CN105372272B - 手持防抖式背散射成像仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持防抖式背散射成像仪，包括：探测器组件设在防护外壳内一侧，探测器组件设有X光输出通道和X光接收面；飞点扫描式X光机处于探测器组件的非X光接收面的外侧，出光口位置对应于探测器组件的X光输出通道，输出的X光能经探测器组件的X光输出通道输出至防护外壳外；防抖成像显示设备设在防护外壳外部，防抖成像显示设备与探测器组件通信连接，对探测器组件输出的数据进行防抖处理后显示为图像；电池，设在防护外壳内，分别与探测器组件和飞点扫描式X光机电气连接；防护外壳外面的两侧分别设置两个把手。通过设置防抖成像显示设备对探测器组件输出的数据进行防抖处理后再显示为图像，消除了手持不稳抖动导致成像变形的问题。

Description

手持防抖式背散射成像仪

技术领域

本发明涉及安全监测设备领域，特别是涉及一种应用X光进行检测的手持防抖式背散射成像仪。

背景技术

对进入重要场所的人员、行李及货柜，实施非接触的安全检查，已成为目前最广泛采用的安检措施。各类金属或非金属武器，毒药、爆炸物是检测的重点。目前，使用最多的是X射线透射成像技术，其原理是由于X射线有很强的穿透能力，在经过不同密度物质时，透射光强度不一样，接收器接收到的光强不一样，把这个信号发大，便可以成像。X成像设备中使用较为广泛的有地铁安检系统和便携式X光检测仪。地铁安检系统借助传送带将被检测物体送入履带式通道进行检测，其优点是检测效率高，可对流动人员的行李进行流水式检测，缺点是体积大，搬运不便，而且由于传送带的限制使设备只能检测可放入通道内的物体，对检测物体体积有了限制，设备本身对X光防护较弱，X射线容易从传送带出入口泄露。便携式X光检测仪的优点是方便携带，每台仪器配有一个检测箱和一个X光机以及若干电源配件，只需一到两人便可随身携带至使用场所，缺点是检测的面积取决于检测箱的大小，不能检测较大物体，而且由于检测时需要将检测体摆放在X光光机与检测箱之间，所以无法检测墙壁这类检测体，设备本身对X射线基本无防护，需操作人员远离设备来避免受到X射线的影响。而且目前的手持检测设备普通存在因手持不稳抖动等导致图像变形的问题。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种手持防抖式背散射成像仪，其能消除因手持不稳抖动导致成像变形的问题，且搬运简便，单人即可操作，可以检测墙壁这类物体，并且对X光具有较好防护，能减少因X光对使用者造成的伤害。

为解决上述技术问题，本发明提供一种手持防抖式背散射成像仪，包括：

防护外壳、探测器组件、飞点扫描式X光机、防抖成像显示设备、电池和两个把手；其中，

所述探测器组件设在所述防护外壳内一侧，所述探测器组件设有X光输出通道和X光接收面，所述X光接收面靠近所述防护外壳的一侧内壁；

所述飞点扫描式X光机设在所述防护外壳内，处于所述探测器组件的非X光接收面的外侧，所述飞点扫描式X光机的出光口位置对应于所述探测器组件的X光输出通道，该飞点扫描式X光机输出的X光能经所述探测器组件的X光输出通道输出至所述防护外壳外；

所述防抖成像显示设备设在所述防护外壳上，处于所述防护外壳外部，所述防抖成像显示设备与所述探测器组件通信连接，对所述探测器组件输出的数据进行防抖处理后显示为图像；

电池，设在所述防护外壳内，分别与探测器组件和飞点扫描式X光机电气连接；

所述防护外壳外面的两侧分别设置两个把手。

本发明的有益效果为：通过将探测器组件、飞点扫描式X光机设置在外部具有两个把手的防护外壳内，形成方便手持使用的探测器组件和飞点扫描式X光机处于同侧的背散射成像的X光成像仪，由探测器组件接收散射光子，方便的检测墙壁类物体，通过设置防抖成像显示设备与探测器组件通信连接，防抖成像显示设备对探测器组件输出的数据进行防抖处理后再显示为图像，消除了手持不稳抖动导致成像变形的问题；而且采用防护式外壳，可以减少X光对使用者身体的损害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的手持式背散射成像仪示意图；

图2为本发明实施例提供的防抖成像处理过程示意图；

图3为本发明实施例提供的防抖成像显示设备的重力感应示意图；

图中各标号对应的部件为：1.探测器组件，11.X光输出通道，12.X光接收面，2.驱动装置，3.转筒，4.X光机，5.电池，6.防护外壳，7.防抖成像显示设备。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种手持防抖式背散射成像仪，其能消除因手持不稳抖动导致成像变形的问题，且搬运简便，单人即可操作，可以检测墙壁这类物体，并且对X光具有较好的防护，包括：防护外壳、探测器组件、飞点扫描式X光机、防抖成像显示设备、电池和两个把手；

