CN111954624A - 输送机系统 - Google Patents

Abstract

描述了一种与用于扫描物体(43)(例如瓶子)的扫描装置(49)一起使用的输送机系统。该系统包括：具有输送机表面(45)的横向输送机；多个物体支撑模块(41)，每个物体支撑模块(41)包括下表面和上部部分，下表面位于输送机的输送机表面(45)上，接纳物体的凹陷部分被限定于该上部部分，其中接纳物体的凹陷部分限定具有恒定横剖面的细长凹部。还描述了一种包括与物体扫描仪相结合的输送机系统的扫描系统和体现这种扫描仪的原理的扫描方法。

Description

输送机系统

本发明涉及一种用于与用于对物体进行放射检查的装置一起使用的输送机系统以及一种将物体传送到这种装置并通过这种装置的方法。本发明特别适用于与用于特别是对在容器(例如瓶子)内的被容纳的物质(例如液体等)进行放射检查的装置一起使用，并且涉及一种将特别是在容器(例如瓶子)中的被容纳的物质(例如液体等)传送到这种装置并通过这种装置的方法。通过示例的方式，关于这种特定应用讨论了本发明，但是本发明不限于该用途。在一个更完整的实施例中，本发明涉及一种用于对物体(例如被容纳的物质的容器)进行放射检查的装置，以及涉及一种用于对物体(例如被容纳的物质(例如液体等)的容器)进行放射检查的方法。

本发明尤其涉及包括被容纳的物质的容器的物体，所述被容纳的物质按其性质将被预期具有单一的总体均匀的成分，例如流体成分，例如液体，包括混合物、溶液、乳液、悬浮液等，如可流动的成分，例如凝胶、糊剂、乳膏、细粉、以及诸如此类、气雾剂等。在本文中通过示例的方式提到在诸如瓶子的液体容器中的被容纳的液体的情况，应该认识到，本发明同样适用于所有这种液体、部分液体和在被容纳时具有这个基本混合且总体均匀的特性的其它可流动的物质。

该装置和方法尤其是用于确定与被容纳的物质的成分相关的信息的放射扫描仪。本发明尤其涉及一种利用高能辐射(例如x射线或伽马射线)来扫描物体的装置和方法，其中期望的是获得关于内部内容物和/或被容纳的物质的成分的信息。

例如，利用高能辐射(例如x射线或伽马射线)扫描物体、特别是生成透射射线照片形式的图像信息的原理，在安全行业中被广泛使用，但是也可以在其他领域(非限制地例如，医学成像、用于质量控制目的或确定结构的完整性或诸如此类的目的的成像)中被使用。

例如，X射线常常被用来检查物体和容器(包括袋子、箱子和瓶子)中的内容物。在航空安全中，双视场X射线系统(dual view X-ray systems)通常用于筛查随身行李和随身物品。这些技术允许将大袋子被直接放置在输送机传动带上，但是较小的随身物品(包括电子物品、小袋子和脱掉的物品、瓶子等)被放置在托盘中以防止物品在输送机上移动。在确保这样的小物体稳定地被保持在通过扫描仪的恒定位置处方面存在价值。

本发明关于在安全或类似情况中用于检测违禁品液体物质(例如爆炸物或其他危险或违禁物质)是特别有用的。在许多情况下，容器(瓶子、坛子、罐子等)的液体内容物需要在不打开瓶子的情况下被检查。这些包括针对爆炸物的安全检查、针对违禁品的海关检查、欺诈捕获(fraud capture)和质量控制。这样的用途的一个特别重要的示例是在机场/航空公司或其他加强的安全环境或海关监管中对未知内容物的容器的筛查中。下面通过示例的方式，在这样的背景下讨论本发明。然而，本发明不限于安全应用，还可以应用在其中可能期望例如为了识别目的、为了库存控制或质量控制目的而获得关于内部内容物和/或被容纳的液体或液体样品的成分的信息以监测变化和尤其是随时间的推移引起的退化以及其他应用的所有情况中。

期望的是，在安全和海关检查站点处扫描物体(例如瓶子)中的内容物以基于在与物体相互作用之后在检测器处接收到的辐射来得到关于内容物的信息并获得物体的内容物不构成对安全的威胁或对海关规定的违反的指示。还期望的是，为了其他目的，例如质量控制、内容物检验、退化监测等，而扫描物体中的内容物。

为了确保物体、容器或它们的内容物是它们被声称的东西，扫描物体和任何内容物使得高能量和例如电离辐射束横穿物体的横截面可能是有用的。将物体传送通过例如在传动带输送机上的扫描仪以生成图像的系统被广泛用于这种目的，并且现有的方案适当地用于这种系统。

然而，可以例如通过将对所得到的透射辐射束强度数据的数值分析的结果与和已知成分的物质和/或已知违禁品或其他目标物质有关的参考数据集进行比较来从该分析获得物质成分的指示。

x射线穿过物质的透射率可如下由指数衰减定律给出：

I/I_o＝exp[-(μ/ρ)ρt] (1)

其中

μ/ρ＝质量衰减系数(物质性质，其是物质的加权元素成分及其被扫描时的能量的特性)；

I＝最终强度；

I₀＝初始强度；

ρ＝物质的密度；以及

t＝物质的厚度。

因此，例如通过将x射线透射率的变化看作物质的厚度“t”的变化的函数，可以做出关于物质的质量衰减系数和密度的推断。这两个参数是不同物质的特性，且因此物质识别变得可能。

特别是，开发了旨在非侵入性地识别被保持在密封容器中的目标液体和类似物质(即，整体具有相似的总体均匀的成分的物质)的仪器。例如，目标液体或类似物质可以是如果被携带在飞机上则造成安全威胁的液体或类似物质、含有溶解的麻醉药的液体、或需要质量控制的液体。

