CN105301669B - 安检设备和射线探测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种安检设备和射线探测方法，涉及安检领域。其中，本发明的安检设备包括射线发射装置和射线探测器；其中，射线探测器包括：前散射探测器，位于待测物体相对于射线发射装置的对侧；射线探测器还包括：背散射探测器，位于射线发射装置与待测物体之间；和/或透射探测器，位于待测物体相对于射线发射装置的对侧。这样的安检设备具有前散射探测器，配合背散射探测器一起使用能够减少探测死角，优化对射线源对侧内部信息的探测；配合透射探测器一起使用，能够实现同时对高密度和低密度物质的探测，从而优化了对待测物体的探测效果，提高了探测的准确度。

Description

安检设备和射线探测方法
技术领域
本发明涉及安检领域，特别是一种安检设备和射线探测方法。
背景技术
随着科学技术的发展，目前安全检查设备被广泛应用于机场、海关、地铁等部门。针对公路安检方面，利用X射线透射设备扫描物品比较多见，X射线源出射的X射线通过准直器形成扫描扇面，探测器接收到照射被检物品的X射线，通过处理，得到被检物品的内部信息。这种安检方式使用广泛，结构简单，易操作，但是由于利用的是X射线透射原理成像，很难检测的出密度较低的物质，比如炸药，毒品等。
而X射线背散射技术能够很好的检查出低密度的物质，现有X射线背散射检查设备的飞轮绕射线源靶心旋转，形成笔行束，笔行束落在被检查物体上，形成飞点。背散射探测器收集任一时刻的X射线背散射射线，经处理，得到物质信息，连续扫描后，就能处理并得到整个被检物品的内部信息，尤其是可以突出显示炸药、毒品等原子数序较低的物质信息。该发明方便实用，但是，由于该装置的成像原理是吸收背散射的X射线后成像，因此，对于隐藏在保密物质后的炸药、毒品检测效果不佳，炸药被放置于一钢板之后，背散射X射线被钢板阻断，不能到达背散射探测器；对金属武器的显示效果也不佳。同时，这种单侧的背散射成像结果对于观察被检物品对侧的内部信息效果较差，若要有效观察被检物品两侧，需要进行两趟检测，比较繁琐。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种更加可靠的安检设备。
根据本发明的一个方面，提出一种安检设备，包括：射线发射装置；射线探测器；其中，射线探测器包括：前散射探测器，位于待测物体相对于射线发射装置的对侧；射线探测器还包括：背散射探测器，位于射线发射装置与待测物体之间；和/或透射探测器，位于待测物体相对于射线发射装置的对侧。
可选地，射线发射装置用于发射出扇形射线束和飞点射线束。
可选地，射线发射装置包括：射线源，位于射线发射装置的中央；空间调制器，位于射线源与背散射探测器之间，包括固定屏蔽板，和位于待测物体与固定屏蔽板之间的旋转屏蔽体。
可选地，旋转屏蔽体上包括一个以上缝隙和一个以上通孔。
可选地，透射探测器包括多个探测器模块，根据每个探测器模块在透射探测器的位置的不同，每个探测器模块的安放角度与射线入射方向相适应。
可选地，探测器模块的安放角度与射线入射方向相适应包括：探测器模块的探测面垂直于射线入射方向。
可选地，透射探测器包括多个由预定个探测器模块平行排列组成的探测器单元；根据每个探测器模块在透射探测器的位置的不同，每个探测器模块的安放角度与射线入射方向相适应为：根据每个探测器单元在透射探测器的位置的不同，每个探测器单元的探测面方向与射线入射方向相适应。
可选地，透射探测器为平板形或向待测物体对侧凸起的弧面形。
可选地，还包括运输工具，用于承载和移动射线发射装置和射线探测器。
可选地，还包括悬臂，悬臂的一端连接透射探测器和前散射探测器，另一端与运输工具连接；运输工具内部承载射线发射装置，且运输工具侧面连接背散射探测器。
可选地，悬臂包括折叠机构和旋转机构，用于折叠和旋转悬臂。
可选地，还包括处理器，用于接收来自前散射探测器、背散射探测器和透射探测器的探测信号，分析待测物体。
可选地，还包括控制器，用于控制悬臂的折叠和旋转。
这样的安检设备具有前散射探测器，配合背散射探测器一起使用能够减少探测死角，优化对射线源对侧内部信息的探测；配合透射探测器一起使用，能够实现同时对高密度和低密度物质的探测；将前散射探测器、背散射探测器以及透射探测器一同使用，能够在减少探测死角的同时，实现同时对高密度和低密度物质的探测，进一步优化了对待测物体的探测效果，提高了探测的准确度。
