CN103901504B - 一种安检设备校准系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安检设备校准系统，包括固设在射源下方的射源校准组件和固设在探测器座外侧的探测器校准组件。射源校准组件包括依次固设在射源下方的用于调整射源方向的旋转平台和用于调整射源位置的平移平台。探测器校准组件包括固设在探测器座外侧的直线步进电机和固设在探测器侧面上的调整支座，直线步进电机的输出轴通过调整支座与探测器相连。由上述技术方案可知，本发明实现了安检设备校准射源和探测器的自动校准，且校准过程简单高效、精度高，避免了工作人员因长时间处于射线环境中进行人工校准而受到伤害。

Description

一种安检设备校准系统

技术领域

本发明涉及X射线安检技术领域，具体涉及一种安检设备校准系统。

背景技术

随着世界范围内恐怖袭击、贩毒、走私等犯罪活动的日益猖獗，各国政府已不断加强对各种公共场所的安全检查。在机场、车站、航运码头、会展中心、政府机关、大型运动场及边检口岸等重要场所均分别配置有对人或行李进行安全检测的安检设备。X射线透射成像技术因其技术相对比较成熟而在各种安检设备中得到广泛应用。因为X射线穿过不同密度的物体后会有不同强度的衰减，所以射源发出的X射线穿过物体被探测器接收后能够转化成强弱不同的电流，从而形成图像。又因为X射线必须精准地照射到探测器狭小的感应范围内才能得到清晰的图像，所以安检过程中必须保证X射线传输方向的准确性。

安检设备的射源与探测器会因机械振动或框架变形等因素造成X射线方向偏离探测器，以致安检设备成像不清晰甚至无法成像而影响安检结果准确度。为了提高安检准确率，安检设备的射源和探测器需要定时进行精确校准。现有的安检设备本身无法自动完成射源和探测器的校准，需要工作人员手动进行，人工校准过程复杂、时间长，且校准结果误差大。在人工对射源和探测器进行调试的过程中，工作人员需要长时间处于开启的射线环境中，这会对人体造成伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安检设备校准系统，该系统实现了安检设备校准射源和探测器的自动校准，且校准过程简单高效、精度高，避免了工作人员因长时间处于射线环境中进行人工校准而受到伤害。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种安检设备校准系统，包括固设在射源下方的射源校准组件和固设在探测器座外侧的探测器校准组件。所述的射源校准组件包括依次固设在射源下方的用于调整射源方向的旋转平台和用于调整射源位置的平移平台。所述的探测器校准组件包括固设在探测器座外侧的直线步进电机和固设在探测器侧面上的调整支座，直线步进电机的输出轴通过调整支座与探测器相连。所述的直线步进电机通过电机固定座与探测器座固定相连，所述的电机固定座固设在探测器座外侧。

进一步的，所述的用于调整射源方向的旋转平台包括射源安装板、转盘、用于驱动转盘转动的蜗轮蜗杆传动机构、第一步进电机和过渡板。所述的射源安装板、转盘、用于驱动转盘转动的蜗轮蜗杆传动机构和过渡板依次固设在射源的下方。所述的第一步进电机安装在过渡板上，且其输出轴与蜗轮蜗杆传动机构固定相连。所述的蜗轮蜗杆传动机构包括蜗轮和与蜗轮啮合的蜗杆，蜗杆与第一步进电机的输出轴固定相连，蜗轮通过其转动轴固设在转盘的底部。所述的蜗轮蜗杆传动机构外周设有与过渡板上方固定相连的外壳。在第一步进电机的驱动下，蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆随第一步进电机输出轴同步转动，转动的蜗杆驱动蜗轮转动，固设在蜗轮转动轴上方的转盘随蜗轮同步转动，从而实现对射源方向的调整。

所述的用于调整射源位置的平移平台包括滑块、滚珠丝杠、导轨、第二步进电机和底板。所述的导轨、滚珠丝杠和第二步进电机均固定安装在底板上。所述的滚珠丝杠从滑块中间垂直穿过且与滑块螺纹连接，所述的滑块底面与导轨活动连接。