当被扫描的物体是被容纳的物质(其按其性质被预期具有单一的总体均匀的成分，例如是流体成分，例如在容器中的如上所述的液体)时，根据被容纳的物质和容器本身的期望均匀性，当与不均匀物体或包含多个物体的包装的扫描相比较时，分析问题就可能被简化。即使如此，被容纳的物质和容器本身也都受个体成分变量影响，例如，诸如受以下影响：被容纳的物质的类型、被容纳的物质的成分或浓度、在被容纳的物质中的高能电离辐射的路径长度、制成容器的材料、以及容器的壁的厚度。

为了在从穿过容器及其液体或类似内容物的透射收集的辐射数据被处理时使这些问题能够被解决，并且特别是为了最小化可归因于部分填充的瓶子的填充水平、不规则的瓶子形状等的复杂化，开发了体现上述原理的已知系统，其中通过将瓶子保持在固定位置上来进行扫描，并且使用例如简单的笔形射束以受控的方式执行穿过瓶子和内容物的扫描。

固定的关系和简单的射束几何形状减少了在透射数据中的不必要的可变复杂性，并简化了它的处理以在成分上解析关于内容物的有用的信息。然而，扫描操作的个体和离散性质降低了吞吐量，因为每个瓶子或其他容器必须被依次放置在扫描仪中。

申请人开发了检查容器中的液体内容物并确定内容物是否是对航空安全的威胁的技术，其利用这些特征中的一些并在被公布为EP 3063533A的欧洲专利申请号14796539.6中被描述。该技术要求瓶子在传动带上被保持在固定位置上，因此从两个X射线视场收集的数据是一致的。更一般地，如果物品被放置成在垂直于行进方向的倾斜方向上相对于水平面倾斜得尽可能小，则对威胁和良性物品的分类被发现得到了改进。

在物体通过在输送机(例如移动的传动带输送机)上的扫描区时使用x射线等来扫描物体的传统安全扫描仪是已知的。这种装置在机场和其他安全和海关监管情况中是标配的。然而，缺失对定向的控制意味着它们不适合于某些分析物体(被容纳的物质(例如液体)在瓶子或其他小物体中)的方法，因为出现了上述问题。

对此的部分解决方案在被公布为EP3137883A的欧洲专利申请号15721798.5中被提出来了。该解决方案提出了对充气封套的使用，该充气封套被配置成限定接纳容器的凹陷部分，容器位于该凹陷部分中，以便相对于输送机的行进方向在x方向上使连续的容器一致地对齐。这个解决方案在使连续的容器与水平面一致地对齐时不是有效的。如果物品被放置成在垂直于行进方向上相对于水平面倾斜得尽可能小，则对威胁物品和良性物品的分类被发现得到改进。因此，期望的是，开发当容器沿着这样的输送机连续通过时更有效地将容器安置在相对于水平方向一致的定向上的解决方案。

根据本发明，在第一方面中，一种用于与用于对物体进行扫描的扫描装置一起使用的输送机系统，所述物体包括但不限于诸如液体等的被容纳的物质，尤其是在容器(例如瓶子)内的被容纳的物质，所述输送机系统包括：

横向输送机，其具有输送机表面；

多个物体支撑模块，每个物体支撑模块适于安置在输送机表面上；

每个物体支撑模块包括下表面和上部部分，下表面位于输送机的输送机表面上，接纳物体的凹陷部分被限定于该上部部分中，

其中，接纳物体的凹陷部分限定具有恒定横剖面的细长凹部。

每个物体支撑模块具有凹陷部分，该凹陷部分提供总体上凹形的凹部，物体(例如容器或其他小的单独扫描的物体)可以在使用时被接纳安置在该总体上凹形的凹部中，以便被稳定地支撑在横向输送机上。凹陷部分在伸长方向上延伸，该伸长方向例如在使用时对应于输送机的行进方向。

输送机的这一行进方向在本文中以非限制性方式参考预期用途被称为x方向，z方向相对于x方向被限定在使用中的水平面中，以及y方向是垂直于该使用中的水平面的方向。在伸长的x方向上延伸的细长凹陷部分易于相对于输送机的行进方向在x方向上使连续的物体一致地对齐。特别是，给定大多数瓶子和类似容器具有被限定的伸长方向，通常是纵轴，在伸长的x方向上延伸的细长凹陷部分易于在物体支撑模块沿着这样的输送机连续通过时使这样的连续瓶子或类似容器一致地对齐且它们的伸长方向和例如它们的纵轴处于x方向。

然而，根据本发明的物体支撑模块的凹陷部分特征还在于细长凹部具有恒定横剖面的限制，也就是说，当凹部在使用中在对应于x方向的伸长方向上沿着物体支撑模块延伸时，凹部在与输送机表面的平面平行的平面中的横截面剖面(对于大多数实际应用，在使用中是水平面)不改变。沿着伸长方向提供这个恒定剖面意味着物体支撑模块易于使接纳在其中的连续物体对齐且它们的伸长方向和例如纵轴处于在与输送机的平面平行的平面中。这使当物体支撑模块沿着这样的输送机连续通过时在根据本发明的一连串物体支撑模块中接纳的一连串物体中的每一个物体在y方向上的倾斜最小化并且确保了相对于输送机和在一般使用中相对于水平方向的更一致的定向。