根据本发明的另一个方面，提出一种射线探测方法，包括：利用射线发射器向待测物体发射扇形射线束和飞点射线束；通过探测器获取探测数据，包括：通过前散射探测器获取探测待测物体的前散射数据；还包括：通过透射探测器获取探测待测物体的透射数据；和/或，通过背散射探测器获取探测待测物体的背散射数据；根据前散射数据，以及背散射数据和/或透射数据获取探测信息。
可选地，利用射线发射器向待测物体发射扇形射线束和飞点射线束为：利用交替发射扇形射线束和飞点射线束的射线发射器，向待测物体发射射线。
可选地，还包括：根据探测信息显示探测图像；
可选地，还包括：根据所述探测信息标注待测物体中的违禁物体或告警。
通过这样的方法，获取前散射数据配合背散射数据，能够减少探测死角，优化对射线源对侧内部信息的探测；获取前散射数据配合透射探测器一起使用，能够实现同时对高密度和低密度物质的探测；将前散射数据、背散射数据和透射数据综合考虑，能够在减少探测死角的同时，实现同时对高密度和低密度物质的探测。通过这样的方式，优化了对待测物体的探测效果，提高了探测的准确度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的安检设备的一个实施例的示意图。
图2为本发明的安检设备中射线发射装置的一个实施例的示意图。
图3a为本发明的透射探测器的一个实施例的示意图。
图3b为本发明的透射探测器的另一个实施例的示意图。
图3c为本发明的透射探测器的又一个实施例的示意图。
图3d为本发明的透射探测器的再一个实施例的示意图。
图4为本发明的安检设备的另一个实施例的示意图。
图5为本发明的安检设备的又一个实施例的示意图。
图6为本发明的射线探测方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明的安检设备的一个实施例的示意图如图1所示。其中，1为射线发射装置，向待测物体5发出射线6。安检设备的射线探测器包括前散射探测器4，位于待测物体5相对于射线发射装置1的对侧，能够获取前散射数据。射线探测器还可以包括透射探测器4，位于待测物体相对于射线发射装置的对侧，能够获取透射数据。射线探测器还可以包括背散射探测器2，位于待测物体5与射线发射装置1之间，能够获取背散射数据。
这样的安检设备具有前散射探测器，配合背散射探测器一起使用能够减少探测死角，优化对射线源对侧内部信息的探测；配合透射探测器一起使用，能够实现同时对高密度和低密度物质的探测；将前散射探测器、背散射探测器以及透射探测器一同使用，能够在减少探测死角的同时，实现同时对高密度和低密度物质的探测，进一步优化了对待测物体的探测效果，提高了探测的准确度。
在一个实施例中，射线发射装置能够发出扇形射线束和飞点射线束。扇形射线束穿过待测物体到达透射探测器，以便透射探测器获取透射数据。飞点射线束经待测物体散射后到达前散射探测器、背散射探测器，以便获取前散射数据、背散射数据。
这样的安检设备能够发出两种射线束，分别供获取透射探测器和散射探测器获取透射数据和散射数据，提高了检测速度，优化了探测效果。
本发明安检设备的射线发射装置的示意图如图2所示。其中，11为射线源，位于射线发射装置的中央，向待测物体方向发射射线。射线发射装置还包括空间调制器，位于射线源与背散射探测器之间，能够调整射线源11发射出的射线，从而控制射线发射装置发射出的射线。在一个实施例中，空间调制器包括固定屏蔽板12和旋转屏蔽体13。其中，固定屏蔽板12使射线源11产生的射线以预定角度朝预定方向发射，预定角度可以为120度；旋转屏蔽体位于待测物体与固定屏蔽板之间。旋转屏蔽体上具有缝隙15和通孔14，且旋转屏蔽体以预定速率旋转。当射线通过通孔14时，形成飞点射线束；当射线通过缝隙15时，形成扇形射线束。射线发射装置发射出的射线随时间变化。在一个实施例中，旋转屏蔽体上具有至少一个缝隙和至少一个通孔，可以根据需要设置缝隙和通孔的数量。
这样的安检设备，其射线发射装置能够周期性的形成扇形射线束和飞点射线束，分别用于透射探测和散射探测，可以使用单个射线发射装置实现两种射线束的发射，减小了安检设备的体积，且为同时获取透射数据和散射数据创造了条件。
在一个实施例中，本发明的透射探测器包括多个探测器模块，根据每个探测器模块在透射探测器的位置的不同，每个探测器模块的安放角度与射线入射方向相适应。在一个实施例中，调整探测器模块的探测面垂直于射线入射方向。这样的透射探测器与以往的探测器模块规整平行的排列不同，不同的探测器模块的安放角度不同，以便更好的接收穿过待测物体的射线，从而能够减少探测死角。
