CN111856604A - 门式斜角底照x光机 - Google Patents

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CN111856604A CN202010761039.0A CN202010761039A CN111856604A CN 111856604 A CN111856604 A CN 111856604A CN 202010761039 A CN202010761039 A CN 202010761039A CN 111856604 A CN111856604 A CN 111856604A
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Abstract

本发明公开了一种门式斜角底照X光机，包括箱体、传送组件和X射线探测组件；X射线探测组件包括第一X射线源及与第一X射线源对应的第一X射线探测器；第一X射线探测器为门式探测器，包括水平传感器和分别设于水平传感器两端且与水平传感器垂直的左侧垂直传感器、右侧垂直传感器；水平传感器的一侧设于箱体内部的上表面，另一侧向下倾斜，使第一X射线探测器朝传送组件形成的传送平面倾斜设置。通过上述方式，本发明能够使X射线源发出的X射线穿透物体的六个面，完成六面原始3D数据采样，实现对物体的全面检测；并使X射线成像结果中各部分比例协调不失真，呈现更加真实的3D结构，便于安检人员通过图像进行辨认，提高安检的准确性。

Description

门式斜角底照X光机
技术领域
本发明涉及X光安全检测技术领域，特别是涉及一种门式斜角底照X光机。
背景技术
随着交通的便利和人们安全意识的提高，在地铁、车站、机场、海关、港口等场所对出入人员携带的行李进行安全检查已成为被普遍认可的安全措施。在各类安全检查技术中，X射线透射成像技术具有穿透性好、空间分辨率高、成像清晰、反应灵敏等优势，在安全检查领域得到了广泛应用。
目前，用于安检的X光机通常由单一的X光源、X射线探测器、传送带和箱体组成，其结构示意图如图1、图2所示。这类X光机的X射线探测器为L形探测器，由位于箱体上方的水平传感器和位于箱体一侧的垂直传感器组成，且垂直于传送带的运动方向；其X射线源设于箱体底部，并位于远离垂直传感器的一侧。使用这类X光机进行成像时，由于X射线只能由待检物体的上下底面及侧面穿过，并不能穿透物体的前后面，在进行成像显示时具有一定的局限性；同时，由于X射线源需位于远离垂直传感器的一侧，当垂直传感器设于右侧时，X射线源则设于左侧，此时成像得到的待检物体左部图比例失真严重，难以对其形状进行有效判断，影响了安检的准确性。
为了提高检测的准确性，公开号为CN110133740A的专利提供了一种双视角智能化X射线安检设备，该专利通过在输送通道的右侧外部和输送通道的下方分别设置X射线源，使安检设备具有两个视角的X射线成像系统，从而提高危险物品检测的准确度。然而，尽管该专利提供的安检设备具有两个视角，但其采用的探测器均为L形探测器，仍然不能对待检物体的前后面进行检测，不能全面地呈现物体形貌；同时，将X射线源分设于输送通道的右侧和下方使得设备整体体积增加较大，导致应用不便；此外，其使用的X射线源发射的能量单一，仅能用于对物体的密度及形状进行辨认，不能对物体的材料种类进行准确判断，在实际应用中仍存在一定的局限性。
有鉴于此，当前仍亟需一种能够对待检物体进行全面、准确检测的X光机，以解决上述问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种门式斜角底照X光机。通过构造具有三面传感器的门式X射线探测器，并将其倾斜设置，从而使设于底部的X射线源由底部斜向上发出X射线束，该X射线束中的X射线能够穿透待检物体的六个面，实现对待检物体的3D数据全面采样与准确呈现；并通过在X射线源内设置滤波片，构造具有不同能量的X射线，实现对待测物体材料种类的准确判定，使基于该X光机进行的安全检测过程更加全面、准确，以满足实际应用的需求。