可能特别期望的是，最小化相对于从水平方向的倾斜。根据本发明的物体支撑模块在这个方面是特别有效的。

本发明被应用于支撑件，该支撑件用于通过使物体被单独地进行扫描的扫描仪，且所述物体例如是被容纳物质(诸如液体等)的容器，特别是在容器(例如瓶子)内的被容纳的物质的容器。在本文的进一步讨论考虑被容纳的物质(例如在瓶子中的液体)的容器的场合，要理解的是这是通过示例的方式。本发明的许多原理可以被预期应用于当被容纳时具有基本混合且总体均匀的特性的所有被容纳的物质，包括液体、部分液体和其他可流动的物质，并且本发明的许多原理可以被预期应用于其中可能期望相对于水平面的倾斜的最小化的所有其他物体。

在使用中，物体(例如瓶子或类似容器)被放置在支撑模块上，并被接纳在支撑模块中的凹部中，支撑模块被安置在输送机表面上，并且物体(例如瓶子或其他容器)因此相对于输送机表面相对于行进的方向和相对于水平方向都被稳定地保持在固定位置和定向上。在使用中，输送机然后起作用来以熟悉的方式将物体和支撑模块传送到合适的扫描装置并通过该合适的扫描装置。

本发明带来优于现有技术安全扫描系统的优点，其中瓶子或其它被扫描的物体保持静止并一个接一个地被扫描，因为本发明与已建立的连续移动输送机系统和扫描方案兼容，并提供更高的吞吐率。

它克服了在使用标准移动输送机系统或扫描方案时例如通过将物体直接放置在传动带上或托盘(例如托盘常常针对松散物体的扫描而被提供)中可能出现的特别问题。在修改用于输送瓶子和类似容器、特别是具有传统圆形横截面和滚动趋势的那些容器的移动输送机系统时的特别问题是必须将物体保持在相对于行进方向和相对于水平方向的稳定和固定的关系中，使得当它通过扫描区时它的位置是已知的，使得它的定向是已知的，并且使得在具有被容纳的物质的情况下内容物不被干扰，并且使得相对于参考数据获得一致的结果。

本发明通过在物体支撑模块的上表面中提供具有恒定横剖面的凹部来实现此，使得在使用中在支撑模块位于输送机表面上的情况下，物体(例如瓶子或其他容器)因此被稳定地保持在固定位置和定向上，且特别是相对于水平方向被稳定地保持在固定位置和定向上。

如果物品被放置成在垂直于行进方向的方向上相对于水平面倾斜得尽可能小，则对威胁物品和良性物品的分类被发现得到改进。因此，在优选实施例中，每个物体支撑模块的下表面和接纳物体的凹陷部分一起被配置成使得在接纳物体的凹陷部分中接纳的物体被保持在相对于输送机表面的平面的平行定向上。例如，恒定剖面的凹陷部分平行于下表面延伸，使得当下表面水平地位于传动带上时，凹陷部分类似地在水平定向上延伸。

凹陷部分包括恒定剖面的细长凹槽以限定凹形的保持凹部。合适的剖面可以取决于待接纳的物体。优选地，恒定剖面具有关于在伸长方向上延伸的镜像平面的镜像对称性。在一个实施例中，恒定剖面是连续曲线，例如圆、椭圆或抛物线的弓形部分。在另一个实施例中，恒定剖面是阶梯形剖面。

该剖面可以合适地被模制到支撑模块的上部部分的物质中或由该物质加工而成。

一旦物体处于适当的位置上，支撑模块就需要足够的刚度来将物体保持在相对于输送机表面的这种稳定且固定的位置和定向上，但是可能仍然期望的是提供一定程度的弹性，尤其是关于在支撑模块的上表面中的凹部提供一定程度的弹性。因此，在一个可能的实施例中，支撑模块的至少包括在上表面中的凹部的部分是弹性地可变形的，并且例如包括柔性弹性物质。例如，在上表面中的凹部被配置为在使用中当物体被放置在其中时可弹性地变形成变形的配置，在该变形的配置中物体被稳定地且刚性地保持在固定的位置和定向上。这可以允许单个凹陷单元包容(accommodate)包括多个瓶子或其它容器形状/尺寸的一系列物体，和/或提供内容物的一定程度的缓冲。

支撑模块包括位于输送机表面上的下表面。下表面优选地适于易于当使输送机移动时将支撑模块保持在输送机表面上的稳定的安置位置上。例如，下表面包括或具有高摩擦物质的表面覆盖物。附加地或可选地，支撑模块可以包括一个或更多个接合构件以在输送机表面上的安置位置上接合支撑模块的下表面。

根据本发明的支撑模块可以包括被设计成直接被安置在输送机表面上的单个结构，其具有位于输送机的输送机表面上的下表面和其中限定了接纳容器的凹陷部分的上部部分。

可选地，根据本发明的支撑模块可以包括模块化结构，其例如包括诸如托盘的保持器和被配置为由保持器承载且例如作为托盘的插入物的支撑结构。在这种情况下，保持器的下表面限定位于输送机的输送机表面上的支撑模块的下表面，且支撑结构的上表面限定物体支撑模块的其中限定接纳物体的凹陷部分的上部部分。

期望的是，支撑模块应该具有已知的x射线衰减剖面，且更期望的是还是可忽略的x射线衰减剖面。这允许可归因于支撑模块的任何x射线衰减，视情况而定，容易在使用中从在扫描期间产生的信号中被减去，或者被忽略。具有非常低的x射线衰减的支撑模块为一系列应用提供更广泛的适用性，特别是例如在期望以一系列潜在响应扫描一系列物体以及去除归因于物体的衰减的复杂化可能使得数据变得更难以解释的情况下，提供更广泛的适用性。