在一个实施例中，透射探测器的示意图如图3a所示。平板形的透射探测器3中包括多个探测器模块31，射线6穿过待测物体到达透射探测器3，每个探测器模块31的倾斜角度因高度、位置的不同而不同。这样的透射探测器总体形状为平板形，便于安装，内部以探测器模块为单位调整角度，使探测死角尽量减少。
在一个实施例中，透射探测器的示意图如图3b所示。透射探测器3包括多个由若干探测器模块31平行排列组成的探测器单元32。每个探测器单元32中的探测器模块31的倾斜角度相同，但根据探测器单元位置、高度的不同，每个探测器单元的倾斜角度不同。这样的透射探测器总体形状为平板形，便于安装，内部以探测器单元为单位调整角度，便于安装调节。
在一个实施例中，透射探测器的示意图如图3c所示。透射探测器3整体形状为弧面形，向待测物体对侧凸起，内部包括多个探测器模块31。这样的透射探测器能够减少射线穿过透射探测器表面到达探测器模块的距离差，提高探测的准确度。
在一个实施例中，透射探测器的示意图如图3d所示。透射探测器3整体形状为弧面形，向待测物体对侧凸起，内部包括多个由若干探测器模块31平行排列组成的探测器单元32。每个探测器单元32中的探测器模块31的倾斜角度相同，但根据探测器单元位置、高度的不同，每个探测器单元的倾斜角度不同。这样的透射探测器能够减少射线穿过透射探测器到达探测器模块的距离差，提高探测的准确度，内部以探测器单元为单位调整角度，便于安装调节。
本发明的安检设备的另一个实施例的示意图如图4所示。前散射探测器2和射线发射装置安装或安放于运输工具7。这样的安检设备占地面积小，便于运输，更加的机动灵活，能够针对一些突发事件灵活调度。
本发明的安检设备的又一个实施例的示意图如图5所示。安检设备还包括悬臂8，悬臂的一端与透射探测器和前散射探测器连接，另一端与运输工具连接，运输工具内部承载了射线发射装置，侧面面向待测设备的一面具有背散射探测器。
这样的安检设备完全由运输工具承载，更加便于运输和灵活调度；针对一些大型、难以移动的待测物体，能够通过移动运输工具的方式对待测物体进行检测，从而能够减小安检设备的体积，且扩展了设备的使用场景。
在一个实施例中，悬臂8上包括折叠机构和旋转机构，用于折叠和旋转悬臂。安检设备通过这样的结构，一方面在设备移动时能够将悬臂折叠和旋转至与车行驶的方向一致，便于运输和二次部署，另一方面可以根据使用场景调节悬臂的伸缩长度，扩展了安检设备的使用场景。这样的安检设备适用于重要的大中小型安检场所和临时场所的部署，能够较长距离连续扫描多个待测物体，通过量高且检测速度快，对一些突发事件灵活调度，能同时检测出包括金属武器、炸药、毒品在内的多种违禁品。
在一个实施例中，安检设备可以包括控制器，能够控制悬臂的旋转和折叠。控制器可以位于运输设备，通过有线信号或无线信号来控制悬臂的旋转和折叠。这样的安检设备能够通过控制器控制悬臂的旋转和折叠，使操作更加方便友好。
在一个实施例中，安检设备还包括处理器，能够处理前散射探测器、背散射探测器和透射探测器的探测数据。处理器可以根据探测数据生成探测图像，向工作人员展示；处理器还可以根据探测结果确认危险物质，进行对应的标注或告警。在一个实施例中，处理器可以为计算机。处理器可以安装在运输工具中，通过有线信号或无线信号获取射线探测器的探测数据。这样的安检设备具有处理器，能够实时处理探测数据，从而能够更加迅速的探测出危险、违禁物品，提高了安全性。
本发明的射线探测方法的一个实施例的流程图如图6所示。
在步骤601中，利用射线发射器向待测物体发射扇形射线束和飞点射线束。
在步骤602中，通过射线探测器获取探测数据。探测数据包括前散射数据，还包括背散射数据和透射数据中的一种或两种。
在步骤603中，通过分析前散射数据，以及背散射数据、透射数据，获取探测信息。
通过这样的方法，获取前散射数据配合背散射数据，能够减少探测死角，优化对射线源对侧内部信息的探测；获取前散射数据配合透射探测器一起使用，能够实现同时对高密度和低密度物质的探测；将前散射数据、背散射数据和透射数据综合考虑，能够在减少探测死角的同时，实现同时对高密度和低密度物质的探测。通过这样的方式，优化了对待测物体的探测效果，提高了探测的准确度。
在一个实施例中，利用交替发射扇形射线束和飞点射线束的射线发射器，向待测物体发射射线。这样的方法一方面可以使用单个射线发射装置实现两种射线束的发射，减小了安检设备的体积，另一方面能够同时获取透射数据和散射数据，提高了检测速度，从而优化了探测效果。
