CN112924481B - 训管控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种训管控制系统及方法。训管控制系统包括：调制装置，用于对辐射源发射的射线束进行调制，形成对检测区域进行飞点扫描的扫描射线束，其中，在调制过程中存在至少一个中间调制状态，使得中间调制状态下辐射源发射的射线束无法入射到检测区域，调制装置被配置为在对辐射源进行训管时，维持在中间调制状态。由此，调制装置在用于为对辐射源发射的射线束进行调制以形成用于飞点扫描的扫描射线束的基础上，通过额外提供用于使辐射源发射的射线束无法入射到检测区域的中间调制状态，使得在对辐射源进行训管时，通过直接控制调制装置维持在中间调制状态，即可达到训管要求，而无需设置额外的结构部件，从而可以节省成本。

Description

训管控制系统及方法

技术领域

本公开涉及辐射成像领域，特别是涉及一种训管控制系统及方法。

背景技术

在利用背散射辐射成像装置对被检测物体进行辐射检查的过程中，背散射辐射成像装置的射线源发射的射线剂量率一般为高剂量率。按照射线源维护手册得知，射线源在一段时间内未开机，再次开机使用时，需从低剂量率到高剂量率逐步进行射线源的预热，以提高X光机的真空度，否则直接输出高剂量率的射线有可能造成X光机和相关电缆打火。其中，射线束的剂量率一般用射线束的功率表征。

将背散射辐射成像装置的射线源预热的过程，即为训管。按照辐射防护要求，训管时射线源发射的射线不能出射到扫描区。

因此，需要设计一种能够满足训管要求的训管控制方案。

发明内容

本公开要解决的一个技术问题是提供一种满足训管要求的训管控制方案。

根据本公开的第一个方面，提供了一种训管控制系统，包括：调制装置，用于对辐射源发射的射线束进行调制，形成对检测区域进行飞点扫描的扫描射线束，其中，在调制过程中存在至少一个中间调制状态，使得中间调制状态下辐射源发射的射线束无法入射到检测区域，调制装置被配置为在对辐射源进行训管时，维持在中间调制状态。

根据本公开的第二个方面，提供了一种辐射检查方法，包括：对辐射源发射的射线束进行调制，形成对检测区域进行飞点扫描的扫描射线束，其中，在调制过程中存在至少一个中间调制状态，使得辐射源发射的射线束在该中间调制状态下无法入射到检测区域；以及在对辐射源进行训管时，将当前调制状态维持在中间调制状态。

由此，调制装置在用于对辐射源发射的射线束进行调制以形成用于飞点扫描的扫描射线束的基础上，通过额外提供用于使辐射源发射的射线束无法入射到检测区域的中间调制状态，使得在对辐射源进行训管时，通过直接控制调制装置维持在中间调制状态，即可达到训管要求，而无需设置额外的结构部件(如快门机械装置及相应配套设施)，从而可以节省成本。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本公开一个实施例的训管控制系统的结构示意图。

图2示出了根据本公开另一个实施例的训管控制系统的结构示意图。

图3示出了根据本公开一个实施例的飞点产生示意图。

图4示出了根据本公开一个实施例的飞点装置的旋转过程示意图。

图5示出了根据本公开一个实施例的接近开关的安装示意图。

图6示出了根据本公开一个实施例的训管控制系统的结构示意图。

图7示出了根据本公开一个实施例的训管控制系统的工作流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本公开一个实施例的训管控制系统的结构示意图。其中，训管控制系统可以用于对背散射辐射成像装置中辐射源的训管进行管控，以满足设备的训管需求。背散射辐射成像装置可以部署在检查车辆上，实现为一种背散射辐射检查车辆，关于背散射辐射成像装置的结构及背散射辐射成像原理为本领域成熟技术，此处不再赘述。

如图1所示，训管控制系统100包括调制装置110。

调制装置110用于对辐射源发射的射线束进行调制，形成对检测区域进行飞点扫描的扫描射线束，在调制过程中存在至少一个中间调制状态，使得中间调制状态下辐射源发射的射线束无法入射到检测区域。检测区域，也即射线束的扫描区域。调制装置110也可称为飞点装置，飞点装置也即用于(背散射检查车辆)产生飞点的装置。

辐射源发射的射线束可以是指辐射源发射的经过准直器准直后的射线束，该射线束可以是扇形射线束。射线束可以为伽玛射线、X射线或中子，相应地，辐射源可以为放射性同位素、电子加速器、X射线机或中子发生器。辐射源除包括用于辐射发射的核心部分(例如电子直线加速器的加速管，电子感应加速器的辐射机头，X射线机的X光管)外，还可以包括外围辅助的供电、冷却等部件。关于辐射源可以具有的具体结构为本领域技术人员所公知，这里不再赘述。

