散射扫描技术（CBS）检测液体违禁品。实用上，实现了在不打开手提箱包的情况下同时对箱包内所装的金属和液体违禁品进行无损的安检。本发明具有智能化、检测速度快、简便安全、准确性高和性价比高等优点，完全满足机场、地铁等安检口现场安检要求。

Description

一种DR+LS复合型X射线通道式安检机

技术领域

本发明涉及辐射检测技术领域，具体为一种DR+LS复合型X射线通道式安检机,是在一台通道式安检机同时具有双能X射线透视（DR——Digital Radiography）和基于康普顿背散射扫描技术（CBS——Compton Backscatter Scanning）的液体安全检测（LS——Liquid Security Inspection）两项功能的安检系统。

背景技术

安检机借助于输送带将被检查行李送入X射线检查通道而完成检查的电子设备。行李进入X射线检查通道，将阻挡包裹检测传感器，检测信号被送往系统控制部分，产生X射线触发信号，触发X射线射线源发射X射线束。一束经过准直器的扇形X射线束穿过输送带上的被检物品，X射线被被检物品吸收，最后轰击安装在通道内的双能量半导体探测器。探测器把X射线转变为信号，这些很弱的信号被放大，并送到信号处理机箱做进一步处理。

国内外现有的X射线通道式安检机只具有双能X射线透视功能，即只能有效地检测箱包内的金属违禁品，如枪支、刀具等，而现有的各种各样液体安检仪，只能检测单独容器所盛的液体，即必须由箱包里把液体瓶取出来检测。这样，造成机场和地铁等安检口安全检查十分费时和麻烦，远远不能满足现场安检的需要。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种DR+LS复合型X射线通道式安检机，实现了在不打开手提箱包的情况下，同时对箱包内所装的金属物和液体进行检测，既可以将物质区分为无机物、有机物、混合物并分别以蓝色、橙色、绿色显示，又可以对易燃、易爆、腐蚀性、放射性液体进行无损检测并予以报警显示功能。

一种复合型（DR+LS）X射线通道式安检机结构由X射线机、DR探测器阵列及其采传电子学系统、LS探测器阵列及其采传电子学系统、传送带机及其机械系统、电气控制系统和辐射防护系统等组成。其特征在于：机械系统包括机架和机罩。传送带机安装在机架的中部构成通道；X射线机安装在机架的正下方；DR探测器阵列装在门形屏蔽盒内安装在机架的上方；LS探测器阵列分成两排分别对称地安装在通道两侧的安装支架上，位于DR探测器阵列门的下方；电气控制系统包括工业控制计算机，光电开关的控制器及供电系统等安装在机架的两侧下方；LS采传电子学系统包括多道脉冲幅度分析器（MCA）和高低压电源等安装在机架的下方。

复合型（DR+LS）X射线通道式安检机的DR探测采传系统，包括多块探测器头板及其接插的多个探测器模块，一块数字信号处理板，当地总线终端器，线路终端器和USB接口板。LS探测采传系统，包括多路探测器，高低压电源，多道脉冲幅度分析器，通信接口。多路探测器通过多路选择器共用一个多道脉冲幅度分析器（MCA），其输出通过接口送给工控机，多道脉冲幅度分析器（MCA）采用外置式结构，不必插入微机扩展槽内；MCA采用嵌入式微处理器（ARM）和模数变换器（ADC），使LS探测采传系统高度智能；MCA能设定和卡住能量阈值，达到区分液体物质的目的。

软件系统主要由设备自检模块、系统登陆模块、探测器校准模块、系统管理模块、物质标定模块、物质区分模块、伪彩处理模块、图像显示模块、多道分析模块、LS模块、图像处理模块、历史数据查询模块等。

DR检测的技术原理是：对于多能量X射线透射，能够根据被检物的有效原子序数，准确地分辨出有机物、无机物和混合物（或轻金属），并在图像上赋于不同的颜色：

有机物（有效原子序数＜10），橙色，主要组成元素为氢、碳、氧、氮，如衣物、食品、书籍、塑料制品、木材、毒品、酒精、汽油……

无机物（有效原子序数＞18），蓝色，主要组成元素为铁、铜、锌、钾、钙、锰，如金属工具，匕首、枪支、衣物拉链……，对于密度较小的物体显示为浅蓝色，密度较大的物体显示为深蓝色；

混合物（10＜有效原子序数＜18），主要组成元素为铝、硅，如玻璃、陶瓷、铝合金、电路板、炸药、礼花、皮革……，有机物和无机物形成的混合物也显示为绿色，如混合物，以有机物为主显示为淡绿色，如以无机物为主显示为蓝绿色。

LS检测的技术原理是：探测器测量X射线康普顿背散射的光子数，通过数据处理或重建，得出被测物电子密度分布、二维密度分布图像以及被测物体的质量密度，有效原子序数和相对百分比含量等参数，从而唯一地判定是否为炸药、毒品，据此建立标准样品数据库，再设定各种材质容器所装液体物质的相应上下阈值，自动地区分液体物质。