在一个实施例中，能够根据探测信息显示探测图像，还可以根据探测信息标注待测物体中的违禁物体或通过告警来提醒工作人员。在检测过程中，工作人员可以在远端操控指挥，监测探测图像，通过这样的方法能够实时处理和及时显示探测结果，方便了工作人员的使用，且提高了安全性。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (16)

1.一种安检设备，其特征在于，包括：
射线发射装置；
射线探测器；
运输工具；
悬臂；
其中，所述射线探测器包括：
前散射探测器，位于待测物体相对于所述射线发射装置的对侧；
所述射线探测器还包括：
透射探测器，位于所述待测物体相对于所述射线发射装置的对侧，所述透射探测器包括多个探测器模块，所述探测器模块的入射面位于所述透射探测器的射线入射面，根据每个所述探测器模块在所述透射探测器的位置的不同，每个所述探测器模块的安放角度不同且与射线入射方向相适应；
所述运输工具用于承载和移动所述射线发射装置和射线探测器；
所述悬臂的一端连接所述透射探测器和所述前散射探测器，另一端与所述运输工具连接。
2.根据权利要求1所述的安检设备，其特征在于，所述射线探测器还包括背散射探测器，位于射线发射装置与待测物体之间。
3.根据权利要求1所述的安检设备，其特征在于，所述射线发射装置用于发射出扇形射线束和飞点射线束。
4.根据权利要求2所述的安检设备，其特征在于，所述射线发射装置包括：
射线源，位于所述射线发射装置的中央；
空间调制器，位于所述射线源与背散射探测器之间，包括固定屏蔽板，和位于所述待测物体与所述固定屏蔽板之间的旋转屏蔽体。
5.根据权利要求4所述的安检设备，其特征在于，所述旋转屏蔽体上包括一个以上缝隙和一个以上通孔。
6.根据权利要求1所述的安检设备，其特征在于，所述探测器模块的安放角度与射线入射方向相适应包括：所述探测器模块的探测面垂直于射线入射方向。
7.根据权利要求1所述的安检设备，其特征在于，
所述透射探测器包括多个由预定个探测器模块平行排列组成的探测器单元；
所述根据每个所述探测器模块在所述透射探测器的位置的不同，每个所述探测器模块的安放角度与射线入射方向相适应为：根据每个所述探测器单元在所述透射探测器的位置的不同，每个所述探测器单元的探测面方向与射线入射方向相适应。
8.根据权利要求1所述的安检设备，其特征在于，所述透射探测器为平板形或向待测物体对侧凸起的弧面形。
9.根据权利要求2所述的安检设备，其特征在于，所述运输工具内部承载所述射线发射装置，且所述运输工具侧面连接所述背散射探测器。
10.根据权利要求9所述的安检设备，其特征在于，所述悬臂包括折叠机构和旋转机构，用于折叠和旋转所述悬臂。
11.根据权利要求2所述的安检设备，其特征在于，还包括处理器，用于接收来自前散射探测器、背散射探测器和透射探测器的探测信号，分析待测物体。
12.根据权利要求10所述的安检设备，其特征在于，还包括控制器，用于控制所述悬臂的折叠和旋转。
13.一种射线探测方法，其特征在于，包括：
利用位于运输工具内部的射线发射器向待测物体发射扇形射线束和飞点射线束；
通过射线探测器获取探测数据，包括：
通过位于悬臂相对于运输工具一端的前散射探测器获取探测所述待测物体的前散射数据；
还包括：通过位于悬臂相对于运输工具一端的透射探测器获取探测所述待测物体的透射数据，所述透射探测器包括多个探测器模块，所述探测器模块的入射面位于所述透射探测器的射线入射面，根据每个所述探测器模块在所述透射探测器的位置的不同，每个所述探测器模块的安放角度不同且与射线入射方向相适应；
根据所述前散射数据，以及所述透射数据获取探测信息。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
通过位于所述运输工具侧面的背散射探测器获取探测所述待测物体的背散射数据。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，利用射线发射器向待测物体发射扇形射线束和飞点射线束为：
利用交替发射扇形射线束和飞点射线束的射线发射器，向所述待测物体发射射线。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述探测信息显示探测图像；和/或
根据所述探测信息标注所述待测物体中的违禁物体或告警。
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