期望的是，支撑模块或者模块化支撑模块的至少支撑结构可以由轻质/低密度物质制成。

满足这些要求中的一些或全部的物质可能包括开孔和闭孔多孔物质，例如多孔聚合物质，例如包括聚合苯乙烯、乙烯基和酰亚胺泡沫。

根据本发明的支撑模块或结构具有另外的优点，例如容易被制造、低成本和一次性的，并且可以容易用识别标记来进行标记，例如以指示合适的容器尺寸，用于位置感测或校准要求。已确立的制造技术是可用的。

特别期望的特征是，根据本发明的输送机系统被配置成确保任何物体(例如瓶子或其他容器)的位置在已知方向(其优选地为横向输送机的平移方向)上并且在相对于水平方向的已知定向上对齐。

这通过提供延伸适当长度的细长凹部或凹槽以保持期望的物体或一系列物体来实现，其中该细长凹部或凹槽在该长度上具有恒定剖面。这并不排除提供其它剖面特征，这些其他剖面特征可以与恒定剖面的细长凹部或凹槽协作地操作以给予附加功能。这样的其它剖面特征可以例如整体地合并到支撑模块或可插入的支撑结构中，或者作为辅助插入物被提供。

例如，对于一些应用，可能希望限制沿着支撑模块的长度的放置被保持的物品的位置，例如防止物品被放置在凹部或凹槽的末端处或者防止物品被放置在沿着凹部或凹槽的某些点处以防止物品彼此接触。防止这样的位置的实施例包括沿着凹部或凹槽的长度改变凹部或凹槽的形状，包括通过插入物、凹部或凹槽不存在的区域(例如，如果凹槽由物质块加工而成的，则不切割)或通过在特定点处对凹槽形状的其他改变。

根据前述实施例的实施例可以是将一块或更多块替代物质插入用于制造支撑模块或结构的保持物品的物质的物质中的实施例。这种物质可以包括密度更大的泡沫、塑料、金属或具有与在支撑模块或结构中用于保持物品的物质不同的性质的其他物质。

一个实施例使用这种替代物质以允许检查系统识别出被扫描的物品是已经被放置在物品保持物质上的物品。例如，这可以是向x射线扫描系统通知存在一瓶待扫描的液体以及单独的方案应该被使用(例如，不同的扫描参数和/或对所得到的信息的不同分析方法)。替代的插入物质应该具有与支撑模块或结构的主要物质不同的性质。

例如，以不同于支撑模块或结构的原始物质的方式吸收x射线的金属插入物可用于向系统通知保持瓶子的托盘正在被使用。在另一个示例中，可以将RFID标签插入支撑模块或结构的物质中以向传感器通知瓶子托盘正在被使用。这些方法的实施例可以简单地使用在每个托盘或其他保持器中的相同的插入物以向系统通知特定类型的托盘或其他保持器正在被使用，或者可以是对每个托盘或其他保持器是特有的以允许通过系统和可能的其他测量技术来跟踪个体物品。实施例可包括插入物的可由x射线系统唯一识别的特定编码块，或单独编码的RFID标签。一个替代实施例将编码插入物放置在模块化支撑模块的支撑结构适于的托盘或其他保持器周围，而不是在支撑模块或结构本身的物质中。

替代物质的插入物的另一个用途是给主要保持物质提供更大的强度。例如，在保持物质是在托盘内的泡沫插入物的实施例中，对最终用户可能更取的是，将多个托盘堆叠在一起，以及多个托盘和插入物的重量可能使在下部托盘上的泡沫变形。将更坚固的物质插入到保持物质中可以增加系统的强度并防止变形。

这可以是插入物物质用于识别目的的替代用途，插入物提供强度和识别的双重用途，或者作为两个或更多个插入物中的一个，至少一个插入物用于提供强度以及至少另一个插入物用于提供识别。

输送机系统包括具有接纳多个支撑模块的输送机表面并且在可能的实施例中具有固定地安装在其上的多个支撑模块的横向输送机。横向输送机可操作来在横向平移方向上将输送机表面和其上的支撑模块(在使用中承载待扫描的物体，例如被容纳的物质的容器)平移到在合适的扫描仪中限定的扫描区并通过该扫描区。可以提供合适的驱动装置来实现此，例如提供适于引起输送机表面在横向平移方向上的运动的驱动装置。

横向输送机可以包括环形输送机元件。横向输送机可包括传动带、链条或诸如此类，其上表面然后构成输送机表面。横向输送机方便地是环形带式输送机。

根据本发明的系统优选地包括多个支撑模块。合适的多个支撑模块可以包括多个可选的尺寸和/或结构，该多个可选的尺寸和/或结构适用于多个物体尺寸、形状以提供处理不同物体的系统通用性。

在使用中，多个支撑模块可以跨越输送机表面进行分布，例如在平移方向上以一行或更多行进行布置。在支撑模块固定地附着到输送机表面的情况下，多个支撑模块可以以分布式方式跨越输送机表面固定地进行附着，例如在平移方向上以一行或更多行进行布置。在多个行被提供的情况下，在任何给定行中的模块优选地相对于在任何另外的行中的其他模块在横向方向上纵向地偏移，使得其中的物体连续地但独立地通过扫描区。

在本发明的第二更完整的方面中，提供了一种扫描系统，该扫描系统包括与合适的物体扫描仪相结合的根据本发明第一方面的输送机系统。

该输送机系统被定位成传送被测物体，例如该物体包括具有液体或具有相同的总体同质特性的其他物质的瓶子或类似容器，物体被放置在输送机表面上，由如上所述的合适的支撑模块支撑，并被平移到物体扫描仪并通过物体扫描仪。

