CN116547524A - X射线管检查系统 - Google Patents

Abstract

管检查系统(100)包括：便携式X射线扫描器(102)，能够输出X射线的扫描束(104)；透射检测器模块(106)，能够检测通过管(108)透射的扫描束的X射线；联接构件(104)，能够将便携式X射线扫描器(102)机械地联接到透射检测器模块(106)以形成管检查组件；以及运动约束特征(114)，能够约束检查组件(100)相对于管(108)在管的径向上的运动。运动约束特征(114)还允许并且还可以便于管检查组件在管的轴向上的平移运动。即使在手持操作的情况下，也可以以最小的对准关注、所需的任何对准的简易性以及与管的接合和脱离的更高的效率来实现管的高效、高质量的X射线成像。

Description

X射线管检查系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年10月30日提交的第63/107,783号美国临时申请的权益。以上申请的全部教导通过引用结合到本文中。

背景技术

自二十世纪八十年代晚期以来，X射线背散射(backscatter)成像已经被用于检测隐藏的违禁品，诸如药物、爆炸物和武器。与通过检测穿透目标对象的X射线来创建图像的传统透射X射线成像不同，背散射成像使用反射或散射的X射线来创建图像。

产生在背散射X射线成像仪器中使用的扫描笔形束的示例性盘斩波轮可以包括钨外盘，通常具有铝内毂，并且钨外盘限定一个或多个径向狭缝。X射线的扇形束可以入射在盘斩波轮上，照射盘的一侧上的条状物。在任何给定的时间只能照射径向狭缝中的一个，从而允许X射线的扫描笔形束穿过狭缝。

用于X射线背散射成像的扫描笔形束也可以用于产生具有透射检测器的透射图像。

发明内容

在最近几年中，手持X射线背散射成像装置已经被引入市场，出于安全或查禁违禁品的目的，使得操作者能够方便地检查可疑车辆、包裹或其它物体。这些装置已经被设计成相对紧凑和重量轻，允许它们容易地由单独的个体操作一段延长的时间。

手持X射线背散射成像装置的潜在应用之一是检测金属管上的绝缘件之下的腐蚀。这种腐蚀是一个严重的且在很大程度上未解决的问题，影响整个全球油气工业和许多其它使用绝缘管的化学或工业装置。尽管背散射成像可用于检测上覆绝缘件中的水分，该水分通常是用于在管上腐蚀所必需的前体，但是腐蚀本身的存在通常在背散射图像中不可检测。

传统的X射线透射成像通常用来代替使用背散射成像用于管检查。通过将透射检测器放置在管的远侧，可以检测来自通过管透射的静止锥形X射线束的X射线的强度。在透射图像的情况下，腐蚀通常更易于检测，因为管的壁在腐蚀过程中经历了显著变薄。

使用传统的X射线透射成像进行管检查的主要缺点是要求透射探测器或X射线胶片必须放置在管的远(远端)侧，远离管的近(近端)侧上的X射线束扫描装置。而且，在获取每个图像之前，透射探测器或X射线胶片必须与X射线束对准。在诸如石油化工厂的杂乱环境中，通常限制了对管的远侧的接近，并且在管的一侧上利用锥形束X射线源和在管的远侧上的胶片或平板检测器执行传统的透射成像通常是不实际的，并且装配可能非常耗时。

本文所公开的实施方式可允许紧凑的手持或其它便携式背散射成像器容易地适于快速获取绝缘管的透射图像，从而允许检测绝缘件之下的腐蚀的存在。背散射成像器的一个优点是它使用X射线的扫描笔形束，而不是X射线的扇形束或锥形束，导致对可能操作手持成像器的操作者的低得多的辐射曝光。使用扫描笔形束进行透射检测的另一个优点是，透射检测器可以是单通道、未分段的检测器，其可以是低成本和坚固的，并且其与入射扫描X射线束没有严格的对准要求。例如，扫描X射线笔形束在穿过管之后可以是大约5毫米宽，允许1厘米宽的检测器截取该束，而不需要将严格公差的固定装置附接到成像器。

在一个特定实施方式中，管检查系统包括：

a)便携式X射线扫描器，配置为输出X射线的扫描束；

b)透射检测器模块，配置为检测通过管透射的X射线的扫描束的X射线；

c)联接构件，配置为将便携式X射线扫描器机械地联接到透射检测器以形成管检查组件；以及

d)运动约束特征，配置为约束管检查组件相对于管在管的径向上的运动，其中，运动约束特征还配置为允许管检查组件在管的轴向上的平移运动。

在另一特定实施方式中，管检查方法包括：

e)将便携式X射线扫描器机械联接到透射探测器模块，以形成管检查组件；

f)约束管检查组件相对于管在管的径向上的运动；

g)从便携式X射线扫描器输出X射线的扫描束；以及

h)使用透射检测器模块，检测通过管透射的扫描束的X射线。

在以上概括的系统实施方式之外的另一个实施方式中，管检查系统包括：

i)用于将便携式X射线扫描器机械地联接到透射检测器模块以形成管检查组件的装置；

j)用于约束管检查组件相对于管在管的径向上的运动的装置；

k)用于从X射线扫描器输出X射线的扫描束的装置；以及

l)用于使用透射检测器模块检测通过管透射的扫描束的X射线的装置。

附图说明

图1A是示出沿着管的径向观察的基于利用扫描X射线束的X射线透射成像的管检查系统的实施方式的示意性框图。

图1B是示出在管的轴向上观察的图1A的管检查系统的示意性框图。

图2(现有技术)是示出由Viken Detection^TM公司制造的现有手持背散射成像装置的立体图，该手持背散射成像装置可用作实施方式管检查系统中的便携式X射线扫描器的特征，并且还包括用于可选背散射成像的附加特征。

图3是示出结合机器人平台使用实施方式管检查系统作为手持操作的替代方案的示意性框图。

图4是示出实施方式的管检查系统的示意性框图，该管检查系统具有连接到联接构件的运动约束特征，以及有助于管检查组件沿着管轴向平移运动的低摩擦垫。

图5是示出包括附接到便携式X射线扫描器的运动约束特征的可选实施方式管检查系统的示意性框图。

图6是示出具有运动约束特征的实施方式管检查系统的部分的示意性框图，该运动约束特征是附接到透射检测器模块的块。

图7是示出实施方式管检查组件管检查装置的部分的示意性框图，其中，透射检测器模块构建(built)在臂型联接构件中，该臂型联接构件采用其形状作为运动约束特征。

图8是示出具有联接构件的实施方式管检查系统的部分的示意性框图，该联接构件可旋转地联接到便携式X射线扫描器和通过铰链机构联接到透射检测器模块。

图9是示出具有可调节长度的可延伸联接构件的实施方式管检查系统的部分的示意性框图。

图10是示出具有两个臂型联接构件的实施方式管检查装置的部分的示意性框图，该两个臂型联接构件被弹簧加载以在相对于管的脱离布置中保持打开，而不应用外力以闭合和接合臂。