本发明具有如下优点：

1、所用结构将DR和LS两种检测模式结合在一起，共用一台X射线机，性价比高，辐射安全性好；

2、依据本发明制成用于安检口检测的通道式安检机，可以直接检测箱包是否装有违禁液体物品，而不必打开箱包取出。这样，使用方便，检测速度快。当然，在安检口就不必另外配置一台液体安检仪了；

3、基于康普顿背散射扫描技术（CBS）的LS，区分液体物质的准确度高，对各种液体物质的适应范围广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明DR的探测采传系统图。

图3为本发明LS的探测采传系统图。

图4为本发明的总体软件模块组成图。

图5为本发明的系统流程框图。

图6为本发明的主控程序框图。

图中附件：

1、机罩，2、机架，3、传送带机，4、DR探测器屏蔽盒，5、LS探测器安装支架，6、X射线机，7、X射线机扇形孔准直器，8、X射线机安装台9、DR探测器头板，10、LS探测器，11、机架底板，12、轮子，13、X射线机发射的X射线，14、被检测物体散射的X射线，15、被检测物体，16、供电盘，17、工业控制计算机，18、高低压电源，19、LS采传电子学系统，20、当地总线终端器，21、DR探测器头板1^#，22、DR探测器头板2^#，23、DR探测器头板N^#，24、DR数字信号处理板，25、线路终端器，26、DR用USB接口板，27、LS探测器，28、LS探测器，29、LS探测器，30、LS探测器，31、多路选择器，32、缓冲放大器，33、峰保持器，34、寻峰电路，35、模数转换器（ADC），36、时序发生器，37、嵌入式微处理器，38、存储器，39、接口电路，40、计算机，41、低压直流电源，42、高压直流电源。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图 1、图2和图3，当被检查物15放置在传送带机3上，当传送到某个位置时，X射线机6自动打开，发射的X射线通过X射线机准直器7形成扁扇形的X射线束13穿过被检测物15投射到各个DL探测器头板21、22和23，这些探测器头板输出的信号送到数字信号处理板24进行处理，然后通过线路终端器25和USB接口板26输送给计算机40进行数据处理和DR图像伪彩显示。X射线机发射的X射线束13经过被检测15生成的背散射X射线14进入到通道两侧的LS探测器27、28、29和30，这些探测器输出的负脉冲信号经多路选择器31选通道进入缓冲放大器32，获得一定的增益并倒相为正脉冲，此正脉冲的一路送峰保持器33，另一路送寻峰电路34 ，得到一个指示信号峰值位置的数字脉冲信号。这个脉冲信号触发时序发生器36，获得一系列的同步的脉冲信号，如延时脉冲，用于给嵌入式微处理器37送中断信号和保证模数转换器（ADC）35有足够的采样跟踪时间，还有使能信号，用于开始ADC变换，ADC变换的时钟信号CLK也由时序发生器36完成。嵌入式微处理器37被中断触发后，等到ADC变换结束，读取ADC的结果，从相应的存储器38读取原计数值，加1后再写回存储器单元38，完成多道计数，并设定区分液体物质的计数阈位。嵌入式微处理器37还负责通道接口电路39与工业控制计算机40通信，将存储器38中数据发送给计算机40。

参见图4、5和6，DR的图像显示模块，即利用DR图像重建算法将预处理后的数据重建灰度图像，再用图像处理模块对重建的灰底图像进行一系列处理，使图像更清晰，易于分析。最后用伪彩处理模块对重建的灰度图像并利用各种材质的灰度参数对其进行伪彩色处理并显示。LS部分，在多道分析模块内，通过实现对MCA能谱图的人工干预分析，设置工作阀值，来选择各探测器最佳工作阀值，以确定所需要的能量范围。通过LS模块输出MCA当前数据，设置报警阀值，进行报警显示。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种DR+LS复合型X射线通道式安检机，同时利用X射线透视技术（DR）和X射线康普顿背散射扫描技术（CBS），实现了在不打开手提箱包的情况下，同进对箱包内所装的金属违禁品和液体违禁品进行无损检测，其特征在于DR和LS两种功能模式共用一台X射线机， LS探测器阵列对称地安装在通道两侧，位于门式DR探测器阵列门两边的下方，LS和DR两种探测器阵列位于通道的同一个横断面上，X射线机安装在通道中间的正下方，这样，既保证X射线源与两侧的LS探测器阵列构成背散射测量几何学，又保证DR和LS同时进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种DR+LS复合型X射线通道式安检机，其特征在于，DR和LS两种功能模式共用一台工业控制计算机。

3.根据权利要求1所述的一种DR+LS复合型X射线通道式安检机，其特征在于，所用的X射线机的选型和运行参数在DR和LS两者间进行折衷和优化。

4.根据权利要求1所述的一种DR+LS复合型X射线通道式安检机，其特征在于，所用的DR和LS两种探测采传系统单次采样时间差异大，在DR和LS探测采传系统的总测量时间和传送带机运行速度之间进行协调。