CN103808739B - 一种透射成像和背散射成像一体化的安全检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透射成像和背散射成像一体化的安全检查装置，属于辐射成像安全检测设备技术领域。包括：辐射源、圆筒式扫描窗切换器、一对背散射探测器、线阵列透射探测器、透射/背散射同步开关和图像计算机。圆筒式扫描窗切换器置于辐射源前面。一对背散射探测器置于被检测物体的靠辐射源的一侧，线阵列透射探测器置于被检测物体的另一侧；透射/背散射同步开关通过电缆依次与扫描窗切换器、背散射探测器、线阵列透射探测器和图像计算机相连。本安全检查装置使用一台普通商品X光机或伽马射线源，就可实现对移动物体和车辆同时进行透射成像和背散射成像。生产成本较低，维护方便。具有节约和低碳化优势。

Description

一种透射成像和背散射成像一体化的安全检查装置

技术领域

本发明涉及一种透射成像和背散射成像一体化的安全检查装置，尤其涉及一种仅用一个普通辐射源（X射线源或伽马射线源），就可以对移动物体和车辆同时进行透射成像和背散射成像的装置，属于辐射成像安全检测设备技术领域。

背景技术

目前安检部门普遍使用X射线透射成像技术检查箱包和车辆，铜铁等高原子序数物质对射线吸收大，容易被发现；毒品、炸药等低原子序数物质吸收很小，在图像中不易发现，容易漏检。X射线或伽马射线在物体中的康普顿背散射，对低原子序数的轻物质更敏感，可藉以突显毒品和爆炸物等轻质物体，近年已用于安检成像。但是物体的背散射很弱，被检物体某一点的背散射射线需采用大面积探测器来收集。所以实际的背散射成像装置都采用笔形射束一点一点地扫描物体，由大面积的探测器接收。背散射成像通常和透射成像配合使用，发挥各自优点。例如美国的GEMINI系列，在检测通道中设置透射成像和背散射成像两套成像系统，要用两台X射线源。其背散射成像X射线源还要将扫描器装在X光管上旋转，不能利用普通的X光机。本申请人曾经提出一种点线复合扫描背散射和立体透射成像装置（专利号200910091571.X），利用扫描器交替产生透射成像的线扫描和背散射成像的点扫描，可以仅用一台X射线源来进行透射成像和背散射成像。但是，该成像装置中的扫描器也要装在X光管上，不能使用普通X光机。同一专利也设计了一种可以放置在X光管前面的扫描器，但笔形扫描束和扇形扫描束的总工作时间只有扫描时间的2/3，射线利用率也就只有2/3，而且透射成像的扇形射束是旋转的，不能同时照射到阵列探测器的各像素，而是从阵列探测器的一端到另一端通过各像素，不能使用商品阵列探测器的常规信号处理系统。

发明内容

本发明的目的是提出一种透射成像和背散射成像一体化的安全检查装置，以克服已有技术的不足，使用一台普通商品X光机或伽马射线源，就可实现对移动物体和车辆同时进行透射成像和背散射成像，以降低对移动物体和车辆安全检查的成本。

本发明提出的透射成像和背散射成像一体化的安全检查装置，包括：辐射源、圆筒式扫描窗切换器、一对背散射探测器、线阵列透射探测器、透射/背散射同步开关和图像计算机；所述的圆筒式扫描窗切换器置于辐射源前面；所述的一对背散射探测器置于被检测物体的靠辐射源的一侧，线阵列透射探测器置于被检测物体的另一侧；透射/背散射同步开关通过电缆依次与扫描窗切换器、背散射探测器、线阵列透射探测器和图像计算机相连。

上述透射成像和背散射成像一体化装置中，所述的圆筒式扫描窗切换器的360度圆筒面上，开有两个方窗、斜线形入射窗和斜线形出射窗，方窗、斜线形入射窗、方窗、斜线形出射窗依次沿圆周均布，两个方窗相差180度，斜线形入射窗和斜线形出射窗相差180度。

本发明提出的透射成像和背散射成像一体化的安全检查装置，其优点是，克服了已有技术的不足，使用一台普通商品X光机或伽马射线源，就可实现对移动物体和车辆同时进行透射成像和背散射成像。其中采用的扫描窗切换器，100%的工作时间可以输出射线，比已有技术中的专利200910091571.X的射线利用率高50%。而且，其扇形射束输出时能同时照射到阵列探测器的所有像素，从而可以使用普通商品阵列探测器及其信号处理系统。生产成本较低，维护方便。对于目前已有的X射线透射成像安检设备，加上本发明的扫描窗切换器和背散射探测器，就可成为新的一体化透射成像和背散射成像装置；在技术改造上不必废弃原有设备，具有节约和低碳化优势。

附图说明

图1是本发明的透射成像和背散射成像一体化的安全检查装置的结构原理图。

图2是本发明的扫描窗切换器展开图。

图3是本发明的扫描窗切换器使用不同线窗的示意图。

图1到图3中，1是辐射源，2是辐射源的扇形射束，3是圆筒式扫描窗切换器，4是一对背散射探测器，5是被检物体，6是线阵列透射探测器（一列或双列），7是透射/背散射同步开关，8是图像计算机。