图11是示出了实施方式管检查系统的部分的示意性框图，该管检查系统具有处于与管脱离的状态的两个臂型联接构件。

图12A是示出具有刚性的U形支架型联接构件的实施方式管检查系统的部分的示意性框图。

图12B是示出了具有双臂型联接构件的旋转机动化运动的实施方式管检查系统的部分的示意性框图。

图13是示出包括安装支架的实施方式管检查系统的部分的示意性框图，联接构件通过安装支架将便携式X射线扫描器联接到透射检测器模块。

图14A是结合了图2的便携式X射线扫描器和包括合并的透射检测器模块和形状限定的运动约束特征的带臂型联接构件的实施方式管检查系统的立体图。

图14B是类似于图14A的实施方式管检查系统的实施方式管检查系统的立体图，不同之处在于它包括具有两个带型臂的联接构件，该两个带型臂可以在接合构造中彼此联接。

图14C是示出类似于图14A至图14B的管检查系统的实施方式管检查系统的立体图，不同之处在于图14C的系统包括具有用于适应不同管尺寸的延伸部的带臂型联接构件。

图14D是示出类似于图14A至图14C的实施方式管检查系统的实施方式管检查系统的立体图，不同之处在于图14D的实施方式包括具有用于从便携式X射线扫描器释放联接构件的快速释放机构的单个带臂型联接构件。

图15A是示出图14B的管检查系统的立体图，其中两个带臂型联接构件与较小的管接合。

图15B是示出图14B和图15A的管检查系统的立体图，其中双带臂型联接构件与较大直径的管接合。

图16A是示出具有塑料壳体并且包围带状波长偏移光纤(WSF)作为具有闪烁体屏幕的合并的透射检测器模块的部分的带臂型联接构件的立体图。

图16B是示出可以在实施方式中使用的可选带臂型联接构件的立体图，该带臂型联接构件具有铝脊(spine)臂联接构件和附接的基于带状WSF的透射检测器模块。

图17是示出双能量透射检测器模块结构的截面示意图，该双能量透射检测器模块结构可用于获得关于使用实施方式系统和方法通过管透射的X射线的能谱信息。

图18是示出用于管检查的实施方式过程的流程图。

图19(现有技术)是示出使用扫描笔形束装置的现有X射线检测系统的立体示意图。

从以下对示例性实施方式的更具体的描述中，前面的内容将变得显而易见，如附图中所示，相同的附图标记在遍及不同的视图中表示相同的部件。附图不一定是按比例绘制的，而是将重点放在说明实施方式上。

具体实施方式

下面描述示例性实施方式。

图1A是示出一般实施方式的管检查系统100的示意性框图。管检查系统100，在本文中也被称为“X射线管检查系统”，包括便携式X射线扫描器102，其配置为输出X射线的扫描束104。本文所使用的“X射线的扫描束”通常表示其方向在操作期间以规则的、周期性的方式随时间变化的X射线束。例如，背散射X射线成像领域的技术人员将理解，在X射线背散射成像中使用的扫描笔形束是本文中使用的“X射线的扫描束”的示例。扫描束与传统上用于透射X射线成像的固定X射线束(诸如，固定锥形束)形成对比。

扫描笔形束以前也被用于透射成像，其中通过目标对象透射的X射线作为束扫描位置的函数被检测。然而，如将在下文中描述的，在本文中描述的实施方式将X射线的扫描束的使用与透射X射线检测、与其它特定系统特征相结合，该其它特定系统特征使得能够以与现有管检查相比新颖并且显著改进的方式来实现和改进管检查。

管检查系统100还包括透射检测器模块，透射检测器模块配置为检测通过管108透射的X射线的扫描束104。该系统还包括联接构件110，联接构件110配置为将便携式X射线扫描器102机械地联接到透射检测器106以形成管检查组件112。

系统100还包括运动约束特征114，运动约束特征114配置为约束管检查组件112相对于管108在管的径向上的运动。示出了径向116的示例，指向由图1A中所示的轴所表示的X方向。尽管如此，其它示例径向包括位于根据图中所示的笛卡尔坐标系的XY平面内的方向。运动约束特征114还配置为允许管检查组件112在管108的轴向120上平移运动。显然，管108包括朝向图示底部的弯曲部分。尽管如此，在管检查系统100的有效操作期间，在X射线的扫描束104与管108相交的位置处，可以很好地理解轴向120。因此，将理解，管的轴向可以根据管检查系统100配置为检查的位置而改变。

仍然参照图1A，应当理解，在图1A的图示中用于运动约束特征114和联接构件110的剖面线仅是为了便于图示和区分这些特征，而不一定以机械图示的常规方式表示剖视图。此外，要强调的是，图1中所示的联接构件110和运动约束特征114是示意性的，并且在所有实施方式中都不代表形状，这将在下文中进行说明和描述。此外，管检查系统100不包括管108，管108是要被检查的目标对象。相反，管检查系统100仅包括通过联接构件110联接以形成管检查组件112的便携式X射线扫描器102和透射检测器模块106，以及运动约束特征114，如图1A所示。类似地，在以下描述的遍及申请的其它附图中，应当理解，附图中所示的管(如果有的话)不是所示和所描述的管检查系统的部分。

如本文中所使用的，“运动约束特征”也可以被称为“径向运动约束特征”，因为该特征配置为约束相对于管108在径向上的运动。与轴向一样，可以在X射线的扫描束104与管108相交的位置处评估径向。如前所述，存在有多个径向的示例，并且示例径向116仅作为示例。原则上，在由所示的笛卡尔坐标系限定的XY平面中存在无限数量的径向，其与图的页面以直角相交。

如本文中所使用的，“径向运动约束特征”表示位置检查组件112相对于管的径向运动由系统的特征限制或控制到某种程度，使得管检查组件112相对于管的位置以某种方式限制或控制，使得当管检查组件112在管的轴向120上以平移运动118平移，以便扫描管108的各个位置时，能够可靠地执行扫描，并且在便携式X射线扫描器和透射检测器模块之间具有适当程度的对准。有利的是，实施方式系统增加了对准公差，使得不需要精确的对准，并且能够以最小的努力和更容易的方式确保用于一致的扫描操作的足够的对准。