进一步的，所述的调整支座包括依次与探测器相连的耳座、支撑轴和推杆。支撑轴两端通过固设在耳座上的深沟球轴承与耳座活动连接。推杆一端与直线步进电机的输出轴固定相连，另一端和支撑轴中间垂直连接。

更进一步的，所述的射源安装板两端下方固设有对称分布的第一金属支架，所述的过渡板两端上方固设有对称分布的第一光电开关。所述的过渡板一端的下方固设有两个交错排列的第二金属支架，所述的底板两端固设有后板，第二金属支架下方的底板上固设有两个并排设置的第二光电开关。所述的探测器座两侧固设有对称分布的第三光电开关，所述的探测器两侧固设有对称分布的第三金属支架。

由上述技术方案可知，本发明首先通过设置旋转平台可以对射源发射的X射线的方向进行调整，使X射线方向与探测器中的准直器的狭缝方向相互平行，从而使X射线射出角度准确且剂量最大。其次，通过设置平移平台可以在射源发射的X射线与探测器错位时对射源的位置进行调整，以使射源发射的X射线位置准确。再次，通过探测器校准组件可以在探测器与射源发射的X射线方向交错时对探测器的位置和角度进行调整，以使X射线传输方向精确。

综上，本发明实现了安检设备校准射源和探测器的自动校准，且校准过程简单高效、精度高，避免了工作人员因长时间处于射线环境中进行人工校准而受到伤害。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为射源校准组件结构示意图；

图3为探测器校准组件安装示意图；

图4为探测器校准组件结构示意图。

其中：1、射源校准组件，2、平移平台，3、旋转平台，4、探测器校准组件，5、第二步进电机，6、滚珠丝杠，7、滑块，8、导轨，9、底板，10、过渡板，11、第一步进电机，12、转盘，13、射源安装板，14、射源，15、第三金属支架，16、第三光电开关，17、第一金属支架，18、第一光电开关，19、第二金属支架，20、第二光电开关，21、后板，22、探测器座，23、探测器，24、直线步进电机，25、直线步进电机固定座，26、推杆，27、支撑轴，28、深沟球轴承，29、耳座，30、外壳。

具体实施方式

现结合附图及实施例对发明作进一步详细说明。本发明涉及的是一种安检设备校准系统，该系统实现了安检设备校准射源和探测器的自动校准，且校准过程简单高效、精度高，避免了工作人员因长时间处于射线环境中进行人工校准而受到伤害。

如图1-4所示，一种安检设备校准系统，包括固设在射源14下方的射源校准组件1和固设在探测器座22外侧的探测器校准组件4。所述的射源校准组件1包括依次固设在射源14下方的用于调整射源方向的旋转平台3和用于调整射源位置的平移平台2。通过平移平台2能够调整射源14在X轴上的位置；通过旋转平台3能够在确定的位置控制射源14沿Z轴转动，调整射源14在X轴上的方向。所述的探测器校准组件4包括固设在探测器座22外侧的直线步进电机24和固设在探测器23侧面上的调整支座，直线步进电机24的输出轴通过调整支座与探测器23相连。所述的直线步进电机24通过电机固定座25固定到探测器座22上，所述的电机固定座25固设在探测器座22外侧。探测器23是固定到探测器座22内侧的，将探测器23安装到探测器座22内时，要保证探测器22和探测器座23能在一定的微小范围内发生相对移动。直线步进电机24带动调整支座做直线移动，进而使探测器23随调整支座做往复运动，实现探测器23位置及角度的调整。

进一步的，如图2所示，所述的用于调整射源方向的旋转平台3包括射源安装板13、转盘12、用于驱动转盘转动的蜗轮蜗杆传动机构、第一步进电机11和过渡板10。所述的射源安装板13、转盘12、用于驱动转盘转动的蜗轮蜗杆传动机构和过渡板10依次固设在射源14的下方。所述的第一步进电机11安装在过渡板10上，且其输出轴与蜗轮蜗杆传动机构固定相连。具体地说，所述的蜗轮蜗杆传动机构包括蜗轮和与蜗轮啮合的蜗杆，蜗杆与第一步进电机11的输出轴固定相连，蜗轮通过其转动轴固设在转盘12的底部。所述的蜗轮蜗杆传动机构外周设有与过渡板10上方固定相连的外壳30。