飞点扫描，是指在调制装置110的动态调制作用下，辐射源发射的射线束(如扇形射线束)可以形成一系列对检测区域中不同检测位置进行扫描的飞点，也即出射到检测区域中不同检测位置的射线束。这一系列飞点的检测位置所形成的轨迹可以称为飞点扫描方向，飞点扫描方向可以垂直于辐射检查装置与被检测物体之间的相对运动方向，如飞点扫描方向可以是被检测物体的高度方向，即可以沿着被检测物体的高度方向对被检测物体进行飞点扫描。

可以在调制装置110的动态调制作用下，形成周而复始地对检测区域进行飞点扫描的扫描射线束。例如，调制装置110的一次完整调制过程可以称为一个调制周期，可以通过调制装置110的多轮调制周期形成周而复始地对检测区域进行飞点扫描的扫描射线束。

调制装置110的一次完整调制过程存在至少一个中间调制状态，使得中间调制状态下辐射源发射的射线束无法入射到检测区域。由此，调制装置110的一次完整调制过程至少可以包括两个调制状态，第一调制状态和中间调制状态(也可称为第二调制状态)。在第一调制状态下辐射源发射的射线束能够在调制装置110的作用下形成对检测区域进行飞点扫描的扫描射线束，在中间调制状态下辐射源发射的射线束在调制装置110的作用无法入射到检测区域。

由此，调制装置110在用于为对辐射源发射的射线束进行调制以形成用于飞点扫描的扫描射线束的基础上，还额外提供了用于使辐射源发射的射线束无法入射到检测区域的中间调制状态，使得在对辐射源进行训管时，通过直接控制调制装置110维持在中间调制状态，即可达到训管要求，而无需设置额外的结构部件(如快门装置)。

即，调制装置110可以被配置为在对辐射源进行训管时，维持在中间调制状态。其中，在对辐射源进行训管时，可以通过人为控制的方式控制调制装置110维持在中间调制状态，也可以通过控制装置控制调制装置110维持在中间调制状态，控制装置可以采用但不限于PLC(可编程逻辑控制器)、单片机。

调制装置110可以是可转动结构，如调制装置110可以与动力装置连接，在动力装置的带动下进行转动。调制装置110上可以设有引导部分和阻挡部分。引导部分用于将辐射源发射的射线束形成飞点，入射到引导部分的射线束能够从引导部分出射到检测区域。阻挡部分用于阻挡辐射源110发射的射线束入射到检测区域，即入射到阻挡部分的射线束无法从阻挡部分出射到检测区域。

在调制装置110的转动过程中，辐射源发射的射线束能够从不同位置的引导部分入射到检测区域以形成扫描射线束，并且在调制装置110的转动过程中辐射源发射的射线束全部入射到阻挡部分时的状态即为中间调制状态。由此，在中间调制状态下辐射源发射的射线束全部被阻挡部分阻拦，无法从阻挡部分出射到检测区域。

调制装置110可以是一个能够转动的装置，如可以是由轴承支撑的转动体，即转子，具体可以是但不限于飞轮、转筒等。引导部分可以是指调制装置110(如转子)上设计的用于约束射线束出射线路从而形成用于飞点扫描的扫描射线束的槽段，阻挡部分可以是指调制装置110转动过程中周向位置上不存在槽段的部分。其中，槽段可以根据调制装置110的形状经计算后设计，以调制装置110为转筒为例，槽段可以是一系列沿着转筒的圆周方向呈螺旋状设置的通孔，以使得在转动转筒的过程中辐射源发射的射线束可以从不同高度位置的通孔出射出去而形成用于在竖直高度方向上进行飞点扫描的扫描射线束。

如图2所示，训管控制系统100还可以包括用于检测调制装置110是否处于中间调制状态的检测装置120。

以由控制装置控制调制装置110维持在中间调制状态为例，检测装置120可以响应于检测到调制装置处于中间调制状态，向控制装置发送触发信号，控制装置可以响应于接收到触发信号，控制调制装置维持在中间调制状态。以调制装置为上文述及的可转动结构为例，控制装置可以响应于接收到触发信号，控制调制装置停止转动，以将调制装置110维持在中间调制状态，在训管完成后控制装置还可以继续控制调制装置进行转动。由此，可以在控制装置的控制作用下实现训管流程的自动化。

