CN112710679A - 一种dr检测装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种DR检测装置及检测方法，属于安检设备技术领域，解决了现有的安检设备在检查过程中出于检查需求停带后，检测通道内的物品需要通过传送带向后倒退一段距离的问题。本发明的一种DR检测装置，包括射线源、探测器、传送装置、编码器和计算机；被检物品放置在传送装置上，所述探测器能够接收射线源发送的射线并将射线的光子信号转换为电信号，经所述计算机处理后，得到被检物品的图像信息。本发明使用编码器实时获取传送带的位置信息，计算机根据编码器采集的位置信息在传送带加速或减速过程中，提取探测器采集的间隔相同位置处对应的数据，从而得到等同匀速扫描下的图像；在停带后再次启动时，不需要倒带即可得到完整的图像。

Description

一种DR检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及安检设备技术领域，尤其涉及一种DR检测装置及检测方法。
背景技术
在计算机控制下直接进行数字化X射线摄影的技术，采用特定材料的探测器把穿透被检测物品的X射线信号转换为可被计算机系统读取的数字信号，由计算机系统重建图像并进行相关的图像处理形成图像，X射线摄影成像技术(简称“DR技术”)因其自身特有的优势，在安防、地铁、海关、机场等的安全检查领域被高度重视。
目前完成X射线物品安检设备DR检测，安检员在检查过程中出于检查需求进行停带操作，停带以后，当安检员想继续进行图像扫描，需要把检测通道内的被检物品通过传送带向后倒退一段距离，然后启动传送带，系统方可正常运行。上述模式下，安检员执行停带操作，物品检测效率较低。
发明内容
鉴于上述分析，本发明旨在提供一种DR检测装置及检测方法，以解决现有的安检设备在停带之后，需要把被检通道内的被检物品通过传送带向后倒退一段距离，从而导致物品检测效率较低的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种DR检测装置，包括射线源、探测器、传送装置、编码器和计算机；
被检物品放置在传送装置上，传送装置能够传送被检物品通过所述DR检测装置，所述探测器能够接收射线源发送的射线并将射线的光子信号转换为电信号，经所述计算机处理后，得到被检物品的图像信息。
进一步地，所述射线源安装在所述DR检测装置的顶部，所述射线源能够向下发射X射线，X射线能够穿透被检物品。
进一步地，所述探测器设有多个，多个所述探测器成弧形排列，并能够覆盖射线源发射的X射线的照射范围。
进一步地，所述DR检测装置的入口设有光电开关，所述光电开关能够控制射线源和探测器的开启和关闭。
进一步地，所述传送装置由传送带、滚筒和电机组成，所述电机驱动所述滚筒带动所述传送带做直线运动，所述传送带能够传送被检物品通过所述DR检测装置。
进一步地，所述编码器与所述滚筒通过机械装置连接，所述编码器能够在所述滚筒的带动下旋转。
进一步地，所述编码器为增量型编码器。
一种DR检测方法，使用上述技术方案所述的DR检测装置；
所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：传送带以恒定速度运行过程中，探测器按照固定频率采集数据；
步骤2：停带过程中，计算机根据编码器采集的传送带位移信息和探测器采集的被检物品的信息生成减速过程中被检物品的图像；
步骤3：传送带停止运行后探测器和射线源继续运行；
步骤4：传送带再次启动加速过程中，计算机根据编码器采集的传送带位移信息和探测器采集的被检物品的信息生成加速过程中被检物品的图像；
步骤5：计算机将采集到的被检物品的DR图像拼接得到完整的图像。
进一步地，步骤1中，探测器将采集到的数据上传至计算机，计算机计算得出被检物品的图像数据。
进一步地，步骤5中，计算机将步骤1至步骤4中采集的数据进行拼接，从而得到完整的被检物品的图像。
进一步地，步骤2中，所述编码器每一个采集周期中传送带前进距离不变，每一个采集周期的时间随着传送带速度的降低而延长，所述计算机根据所述编码器采集的位移信息和采集的时间间隔生成传送带的位移曲线，计算机利用传送带的位移曲线提取探测器采集的间隔相同位置处对应的数据，得到等同匀速扫描下的图像。