其中，探测器组件设在防护外壳内一侧，探测器组件设有X光输出通道和X光接收面，X光接收面靠近防护外壳的一侧内壁；

飞点扫描式X光机设在防护外壳内，处于探测器组件的非X光接收面的外侧，飞点扫描式X光机的出光口位置对应于探测器组件的X光输出通道，该飞点扫描式X光机输出的X光能经探测器组件的X光输出通道输出至防护外壳外；

防抖成像显示设备设在防护外壳上，处于防护外壳外部，防抖成像显示设备与探测器组件通信连接，对探测器组件输出的数据进行防抖处理后显示为图像；

电池，设在防护外壳内，分别与探测器组件和飞点扫描式X光机电气连接；

防护外壳外面的两侧分别设置两个把手。

上述成像仪中，防抖成像显示设备采用具有陀螺仪、重力传感器和加速度传感器的平板电脑；

其对探测器组件输出的数据进行防抖处理的方式如下：

若检测到单位时间变化量下采集到的狭缝图像，出现扫描图像行起始位置偏移，则对所出现的偏移进行纠正处理，得到稳定的完整图像。

上述成像仪中，防护外壳为由前面板与铅制后壳构成的外壳，前面板可采用轻质硬体材料制成，如前面板可采用碳纤维前面板、木质前面板或塑料前面板等中的任一种，前面板方便探测器对散射回的X光接收，而铅制后壳可以防护X光对操作人员的辐射。

上述成像仪中，探测器组件由偶数块探测器组成，其中，每两块探测器为一组对称分布间隔设置，两块探测器之间的空隙为该组探测器的X光输出通道。

上述成像仪中，飞点扫描式X光机包括：

X光机，其发光口处设有竖狭缝；

转筒，活动罩设在X光机的发光口外，能绕X光机的发光口转动，该转筒上均匀分布设置四条横狭缝，四条横狭缝的位置与X光机的发光口处设置的竖狭缝对应，X光机能经发光口处的竖狭缝与转筒的横狭缝输出横条式X光；

驱动装置，与转筒连接，能驱动转筒绕X光机的发光口转动。

上述成像仪中，X光机采用微剂量恒流X光机。

上述成像仪中，微剂量恒流X光机的机壳采用铅制机壳；

转筒为铅制转筒。

本发明的成像仪采用X光背散射成像，是利用康普顿散射理论，当X光遇到不同的物质会发生不同的散射，X光遇到低原子序数物质时，散射较强；遇到高原子序数物质时，散射相对较弱，从而对被检物进行分类。X光照射检测物体后，根据能量守恒定律，散射光子撞击电子能量减少，穿透物质的能力较差，因此，接收散射光子的探测器一般都放在射线源同侧，从而可以检测墙壁这类检测体。机械方面将成像仪在不影响使用效率的前提下压缩至最小体积与重量，使用小型X光机，成年男子单人即可手持操作。该成像仪的防护外壳，X光机的机壳及转筒均用铅制成，形成多层铅制防护，X光只从发光口射出至被测物体，散射的X光被最大限度遮挡，在不影响成像效果的前提下使设备操作人员得到有效防护。该成像仪使用电池供电，使用时无需外接电源线，采集图像通过防抖成像显示设备(可采用运行防抖处理程序的平板电脑)显示，即用即看，由于成像仪为人工操作检测位置，为避免操作时因移动速度过快或位置左右偏移而影响成像质量，防抖成像显示设备会通过内置的陀螺仪、加速度传感器对图像进行防抖动处理。

本发明的成像仪具有以下优点：(1)采用小型光机与探测器，体积小重量轻，且不影响背散射的图像效果；(2)采用背散射成像，X光机与探测器在同侧，并固定在设备内部，使设备可以检测墙壁这类检测体；(3)采用电池供电，检测时只需操作设备本身，无其他接线，图像立即在设备上的平板电脑上显示，即用即看；(4)采用铅防护，铅分子密度大，X光很难穿透，设备内部除X光发光口有极细的狭缝外，X光机周围均装有铅制防护外壳；(5)采用防抖成像显示设备，该防抖成像显示设备可采用运行防抖处理程序的平板电脑，利用平板电脑内置的陀螺仪和加速度传感器，配合运行的防抖处理程序对小幅度的抖动进行修正处理，使得小幅度的抖动不会对图像质量造成影响。

下面结合具体实施例对本发明的成像仪作进一步说明。

如图1所示，该成像仪中，探测器组件1置于设备一侧，X光机4置于探测器组件的探测器旁，X光机4发光面朝向探测器组件，电池5对成像仪的各部件进行供电，使用成像仪时无需外接电源线；防护外壳6采用铅板制作，有效防护X光，两边装有把手，使用者双手握住把手移动成像仪进行检测，图像通过防抖成像显示设备7实时显示。