为实现上述目的，本发明提供了一种门式斜角底照X光机，包括箱体、设于所述箱体内用于传送待检物体的传送组件以及X射线探测组件；所述X射线探测组件包括第一X射线源以及与所述第一X射线源对应的第一X射线探测器；所述第一X射线探测器为门式探测器，包括水平传感器和分别设于所述水平传感器两端且与所述水平传感器垂直的左侧垂直传感器、右侧垂直传感器；所述水平传感器的一侧设于所述箱体内部的上表面，另一侧向下倾斜，使所述第一X射线探测器朝所述传送组件形成的传送平面倾斜设置。
进一步地，所述第一X射线源设于所述传送组件下方，并位于所述左侧垂直传感器和所述右侧垂直传感器的中部，使所述第一X射线探测器采集到的图像数据比例协调不失真；所述第一X射线源发出的X射线束形成的平面与所述水平传感器垂直，使所述第一X射线源发出的X射线能穿透待检物体的六个面并被所述第一X射线探测器接收，完成对待检物体的原始3D数据采样。
进一步地，所述第一X射线源包括屏蔽壳体、设于所述屏蔽壳体内的X射线发生器和准直器；所述屏蔽壳体的一侧设有X射线束输出口，所述准直器设于所述X射线发生器与所述X射线束输出口之间，用于将所述X射线发生器发出的X射线整理成扇形X射线束，再通过所述X射线束输出口输出。
进一步地，所述准直器和所述X射线束输出口之间还设有用于过滤部分X射线的滤波片。
更进一步地，所述滤波片的一端设有由电机驱动的转轴，使所述滤波片绕所述转轴进行旋转；当所述滤波片旋转至正对所述准直器的位置时，对所述准直器输出的扇形X射线束中的部分X射线进行过滤，使输出的X射线束为低能量X射线束；当所述滤波片转离正对所述准直器的位置时，所述准直器输出的扇形X射线束不经过所述滤波片，输出的X射线束为高能量X射线束。
进一步地，所述X射线探测组件还包括第二X射线源以及与所述第二X射线源对应的第二X射线探测器；所述第二X射线探测器的结构与所述第一X射线探测器一致，二者朝向所述传送平面的倾斜角度不同。
进一步地，所述第二X射线源设于所述第一X射线源所在的水平面上，沿所述传送组件的传送方向与所述第一X射线源相邻设置。
进一步地，所述第一X射线探测器与所述传送组件形成的传送平面之间的夹角为40°～80°。
进一步地，所述扇形X射线束的圆心角为90°～150°。
进一步地，还包括与所述X射线探测组件连接的控制组件及与所述控制组件连接的图像处理系统，用于控制所述X探测组件的运行，并生成相应图像。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过构造具有三面传感器的门式X射线探测器，并将其倾斜设置，能够使设于底部的X射线源由底部斜向上发出X射线束，利用该X射线束中的X射线能够穿透待检物体的六个面，实现对待检物体的3D数据全面采样；并保证采集的图像中各部分的比例协调不失真，实现对待检物体3D数据的准确呈现。此外，本发明还通过在X射线源内设置滤波片，构造具有不同能量的X射线，实现对待测物体材料种类的准确判定，使基于该X光机进行的安全检测过程更加全面、准确，以满足实际应用的需求。
2、本发明通过在X光机内设置倾斜的门式X射线探测器，能够使X射线源由X光机底部朝斜上方发出扇形X射线束。在待检物体随传送带输送的过程中，通过X射线源发出的一部分X射线先由待检物体的下表面穿入，再由上表面或后表面穿出，另一部分X射线先由待检物体的前表面穿入，再由上表面穿出，最后都被水平传感器接收；还有一部分X射线先由待检物体的下表面穿入，再由左侧面或右侧面穿出，最后被垂直传感器接收。因此，本发明提供的X光机中发出的X射线能够穿过待检物体的上、下、前、后、左、右六个面，实现对待检物体的全方位检测。此外，本发明通过将X射线源设于左侧垂直传感器和右侧垂直传感器的中部，能够避免传统的L形探测器需要将X射线源设于一侧导致的比例失真问题，使本发明得到的X射线成像结果中各部分比例协调不失真，呈现更加真实的三维数据，便于安检人员通过图像进行辨认，提高安检的准确性。
3、本发明通过在X射线源中设置可旋转的滤波片，能够使由X射线源发出的X射线呈现高能量和低能量两种状态。基于同一物体在不同能量的X射线下表现出的吸收差异，可以对该物体的种类进行定性判断，这种判断方式不受物体形状的影响，能够对难以通过形状进行辨认的物品进行准确判断，从而进一步提高安检的准确性。
4、本发明通过设置两组X射线源和与其对应的两组X射线探测器，并使两组X射线探测器朝向传送平面的倾斜角度不同，建立了两个视角对待检物体进行检测，避免了部分物品由于特殊的放置角度在单一视角下难以充分展现的问题，使待检物体均能够得到全方位检测与呈现。同时，由于两组X射线源均设于同一平面上，不需要额外增加装置体积，能够有效提高该X光机内部的空间利用率，具有较高的应用价值。