具体实施方式

本发明提出的一种透射成像和背散射成像一体化的安全检查装置，其结构如图1所示，包括：辐射源1、圆筒式扫描窗切换器3、一对背散射探测器4、线阵列透射探测器6、透射/背散射同步开关7和图像计算机8。圆筒式扫描窗切换器3置于辐射源1的前面。一对背散射探测器4置于被检测物体5的靠辐射源1的一侧，线阵列透射探测器6置于被检测物体5的另一侧。透射/背散射同步开关7通过电缆依次与圆筒式扫描窗切换器3、背散射探测器4、线阵列透射探测器6和图像计算机8相连。

上述透射成像和背散射成像一体化装置中，所述的圆筒式扫描窗切换器3的结构示意图如图2所示，圆筒式扫描窗切换器的360度圆筒面上，开有两个方窗3-1和3-2、斜线形入射窗3-3和斜线形出射窗3-4，方窗3-1、斜线形入射窗3-3、方窗3-2和斜线形出射窗3-4依次沿圆周均布，两个方窗相差180度，斜线形入射窗和斜线形出射窗相差180度。

本发明提出的一种透射成像和背散射成像一体化的安全检查装置，圆筒式扫描窗切换器3是沿圆周交替开有方窗和斜线形窗的圆筒，圆筒中轴线处于辐射源的扇形射束内，圆筒旋转时，射线交替通过方窗和斜线窗输出。通过方窗时是常规扇形束透射成像（如果采用双列探测器则是透射3D成像）。通过斜线窗时是点扫描背散射成像。

本发明的成像装置中，金属圆筒式扫描窗切换器3旋转到方窗时（如图1a中所示），让辐射源1的扇形射束2正常通过扫描被检测物体5后，由线阵列透射探测器6接收并转换成数字信号。圆筒式扫描窗切换器3的同步信号控制透射/背散射同步开关7，将线阵列透射探测器6的数字信号发送到图像计算机8，处理和显示2D或3D的一列被检测物体5的透射图像。圆筒式扫描窗切换器3旋转到线窗时（如图1b所示），扇形束和斜线窗相交处的射线才能够通过，随着斜线窗的转动，成为上下扫描的笔形射束，扫描被检测物体。笔形射束在被检测物体中产生的背散射射线被背散射探测器4接收，并转换成数字信号，圆筒形扫描窗切换器3的同步信号控制透射/背散射同步开关7，此时将背散射探测器4的数字信号接到图像计算机8，处理和显示一列被检测物体的背散射图像。透射成像扫描和背散射成像扫描如此逐列交替进行，随着被检测物体的移动，计算机分别显示出被检测物体的透射图像和背散射图像。

在上述成像装置中，所述的圆筒形扫描窗切换器3的展开图如图2所示。在360度圆筒面上，开有方窗3-1和3-2，两方窗相差180度。线窗的入射窗是3-3，对应的出射窗是3-4。转过180度，线窗的入射窗是3-5，出射窗是3-6。

本发明装置的一个实施例中，斜线形入射窗3-3和斜线形出射窗3-4的开窗方式可以是连续狭缝，如图1中所示。本发明装置的另一个实施例中，将斜线窗开成由小孔组成的点线，如图2中的3-5和3-6（点线的点代表小孔）。本发明装置的还有一个实施例中，是把斜线窗开成分布式的狭缝矩阵，如图3所示，使每个转角都有并仅有一条笔形射束通过；然后由软件按狭缝矩阵的分布规律，重排数据，成为一列连续的点扫描数据。

本发明装置的一个实施例中，使用的圆筒式扫描窗切换器，由北京睿思厚德辐射信息科技开发公司生产，产品型号为RS-WS，背散射探测器，由北京高能科迪科技有限公司公司生产（订制），产品型号为RS-BS，线阵列透射探测器由芬兰DetectionTechnology,Inc.生产，产品型号为X-Card1.5-64DE，透射/背散射同步开关，由北京睿思厚德辐射信息科技开发公司生产，产品型号为RS-SS，图像计算机，由联想公司生产，产品型号为锋行K410i5-3470，X光机由美国Spellman公司生产，型号为XRB502。

Claims (2)

1.一种透射成像和背散射成像一体化的安全检查装置，其特征在于该安全检查装置包括：辐射源、圆筒式扫描窗切换器、一对背散射探测器、线阵列透射探测器、透射/背散射同步开关和图像计算机；所述的圆筒式扫描窗切换器置于辐射源前面；所述的一对背散射探测器置于被检测物体的靠辐射源的一侧，线阵列透射探测器置于被检测物体的另一侧；透射/背散射同步开关通过电缆依次与圆筒式扫描窗切换器、背散射探测器、线阵列透射探测器和图像计算机相连；其中所述的圆筒式扫描窗切换器的360度圆筒面上，开有两个方窗、斜线形入射窗和斜线形出射窗，方窗、斜线形入射窗、方窗、斜线形出射窗依次沿圆周均布，两个方窗相差180度，斜线形入射窗和斜线形出射窗相差180度。

2.如权利要求1所述的安全检查装置，其特征在于其中所述的斜线形入射窗和斜线形出射窗分别为连续斜线、分布式斜线或分布式点阵。