在一般情况下，物体扫描仪是一般在多个能量下和/或在一个能量范围内操作的放射扫描仪，并且例如是利用高能辐射(诸如电离辐射(例如高能电磁辐射(诸如x射线和/或伽马射线)、或者亚原子粒子辐射))的扫描仪。

例如，扫描仪包括辐射源和与其间隔开的辐射检测器系统以在其之间限定扫描区，输送机系统被定位成将被测物体(例如包括具有液体或具有相同总体同质特性的其他物质的瓶子或类似容器)传送到扫描区并通过扫描区。

因此，检测器系统被设置成收集特别地以能量选择性方式在多个能量下和/或在一个能量范围内在与扫描区中的物体相互作用之后并且例如在优选情况下在透射穿过扫描区中的物体之后的辐射。

检测器系统尤其适于收集指示在扫描区中的物体的物质成分的放射信息，且因此扫描仪是用于收集指示在扫描区中的物体的物质成分的放射信息的装置。特别是优选地，扫描仪适于对在容器中的被容纳的物质(例如液体等)收集成分信息，并且例如识别被容纳的物质(例如液体)等。

优选地，检测器系统适于将入射在其上的辐射用光谱方法解析(resolve)到多个能带内。在一个实施例中，检测器系统是双能量的，并且适于将入射在其上的辐射用光谱方法解析到两个能带内。在另一个实施例中，检测器系统是多光谱的，并且适于将入射在其上的辐射用光谱方法解析到至少三个能带内。

因此，检测器系统与现有的数值分析技术兼容，以从用光谱方法解析的透射辐射和/或从用光谱方法解析的衰减数据确定成分信息。

然而，吞吐率可能增加。当使多个物品通过在可移动输送机上的扫描区时，它们可以即使不是同时也是至少连续接连地被扫描。相比于静态的现有技术系统，该扫描系统更接近于出于安全目的的现有的扫描方案。

辐射源优选地适于生成二维射束，例如扇形射束或帘幕射束，以在物体穿过扫描仪时获得横向穿过物体的切片。

检测器系统优选地被布置和配置成在透射穿过物体之后接收来自这种二维射束的入射辐射，并且该检测器系统优选地是线性阵列检测器或一系列这样的线性阵列检测器。

检测器系统特别优选地适于当物体穿过扫描仪时从透射的辐射生成横向切片数据集作为穿过物体的横向切片，并包括用于此目的的横向切片数据集生成模块。可选地，附加地，检测器系统可以包括横向切片数据集处理模块以进一步在数值上处理来自横向切片数据集的数据，以导出与被容纳的物质的成分相关的信息和/或将该信息呈现为可视图像。可选地，检测器系统还包括图像生成装置以根据检测器系统的输出生成至少第一图像；并且可选地，还包括适于显示图像的图像显示器。

辐射源例如是高能辐射(例如电离辐射(例如高能电磁辐射(例如x射线和/或伽马射线)或者亚原子粒子辐射)的源，并且检测器相对应地适于检测在该光谱中的辐射。辐射源例如是能够在宽范围的能量上产生广谱发射的宽带源，例如宽带x射线或伽马射线源。

检测器系统优选地展示源光谱中的至少一部分的光谱可变响应，允许光谱信息被检索到，以及允许强度信息在多个差分能带处被检测到。例如，检测器系统是双能量系统。在这种情况下，检测器系统优选地包括数据收集模块和数据集处理模块，该数据收集模块收集关于跨越所述多个差分能带进行解析的在检测器处入射的辐射的强度信息的数据集，以及该数据集处理模块进一步在数值上处理强度信息的数据集中的数据以导出与被容纳的物质的成分相关的信息和/或将该信息呈现为可视图像。

检测器系统优选地适于在检测器系统适于将入射辐射同时区分到多个独立的能带并且例如在跨越预期检测光谱上的两个这样的能带内的意义上以用光谱方法解析的方式在多个独立的能带中检测入射辐射。例如，检测器系统展示跨越预期检测光谱的至少一部分的光谱可变响应，允许将入射辐射这样同时区分到多个差分能带内。优选地，入射辐射数据用光谱方法同时在至少三个能带之间进行解析。

用于实现本发明的合适的检测器包括一个或更多个检测器元件，该一个或更多个检测器元件具有适合于高能物理应用的半导体物质，例如能够充当用于高能辐射且例如高能电磁辐射(例如x射线或伽马射线)或者亚原子粒子辐射的检测器的物质。因而得到的检测器元件包括至少一层这种物质，且因此是适合于高能物理应用的设备，且是例如用于高能辐射(诸如x射线或伽马射线或亚原子粒子辐射)的检测器。

根据优选实施例，所收集的数据用光谱方法跨越在源的光谱内的至少两个能带和可选地至少三个能带以及例如许多能带进行解析。至少一个检测器元件的半导体物质优选地是适于在使用中展示跨越预期辐射光谱的至少大部分的光谱可变响应的物质。特别是，使用固有地将在使用中对辐射光谱的不同部分的直接可变电响应和例如光电响应展示为直接物质性质的半导体物质。

在本发明的另一个方面中，提供了一种扫描一个物体且更优选地扫描多个连续物体的方法，该方法包括通过将物体传送到这种扫描仪并通过这种扫描仪来使用前述装置。特别地，该方法是适合于尤其是在容器(例如瓶子)内的被容纳的物质(例如液体等)，并且该方法包括将尤其是在容器(例如瓶子)内的被容纳的物质(例如液体等)传送到这种扫描仪和通过这种扫描仪。

该方法包括：

提供具有输送机表面的横向输送机；

提供多个物体支撑模块，每个物体支撑模块适于安置在输送机表面上，其中，每个物体支撑模块包括下表面和上部部分，所述下表面位于输送机的输送机表面上，接纳物体的凹陷部分被限定在该上部部分中，其中接纳物体的凹陷部分限定具有恒定横向剖面的细长凹部；