附图说明
图1是现有技术中安检用X光机在一个角度下的结构示意图；
图2是现有技术中安检用X光机在另一个角度下的结构示意图；
图3是本发明提供的门式斜角底照X光机在一个角度下的结构示意图；
图4是本发明提供的门式斜角底照X光机在另一个角度下的结构示意图；
图5是本发明提供的门式斜角底照X光机中第一X射线源的结构示意图；
图6是实施例2提供的门式斜角底照X光机的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1、箱体；2、传送平面；31、第一X射线源；311、屏蔽壳体；312、X射线发生器；313、准直器；314、滤波片；3141、转轴；3142、电机；32、第二X射线源；41、第一X射线探测器；411、水平传感器；412、左侧垂直传感器；413、右侧垂直传感器；42、第二X射线探测器；5、待检物体；6、X光源；7、L形探测器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
如图3～图5所示，本实施例提供了一种门式斜角底照X光机，包括箱体1、设于所述箱体1内用于传送待检物体的传送组件、X射线探测组件、与所述X射线探测组件连接的控制组件以及与所述控制组件连接的图像处理系统。
在本实施例中，所述传送组件包括传送带和齿轮传动机构，用于将待检物体由X光机的输入端传送至输出端；承载待检物体的传送带形成传送平面2。
所述X射线探测组件包括第一X射线源31以及与所述第一X射线源31对应的第一X射线探测器41，由所述第一X射线源31发出的X射线全部被所述第一X射线探测器41接收。
所述第一X射线探测器41为门式探测器，包括水平传感器411和分别设于所述水平传感器411两端且与所述水平传感器411垂直的左侧垂直传感器412、右侧垂直传感器413。与现有技术中的L形探测器相比，本实施例中设置的门式探测器具有三面传感器，有利于更加全面地采集待检物体的数据信息，提高检测的准确性。
所述水平传感器411的上沿设于所述箱体1内部的上表面，与所述传送带的运动方向相垂直；所述水平传感器411的下沿向下方倾斜，使所述水平传感器411与所述箱体1的上表面呈一定夹角。在本实施例中，水平传感器411与箱体1上表面的夹角为30°，在其他实施例中，该角度还可以为20°～60°之间的任一角度。同时，设于所述水平传感器411两端的所述左侧垂直传感器412和所述右侧垂直传感器413分别紧贴于所述箱体1的左右两侧，并与传送平面2形成夹角，即第一X射线探测器41整体朝传送平面2倾斜了一定角度。在本实施例中，所述第一X射线探测器41与传送平面2之间的夹角为60°，在其他实施例中，该角度还可以为40°～80°之间的任一角度。与现有技术中垂直于传送平面2设置的X射线探测器相比，本实施例中将第一X射线探测器41倾斜设置，能够使其接收到穿透待检物体各个面的X射线，完成对物体六面的原始三维数据采样，呈现更加真实的三维数据，便于安检人员通过图像进行辨认，提高安检的准确性。
所述第一X射线源31设于所述传送平面2下方，并位于所述左侧垂直传感器412和所述右侧垂直传感器413的中部，使由所述第一X射线源31发出的X射线束能够均匀射向左侧垂直传感器412和右侧垂直传感器413，有效避免了现有技术中将X射线源设于一侧时导致的一侧图像比例失真问题，使本实施例得到的X射线成像结果中各部分比例协调不失真，有利于真实反映待检物体的各面形状，提高安检过程的准确性。
所述第一X射线源31包括屏蔽壳体311、设于所述屏蔽壳体311内的X射线发生器312、准直器313和滤波片314。所述屏蔽壳体311的一侧设有X射线束输出口，所述准直器313设于所述X射线发生器312与所述X射线束输出口之间，用于将所述X射线发生器312发出的X射线整理成扇形X射线束，再通过所述X射线束输出口输出。在本实施例中，所述扇形X射线束的圆心角为120°，在其他实施例中，可以通过调整准直器313中的狭缝长度对形成的扇形X射线束的圆心角进行调控，该圆心角可以是90°～150°之间的任一角度。