在一些实施方式中，当便携式X射线扫描器102是手持扫描器时，这种一致的扫描性能通过运动约束特征来实现，诸如如图2所示。在其它情况下，当便携式X射线扫描器102在随着平移运动118移动便携式X射线扫描器和管检查组件112的机器人系统上实现时，运动约束特征114以及下文描述的运动约束特征的各种实施方式确保一致的操作和适当的对准。

在本文中描述的所有实施方式中，运动约束特征还配置为允许管检查组件112在管的轴向120上的平移运动118。因此，由运动约束特征114在轴向上提供的任何运动约束被充分地限制，从而可以允许平移运动118。

在一些实施方式中，系统还包括(肯定地)其它特征，无论是运动约束特征114还是系统的其它部分，其有助于管检查组件112在管的轴向上的平移运动。例如，结合图14A至图14D示出和/或描述了辊，并且这种辊可以由一个或多个轴承(诸如嵌入轴承座圈中的辊轴承)代替或补充，如机械领域的技术人员根据本公开容易理解的。在另一个示例中，可以使用低摩擦表面(诸如低摩擦垫)来促进平移运动。下文将结合图4描述示例低摩擦垫。

在一些实施方式中，仅在图1A中示意性地示出的运动约束特征114由联接构件110的形状限定。一个示例包括下文结合图7描述的示例，其中包括拐角的臂型联接构件的形状可用于沿着管的轴向引导管检查组件。在另一个示例中，在图4中，运动约束特征被构建在联接构件的部分上。在图5中，运动约束特征被构建在便携式X射线扫描器上。在图6中，运动约束特征被构建在透射检测器模块上。在示出各种实施方式的图10至图12中，运动约束特征由各种联接构件的形状提供/形成/或限定，该联接构件包括双臂型联接构件或在图10至图11中的联接构件和图12中的刚性的U形的支架联接构件。

另外，在图14A至图14D和图15A至图15B中，提供了运动约束特征，当在那些附图中所示的各种管检查系统与所示管接合时，该运动约束特征由带臂型联接构件的形状限定。另外，图14A至图14D所示的辊有助于约束在轴向上在径向上的运动。例如，在图14A的实施方式中，当带臂联接构件用具有在带臂联接构件和便携式X射线扫描器上的相应的无闩锁机构特征的闩锁机构闩锁到位时，带臂联接构件变得与管接合，这意指它处于用于X射线扫描操作的位置，并且便携式X射线扫描器和带臂联接构件的运动在管的径向上受到限制。包括在沿着管的轴向的平移运动期间。

在图14A至图14D和图15A至图15B所示的实施方式的实施方式中，例如，带臂联接构件包括透射检测器模块，如下文更详细描述的。以这种方式，带臂联接构件的特征和合并的透射检测器模块的特征两者通过它们的形状限定了那些实施方式的运动约束特征。因此，通过下文提供的示例将理解，实施方式可以包括由联接构件的形状限定的、由便携式X射线扫描器的形状限定的、由透射检测器模块的形状限定的运动约束特征。

通过各种实施方式应当理解，以多种不同的方式，运动约束特征可以被构建在便携式X射线扫描器的部分、联接构件的部分、透射检测器模块的部分或其组合上或由便携式X射线扫描器的部分、联接构件的部分、透射检测器模块的部分或其组合形成。在一些实施方式中，例如在图4至图7中所示的那些实施方式中，针对一些径向提供径向上的运动约束，而在其它径向上的运动不受约束。在这些实施方式中，由特征和几个实施方式提供的运动约束足以使操作者能够沿着管的轴向可靠地平移管检查组件，例如，诸如通过沿着所提供的运动约束特征的表面滑动。

在一些实施方式中，联接构件110包括一个或多个臂，该一个或多个臂配置为联接到便携式X射线扫描器102和透射检测器模块106，并且联接构件还配置为至少部分地围绕管延伸。包括臂型联接构件的各种实施方式包括图7、图10至图11、图14A至图14D和图15A至图15B中所示的那些。一个或多个臂可以是刚性的，诸如图7、图10和图11所示的刚性臂，或一个或多个臂可以是柔性的，诸如呈柔性带周期的形式。例如，结合图14A至图14D和图15A至图15B来描述柔性带臂型联接构件的示例。

在实施方式的范围内的透射检测器模块可以包括配置为机械地联接到臂的闪烁体材料。示例包括图16A至图16B所示的闪烁体屏幕，其是那些图中所示的透射检测器模块的部分，该透射检测器模块机械地联接到图14A至图14D和图15A至图15B所示的臂型联接构件并形成该臂型联接构件的部分。

在一些实施方式中，闪烁体材料是一条闪烁体荧光屏，诸如图16A至图16B所示。透射检测器模块可以包括一个或多个带状波长偏移光纤(WSF)，该波长偏移光纤光学地联接到闪烁体荧光屏的带，诸如图16A至图16B中特别示出的，以及诸如合并到图14A至图14D和图15A至图15B的带臂型实施方式中。如图16A至图16B所示，透射检测器模块还可以包括光电检测器，其中一个或多个带状WSF的带的至少一端光学地联接到光电检测器。此外，如图16A至图16B所示，光电检测器可以是光电倍增管(PMT)。

在各种实施方式中，透射检测器模块可以合并在两个臂中的一个的臂型联接构件的臂处，无论臂型联接构件是刚性的还是柔性的。如本文中所使用，“结合在……处”包括附接到、联接到或嵌入到臂中。在一个示例中，透射检测器模块的过渡部分被构建到图7所示的臂型联接构件中。在另一个示例中，在图10和图11中，透射检测器模块被构建在臂型联接构件上、或附接到臂型联接构件、或联接到臂型联接构件。

此外，在图14A至图14D和图15A至图15B的实施方式中，由于如图16A所示，包括闪烁体屏幕和波长偏移光纤的检测器模块组件与塑料壳体臂型联接构件一起构建，因此透射检测器模块可以被认为附接到、联接到或嵌入臂中。此外，在图16B的示例中，例如，铝脊型臂联接构件具有内置到其上或机械联接到其上的带状波长偏移光纤(WSF)和闪烁体屏幕，该带状波长偏移光纤(WSF)和闪烁体屏幕一起形成具有PMT的透射检测器模块。在已经指出的示例性实施方式中，使用了包括透射检测器模块的这些带臂联接构件。