X光机4用铅制的机壳罩住，并在X光机4发光口处做出竖狭缝,转筒3上均匀加工4个细长横狭缝，使X光从竖狭缝射出后再经过转筒的横狭缝，形成横条式X光，X光打到被测物体上形成康普顿反射并返回探测器形成图像。作为驱动装置2的电机使转筒3以匀速围绕X光机4旋转，使探测器在单位时间里接收到等量图像信息，每次采集一条狭缝的图像。操作员手持成像仪，垂直于狭缝方向，匀速移动，则扫描线也匀速移动，实现对整个被检物品的全图扫描，最终由防抖成像显示设备处理成完整的图像。

但因为另外一维移动需要操作人员手工操作，因此难免会有移动速度不均匀，或者因为手持的疲劳，造成成像仪上下左右前后轻微晃动，因此图像会造成变形。

如图2所示为防抖成像显示设备的防抖原理：图2中，△t表示时间变化量，标注△t的范围表示相同时间变化量下采集到的图像，由于成像仪为人工操作，而成像仪扫描速度为匀速，当使用者匀速移动成像仪时，相同时间变化量下采集到的狭缝图像均匀变化，使用者移动成像仪过快时，相同时间变化量下采集到更多不同的狭缝图像，移动设备过慢时，数个相同时间变化量下会采集到相同的狭缝图像。操作人员手持成像仪上下左右晃动，造成这段时间扫描图像行起始位置偏移。操作人员手持成像仪前后晃动，造成图像像素尺寸变化。

作为防抖成像显示设备的平板电脑内置的陀螺仪以及加速度传感器等重力感应传感器，并且平板电脑与防护外壳紧固后，其移动和晃动频率与整个成像仪同步，因此可以利用这些感应数据对采集到的图像做纠正处理，最终处理后的图像为如图2右侧所示的完整图像。

图3为防抖成像显示设备内部陀螺仪以及加速度传感器的感应示意图，借助传感器对X、Y和Z三个方向立体面三轴的感应使采集到的图像做防抖修复。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种手持防抖式背散射成像仪，其特征在于，包括：

防护外壳、探测器组件、飞点扫描式X光机、防抖成像显示设备、电池和两个把手；其中，

所述探测器组件设在所述防护外壳内一侧，所述探测器组件设有X光输出通道和X光接收面，所述X光接收面靠近所述防护外壳的一侧内壁；

所述飞点扫描式X光机设在所述防护外壳内，处于所述探测器组件的非X光接收面的外侧，所述飞点扫描式X光机的出光口位置对应于所述探测器组件的X光输出通道，该飞点扫描式X光机输出的X光能经所述探测器组件的X光输出通道输出至所述防护外壳外；

所述防抖成像显示设备设在所述防护外壳上，处于所述防护外壳外部，所述防抖成像显示设备与所述探测器组件通信连接，对所述探测器组件输出的数据进行防抖处理后显示为图像；

电池，设在所述防护外壳内，分别与探测器组件和飞点扫描式X光机电气连接；

所述防护外壳外面的两侧分别设置两个把手。

2.根据权利要求1所述的手持防抖式背散射成像仪，其特征在于，所述防抖成像显示设备采用具有陀螺仪、重力传感器和加速度传感器的平板电脑；

其对所述探测器组件输出的数据进行防抖处理的方式如下：

若检测到单位时间变化量下采集到的狭缝图像，出现扫描图像行起始位置偏移，则对所出现的偏移进行纠正处理，得到稳定的完整图像。

3.根据权利要求1所述的手持防抖式背散射成像仪，其特征在于，所述防护外壳为由前面板与铅制后壳构成的外壳。

4.根据权利要求1所述的手持防抖式背散射成像仪，其特征在于，所述探测器组件由偶数块探测器组成，其中，每两块探测器为一组对称分布间隔设置，两块探测器之间的空隙为该组探测器的X光输出通道。

5.根据权利要求1所述的手持防抖式背散射成像仪，其特征在于，所述飞点扫描式X光机包括：

X光机，其发光口处设有竖狭缝；

转筒，活动罩设在所述X光机的发光口外，能绕所述X光机的发光口转动，该转筒上均匀分布设置四条横狭缝，所述四条横狭缝的位置与所述X光机的发光口处设置的竖狭缝对应，所述X光机能经发光口处的竖狭缝与所述转筒的横狭缝输出横条式X光；

驱动装置，与所述转筒连接，能驱动所述转筒绕所述X光机的发光口转动。

6.根据权利要求5所述的手持防抖式背散射成像仪，其特征在于，所述X光机采用微剂量恒流X光机。

7.根据权利要求6所述的手持防抖式背散射成像仪，其特征在于，所述微剂量恒流X光机的机壳采用铅制机壳；

所述转筒为铅制转筒。