以通过人为方式将控制调制装置110维持在中间调制状态为例，训管控制系统100还可以包括输出装置。检测装置120可以响应于检测到调制装置110处于中间调制状态，向输出装置发送触发信号，输出装置用于响应于接收到触发信息，输出提示信息，以便用户根据提示信息将调制装置110维持在中间调制状态。其中，提示信息可以是但不限于文本、声音、可见光、图像等任何能够被用户感知到的信息。以调制装置110为上文述及的可转动结构为例，输出装置可以响应于接收到触发信号输出提示信息，用户可以根据提示信息手动控制调制装置110停止转动，以将调制装置110维持在中间调制状态。

在辐射源从未使用状态切换到使用状态而需要对辐射源进行训管时，通过使用检测装置120检测调制装置110是否处于中间调制状态，并在检测到调制装置110处于中间调制状态的情况下，将调制装置110维持在中间调制状态，可以满足针对辐射源的训管要求，即训管时辐射源发射的射线束不会入射到检测区域。

下面就检测装置120的检测原理做示例性说明。

作为示例，调制装置110上可以设有一个感应块，该感应块可以随着调制装置一起转动。感应块在调制装置110上的位置可以设置为，当感应块转动到靠近检测装置120时，射线束入射到阻挡部分。由此，检测装置120可以通过检测感应块是否靠近检测装置120，来判断当前是否处于中间调制状态。检测装置120可以在检测到感应块靠近检测装置120时向上文述及的控制装置或输出装置发送触发信号。

检测装置120可以采用但不限于接近开关。接近开关是一种无需与运动部件进行直接机械接触而可以操作的位置开关。当感应块靠近接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，向控制装置提供控制指令。

作为示例，检测装置120也可以采用编码器、圆磁栅、圆光栅等角度测量装置检测调制装置110的旋转角度(即角位移)，根据检测到的旋转角度判断调制装置110是否处于中间调制状态。其中，旋转角度可以是与预先设置的基准位置相比调制装置的旋转角度，在调制装置110处于中间调制状态时，旋转角度一般为一个固定数值或数值范围，因此可以将测量的角度与固定数值或数值范围进行比较，来判断调制装置110是否处于中间调制状态。以训管控制系统采用控制装置控制调制装置的调制状态为例，控制装置可以在判定调制装置处于所述中间调制状态的情况下，控制调制装置110停止转动。检测装置可以将测量结果发送给控制装置，由控制装置判断调制装置110是否处于中间调制状态，也可以由检测装置120根据测量结果判断调制装置110是否处于中间调制状态。

作为示例，调制装置110上可以设有感应区，感应区在调制装置110上的位置可以设置为，当感应区转动到能够被检测装置识别的位置时，射线束入射到阻挡部分(即调制装置110处于中间调制状态)。检测装置120用于识别感应区，并在识别到感应区时向控制装置或输出装置发送触发信号。感应区可以是使用预定颜色进行标识的区域，检测装置120可以是用于识别预定颜色的色彩传感器，例如感应区可以是黑色区域，色彩传感器可以是颜色识别度接近开关，该接近开关可以在感应到黑色部分时被触发，感应到白色部分时不被触发。

应用例

下面结合具体应用例对本公开的训管控制系统做进一步描述说明。

图3示出了根据本公开一个实施例的飞点产生示意图。

如图3所示，射线源也即上文述及的辐射源，飞点装置也即上文述及的调制装置110。射线源发射的射线束经过飞点装置结构产生飞点，如可以保证其在纵向位置处以列为单位产生一系列飞点。在对被检测物体进行辐射检查(如背散射辐射检查)时，需要采集每一个扫描点的横向、纵向的位置信息以及该位置信息下探测器接收到的辐射束(如从被检测物体散射的辐射束)，才能够得到一幅完整的扫描图像，在扫描过程中，飞点装置周而复始地转动以产生飞点。

图4示出了根据本公开一个实施例的飞点装置的旋转过程示意图。

如图4所示，飞点装置的周向位置上存在射线无法出射的部分，可以称之为飞点装置的0位。可以在飞点装置上找到一定位点，以此点为飞点装置周向位置的定位点，背散射检查车在运行时，飞点装置周而复始地逆时针旋转，当旋转至一定角度时，飞点装置到达0位开始位置，此时射线无法出射形成飞点，飞点装置继续旋转到达0位结束位置，在0位开始位置和0位结束位置中的区域，射线均无法出射形成飞点，则如图3所示的阴影部分称之为飞点装置的0位。其中，飞点装置的0位，也即上文述及的调制装置上的阻挡部分。