联接构件110还可包括铰链机构，该铰链机构配置为将臂联接到便携式X射线扫描器102。例如，在图8、图10、图11、图14A至图14C和图15A至图15B中示出了由铰链机构联接到便携式X射线扫描器或配置为由铰链机构联接到便携式X射线扫描器的臂的示例。例如，如图8所示，这些铰链机构可以在联接构件和X射线扫描器之间、或在联接构件和透射检测器模块之间、或在联接构件和X射线扫描器之间以及在联接构件和透射检测器模块之间提供完全的分离(decoupling)。可选地，铰链机构可仅提供旋转联接，其中组件通常保持至少被动联接，诸如如图10和图11所示。便携式X射线扫描器和臂型联接构件之间的分离可以由快速释放机构提供，如图14D所示。在一些实施方式中，允许在施加外力时(诸如通过人从X射线扫描器拉动联接构件)机械解耦的快速释放机构可以由包括在铰链机构中的磁性连杆提供。图9中示出了一个示例性磁性连杆，尽管没有旋转联接。然而，在图14D中，提供带臂型联接构件和便携式X射线扫描器之间的旋转联接的快速释放机构可以是磁性连杆，如将容易理解的，或其它类型的快速释放机构。

在一些实施方式中，臂联接构件可以是弹簧加载的，使得其在没有或缺乏施加外力的情况下保持与管脱离。在图10中提供了示例，其中弹簧倾向于保持两个臂型联接构件打开和脱离，除非施加了力。另一方面，诸如在图11的示例中，可以提供诸如通过弹簧机构的弹簧加载，以使得臂或多个臂在缺乏施加外力的情况下保持与管接合。

在一些实施方式中，臂型联接构件可以是第一臂，第一臂配置为在第一臂的近端处附接到便携式X射线扫描器。联接构件还可以包括第二臂，该第二臂配置为在第二臂的近端处附接到便携式X射线扫描器并且至少部分地围绕管延伸。这样配置的实施方式的示例包括图10至图11，并且更具体地包括图11，其中这样的特征标记有远端和近端。

图7中所示的单臂型联接构件部分地围绕管延伸，并且图10至图11、图14B、图15A和图15B中所示的两个臂联接构件中的每个也是如此。此外，第一臂和第二臂，无论是两部件臂联接件的带还是刚性部分，可以配置为通过第一臂和第二臂的相应远端(诸如图11中所示的远端)彼此机械联接。此外，将理解，类似地，图14B、图15A和15B中所示的两个带臂联接构件都具有配置为附接到各个X射线扫描器的近端和构造成彼此联接的远端。联接可以由被动装置提供，诸如图11中所示的弹簧，其倾向于在没有外力的情况下将形成联接构件的两个臂的远端保持在一起。可选地，形成联接构件的第一臂和第二臂的远端的联接可以通过主动装置保持在一起，诸如机械闩锁、成对磁体、磁体和磁性材料、或本领域已知的其它机械联接装置(包括)，包括搭扣、铆钉、用于捆扎或环扎线以将端部保持在一起的装置等。

第一臂和第二臂的组合可以配置为在结合在一起时完全围绕管延伸，以便将管检查组件联接到管上，或换句话说，将臂与管接合。然而，在一些实施方式中，联接构件的一个臂，或甚至第一和第二臂的组合，在联接配置中可能不完全围绕管延伸，并且这种配置仍然可以充分地提供扫描和成像功能。在一个示例中，图7的臂联接构件不完全围绕管延伸，也不是内置透射检测器模块构建在臂联接构件中。然而，这种实施方式仍然能够提供所需的透射成像能力，前提是一个或多个透射检测器模块能够充分地捕获穿过管直径的扫描，如X射线成像领域的技术人员将会理解的。

在一些实施方式中，透射检测器模块包括分别联接到第一和第二臂的两个透射检测器部分。第一透射检测器部分和第二透射检测器部分配置为分别检测通过管的第一侧和第二侧透射的X射线。这种配置例如适用于图10至图11、图14B和图15A至图15B的实施方式。

包括臂型联接构件的一些实施方式，即形成整个联接构件的一个或多个这样的臂，可以配置为通过致动器(诸如电动致动器、气动致动器等)将一个或多个臂移动到相对于管的接合位置或相对于管的脱离位置。在图12B中示出了为此目的而提供的旋转致动器的示例。此外，考虑到本文中的附图和公开内容，本领域的技术人员将容易地认识到，例如，可以提供平移致动器来修改图9的实施方式，以便调节所示的长度，并且因此使所示的实施方式与管接合或脱离。如本文中所使用的，“接合”意指运动约束特征约束管检查组件的径向运动，并且一个或多个臂以其它方式相对于管定位，以便按照预期进行扫描和管检查操作。此外，如本文中所使用的，“脱离(disengaged)”意指运动约束特征不在约束管检查组件的径向运动的位置，并且臂在其它情况下不相对于管定位以用于管检查操作。

如上所述，图9的实施方式是其中臂型联接构件具有可调节长度的示例，并且还将认识到，图14C的带臂型联接构件与下文描述的延伸部也具有可调节长度，以便适应不同类型的直径。

本文中描述的实施方式的显著优点在于，当利用扫描束执行透射成像时，透射检测器模块不需要包括像素化检测器。换句话说，透射检测器模块可以包括非像素化检测器，其成本低得多、复杂度低得多，并且在与束的对准容限方面更加宽松。非像素化检测器可用于检测在扫描束的扫描(诸如整个扫描)上通过管108透射的X射线的扫描束104的X射线。尽管如此，可以使用像素化检测器，并且像素化检测器在实施方式的范围内。

在一些实施方式中，透射检测器模块提供关于通过管透射的X射线的光谱内容(即能量内容)的信息。图17示出了可用在根据实施方式的透射检测器模块中以便提供关于透射的X射线的光谱内容的信息的一个示例透射检测器结构的示例。

在一些实施方式中，便携式X射线扫描器可以包括背散射检测器，背散射检测器配置为检测被管背散射的扫描束的X射线。例如，在图2、图14A至图14D和图15A至图15B中示出的手持便携式X射线扫描器是手持背散射成像器。应当理解，例如，X射线扫描是该背散射成像器的一个功能，并且是仅执行透射成像的某些实施方式中所需的唯一功能。尽管如此，如本领域所理解的，并且如考虑到具有本文中描述的特定配置和目的的特定实施方式所理解的，实施方式可以配置为例如基于单个X射线扫描束104同时执行透射成像和背散射成像。

