CN104634796A - 用于集装箱或车辆检查系统的对准系统和对准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于集装箱或车辆检查系统的对准系统、检查系统和对准方法。检查系统包括射线源、准直器以及安装在探测器臂上的探测器模块，射线源、准直器以及探测器模块布置成形成检查通道，射线源发射的射线束经过准直器入射到被检查物体，由探测器模块收集被衰减的射线束以完成检查。对准系统包括测量模块，所述测量模块布置成接收从准直器发出的射线束并通过测量射线束确定射线源和准直器的位置和方向。该对准方法可以更加准确地测量射线源中心点、探测器笔端中心线及准直器中心线的对准程度。

Description

用于集装箱或车辆检查系统的对准系统和对准方法

技术领域

本发明涉及X/Gamma射线安全检查领域，特别是用于以集装箱/车辆为被检物件的X/Gamma射线检查系统及其对准系统和对准方法。

背景技术

“三点一线”是加速器靶点、探测器笔端中心线、准直器中心线共面的总称，调整“三点一线”的目的就是要求加速器靶点、探测器笔端中心线、准直器中心线(有时还包括校准装置的中心线等)都居于一个基准面内，如图1。

现有的测量方法是使用激光经纬仪手动测量加速器靶点、准直器中心线和探测器笔端中心线的对准情况。经纬仪十字线的竖线与探测器竖臂上、下端探测器中心线重合，并使经纬仪十字线的竖线尽量对正靶点中心。该种方法通过人眼进行判断，不够客观准确，与仪器的放置、调试，以及测量人的视觉感官有很大关系。

并且，现在许多可移动的检查系统使用探测器臂支架，这些可移动的检查系统在到达新的检查地点后需要迅速展开支架以便开展工作。然而，探测器臂支架作为机械结构需要进一步调整，使得射线源、准直器与探测器位于一个平面内。因此，需要一种既准确实现对准又能够快速可靠地完成对准的对准系统和方法。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于解决上述问题，实现检查系统的射线束与探测器模块的快速对准。

本发明的第一方面，提供一种用于集装箱/车辆检查系统的对准系统，包括测量模块，测量模块是多个传感器构成的传感器阵列，每个传 感器配置成测量射线强度；测量模块中的一列传感器布置在集装箱/车辆检查系统的探测器模块的纵向中心线上，当测量模块的布置在探测器模块的纵向中心线上的所述一列传感器测量的射线强度值是射线强度值曲线的最大值时，确定射线对准探测器模块。

本发明的第一方面，提供一种用于集装箱/车辆检查系统的对准系统，包括测量模块，所述测量模块是多个传感器构成的一个传感器排，每个传感器配置成测量射线强度；所述测量模块中的一个传感器布置在集装箱/车辆检查系统的探测器模块的纵向中心线上，当测量模块的布置在探测器模块的纵向中心线上的所述一个传感器测量的射线强度值是射线强度值曲线的最大值时，确定射线对准探测器模块。

本发明的第一方面，提供一种用于集装箱/车辆的检查系统，包括射线源、准直器、探测器臂以及安装在探测器臂上的探测器模块，射线源、准直器以及探测器模块布置成形成检查通道，射线源发射的射线经过准直器入射到被检查物体由探测器模块收集以完成检查，还包括上述的对准系统。

本发明的第一方面，提供一种用于集装箱/车辆的检查系统的对准方法，在位于集装箱/车辆检查系统的探测器臂上的探测器模块的纵向中心线上设置上述的对准系统，将集装箱/车辆检查系统的射线源、准直器以及探测器模块布置成检查通道，射线源发射射线经过准直器被所述对准系统的测量模块和探测器模块接收；通过测量模块上各传感器反馈的射线强度最大值确定射线主束的位置；计算所述射线主束射到探测器模块上的位置与探测器模块的纵向中心线位置的偏差；调整射线源、准直器或探测器模块的位置，使射线主束射到探测器模块上的位置与探测器模块的纵向中心线重合。