将至少一个物体支撑模块设置在输送机表面上，并且更优选地将多个物体支撑模块设置在输送机表面上；

将至少一个物体放置在物体支撑模块上，并且更优选地将多个物体中的每个物体放置在支撑模块上；

平移横向输送机以使至少一个物体和物体支撑模块移动到扫描仪并通过扫描仪。

因此，该方法是使用本发明的第一方面的输送机系统或本发明的第二方面的扫描系统的方法，并且优选特征将通过类比被理解。

在优选情况下，特别地，使至少一个物体和物体支撑模块移动到扫描仪并通过扫描仪的步骤具体包括：

提供辐射源和与其间隔开的辐射检测器系统以限定在它们之间的扫描区；

平移横向输送机以使至少一个物体和物体支撑模块移动穿过扫描区；

收集在与扫描区中的至少一个物体的相互作用且例如透射穿过该至少一个物体之后入射在检测器处的辐射。

在优选情况下，特别地，该方法被部署为收集指示在扫描区中的至少一个物体的内容物的物质成分的放射信息的方法，并且扫描仪优选地是适于从例如物体和例如容器内的被容纳的物质(例如液体等)收集成分信息并且例如识别物体和例如在容器内的被容纳的物质(例如液体等)的装置，并且该方法还包括从在与扫描区中的至少一个物体和例如容器的相互作用且例如透射穿过该至少一个物体和例如容器透射之后入射在检测器处的所收集的辐射导出指示至少一个物体和例如容器的内容物的物质成分的信息的步骤。

在优选情况下，特别地，该方法利用用光谱方法解析的入射在检测器处的辐射来导出指示物体和例如至少一个容器的内容物的物质成分的信息，并且包括将辐射用光谱方法解析到跨越源辐射的光谱间隔开的多个能带且例如双能带内的步骤。

现在将仅通过示例的方式参考对瓶子的扫描的示例应用并参考附图中的图1到图9来描述本发明，其中：

图1示出了在倾斜定向上的瓶子，如上所讨论的特别期望的是控制/最小化该倾斜定向；

图2至图4示出了具有阶梯形凹槽的三种可选结构的横截面，该阶梯形凹槽可以直接用作在输送机上的支撑件或者被放置在托盘中以构成体现本发明的原理的支撑模块；

图5是图4的插入物的透视图；

图6和图7示出了两个可选的插入物的横截面，该两个可选的插入物具有弯曲凹槽以被放置在托盘中以构成体现本发明的原理的支撑模块；

图8示出了在这样的托盘中的图7的插入物；

图9示出了另一可选的插入物；

图10在平面图中示出了根据本发明的原理的包括承载多个支撑模块的输送机的扫描仪。

图1提供了通过扫描系统传送瓶子或类似容器以示出倾斜定向的简单示意图，如上所讨论的特别期望的是控制/最小化该倾斜定向。

瓶子11被承载在输送机13上穿过由一对正交检测器阵列15a、15b限定的扫描区。在本文称为x方向的输送机的行进方向进入页面内，z方向相对于其被定义为水平方向，而y方向是竖直方向。大多数瓶子和类似容器具有限定的细长方向，通常是瓶子轴，并且在伸长x方向上延伸的任何保持器(为了清楚起见，在图1中被省略)易于将连续的瓶子与其在x方向上的伸长轴一致地对齐。

可能特别期望的是，控制且尤其是最小化相对于水平方向的倾斜，例如图1中的角度θ。

图2至图4示出了具有阶梯形凹槽的三种可选结构的横截面，其可以直接用作在输送机上的支撑件或者被放置在托盘中以构成体现本发明的原理的支撑模块并且易于控制/最小化任何倾斜角。这些特别适合于对瓶子的扫描，并且在该背景下进行讨论，但是本发明不限于对瓶子的扫描，而是适用于期望维持水平姿态的任何情况。

每个图示出了对研究方法具有可忽略或一致的影响的物质的支撑结构的剖面形式。在x射线的情况下，用于此的物质包括泡沫或气囊。该物质又可以直接被放置在输送机上或通过其他方法或插入到检查系统中，或者该物质可以通过其他手段(例如塑料托盘)被保持。

支撑件仅由不显著修改可用于照射在其上承载的瓶子的多色x射线束的强度或光谱的轻质物质组成。

这在本发明的预期主要应用中是重要的潜在显著优势，其中通过穿过瓶子和内容物的衰减对这种透射x射线光谱的修改被用作物质识别的基础。使用这种支撑件意味着对所扫描的瓶子的物质内容物的解释不受支撑结构影响。

具有非常低的x射线衰减的支撑结构为一系列应用提供更广泛的适用性，特别是例如在期望以一系列潜在响应扫描一系列容器以及去除归因于容器的衰减的复杂化可能使得数据变得更难以解释的情况下。

在图2中示出了沿着物质的长度具有简单规则的阶梯形凹槽的支撑结构22，该支撑结构22具有阶梯宽度和深度的示例尺寸。

另一个实施例改变阶梯的宽度以匹配预期物品的尺寸的分布。这由图3中的具有阶梯宽度和深度的示例尺寸的支撑结构23示出。

另一个实施例利用在最小狭槽中的凹槽来确保小的非平坦侧物品被保持并且使其不在周围滚动。该凹槽可以是三角形、圆形或和弯曲形状。这由图4中的具有三角形示例和具有可变阶梯宽度和规则阶梯深度的示例尺寸的支撑结构24示出。