可以在飞点装置的0位安装感应开关(即上文述及的检测装置)，当感应开关被触发时，代表飞点装置处于0位。当开启训管任务时，控制装置可以先控制飞点装置转动至0位，之后开始训管，且在整个训管过程中，保证飞点装置一直在0位，则在整个训管过程中，均不会有射线出射到扫描区，符合训管要求。

图5示出了根据本公开一个实施例的接近开关的安装示意图。

如图5所示，以使用接近开关检测飞点装置的0位为例，可以在飞点装置的上轴(飞点装置的上轴与飞点装置同步旋转)处增加感应块，感应块位置位于飞点装置0位区域内，当飞点装置上轴感应块转至接近开关处，接近开关被触发，表示飞点装置位于0位。其中，接近开关不随飞点装置同步旋转。

图6示出了根据本公开一个实施例的训管控制系统的结构示意图。

首先，就图中各标号的含义进行说明。

1、飞点装置

飞点装置用于产生飞点，关于飞点装置可以参见上文相关描述。

2、飞点装置上轴

飞点装置上轴与飞点装置连接，能够与飞点装置一起转动。

3、0位接近开关

0位接近开关，也即上文述及的接近开关，用于感应飞点装置上轴感应块，当飞点装置上轴感应块转至0位接近开关处，0位接近开关被触发。

4、信号电缆1

用于0位接近开关和PLC之间的信号传输

5、PLC

PLC对应于上文述及的控制装置，可以用于0位接近开关信号的读取、控制射线源训管以及控制飞点装置旋转。

6、信号电缆2

信号电缆2用于PLC与变频器之间的信号传输。

7、变频器

变频器用于驱动飞点装置电机运行。

8、电缆3

电缆3用于变频器和飞点装置电机的连接。

9、飞点装置电机

飞点装置电机用于驱动飞点装置旋转。

10、射线源

射线源，也即上文述及的辐射源，用于产生射线束。

11、电缆4

电缆4用于PLC与射线源之间的信号传输。

训管控制系统的控制核心为PLC，PLC驱动变频器使得飞点装置旋转，0位接近开关可反馈飞点装置是否处于0位，PLC还将控制射线源训管。

图7示出了根据本公开一个实施例的训管控制系统的工作流程示意图。如图7所示，训管控制系统首先可以判断设备是否开启训管任务，若是，则可以由PLC控制飞点装置旋转，直至0位接近开关被触发，之后PLC控制飞点装置停止运行，再控制射线源开始训管直至训管完成。

由此，通过使用接近开关感应飞点装置的0位，保证设备的训管过程中射线不会出射到扫描区，符合辐射防护系统的要求。

与使用关闭快门的训管控制方法相比，本公开可以只需要配置一个接近开关、一个带有数字量输入模块的控制系统，而无需另外配备一套快门机械装置、一套伺服电机、一套伺服控制器、一套带有相应控制模块(高速脉冲计数模块、模拟量输入/出模块或通讯模块)的控制系统。

本公开还提供了一种训管控制方法，该训管控制方法可以由上文述及的训管控制系统执行，该训管控制方法可以包括如下步骤。

在步骤S1，对辐射源发射的射线束进行调制，形成对检测区域进行飞点扫描的扫描射线束，其中，在调制过程中存在至少一个中间调制状态，使得辐射源发射的射线束在该中间调制状态下无法入射到检测区域。

可以利用调制装置对辐射源发射的辐射束进行调制，关于调制装置的结构及工作机理可以参见上文相关描述。

在步骤S2，在对辐射源进行训管时，将当前调制状态维持在中间调制状态。其中，可以通过人为控制的方式将当前调制状态维持在中间调制状态，也可以在控制装置的控制作用下将当前调制状态维持在中间调制状态。以调制装置为可转动结构为例，可以通过控制调制装置停止转动，将当前调制状态维持在中间调制状态。

在利用调制装置对辐射源发射的辐射束进行调制时，该训管控制方法还可以包括：检测调制装置是否处于中间调制状态，其中，在执行步骤S2时，可以控制调制装置进行转动，并响应于检测到调制装置处于中间调制状态，控制调制装置停止转动。可以使用检测装置检测调制装置是否处于中间调制状态，具体检测方式可以参见上文相关描述。

上文中已经参考附图详细描述了根据本发明的训管控制系统及方法。

此外，根据本发明的方法还可以实现为一种计算机程序或计算机程序产品，该计算机程序或计算机程序产品包括用于执行本发明的上述方法中限定的上述各步骤的计算机程序代码指令。