附图说明

图1示出射线源、准直器以及探测器模块在探测器臂上分布的探测器期望所处的平面；

图2是射线源、准直器以及探测器模块在探测器臂上分布的探测器 另一视图；

图3a是根据本发明一个实施例的测量模块，其横向布置在探测器模块上；

图3b是是根据本发明一个实施例的测量模块，其横向布置在探测器模块上；

图4是根据本发明一个实施例的测量模块的具体尺寸；

图5是准直器对准探测器模块中线位置时测量模块测量的射线强度分布；

图6和7是准直器偏离探测器模块中线位置时测量模块测量的射线强度分布。

具体实施方式

现在对本发明的实施例提供详细参考，其范例在附图中说明，图中相同的数字全部代表相同的元件。为解释本发明下述实施例将参考附图被描述。

在本发明的一个实施例中，应用于X/Gamma射线集装箱/车辆检查系统包括射线源1、准直器2以及安装在探测器臂上的探测器模块3。射线源1可以是X射线加速器或伽马射线加速器。而为了获得更好的准直射线，可以在加速器出射口处设置准直器2。本领域技术人员应该知道，也可以使用其他装置以便获得想要的射线，例如直接发射准直射线的装置。探测器模块3设置在探测器臂4上。探测器臂4包括探测器横臂41和探测器竖臂42，当探测器臂4展开，探测器横臂41和探测器竖臂42上的探测器3接收经由准直器2准直后的透射过被检查物体的射线束，从而实现检查的目的。也就是说，在使用时，射线源1、准直器2以及探测器模块3构成了检查通道，如图2所示。

应用于X/Gamma射线集装箱/车辆检查系统包括对准系统，对准系统用以对准射线源1、准直器2和探测器模块3。

对准系统包括测量模块5。测量模块5布置在探测器模块3上。在一个实施例中，测量模块5设置在探测器模块3臂4或架4上。测量模块5布置 成接收射线源1发出的射线。如图3所示，测量模块5沿横向延伸，探测器模块3沿纵向延伸。

在本发明的实施例中，为了确定探测器模块3的位置，测量模块5设置在检查系统的探测器模块3的位置处，以便通过测量模块5测量准直器2的取向，即射线的落点位置，并通过测量结果调节准直器2朝向探测器模块3。在本实施例中，测量模块5布置在设置有探测器模块3的探测器臂4上，并且保证探测器模块3横向的中线或探测器臂4的横向方向上的中线与测量模块5的某一已知的部位对应，例如与测量模块5的中点对应。此处所说的探测器模块3的中线以及探测器模块3的探测器臂4或架4的中线意义相同，即探测器沿竖直方向布置，沿竖直方向的中线将探测器臂4分为相等的两半。

在本发明的实施例中，将测量模块5放置在探测器臂4上，如图2所示。测量模块5由多个探测器晶体6构成，这些探测器晶体6可以比检查系统的成像探测器模块3的探测器晶体6尺寸小，或者相对于检查系统的成像探测器模块的探测器晶体6而言可以是小型探测器。优选地，测量模块5中每块小的探测器晶体6的宽度可以为测量模块5的1/n，如图3a所示。N是整数，可以根据需要进行选择。也就是说，测量模块5可以由若干个小探测器晶体6并排地排列，组合形成一个长条或细长的块形体6。测量模块5的总宽度大于系统探测器模块3的宽度，如图4所示。测量模块5的长度方向沿探测器模块3的横向延伸。

测量模块5通过机械方式定位在探测器模块3上，并且长条形的测量模块5可以布置成使得其中点位于探测器臂4的中线上，长条形的测量模块5的长度延伸方向与探测器臂4的长度延伸方向垂直。由此，可以精细地、定量地测量束流中心的具体位置。

每个测量模块5测得的数据可传输到电脑上进行分析。

在本发明的一个实施例中，测量模块5的总宽度为系统探测器模块3的宽度的4至5倍。例如，探测器模块3宽度为10mm，测量模块5中每块小探测器晶体6的宽度为1.5mm，整个测量模块5由32块小探测器晶体6组成， 宽度为32*1.5＝48mm，如图4所示。

当射线源1发射射线，经过准直器2准直后，射线束照射测量模块5，准直后的射线入射到测量模块5的多个探测器晶体6，其中射线正入射的探测器晶体6接收到的射线强度最大，在正入射的探测器晶体6附近的探测器晶体6接收到的射线的能量逐渐减小，即，探测器晶体6测量的射线强度随着它们离开正入射处的探测器晶体6的距离增大而减小。图5示出当测量模块5的中心位于探测器臂4中线上的时候，32个探测器晶体6分别测量的射线束的强度值形成的曲线。

由图5可以看到，由于准直后的射线对准探测器臂4的中线，因而在测量模块5中间的探测器晶体6探测到的射线强度最强，即图中曲线的最高点(图中Y轴是测量的射线强度归一化的值)。离开测量模块5中点的探测器晶体6测量到的射线强度随离开中点处的距离增大而减小。根据本发明的实施例，使用如图5所示的曲线判断对准时具有有利的优点，例如，操作者根据曲线的位置可以直观地判断射线的峰值的位置，直观地掌握将要调整的方向。