进一步地，所述CT检测装置还包括控制器，所述控制器能够读取编码器的信号，并将信号传送给计算机。
本发明至少可实现如下有益效果之一：
(1)本发明在DR检测过程中，停带之后不需要倒带，保证成像的质量和精度，提高了检测效率。
(2)本发明的DR检测方法减少了图像数据存储中由于停带产生的不完整图像，提高了图像数据中完整有效图像数据的比例。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明的DR检测装置的结构示意图。
附图标记：
1-射线源，2-探测器，3-被检物品，4-传送装置，5-编码器，6-控制器，7-计算机。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
DR(digital radiography，数字X线摄影术)是一种数字成像技术，能够将穿透被照射物体后的X射线信息转化为数字信息，数字信息能在计算机中处理，因而可通过软件实现图像的优化，DR形成的图像层次丰富，影响边缘锐利清晰，细微结构表现出色，因此，被广泛的使用在在安防、地铁、海关、机场等的安全检查领域。
DR检测装置在正常运行过程中，传送带带动被检物品匀速运动，探测器以固定的频率采集被检物品的信息，采集的信息经计算机拼接得到完整的图像。
但是，在DR检测装置遇到特殊情况需要停带时，传送带的速度逐渐降低到零，在此过程中，传送带变速运动，探测器仍以固定的频率采集信息，采集到的被检物品的图像会发生畸变。因此，为了得到正确的图像，传送带停带后，再次启动时，需先将传送带后退一段距离，使得已经进入检测区域的被检物品退出检测区域，在传送带达到匀速运动状态时，再次进入检测区域，重新检测。此种检测方法物品检测效率较低，且会形成无效数据，占用存储空间。
实施例1
鉴于以上分析，本发明的一个实施例，如图1所示，公开了一种DR检测装置，包括射线源1、探测器2、传送装置4、编码器5、控制器6和计算机7。被检物品3放置在传送装置4上，传送装置4用于传送被检物品3通过DR检测装置，探测器2用于接收射线源1发射的射线，并将射线的光子信号转换为电信号，经计算机7处理后，得到被检物品3的图像信息。
射线源1安装在设备顶部，射线源1能够向下发射X射线，X射线能够穿透被检物品。探测器2安装在传送装置4的下方，探测器2能够将接收的X射线的光子信号转换成电信号，再将电信号数字化，转换成计算机7可以处理的信号。
本发明实施例中，多个探测器2成弧形分布，以保证能够接收到射线源1向下发射的X射线。例如，对于发射的X射线的角度为60°的射线源1，多个探测器2排列成圆弧形，射线源1与圆弧两边的连线的夹角为60°，以保证探测器2能够接收到射线源1发射的X射线。
本发明实施例中，DR检测装置入口设有光电开关，当光电开关检测到包裹即将进入检测通道时(例如，距离检测通道入口100mm时)，射线源1和探测器2开启。
本发明实施例中，传送装置4由传送带、滚筒和电机组成，被检物品放置在传送带上，电机驱动滚筒带动传送带做直线运动，传送带用于传送被检物品通过DR检测装置。电机与计算机连接，从而使得计算机能够控制传送装置的运动。
本发明实施例中，编码器5能够把位移信号转换为电信号，用于测量传送带的运动，以获得传送带的位移曲线。控制器6能够读取编码器的信号，并将信号通过网络接口传送给计算机7。
本发明实施例中，编码器5为增量型编码器，增量型编码器的刻度方式为每一个脉冲都进行增量计算，编码器旋转一圈的脉冲数为编码器的精度。编码器5与滚筒通过机械装置(如，齿轮，图中未示出)连接，滚筒与传送带接触，滚筒的转动带动传送带运动，同时带动编码器5转动，编码器5发送脉冲信号，从而使得编码器5能够测量传送带的直线运动，得到传送带运行的速度曲线。位移曲线经计算机7处理后，计算机7根据位移曲线选择探测器2采集的数据，并将选择的数据拼接得到被检物品完整的图像。
本发明实施例中，编码器的精度为1000p(pulse，脉冲)，即编码器旋转一圈发送的脉冲数为1000个；与编码器连接的滚筒的周长为20cm，因此，编码器每个采集周期传送带前进的距离为0.2mm(20cm/1000)，采集精度高。