图5示出图4的结构24的透视图。

图6示出了具有单个半圆形凹槽以将物品保持在原位的支撑结构26的可选实施例的横截面。

支撑结构27的可选实施例使用抛物线(图7)或任何其他弯曲形状来将物品保持在原位。

这些和其它这样的支撑结构可以直接被放置在输送机上或固定到输送机并形成输送机的一部分。可选地，支撑结构可以由另外的手段进行保持，例如通过托盘或其他保持装置进行保持，托盘或其他保持装置则被放置在输送机上或固定到输送机。

在图8中示出了一个示例，其中图7的支撑结构27被保持在刚性塑料物质的简单托盘31中。可以使用简单的均质托盘。

然而，在所示的实施例中，借助于安装在表面上的标签33(以及在替代方案中以哪种方式被嵌入托盘或支撑结构的物质中)提供了具有附加功能的托盘31。标签或插入物通过它对扫描仪或对某个其他读取器的响应而被选择为独立可检测的。例如，标签或插入物可以由具有与托盘或支撑结构的主要物质不同的性质的替代物质制成。在另一个例子中，RFID标签可以附着到托盘或支撑结构的物质或插入到托盘或支撑结构的物质中。实施例可以使用在每个托盘或支撑结构中的相同的插入物，或者可以对每个托盘或其他支撑结构是特有的以允许通过系统跟踪各个物品。

图9所示的支撑结构的可选的复合实施例包括主体部分35和凹部形成部分，主体部分35构成支撑结构的大部分，以及凹部形成部分限定在使用中其中接纳容器的凹部。这可以允许不同的物质性质被选择，例如使得凹部形成部分37提供更大程度的柔性弹性，以便当物体放置在其中时在使用中是弹性可变形的，主体部分35是更刚性的。在该实施例中，复合支撑结构另外被承载在托盘31中。

上面详述的实施例显示垂直于基部的平坦侧面。这些实施例的替代方案可以具有非平坦表面以允许物质符合具有另一形状的托盘或其他保持机构。

以上所述的支撑结构适用于在例如熟悉的传动带式输送扫描仪系统(belt fedscanner system)。

在示例使用中，支撑多个瓶子的多个支撑托盘/插入物组合被设置成排列在输送机传动带的上表面上，输送机传动带在传动带方向上运输所支撑的瓶子。支撑结构允许瓶子的定向、特别是相对于水平方向的定向并且还与传动带行进的方向对齐的定向由操作员简单地实现。

支撑结构可以以固定的图案合并到扫描仪系统的传动带上，使得瓶子位于在交错的阵列中的一行或多行中，使得当传动带移动时，它们可以紧密地、连续地但独立地被扫描。这允许高吞吐率，同时避免在多个瓶子的同时扫描的情况下可能出现的问题。

例如，为了做到这一点，多个托盘可以位于扫描仪的表面上。例如，每个托盘的下表面可以被设置有高摩擦物质。因此，考虑到瓶子的横向和水平位置是稳定的且是已知的可能性，瓶子定向可以与平移方向对齐。

在图10中示出该原理。

从上方示出了在输送机传动带45上的适当位置上被示出的并支撑多个瓶子43的多个支撑结构41。

支撑结构41被设置成排列在输送机传动带的上表面45上，输送机传动带在传动带方向B上运输所支撑的瓶子。支撑结构41将瓶子的定向与传动带行进的方向对齐，并且在水平方向上保持它们。

输送机传动带45使瓶子和支撑装置在横向方向B上朝着扫描仪移动并通过扫描仪。该实施例中的扫描仪提供由多色x射线源47和多光谱x射线检测器49限定的扫描区以通过能量选择性检测技术来促使对正交的扫描射束的利用，名义上在多个x射线能量下记录穿过目标物体的切片的x射线投影数据。

穿过目标物体的因而得到的扫描切片方便地是一维或二维透射射线照片。所收集的数据可以在数值上进行分析。例如，扫描仪适合于使用透射强度数据来生成在通常垂直于入射辐射透射路径的x、y平面中的物体的一维或二维图像，和/或处理来自在x、y平面中的物体的切片的这种透射强度数据，例如以获得关于容器和/或内容物的物质成分的信息。

这种源和检测器布置在优选操作模式中用于获得用光谱方法解析的衰减信息，当多色x射线束横穿瓶子和内容物时该衰减信息跨越多色x射线源的至少两个能带且优选地跨越至少三个能带被解析，以及然后例如通过体现国际专利公开号WO2009/024818的原理的数值处理，衰减信息可以用作用于物质分析/识别的基础。

在所示出的示例中，支撑结构以固定的图案排列在扫描仪系统的传动带上，使得瓶子位于在交错阵列中的三行中，使得当传动带在方向B上移动时，瓶子可以紧密地、连续地但独立地被扫描。这允许高的吞吐率，同时避免在对多个瓶子的同时扫描的情况下可能出现的问题以及对这样的多个瓶子扫描的译解信息的困难，因为由单个瓶子切片的x射线束进行的横穿可以被单独地识别。

因此，该系统提供了对x射线束的衰减具有最小影响的通用解决方案，允许插入多种瓶子形状和尺寸，可靠地、稳定地和一致地支撑规则形状的瓶子，并为操作员提供根据需要定位瓶子和提供高效扫描的机会。

Claims (23)