在一些实施方式中，联接构件是刚性的U形夹支架，其具有两个端部，该两个端部配置为配合在管上，并且以联接配置联接到便携式X射线扫描器，并且以分离配置与管完全分离，诸如图12A的实施方式所示。在这种情况下，例如，如图12A所示，透射检测器模块可以构建到U形夹支架联接构件的内侧中或内侧上。

更一般地，在任何一个实施方式中，例如，如图8所示，联接构件可以配置为从便携式X射线扫描器、透射检测器、或便携式X射线扫描器和透射检测器两者是可拆卸的，其中具有铰链销的铰接联接机构提供用于完全拆卸的方式。尽管如此，在其它实施方式中，由在便携式X射线扫描器102和透射检测器模块106之间的联接构件提供的联接可以是永久的或半永久的，并且不旨在用于快速释放。在图4的实施方式中，例如，如果联接是永久的，则包括便携式X射线扫描器102、联接构件110和透射检测器模块106的管检查组件112可以手动地在管108之上滑动，并且然后例如通过管检查组件112的一侧上的自由空间从管108提升或平移。在一些实施方式中，在系统中可以包括安装支架。特别地，联接构件可以包括安装支架，该安装支架配置将透射检测器模块联接到便携式X射线扫描器，如图13的示例所示。如图13的实施方式所提供的，安装支架通常从便携式X射线扫描器、透射检测器模块、或便携式X射线扫描器和透射检测器模块两者上是可拆卸的。

在一些实施方式中，如图19所示，透射检测器模块106可以提供输出信号，例如原始输出信号，但是该实施方式不需要产生管的实际图像，并且这种成像可以由单独的系统或装置来执行。尽管如此，在一些实施方式中，例如使用图2所示的便携式X射线扫描器的那些实施方式中，这种类型的背散射图像可以直接提供在便携式X射线扫描器(包括便携式X射线扫描器的背散射成像系统)中提供的屏幕上。如本领域的技术人员将理解的，图2的背散射成像装置包括内部、输出接口，该输出接口配置为输出图像数据，该图像数据用于提供管的图像和目标对象的图像。当应用于管时，图2的背散射成像系统在装置上的屏幕处提供该类型的背散射图像。

此外，考虑到本文中描述的实施方式，将容易理解的是，图2的X射线背散射成像装置，例如当与图14A至图14D和图15A至图15B所示的实施方式结合使用时，来自透射检测器模块的信号可以被分析和处理，并且包括在图2所示的屏幕处也用于提供管的透射X射线图像。例如，图10示出了如何将来自透射检测器模块的信号输出到便携式X射线扫描器，该便携式X射线扫描器包括适当的处理器和输出接口，以提供输出图像数据，用于例如向屏幕提供被检查管的图像。X射线透射图像的透射可以是管内部的图像，管外部的图像在绝缘件之下被遮掩等。

图1B是示意性框图，示出图1A的管检查系统100在XY平面中，管108的截面图。在图1B中，某些特征比在图1A中更容易辨别，诸如X射线的扫描束104以扫描方向122扫描。这种扫描在本文中也可以被称为例如“扫描(sweeping)”或“束扫描(sweep)”。在图1B中进一步示出了我们的另外的示例径向116。如本文中以上描述的，为了理解各种实施方式的目的，仅在图1A至图1B中示意性示出的运动约束特征114仅需要约束在一个或多个示例径向116上的径向运动。为了便于或至少允许在轴向120上的平移运动118，希望在径向上的运动约束是部分的。当管检查系统沿着管的轴向120平移时，这种部分运动约束还使得管检查系统易于使用。

图2(现有技术)是现有手持背散射成像装置的立体图。在本文中描述的实施方式的上下文中，该现有装置在本文中被称为“便携式X射线扫描器202”。应当理解，便携式X射线扫描器202包括在所有实施方式中都不需要的背散射成像功能。尽管如此，便携式X射线扫描器202提供了所需的X射线扫描功能，即输出在实施方式中有用的X射线的扫描束，并且便携式X射线扫描器202的额外背散射成像功能也可以在这种类型的扫描环境中有用。

便携式X射线扫描器202包括手柄224，以允许该单元以热手持方式使用，即握在操作者的手中，操作者的操作人员支持便携式X射线扫描器202的整个重量。包括背散射检测器226的便携式X射线扫描器工具被分成两部分，该背散射检测器226配置为检测由被扫描X射线束照射的目标对象背散射的扫描束的X射线，包括从管108背散射的X射线，如图1A所示。槽228为扫描X射线束提供开口以出射，并且如图1B所示，以周期性扫描方向扫描该束，以便在诸如管108的目标对象上进行扫描。由类型散射的X射线可以由背散射检测器226检测，并且由检测器226内部产生的信号可以在单元内用来在屏幕232处产生管的背散射图像。有利地，当应用于本文中描述的管检查系统时，该单元不仅适于显示背散射图像，而且适于显示通过使用图1A至图1B所示的透射检测器模块106同时产生的透射图像和X射线透射图像。来自透射检测器模块106的原始信号可以在便携式X射线扫描器202处以示例图10和示例图9中指示的方式接收，下文将对此进行描述。

图3是示出非手持的管检查系统300的实施方式的示意性框图。相反，便携式X射线扫描器102，以及随后的管检查组件112，当其与透射检测器模块106联接时，由机器人平台334承载，以在管的轴向120上执行平移运动118。根据本文的公开内容，机器人技术领域的技术人员可以容易地预想到，在沿着地面的平移运动118的情况下，可以使用可选的机器人平台，例如施加到相对于地面水平的管108上，或施加到机器人平台334上，该机器人平台334具有用于附接到垂直管108上的分离装置，该垂直管108从地面垂直地延伸到某种类型。因此，将理解，在图1A至图1B所设想的范围内的实施方式包括各种基于手持和机器人的系统和方法。

如上所述，管检查系统300不包括管108，而是应用于管108的检查。相反，管检查系统300包括管检查组件112、运动约束特征114和机器人平台334。

图4是示出实施方式管检查装置或管检查系统的部分的示意性框图。特别地，图4的系统包括具有半圆柱形表面436的运动约束特征414，以便大致符合圆柱形管108的形状，从而约束管108的运动。因此，在这种情况下，运动约束特征414与联接构件110分离，但是被构建在联接构件110上。另外，通常作为低摩擦表面的示例的低摩擦垫438被施加到表面436，以便于在轴向120上的平移运动118，其进入图4的示例中的页面中。