所述滤波片314设于所述准直器313和所述X射线束输出口之间，用于过滤部分X射线，以降低输出的X射线的能量。所述滤波片314的一端设有由电机3142驱动的转轴3141，使所述滤波片314能够绕所述转轴3141进行旋转。在滤波片314的旋转过程中，滤波片314与准直器间的位置关系发生改变。当所述滤波片314旋转至正对所述准直器313的位置时，即滤波片314挡住了由准直器313射向X射线束输出口的X射线，使由所述准直器313输出的扇形X射线束需经过滤波片314进行滤波后才能从X射线束输出口输出，此时输出的X射线束由于被滤去了部分能量，整体能量降低，为低能量X射线束。当所述滤波片314转离正对所述准直器314的位置时，即滤波片314未挡住由准直器313射向X射线束输出口的X射线，使由所述准直器313输出的扇形X射线束能够直接通过X射线束输出口输出，此时输出的X射线束未被滤去能量，整体能量较高，为高能量X射线束。与现有技术中仅能发出单一类型能量的X射线源相比，本实施例中使用的第一X射线源能够变换射出X射线的能量强度，使同一物体能够接受不同能量强度的X射线照射，以便根据同一物体在不同能量的X射线下表现出的吸收差异对该物体的种类进行定性判断，且这种判断方式不受物体形状的影响，能够对毒品、炸药等难以通过形状进行辨认的物品进行准确判断，从而有效提高安检的准确性。
下面对本实施例提供的门式斜角底照X光机的工作原理进行说明：
使用本实施例提供的门式斜角底照X光机进行安全检测时，先通过控制组件开启X射线发生器312及电机3142，利用电机3142带动转轴3141转动，使滤波片314绕转轴3141进行转动，从而间歇性地对准直器发出的扇形X射线束进行滤波，使由第一X射线源31发出的X射线在某一时间段内为高能量X射线束，在下一时间段内则被切换为为低能量X射线束，如此交替循环。
将待检物体放置于X光机的输入端，并开启传送组件，使待检物体能够通过传送带由X光机的输入端传送至输出端。在待检物体的传送过程中，由第一X射线源31发出的X射线束穿过待检物体被倾斜设置的门式第一X射线探测器41接收。其中，通过第一X射线源31发出的一部分X射线先由待检物体的下表面穿入，再由上表面或后表面穿出，另一部分X射线先由待检物体的前表面穿入，再由上表面穿出，最后都被水平传感器411接收；还有一部分X射线先由待检物体的下表面穿入，再由左侧面或右侧面穿出，最后被左侧垂直传感器412或右侧垂直传感器413接收。在这一传送过程中，由第一X射线源31发出的X射线束能够穿过待检物体的上、下、前、后、左、右六个面，实现对待检物体的全方位检测，完成对待检物体的原始3D数据采样；且获得的X射线成像结果中各部分比例协调不失真，能够呈现更加真实的3D结构，便于安检人员通过图像进行辨认，提高安检的准确性。
由第一X射线探测器41接收的X射线信号均被转化为电信号并输入图像处理系统进行分析。所述图像处理系统可以根据接收到的信号强弱对待检物体中不同物品的密度进行分析，得到各密度下物品的三维图像，以便根据形状判断物品种类；同时，所述图像系统还能够根据同一物品在高能量X射线和低能量X射线下表现出的吸收差异，对该物品的成分进行分析，以便对难以通过形状进行辨认的物品进行准确判断。基于该图像处理系统的检测结果，安检人员可以对待检物体中是否含有危险物品进行较为准确的判断，实现对待检物体的全面、准确检测。
实施例2
本实施例提供了一种门式斜角底照X光机，其结构示意图如图6所示。与实施例1相比，实施例2的区别在于还设有第二X射线源32和与所述第二X射线源32对应的第二X射线探测器42，所述第二X射线源32与所述第一X射线源31的X射线发射方向不同，能够为待检物体提供两种不同的检测视角，避免了部分物品由于特殊的放置角度在单一视角下难以充分展现的问题，使待检物体均能够得到全方位检测与呈现。
所述第二X射线源32的结构与所述第一射线源31一致，所述第二X射线探测器42的结构与所述第一X射线探测器41一致，其余部件的结构及设置方式均与实施例1一致，在此不再赘述。
在本实施例中，第二X射线探测器42与第一X射线探测器41对称设置，在其他实施例中，第二X射线探测器42的倾斜角度可以进行调整，与第一X射线探测器41不平行即可。