当准直器2没有对准测量模块5的中点，即探测器臂4的中线时，图5中的曲线的最高点将偏离位于测量模块5的中心(因为探测器晶体6的位置已经被固定，中心的探测器晶体6的位置是已知的，并且其测量的射线强度值落在Y轴上)。

图6和图7分别示出准直器2偏离探测器臂4中线时测量到的强度曲线。本发明利用强度曲线的峰值偏离Y轴即可以显示准直器2或X射线的偏离(也可以认为是探测器模块的不对准，本领域技术人员应该理解不对准是相对的，即作为发射侧的X射线和准直器组合和作为接收侧的探测器模块)，并且通过调节准直器2的方向使得强度峰值被调节至Y轴以将准直器2的方向调节至探测器臂4的中线。由于使用这种类似抛物线的曲线，操作者可以直观地判断偏离，通过曲线的顶峰偏离Y轴可以大约估计偏离程度，使得对准操作容易。

由此，本发明的技术方案避免了手动调节的不确定性和随机性以及 这种随机性对后续检查的影响，并且本发明的方法简单明了，调节过程直观迅速，方便操作者快速地完成检查前的准备工作。当操作者观察到，曲线峰值在Y轴右侧，即可以将探测器模块向右侧调整。如果探测器模块所处的支架被固定，则可以调节X射线和准直器，是射线束或射线束向左。在实际操作中，操作者通过观察曲线判断直观，而不用摸索调整的方向，使得检查的准备工作容易且快速。

为了调节准直器2的取向，可以设置调节装置以调节准直器2的取向。例如，可以设置马达和枢转装置，马达带动枢转装置枢转准直器2调节准直器2的朝向。由此，实现自动化调节。

根据本发明的实施例，应用于X/Gamma射线集装箱/车辆检查系统对准加速器和探测器的方法，包括：1)利用加速器发射射线；2)利用测量模块5测量射线强度分布；3)判断射线源1、准直器2和臂4的相对位置，进行调节；4)重复2、3步骤，直至经过准直器2的射线束对准探测器模块3。

具体地，例如，当显示图6的曲线时，操作者可以将准直器2向右调节，图6中的曲线的强度峰值被移至Y轴。当显示图7的曲线时，操作者可以将准直器2向左调节，图7中的曲线的强度峰值被移至Y轴。

当加速器靶点、探测器笔端中心线、准直器2中心线完全对准时，每个测量模块5中各个探测器晶体6接收到的X/Gamma射线的信号强度都应如图5所示，即射线束中心可以打到在每个测量模块5的最中间，即每个探测器模块3的笔端中心线。

根据臂4或架4上各个探测器模块3测量得到的射线强度分布，可以判断出射线源1、准直器2以及臂4或架4的相对位置关系，并计算出位置偏移量和角度的偏转量，对系统进行修正，最终所有探测器模块3测量得到的强度分布为如图5所示的抛物线形的曲线。

在根据本发明的另一实施例中，测量模块5的某个探测器晶体6定位在探测器模块3的中线上。由于已知该探测器晶体6位于中线上，因此，只需要调节准直器2的取向使得探测到的射线强度最大值出现在该已知 的探测器晶体6的位置上即可以知道准直器2对准探测器模块3的中线。即，在本实施例中，测量模块5的中心并不在探测器模块3的中线上。

在根据本发明的另一实施例中，测量模块5是一个整体。测量模块5是个长条形的测量模块5，可以是一组传感器的阵列，传感器阵列中的每个传感器的位置是确定的并且是已知的。由此，每个传感器接收到的射线束强度是已知的。也就是说，每个位置上接收到的射线束的强度是已知的。由此，通过观察射线束强度的峰值的位置，可以确定准直器2的取向。与上述的实施例类似，可以调整准直器2的取向，使得准直器2发射的射线束朝向想要的位置，例如朝向探测器模块3的中线。

在根据本发明的另一实施例中，如图3b所示，用于集装箱/车辆检查系统的对准系统，包括测量模块5，测量模块5是多个传感器构成的传感器阵列，每个传感器配置成测量射线强度。测量模块中的一列传感器布置在集装箱/车辆检查系统的探测器模块的纵向中心线上。当测量模块的布置在探测器模块的纵向中心线上的所述一列(当测量模块的小的传感器体积比探测器模块小得多时，可以是多列小的传感器)传感器测量的射线强度值是射线强度值曲线的最大值时，确定射线是对准探测器模块。