图5是示出实施方式管检查系统的部分的示意性框图，在该实施方式管检查系统中，与联接构件110分离的运动约束特征514附接到便携式X射线扫描器102。与图2所示的槽228类似，用于输出X射线扫描束的槽(图5中未示出)可以通过运动约束特征514延伸，如延伸部528所示。以这种方式，从便携式X射线扫描器102输出的X射线的扫描束不会被阻碍与管108相交。

图6是示出实施方式管检查系统的部分的示意性框图，其中系统包括以块形式的运动约束特征614，以便约束检查组件相对于管108的径向运动。在这种情况下，运动约束特征614构建在透射检测器模块106上。在这种情况下，优选地，块614相距足够远，使得透射检测器模块106能够检测X射线的扫描束104的完全扫描，而不受运动约束特征614的阻碍。然而，如图6所示，在一些实施方式中不需要对整个扫描进行检测，并且基于透射的X射线的管图像仍然可以设置为仅对套件的部分进行检测。

图7是示出实施方式管检查系统的部分的示意性框图，其中透射检测器模块706被构建在臂形联接构件710中。以此方式，臂联接构件710配置为将便携式X射线扫描器102联接到透射检测器模块706。另外，图7示出了运动约束特征714可以通过臂型联接构件710的形状来提供，在这种情况下为直角形状。因此，如从其它实施方式中的这个示例性实施方式将理解的，运动约束特征可以由联接构件本身提供，并且不需要分别作为单独的元件(如图4至图5中的特征414或特征514)提供。

还将注意到，参照图7，臂联接构件710配置为至少部分地围绕管108延伸，即围绕管108的周向延伸。以这种方式，诸如内置透射检测器模块706的透射检测器模块可以检测穿过X射线的扫描束104的扫描通过管108透射的大部分X射线。此外，透射检测器模块(无论附接到臂联接构件710还是构建在臂联接构件710上)可以被设计成足够宽或足够长以捕获整套扫描束。此外，在其它实施方式中，对于臂型联接构件、或对于形成联接构件的臂，可以一起从便携式X射线扫描器102完全围绕管延伸，使得与管108接合的作为整体接合单元包围管108的整个周向。参照下文描述的其它实施方式，将会理解，臂型联接构件可以是柔性的，例如呈柔性带的形式，如下文结合例如图14A至图14B和图15A至15D所示和描述的。

图8是示出实施方式管检查系统的部分的示意性框图，其中联接构件810被旋转地(铰接地)配置为与便携式X射线扫描器102和透射检测器模块106联接或分离。联接构件810在其两个拐角处包括铰链机构840，且在扫描器102和模块106上具有对应的铰链机构840。铰链销842通过相应的铰链机构840插入，以便联接联接构件810，或使用联接构件810以联接扫描器102和模块106。依次地，铰链销842可以被移除，以便使扫描器102和模块106分离。以这种方式，联接构件810能够完全从便携式X射线扫描器102和从透射检测器106拆卸。在其它实施方式中，只有侧边中的一个是可拆卸的。可拆卸性对于单元的存储和根据需要容易地将单元应用到管是有用的。应当注意，运动约束特征在图8中没有特别示出，因为在各种实施方式中可用的运动约束特征的范围结合其它附图被充分地示出和描述。

图9是示出了实施方式的示意性框图，该实施方式示出了包括联接构件910的实施方式管检查系统的部分，该联接构件910具有用于容纳不同直径的管的可调节长度956。联接构件910通过包括两个部分来实现这一点，即联接到扫描器102的内部杆911和联接到透射检测器模块106的外部壳体913。以这种方式，内部杆911可以滑进或滑出外部壳体913，以便调节适应不同直径类型所需的长度956。

图9中还示出了设置在扫描器和内部杆911处以便将内部杆911联接到扫描器102的互补磁体944，以及设置在外部壳体903和检测器模块106处以便将这两个部件联接在一起的互补磁体944。根据需要，磁性连杆可用于管检查系统沿管的各种长度的快速组装和拆卸以及应用。此外，在以快速释放机构或其它快速释放机构的形式的旋转联接器的情况下，磁性连杆可以是有用的。在图14D中提供了可以利用类似于图9的磁性连杆的快速释放机构的示例。

图10是示出了具有两个臂联接构件1010的实施方式管检查系统的部分的示意性框图，两个臂联接构件1010经由铰链机构1040可旋转地联接到便携式X射线扫描器1002。通过铰链机构1040，臂联接构件1010能够在图10所示的接合配置中联接在一起，或在图11所示的脱离配置中相互分离，在该脱离配置中，为了扫描的目的，系统与管脱离。

图10还示出了如何利用示例性弹簧1052对臂联接构件1010进行弹簧加载。弹簧1052使得臂1010被弹簧加载，从而在没有施加外力(诸如由人手所提供的将臂推到一起的力)的情况下，臂1010保持与管脱离。一旦在一起，锁闩(图10中未示出)可以用于将臂联接构件1010保持在图10的管接合配置中彼此联接。

图10的系统还示出臂的分离运动1048，弹簧1052的弹簧力趋向于产生该分离运动。为了使系统与管108接合，可以克服这种弹簧加载力。这种配置可以给管提供单元到管检查系统的简单、快速的应用。

图10还示出了透射检测器模块如何可以包括分别联接到第一臂联接构件和第二臂联接构件1010的透射检测器部分1006a和1006b。第一透射检测器模块部分1006a和第二透射检测器模块部分1006b配置为分别检测通过管108的第一侧和第二侧透射的X射线，这将通过参考附图容易地理解。信号1050a和1050b，分别是来自透射检测器模块部分1006a和1006b的原始信号，可以如图所示通过相应的臂联接构件，并通过设置在臂联接构件和便携式X射线扫描器1002处的电触点1054，被发射到便携式X射线扫描器1002中的处理器1046，用于进一步处理。处理器1046处理信号并创建可通过屏幕232的输出接口1032发送的视频信号，这也在图2中示出。

更具体地，图像数据1050从输出接口1030输出，以便在屏幕232处形成图像。还应当理解，在其它实施方式中，如图所示，输出接口可以在便携式X射线扫描器的外部，而不是内部。因此，能够实现与便携式X射线扫描器1002分离的不同装置来显示扫描类型的图像，特别是由图10的实施方式产生的透射图像。此外，如果背散射检测特征被包括在实施方式中，如图2的现有装置所示，则图像数据1050可以包括在管108的相同扫描期间同时采集的透射图像数据和背散射图像数据。