或者，本发明还可以实施为一种非暂时性机器可读存储介质(或计算机可读存储介质、或机器可读存储介质)，其上存储有可执行代码(或计算机程序、或计算机指令代码)，当所述可执行代码(或计算机程序、或计算机指令代码)被电子设备(或计算设备、服务器等)的处理器执行时，使所述处理器执行根据本发明的上述方法的各个步骤。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标记的功能也可以以不同于附图中所标记的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (9)

1.一种训管控制系统，包括：

调制装置，用于对辐射源发射的射线束进行调制，形成对检测区域进行飞点扫描的扫描射线束，

其中，在调制过程中存在至少一个中间调制状态，使得所述中间调制状态下所述辐射源发射的射线束无法入射到所述检测区域，所述调制装置被配置为在对所述辐射源进行训管时，维持在所述中间调制状态，

所述训管控制系统还包括检测装置，所述检测装置用于检测所述调制装置是否处于所述中间调制状态，

所述训管控制系统还包括控制装置或输出装置，所述检测装置还用于响应于检测到所述调制装置处于所述中间调制状态，向所述控制装置或所述输出装置发送触发信号，所述控制装置用于响应于接收到所述触发信号，控制所述调制装置维持在所述中间调制状态，所述输出装置用于响应于接收到所述触发信号，输出提示信息，以便用户根据所述提示信息将所述调制装置维持在所述中间调制状态。

2.根据权利要求1所述的训管控制系统，其中，

所述调制装置为可转动结构，所述调制装置上设有引导部分和阻挡部分，入射到所述引导部分的射线束能够出射到所述检测区域，入射到所述阻挡部分的射线束无法出射到所述检测区域，

在所述调制装置的转动过程中所述射线束能够从不同位置的引导部分出射到所述检测区域以形成所述扫描射线束，

在所述调制装置的转动过程中所述射线束全部入射到所述阻挡部分时的状态即为所述中间调制状态。

3.根据权利要求2所述的训管控制系统，其中，

所述调制装置上设有感应块，所述感应块在所述调制装置上的位置设置为，当所述感应块转动到靠近所述检测装置时，所述射线束入射到所述阻挡部分，所述检测装置用于检测所述感应块是否靠近所述检测装置，并在检测到所述感应块靠近所述检测装置时向所述控制装置或所述输出装置发送触发信号。

4.根据权利要求3所述的训管控制系统，其中，

所述检测装置为接近开关。

5.根据权利要求2所述的训管控制系统，其中，

所述调制装置上设有感应区，所述感应区在所述调制装置上的位置设置为，当所述感应区转动到能够被所述检测装置识别的位置时，所述射线束入射到所述阻挡部分，所述检测装置用于识别所述感应区，并在识别到所述感应区时向所述控制装置或所述输出装置发送触发信号。

6.根据权利要求5所述的训管控制系统，其中，所述感应区为使用预定颜色进行标识的区域，所述检测装置为用于识别所述预定颜色的色彩传感器。

7.根据权利要求2所述的训管控制系统，其中，

所述检测装置用于检测所述调制装置的旋转角度，根据所述旋转角度判断所述调制装置是否处于所述中间调制状态。

8.根据权利要求2所述的训管控制系统，其中，在所述训管控制系统包括所述控制装置的情况下，所述控制装置响应于接收到所述触发信号控制所述调制装置停止转动，并在训管完成后控制所述调制装置进行转动。

9.一种训管控制方法，包括：

利用调制装置对辐射源发射的射线束进行调制，形成对检测区域进行飞点扫描的扫描射线束，其中，在调制过程中存在至少一个中间调制状态，使得所述辐射源发射的射线束在该中间调制状态下无法入射到所述检测区域，所述调制装置被配置为在对所述辐射源进行训管时，维持在所述中间调制状态；以及

在对所述辐射源进行训管时，将当前调制状态维持在所述中间调制状态，其中，所述将当前调制状态维持在所述中间调制状态的步骤包括：检测所述调制装置是否处于所述中间调制状态；响应于检测到所述调制装置处于所述中间调制状态，向控制装置发送触发信号，由控制装置响应于接收到所述触发信号，控制所述调制装置维持在所述中间调制状态，或者响应于检测到所述调制装置处于所述中间调制状态，向输出装置发送触发信号，由所述输出装置响应于接收到所述触发信号，输出提示信息，以便用户根据所述提示信息将所述调制装置维持在所述中间调制状态。

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