1.一种用于与用于扫描物体的扫描装置一起使用的输送机系统，包括：

横向输送机，所述横向输送机具有输送机表面；

多个物体支撑模块，每个物体支撑模块包括下表面和上部部分，所述下表面位于所述输送机的所述输送机表面上，接纳物体的凹陷部分被限定于所述上部部分中，

其中，所述接纳物体的凹陷部分限定具有恒定横剖面的细长凹部。

2.根据权利要求1所述的输送机系统，其中，每个物体支撑模块具有凹陷部分，所述凹陷部分提供总体上凹形的凹部，其中，所述凹陷部分在伸长方向上延伸，所述伸长方向诸如在使用中对应于所述输送机的行进方向，以及其中，所述细长凹部具有恒定横剖面，因为当所述凹部在使用中在对应于x方向的所述伸长方向上沿着所述物体支撑模块延伸时，所述凹部在水平面中的横截面剖面不改变，沿着对应于所述输送机的所述行进方向的所述伸长方向提供该恒定剖面。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的输送机系统，其中，所述物体支撑模块的所述接纳物体的凹陷部分分别适于使被接纳在其中的连续物体在对应于所述输送机的所述行进方向的方向上一致地对齐。

4.根据权利要求3所述的输送机系统，所述输送机系统用于具有被限定的纵轴的物体，其中，所述物体支撑模块的所述接纳物体的凹陷部分分别适于使被接纳在其中的连续物体对齐且物体的纵轴处于对应于所述输送机的所述行进方向的方向上。

5.根据任一前述权利要求所述的输送机系统，其中，所述物体支撑模块的所述接纳物体的凹陷部分分别适于使被接纳在其中的连续物体在相对于水平方向的一致定向上对齐。

6.根据权利要求5所述的输送机系统，所述输送机系统用于具有被限定的纵轴的物体，其中，所述物体支撑模块的所述接纳物体的凹陷部分分别适于使被接纳在其中的连续物体对齐且物体的纵轴处于与所述输送机的平面平行的平面中。

7.根据任一前述权利要求所述的输送机系统，其中，所述输送机是水平输送机，并且所述物体支撑模块的所述接纳物体的凹陷部分分别适于使被接纳在其中的连续物体以相对于水平方向一致的姿态对齐。

8.根据任一前述权利要求所述的输送机系统，其中，所述凹陷部分包括恒定剖面的细长凹槽，所述恒定剖面具有关于在所述细长方向上延伸的镜像平面的镜像对称性。

9.根据权利要求8所述的输送机系统，其中，所述恒定剖面包括连续曲线。

10.根据权利要求8所述的输送机系统，其中，所述恒定剖面包括阶梯形剖面。

11.根据任一前述权利要求所述的输送机系统，其中，所述支撑模块的包括在所述上表面中的所述凹部的至少一部分是弹性地可变形的。

12.根据权利要求11所述的输送机系统，其中，在所述上表面中的所述凹部在使用中被配置为当物体被放置在其中时弹性地可变形成为变形的配置，在所述变形的配置中所述物体被稳定地且刚性地保持在固定的位置和定向上。

13.根据任一前述权利要求所述的输送机系统，其中，所述支撑模块包括模块化结构，所述模块化结构包括托盘和被配置为作为所述托盘的插入物被承载的支撑结构。

14.根据任一前述权利要求所述的输送机系统，其中，所述支撑模块包括展示可忽略的x射线衰减剖面的物质。

15.根据任一前述权利要求所述的输送机系统，其中，所述输送机表面设置有多个支撑模块，所述多个支撑模块以分布式方式跨越所述输送机表面被固定地安装在所述输送机表面上，例如所述多个支撑模块在平移方向上布置的一行或更多行中被固定地安装在所述输送机表面上。

16.一种扫描系统，包括与物体扫描仪相结合的根据任一前述权利要求所述的输送机系统。

17.根据权利要求16所述的扫描系统，其中，所述物体扫描仪是放射扫描仪。

18.根据权利要求17所述的扫描系统，其中，所述扫描仪适于收集指示物体的物质成分的放射信息。

19.根据权利要求18所述的扫描系统，其中，所述扫描仪包括辐射源和辐射检测器系统，所述辐射检测器系统与所述辐射源间隔开以限定在所述辐射检测器系统与所述辐射源之间的扫描区，所述输送机系统被定位成将被测物体传送到所述扫描区并穿过所述扫描区。

20.根据权利要求19所述的扫描系统，其中，所述辐射源适于生成二维射束，例如扇形射束或帘幕射束，以在物体穿过所述扫描区时获得横向地穿过物体的切片，并且其中，所述检测器系统被布置和配置为在所述二维射束透射穿过所述物体之后接收来自该二维射束的入射辐射。

21.一种扫描物体的方法，包括：

提供具有输送机表面的横向输送机；

提供多个物体支撑模块，每个物体支撑模块适于安置在所述输送机表面上，其中，每个物体支撑模块包括下表面和上部部分，所述下表面位于所述输送机的所述输送机表面上，接纳物体的凹陷部分被限定于所述上部部分中，其中，所述接纳物体的凹陷部分限定具有恒定横向剖面的细长凹部；

将至少一个物体支撑模块设置在所述输送机表面上；

将至少一个物体放置在物体支撑模块上；

平移所述横向输送机以使所述至少一个物体和物体支撑模块移动到扫描仪并通过所述扫描仪。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，使所述至少一个物体和物体支撑模块移动到所述扫描仪并通过所述扫描仪的步骤包括：

提供辐射源和辐射检测器系统，所述辐射检测器系统与所述辐射源间隔开以限定在所述辐射检测器系统与所述辐射源之间的扫描区；

平移所述横向输送机以使所述至少一个物体和物体支撑模块移动穿过所述扫描区；

收集入射在所述检测器处的与所述扫描区中的所述至少一个物体相互作用且例如透射穿过所述至少一个物体之后的辐射。

23.根据权利要求22所述的方法，所述方法被部署为收集指示在所述扫描区中的所述至少一个物体的物质成分的放射信息的方法。

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