图11是示出具有类似于图10中的臂联接构件的臂联接构件1010的实施方式管检查系统的部分的示意性框图。然而，在图11中，所示的臂处于脱离配置，其中臂联接构件1010的远端1190彼此分离，并且臂联接构件1010不与管(图11中未示出)接合。

此外，图11所示的系统部分包括弹簧1152，弹簧1152配置为弹簧加载臂联接构件1010，在没有施加外力(诸如人类用户拉动臂的部分)的情况下，两个臂联接构件1010在远端1190处保持彼此联接。因此，弹簧1152的弹簧力趋向于将远端1190彼此连接在一起，其中联接运动1148没有外力。这种布置对于扫描具有实施方式的管是非常有用的，因为臂联接构件可以容易地打开或关闭，以便根据需要接合或脱离某种类型的管并扫描管的不同部分。将理解，铰链机构1040允许第一臂和第二臂1010在第一臂和第二臂的近端1188处附接到便携式X射线扫描器102。此外，如上文所述，在远端1190彼此联接的联接、接合配置中，臂1010各自部分地围绕管延伸(图11中未示出)，并且与扫描器102、扫描装置和由此产生的管检查组件一起完全围绕管的周向延伸。如以下结合图12B所述，臂可以设置有用于在需要时打开和关闭的电动致动，诸如在如图3所示的机器人应用的情况下。

图12A是示出实施方式管检查系统的部分的示意性框图，该管检查系统包括刚性的U形支架联接构件形式的联接构件1210。联接构件1210与扫描器102一起在图12所示的接合配置中包围管108的整个周向。然而，联接构件1210可通过分离运动1249从扫描器102分离，使得联接构件1210可从扫描器102完全分离。联接运动1248可用于将联接构件1210重新附接到扫描器102。磁性、快速释放、卡扣、螺栓或机械领域中已知的其它装置可用于将扫描器102联接到刚性的U形支架联接构件1210。

此外，图12A示出了构建在U形夹支架上、特别是其内表面上的透射检测器模块1206。在其它实施方式中，透射检测器可以被构建到支架联接构件1210中。在支架联接构件1210的端部1251位于管108上并且以图12A所示的联接配置联接到便携式X射线扫描器102的情况下，扫描器102和透射检测器模块1206的运动在径向或多个方向116上受到约束。因此，以这种方式，支架联接构件1210的形状形成运动约束特征，并且因此与管接合的接合系统准备好用于扫描操作。应注意，图12A的实施方式可包括其它实施方式的特征，诸如其它示例运动约束特征、透射检测器模块特征、入口便携式X射线扫描器特征等。

图12B是示出实施方式管检查系统的部分的示意性框图，该管检查系统包括图10至图11的臂联接构件1010，该臂联接构件1010经由铰链机构1040旋转地联接到扫描器102。此外，图12B的实施方式包括旋转致动器1292，旋转致动器1292配置为使臂1010相对于管(图12B中未示出)旋转成接合配置。根据需要，旋转致动器1292也可以使臂1010旋转到图12B所示的脱离配置。便携式X射线扫描器102可以被修改为包括按钮，例如操作者可以按下按钮以便根据需要致动臂以接合或脱离管。此外，应当理解，线性致动器在一些实施方式中可以是有用的，以便使实施方式系统根据需要与管接合或与管脱离接合。在一个示例中，线性致动器可以与图9的实施方式结合使用。

图13是示出实施方式的管检查装置管检查系统的部分的示意性框图，该管检查系统包括形成联接构件1310的部分的安装支架1358和1360。联接构件1310包括主要部分1356，并且安装支架1358用于将主要部分1356联接到扫描器102。以类似的方式，安装支架1360用于将联接构件1310的主要部分1356联接到透射检测器模块106。安装支架1358和1360可以从便携式X射线扫描器、从透射检测器模块、或从便携式X射线扫描器和透射检测器模块两者分离，以便将扫描器102和检测器模块106彼此分离。

图14A是与管108脱离的管检查系统1400a的立体图，系统1408包括图2的便携式X射线扫描器202，以便提供X射线的扫描束。图14A的实施方式包括带臂型联接构件1410，带臂型联接构件1410具有合并的透射检测器模块和形状限定的运动约束特征。下面将结合图16A进一步描述带臂联接构件1410的结构的细节，并且图16B提供了用于带臂联接构件的替代布置。联接构件1410包括在其远端上的闩锁机构1462，该闩锁机构1462与附接到扫描器202的相应的闩锁机构1462类似闩锁机构接合。联接构件1410上的带能够绕铰链机构1440自由地旋转，除非联接构件1410通过闩锁机构1462与扫描器202在远端处联接。当以联接运动1448围绕管108联接时，通过联接运动1448将缺少的闩锁机构1462彼此固定，管检查系统1400a然后与管1084接合，扫描并获得透射图像和背散射图像两者。

在接合配置中的带臂联接构件1410的形状提供了形状限定的运动约束特征，通过该运动约束特征，在管的各个径向上的运动被约束。

如将根据本文中以上的描述和对其它实施方式的描述而理解，柔性带臂联接构件1410提供许多优点。

管检查系统1400a还包括摩擦辊1438，摩擦辊1438附接到便携式X射线扫描器202，以便在与管108接合时帮助约束径向运动并且便于系统的平移运动118。摩擦辊1438在扫描方向上提供沿着管108的自由、平滑的运动。此外，实际上可以使用摩擦辊1438将手持扫描器202轻轻地压靠在管上，以便控制和约束径向运动，并提供平滑的运行表面，沿着该平滑的运行表面扫描便携式X射线扫描器，并沿着扫描方向将带扫描在联接构件1410上。此外，如结合图14B所示，摩擦辊1438也可以嵌入在带臂中，使得如果带臂与管接触，则平滑的平移运动118仍然容易。因为使用便携式X射线扫描器202，散射检测器226提供信号，用于同时检测背散射图像，以便与由来自下文进一步描述的并入的透射检测器模块的信号提供的透射图像同时获取。

图14B是与管108脱离的管检查系统1400b的实施方式的立体图。系统1400b包括两个带臂联接构件1410a和1410b，两个带臂联接构件1410a和1410b两者都通过铰链机构1440铰接地连接到扫描器202。带臂联接构件1410a和1410b构建成类似于图14A中描述的带联接构件1410，使得透射检测器模块合并在其中，并且带臂联接构件1410a和1410b提供形状限定的运动约束特征。当带臂彼此联接时。带臂可以通过联接运动1448相互联接，带臂的远端通过联接运动1448被带到一起并通过磁性连杆、闩锁或本领域已知的其它磁性机械装置连接。