所述的用于调整射源位置的平移平台2包括滑块7、滚珠丝杠6、导轨8、第二步进电机5和底板9。所述的导轨8、滚珠丝杠6和第二步进电机5均固定安装在底板9上。所述的滚珠丝杠6从滑块7中间垂直穿过且与滑块7螺纹连接，所述的滑块7底面与导轨8活动连接。具体地说，导轨8为2个，且平行设置在滚珠丝杠6的两侧。滑块7底面两端设有与导轨相匹配的凹槽，滑块7可以在滚珠丝杠6的驱动下沿导轨8滑动。

首先，在第二步进电机5的驱动下滚珠丝杠6转动，滚珠丝杠6与滑块7发生相对移动，从而使滑块7沿导轨8做往复运动。其次，在第一步进电机11的驱动下，蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆随第一步进电机11的输出轴同步转动，转动的蜗杆驱动蜗轮转动，进而使固设在蜗轮转动轴上方的、载有射源的转盘12随蜗轮同步旋转，在一定范围内对射源14方向进行精确调整。

进一步的，如图3和图4所示，所述的调整支座包括依次与探测器23相连的耳座29、支撑轴27和推杆26。支撑轴27两端通过固设在耳座29上的深沟球轴承28与耳座29活动连接。推杆26一端与直线步进电机24的输出轴固定相连，另一端和支撑轴27中间垂直连接。深沟球轴承28能够减少探测器23随耳座29绕支撑轴27旋转过程中产生的摩擦。

当直线步进电机24工作时，直线步进电机24输出轴带动推杆26和与探测器23相连的耳座29沿直线步进电机输出轴轴向进行伸缩运动。与此同时，在深沟球轴承28的作用下，与探测器23相连的耳座29能够与固设在推杆26上的支撑轴27发生相对转动。因此，调整支座不仅能够通过直线步进电机24精确调整探测器23的位置，还能够通过深沟球轴承28与支撑轴27精确调整探测器23的角度。

更进一步的，所述的射源安装板13两端下方固设有对称分布的第一金属支架17，所述的过渡板10两端上方固设有对称分布的第一光电开关18。通过在旋转平台3两侧设置第一光电开关18和第一金属支架17，可以限制射源14随旋转平台3在一个微小角度范围内转动，以对射源的方向进行精确调整和校准。当旋转平台3一侧的第一光电开关18被同侧的第一金属支架17挡住接收不到光信号时，说明旋转平台3沿该方向已到达最大旋转角度，需要重新进行调整。所述的过渡板10一端的下方固设有两个交错排列的第二金属支架19，所述的底板9两端固设有后板21，第二金属支架19下方的底板9上固设有两个并排设置的第二光电开关20。通过平移平台一侧设置两个交错排列的第二金属支架19和两个并排设置的第二光电开关20，可以限制射源14随平移平台2直线移动的范围，以在一个微小范围内对射源的位置进行精确调整和校准。当所述的探测器座22两侧固设有对称分布的第三光电开关16，所述的探测器23两侧固设有对称分布的第三金属支架15。通过设置第三光电开关16和第三金属支架15，能够限制探测器23随探测器校准组件4的活动范围，以在一个微小的范围内对探测器23的位置和方向进行调整。光电开关和金属支架的设置，能够大大提高探测器23的校准效率和校准的准确度。

本发明的具体工作过程为：

对安检设备射源14和探测器23的校准是在安检设备工控机的配合下进行的，工控机根据探测器23接收到的射线剂量和能量来判断射源14和探测器23是否移动到准确位置，同时控制直线步进电机24和第一步进电机11、第二步进电机5的动作。

当需要对安检设备的射源14进行校准时，第二步进电机5带动滚珠丝杠6转动，进而驱动载有射源14和旋转平台3的滑块7沿导轨8做水平往复运动，实现射源14位置的调整。当工控机检测到射源14运动到准确位置时，第二步进电机5停止工作，第一步进电机11开始工作。在第一步进电机11和蜗轮蜗杆传动机构的驱动下，载有射源14的转盘12旋转，在一定范围内对射源12的方向进行调整，直到到达准确方向。在上述校准过程中，若第二光电开关20被第二金属支架19挡住接收不到光信号时，说明已经达到射源14位置调整范围的边界，需要重新进行调整。若第一光电开关18被第一金属支架17挡住接收不到光信号时，说明已经到达射源14方向调整范围的边界，需要重新进行调整。