本发明实施例中，在传送带匀速前进时，探测器2以固定频率(例如，500Hz)采集数据，并将采集的数据上传至计算机7，计算机7根据采集到的数据得到被检物品的图像信息。
具体地，本发明实施例中，DR检测中传送带正常运行时的恒定速度为0.3m/s，探测器2的数据采集频率为500Hz，采集周期为2ms，探测器2每两次采集数据的间隔过程中传送带前进的距离为0.6mm。
本发明实施例中，当安检人员执行停带操作后，传送带速度从匀速运行时的速度(例如，0.3m/s)逐渐降低到零，此过程中控制器6读取编码器5的脉冲信号，编码器5的数据信息通过以太网发送给计算机7，计算机7可获取传送带前进距离，生成传送带的位移曲线，计算机7利用传送带的位移曲线提取探测器2采集的间隔相同位置处对应的数据，从而得到等同匀速扫描下的图像；计算机7将得到的图像进行拼接，从而拼接得到完整的图像。
传送带减速过程中速度逐渐变小，直至停止，探测器2的采集间隔不变。因此，相对匀速运动过程，探测器2采集的数据更多。计算机在获取到传送带的位移曲线后，将间隔相同位移处对应的数据提取，从而得到等同匀速扫描下的图像。
当安检人员执行启动操作后，传送带速度从零逐渐提高到传送带匀速运行时的速度，此过程中控制器6读取编码器5的脉冲信号，编码器5的数据信息通过以太网发送给计算机7，计算机7可获取传送带的前进距离，生成传送带的位移曲线，计算机7利用传送带的位移曲线提取探测器2采集的间隔相同位置处对应的数据，从而得到等同匀速扫描下的图像；计算机7将得到的图像进行拼接，从而拼接得到完整的图像。
实施例2
本发明的一个实施例，公开了一种DR检测方法，包括以下步骤：
步骤1：传送带以恒定速度正常运行过程中，探测器2按照固定频率采集数据：
DR检测机正常工作时，传送带以恒定的速度前进，探测器2以固定的频率采集数据，因此，探测器2每两次采集数据的间隔过程中传送带前进的距离也恒定。探测器2将采集到的数据上传至计算机7，计算机7通过算法可以计算得出被测物品图像数据。
编码器5与传送装置4的滚筒通过机械装置(如，齿轮)连接，编码器5在滚筒的带动下转动，编码器5每旋转1/n转(n为编码器的精度)发送一个脉冲，编码器5发送相隔两个脉冲的间隔为编码器5的采集周期。
本发明实施例中，DR检测中传送带的恒定运行速度为0.3m/s，探测器的数据采集频率为500Hz，采集周期为2ms，探测器采集的被检物品的距离间隔为0.6mm；编码器的精度1000p和编码器对应机械装置的周长20cm计算得出每一个采集周期传送带前进距离为0.2mm。
步骤2：停带减速过程中，根据编码器5采集的传送带位移信息和探测器2采集的被检物品数据信息生成减速过程中被检物品的图像：
当安检人员执行停带操作后，传送带速度从匀速运行时的速度逐渐降低到零，此过程中探测器2采集数据的频率不变，编码器每一个采集周期中传送带前进距离不变，每一个采集周期的时间随着传送带速度的降低而延长，控制器6通过读取编码器5的脉冲信号，编码器5采集的数据信息通过以太网发送给计算机7，计算机7可根据获取的传送带前进距离，生成传送带的位移曲线，计算机7利用传送带的位移曲线提取探测器2采集的间隔相同位置处对应的数据，从而得到等同匀速扫描下的图像；计算机7将得到的图像进行拼接，从而拼接得到完整的图像。
减速过程中传送带的速度逐渐变小，直至停止，探测器2采集间隔不变。因此，相对匀速运动过程，探测器2能够采集到更多的数据。在获取到传送带的位移曲线后，将探测器2采集的间隔相同位移处对应的数据提取，从而得到等同匀速扫描下的图像。
步骤3：传送带停止运行后探测器2和射线源1继续运行：
传送带停止后射线源1保持开启状态，探测器2不停止采集数据，保持继续采集状态，采集频率与传送带正常运行时探测器2的采集频率相同。以保证传送带再次开始运行时探测器2能够继续采集包裹的信息，而不需要倒带。
步骤4：传送带再次启动加速过程中，根据编码器5采集的传送带位移信息和探测器2采集的被检物品数据信息生成加速过程中被检物品的图像：