基于对称设置的第二X射线探测器42与第一X射线探测器41，本实施例中的第二X射线源32与第一X射线源31也呈对称设置。在其他实施例中，第二X射线源32可以根据第二X射线探测器的位置变化进行调整，使第二X射线源32发出的X射线均能够被第二X射线探测器42接收即可。
本实施例提供的门式斜角底照X光机的工作原理与实施例1基本一致，区别在于本实施例中的图像处理系统能够接收到来自两个视角的X射线透射数据，通过对来源于不同视角的两组数据进行整合，能够形成更加准确的物品三维图像，进一步提高检测结果的准确度。
综上所述，本发明提供了一种门式斜角底照X光机，包括箱体、传送组件和X射线探测组件；X射线探测组件包括第一X射线源以及与第一X射线源对应的第一X射线探测器；第一X射线探测器为门式探测器，包括水平传感器和分别设于水平传感器两端且与水平传感器垂直的左侧垂直传感器、右侧垂直传感器；水平传感器的一侧设于箱体内部的上表面，另一侧向下倾斜，使第一X射线探测器朝传送组件形成的传送平面倾斜设置。通过上述方式，本发明能够使X射线源发出的X射线穿透物体的六个面，完成六面原始3D数据采样，实现对物体的全面检测；并使X射线成像结果中各部分比例协调不失真，呈现更加真实的3D结构，便于安检人员通过图像进行辨认，提高安检的准确性。
以上所述仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种门式斜角底照X光机，包括箱体、设于所述箱体内用于传送待检物体的传送组件以及X射线探测组件，其特征在于：所述X射线探测组件包括第一X射线源以及与所述第一X射线源对应的第一X射线探测器；所述第一X射线探测器为门式探测器，包括水平传感器和分别设于所述水平传感器两端且与所述水平传感器垂直的左侧垂直传感器、右侧垂直传感器；所述水平传感器的一侧设于所述箱体内部的上表面，另一侧向下倾斜，使所述第一X射线探测器朝所述传送组件形成的传送平面倾斜设置。
2.根据权利要求1所述的门式斜角底照X光机，其特征在于：所述第一X射线源设于所述传送组件下方，并位于所述左侧垂直传感器和所述右侧垂直传感器的中部，使所述第一X射线探测器采集到的图像数据比例协调不失真；所述第一X射线源发出的X射线束形成的平面与所述水平传感器垂直，使所述第一X射线源发出的X射线能穿透待检物体的六个面并被所述第一X射线探测器接收，完成对待检物体的原始3D数据采样。
3.根据权利要求1所述的门式斜角底照X光机，其特征在于：所述第一X射线源包括屏蔽壳体、设于所述屏蔽壳体内的X射线发生器和准直器；所述屏蔽壳体的一侧设有X射线束输出口，所述准直器设于所述X射线发生器与所述X射线束输出口之间，用于将所述X射线发生器发出的X射线整理成扇形X射线束，再通过所述X射线束输出口输出。
4.根据权利要求3所述的门式斜角底照X光机，其特征在于：所述准直器和所述X射线束输出口之间还设有用于过滤部分X射线的滤波片。
5.根据权利要求4所述的门式斜角底照X光机，其特征在于：所述滤波片的一端设有由电机驱动的转轴，使所述滤波片绕所述转轴进行旋转；当所述滤波片旋转至正对所述准直器的位置时，对所述准直器输出的扇形X射线束中的部分X射线进行过滤，使输出的X射线束为低能量X射线束；当所述滤波片转离正对所述准直器的位置时，所述准直器输出的扇形X射线束不经过所述滤波片，输出的X射线束为高能量X射线束。
6.根据权利要求1所述的门式斜角底照X光机，其特征在于：所述X射线探测组件还包括第二X射线源以及与所述第二X射线源对应的第二X射线探测器；所述第二X射线探测器的结构与所述第一X射线探测器一致，二者朝向所述传送平面的倾斜角度不同。
7.根据权利要求6所述的门式斜角底照X光机，其特征在于：所述第二X射线源设于所述第一X射线源所在的水平面上，沿所述传送组件的传送方向与所述第一X射线源相邻设置。
8.根据权利要求1所述的门式斜角底照X光机，其特征在于：所述第一X射线探测器与所述传送组件形成的传送平面之间的夹角为40°～80°。
9.根据权利要求3所述的门式斜角底照X光机，其特征在于：所述扇形X射线束的圆心角为90°～150°。
10.根据权利要求1所述的门式斜角底照X光机，其特征在于：还包括与所述X射线探测组件连接的控制组件及与所述控制组件连接的图像处理系统，用于控制所述X探测组件的运行，并生成相应图像。
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