本领域技术人员应该知道，探测器晶体6可以具有一定的体积，测量模块5沿探测器臂4的大体横向布置，当测量模块5与探测器臂4之间形成的角度在接近90度的一定范围内时，本发明的技术方案仍然是可以实现的。

根据本发明的一个实施例，提供用于准集装箱或车辆的检查系统的对准方法。检查系统包括射线源1、准直器2以及安装在探测器臂4上的探测器模块3，射线源1、准直器2以及探测器模块3布置成形成检查通道，射线源1发射的射线经过准直器2入射到被检查物体由探测器模块3收集以完成检查。对准方法包括，设置测量模块5，所述测量模块5布置成接收从射线源1发出并经过准直器2的射线。对准方法还包括通过测量模块5测量的射线强度峰值确定射线主束的位置。当测量模块5测量显示位于探测器模块3纵向中心线处检测到的射线束强度最大(即 射线主束)时，确定射线源1发出的射线经过准直器2的射线主束对准了探测器模块3。

本领域技术人员应该理解，本发明所提到的X射线和伽马射线源可以是其他射线源。本发明所提到射线束指的是任何形式用于照射的射线形式，可以是笔状束，可以是扇形射线，也可以是其他任何所需的射线形式。

尽管已经参考本发明的典型实施例，具体示出和描述了本发明，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行形式和细节上的多种改变。

Claims (9)

1.一种用于集装箱/车辆检查系统的对准系统，其特征在于，

包括测量模块，测量模块是多个传感器构成的传感器阵列，每个传感器配置成测量射线强度；

测量模块中的一列传感器布置在集装箱/车辆检查系统的探测器模块的纵向中心线上，当测量模块的布置在探测器模块的纵向中心线上的所述一列传感器测量的射线强度值是射线强度值曲线的最大值时，确定射线对准探测器模块。

2.如权利要求1所述的用于集装箱/车辆检查系统的对准系统，其特征在于，

所述传感器阵列与集装箱/车辆检查系统的探测器模块相对于彼此大致垂直地排列布置。

3.一种用于集装箱/车辆检查系统的对准系统，其特征在于，

包括测量模块，所述测量模块是多个传感器构成的一个传感器排，每个传感器配置成测量射线强度；

所述测量模块中的一个传感器布置在集装箱/车辆检查系统的探测器模块的纵向中心线上，当测量模块的布置在探测器模块的纵向中心线上的所述一个传感器测量的射线强度值是射线强度值曲线的最大值时，确定射线对准探测器模块。

4.如权利要求3所述的用于集装箱/车辆检查系统的对准系统，其特征在于，

所述传感器排与集装箱/车辆检查系统的探测器模块相对于彼此大致垂直排列布置。

5.如权利要求3或4所述的用于集装箱/车辆检查系统的对准系统，其特征在于，

所述传感器是小型探测器，所述小型探测器的尺寸小于集装箱/车辆检查系统的探测器模块的探测器晶体尺寸，所述测量模块中的一个小型探测器设置在集装箱/车辆检查系统的探测器模块的纵向中心线上。

6.如权利要求3至5任一项所述的用于集装箱/车辆检查系统的对准系统，其特征在于，

设置在集装箱/车辆检查系统的探测器模块的纵向中心线上的所述传感器是所述测量模块中点的传感器。

7.如权利要求6所述的用于集装箱/车辆检查系统的对准系统，其特征在于，

当测量模块上的位于探测器模块中点处的传感器测量的射线强度值最大时确定通过准直器的射线已经对准探测器模块。

8.一种用于集装箱/车辆的检查系统，包括射线源、准直器、探测器臂以及安装在探测器臂上的探测器模块，射线源、准直器以及探测器模块布置成形成检查通道，射线源发射的射线经过准直器入射到被检查物体由探测器模块收集以完成检查，其特征在于，

还包括上述权利要求中任一项所述的对准系统。

9.一种用于集装箱/车辆的检查系统的对准方法，

在位于集装箱/车辆检查系统的探测器臂上的探测器模块的纵向中心线上设置权利要求1至7之一所述的对准系统；

将集装箱/车辆检查系统的射线源、准直器以及探测器模块布置成检查通道，射线源发射射线经过准直器，被所述对准系统的测量模块和探测器模块接收；

通过测量模块上各传感器反馈的射线强度最大值确定射线主束的位置；

计算所述射线主束射到探测器模块上的位置与探测器模块的纵向中心线位置的偏差；

调整射线源、准直器或探测器模块的位置，使射线主束射到探测器模块上的位置与探测器模块的纵向中心线重合。