当安检人员执行启动操作后，传送带速度从零逐渐提高到匀速运行时的速度，此过程中探测器2采集数据的频率不变，编码器每一个采集周期中传送带前进距离不变，每一个采集周期的时间随着传送带速度的降低而延长，控制器6读取编码器5的脉冲信号，编码器4的数据信息通过以太网发送给计算机7，计算机7可获取传送带前进距离，生成传送带的位移曲线，计算机7利用传送带的位移曲线提取探测器2采集的间隔相同位置处对应的数据，从而得到等同匀速扫描下的图像；计算机7将得到的图像进行拼接，从而拼接得到完整的图像。
加速过程中传送带的速度逐渐变大，直至达到匀速运行时的速度，探测器2采集频率固定，采集数据的间隔不变。因此，相对匀速运动过程，探测器2能够采集到更多的数据。在获取到传送带的位移曲线后，计算机7将探测器2采集的间隔相同位移处对应的数据提取，从而得到等同匀速扫描下的图像。
步骤5：将采集到的被检物品的图像拼接得到完整的图像：
计算机7将上述步骤中采集到的数据进行拼接，从而得到被检物品完整的图像。
综上所述，本发明实施例提供的一种DR检测装置及检测方法，使用编码器实时获取传送带的位置信息，计算机根据编码器采集的位置信息生成传送带的位移曲线，计算机根据传送带的位移曲线，在传送带加速或减速过程中，提取探测器采集的间隔相同位置处对应的数据，从而得到等同匀速扫描下的图像；计算机将得到的图像进行拼接，从而拼接得到完整的图像，在停带后再次启动时，不需要倒带即可得到完整的图像。
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揭露的技术范围内，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。

Claims (10)

1.一种DR检测装置，其特征在于，包括射线源(1)、探测器(2)、传送装置(4)、编码器(5)和计算机(7)；
被检物品(3)放置在传送装置(4)上，所述探测器(2)能够接收射线源(1)发送的射线并将射线的光子信号转换为电信号，经所述计算机(7)处理后，得到被检物品(3)的图像信息。
2.根据权利要求1所述的DR检测装置，其特征在于，所述射线源(1)安装在所述DR检测装置的顶部，所述射线源(1)能够向下发射X射线，X射线能够穿透被检物品。
3.根据权利要求2所述的DR检测装置，其特征在于，所述探测器(2)设有多个，多个所述探测器(2)成弧形排列，并能够覆盖射线源(1)发射的X射线的照射范围。
4.根据权利要求1所述的DR检测装置，其特征在于，所述DR检测装置的入口设有光电开关，所述光电开关能够控制射线源(1)和探测器(2)的开启和关闭。
5.根据权利要求1所述的DR检测装置，其特征在于，所述传送装置(4)由传送带、滚筒和电机组成，所述电机驱动所述滚筒带动所述传送带做直线运动。
6.根据权利要求5所述的DR检测装置，其特征在于，所述编码器(5)与所述滚筒连接，所述编码器(5)能够在所述滚筒的带动下旋转。
7.根据权利要求6所述的DR检测装置，其特征在于，所述编码器(5)为增量型编码器。
8.一种DR检测方法，其特征在于，使用权利要求1-7所述的DR检测装置；
所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：传送带以恒定速度运行过程中，探测器(2)采集数据；
步骤2：停带过程中，计算机(7)根据编码器(5)采集的传送带位移信息和探测器(2)采集的被检物品(3)的信息生成减速过程中被检物品(3)的图像；
步骤3：传送带停止运行；
步骤4：传送带再次启动加速过程中，计算机(7)根据编码器(5)采集的传送带位移信息和探测器(2)采集的被检物品(3)的信息生成加速过程中被检物品(3)的图像；
步骤5：计算机(7)将采集到的被检物品的DR图像拼接得到完整的图像。
9.根据权利要求8所述的DR检测方法，其特征在于，步骤1中，探测器(2)将采集到的数据上传至计算机(7)，计算机(7)计算得出被检物品(3)的图像数据。
10.根据权利要求8所述的DR检测方法，其特征在于，步骤5中，计算机(7)将步骤1至步骤4中采集的数据进行拼接，从而得到完整的被检物品(3)的图像。
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