当需要对安检设备的探测器23进行校准时，直线步进电机24驱动推杆26伸缩，进而带动与探测器23相连的耳座29沿输出轴向进行伸缩运动，实现探测器23位置的调整。在探测器23自身重力的作用下，探测器23会有一定角度的倾斜；通过深沟球轴承28，与探测器23相连的耳座29与固设在推杆26上的支撑轴27发生相对转动，实现探测器23角度的调整。探测器23位置和角度的调整是同时进行的。在上述两个调整校准过程中，当安装在探测器座22上的第三光电开关16被安装在探测器23上的第三金属支架15挡住接收不到光信号时，说明已经到达调整范围的边界，需要重新进行调整校准。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，本发明不限于上述实施例，对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都属于本发明的构思和所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种安检设备校准系统，其特征在于：包括固设在射源（14）下方的射源校准组件（1）和固设在探测器座（22）外侧的探测器校准组件（4）；所述的射源校准组件（1）包括依次固设在射源（14）下方的用于调整射源方向的旋转平台（3）和用于调整射源位置的平移平台（2）；所述的探测器校准组件（4）包括固设在探测器座（22）外侧的直线步进电机（24）和固设在探测器（23）侧面上的调整支座，直线步进电机（24）的输出轴通过调整支座与探测器（23）相连；

所述的用于调整射源方向的旋转平台（3）包括射源安装板（13）、转盘（12）、用于驱动转盘转动的蜗轮蜗杆传动机构、第一步进电机（11）和过渡板（10）；所述的射源安装板（13）、转盘（12）、用于驱动转盘转动的蜗轮蜗杆传动机构和过渡板（10）依次固设在射源（14）的下方；所述的第一步进电机（11）安装在过渡板（10）上，且其输出轴与用于驱动转盘转动的蜗轮蜗杆传动机构固定相连；

所述的用于调整射源位置的平移平台（2）包括滑块（7）、滚珠丝杠（6）、导轨（8）、第二步进电机（5）和底板（9）；所述的导轨（8）、滚珠丝杠（6）和第二步进电机（5）均固定安装在底板（9）上；所述的滚珠丝杠（6）从滑块（7）中间垂直穿过且与滑块（7）螺纹连接，所述的滑块（7）底面与导轨（8）活动连接；

所述的调整支座包括依次与探测器（23）相连的耳座（29）、支撑轴（27）和推杆（26）；支撑轴（27）两端通过固设在耳座（29）上的深沟球轴承（28）与耳座（29）活动连接；推杆（26）一端与直线步进电机（24）的输出轴固定相连，另一端和支撑轴（27）中间垂直连接；

所述的直线步进电机（24）通过电机固定座（25）与探测器座（22）固定相连，所述的电机固定座（25）固设在探测器座（22）外侧。

2.根据权利要求1所述的一种安检设备校准系统，其特征在于：所述的用于驱动转盘转动的蜗轮蜗杆传动机构包括蜗轮和与蜗轮啮合的蜗杆，蜗杆与第一步进电机（11）的输出轴固定相连，蜗轮通过其转动轴固设在转盘（12）的底部；所述的蜗轮蜗杆传动机构外周设有与过渡板（10）上方固定相连的外壳（30）。

3.根据权利要求1所述的一种安检设备校准系统，其特征在于：所述的射源安装板（13）两端下方固设有对称分布的第一金属支架（17），所述的过渡板（10）两端上方固设有对称分布的第一光电开关（18）；所述的过渡板（10）一端的下方固设有两个交错排列的第二金属支架（19），所述的底板（9）两端固设有后板（21），第二金属支架（19）下方的底板（9）上固设有两个并排设置的第二光电开关（20）。

4.根据权利要求1所述的一种安检设备校准系统，其特征在于：所述的探测器座（22）两侧固设有对称分布的第三光电开关（16），所述的探测器（23）两侧固设有对称分布的第三金属支架（15）。