此外，带臂联接构件1410a和1410b可以是弹簧加载的，在没有外力施加的情况下，使得它们保持彼此联接并且与管108接合。通过位于带臂联接构件的近端处的铰链机构1440提供弹簧加载。此外，如下文结合图15A至图15B所示，在操作期间，对于操作员，这种布置特别有利于容纳不同尺寸的管，并且便于快速和容易地与管接合以及与管脱离。

图14C是与管108脱离的管检查系统1400c的立体图，该管检查系统1400c包括可延伸的带臂连接构1410。该延伸部通过联接构件延伸部1462上的带提供，该联接构件延伸部1462上的带具有与联接构件1410上的带的结构类似的结构。即，带臂联接构件延伸部1462包括合并的透射检测器模块和形状限定的运动约束特征。这类似于关于图14A至图14B描述的布置，其中，在接合配置中，相对于管108的径向运动被限制和约束，并且借助于辊1438促进沿轴向118的平移运动。应当注意，图14A至图14B和图14C至图14D中的辊1438可以由滚珠轴承机构代替，其中滚珠轴承嵌入轴承座圈中，这是机械领域的技术人员将会理解的。

通过延伸和联接运动1449，带臂联接构件延伸部1462可相对于构件1410滑动，以延伸带臂联接构件和透射检测器模块联接构件、透射检测器模块和运动约束特征的总长度。在本实施方式中，闩锁机构1462连接到带臂延伸部1462和扫描器202，并且可以彼此接合、彼此联接并且固定在接合配置中。通过由带臂联接构件延伸部1462提供的柔性，形状限定的运动约束可以自动地适当，而带臂总带臂长度可以调节以适应不同尺寸的管的管检查。

图14D是与较大直径的管1408接合的管检查系统1400d的实施方式的立体图。在该实施方式中，具有合并的透射检测器模块和形状限定的运动约束特征的单个带臂联接构件1464联接到扫描器202，在扫描器202的近端处具有联接运动，其中该联接运动是联接运动1448。通过在扫描器202的任一侧上的快速释放机构1444提供带臂联接构件1464和扫描器202之间的联接。这些快速释放机构可以包括互补的磁体，其允许带臂联接构件1464绕机构1444具有的一定的旋转柔性。

图15A是与较小的管108接合的图14B的管检查系统的立体图。当与较小的管接合时，弹簧加载的铰链机构1441使带臂联接构件1410a和1410b具有相对较大的重叠1566，从而自动地调节形状限定的径向运动约束的程度。

图15B也是与相对较大的管1408接合的图14B的系统1400b的立体图。在这种接合配置中，弹簧加载的铰链机构1441使带臂联接构件1410a和1410b具有相对较小的重叠1568。因此，在本申请中，再次对于较大的管1408，由带臂联接构件1410a和1410b的形状提供的形状限定的运动约束的程度被自动调节。此外，如图15A至图15B所示，该实施方式极大地便于管检查，因为带臂联接构件1410a和1410b可容易地与管脱离，并通过图14B所示的弹簧铰链机构1441的弹簧加载提供的联接运动1448再次联接，以便以简单的方式容易地、灵活地检查不同尺寸的类型，没有对准或调整困难。

图16A是示出例如结合图14A至图14D和图15A至图15B描述的带臂联接构件1410、1410a、1410b和带臂冲突联接构件延伸部1462的详细构造的开放立体图。最小的柔性以及带臂联接构件结构的刚度和保护程度由塑料壳体臂联接构件1610提供。塑料壳体臂联接构件1610在这些情况下包围带状波长偏移光纤(WSF)1672。带状WSF 1672与闪烁体屏幕1670和微型光电倍增管(PMT)1674一起构成示例性透射检测器模块。该模块与塑料壳体臂联接构件1610一起构建，以分别形成图14A至图14B、图14A至图14D、图15A至图15B所示的带臂联接构件1410、1410a、1410b、1462和1464。

特别地，尽管塑料壳体臂足够刚性以提供形状限定的运动约束特征，但是它也足够柔性以打开和围绕管关闭，用于接合和脱离，以及如图15A至图15B所示的柔性重叠。闪烁体材料，特别是闪烁体屏幕1670，配置为机械地联接到塑料壳体臂联接构件1610。闪烁体屏幕1670是闪烁体荧光体屏幕的条，并且带状WSF光学地联接到闪烁体屏幕1670。当X射线穿过闪烁体屏幕1670时，由闪烁体屏幕1670产生的闪烁光子可以由带状WSF 1672检测，并且带状WSF 1672的至少一端光学地联接到光电检测器，在本实施方式中是在许多PMT 1674上。

图16B是可以用来代替图16A所示的带臂联接构件结构的另一种带臂联接构件结构1610的图示。在图16B中，铝脊臂联接构件1607提供了实现结合图16A所描述的目的的柔性和刚性，包括通过其形状形成运动约束特征，该运动约束特征例如可以用在图14A至图14D和图15A至图15B所示的带中。带状WSF 1672光学地联接到闪烁体屏幕1671，特别是BaFCl:Eu闪烁体屏幕，用于接收闪烁光子的检测。接着，带状WSF 1672在带状WSF 1672的至少一端光学地联接到微型PMT 1674。应当理解，在图16A至图16B的两个实施方式中，可以使用附加的带状WSF，带状WSF各自至少具有与带状WSF的至少一端处的至少一个PMT的光学联接件，用于适当检测信号。这种结构是可选的。可选的带臂联接构件结构1610还示出了之前描述的铰链机构1440，其机械地联接到用于实施方式管检查系统的铝脊臂联接构件1607。图16A至图16B所示的结构可以整体收缩包装，诸如在黑色、不透光的塑料中，除了铰链机构1440应该保持自由之外。

图16A至图16B中所示的结构也可以修改成使用双X射线能量设计，以便提供关于通过管透射的X射线的光谱内容的信息，如结合图17进一步描述的。

图17是可以与铝脊、塑料壳体臂或其它适当的臂联接构件组合的WSF布置的图示，以便形成可以提供给表示不同X射线能量范围的信号的另一可选的带臂联接构件或其延伸部分。来自X射线的扫描束104的示例入射X射线入射到闪烁体体积1770，闪烁体体积1770具有将低能量的带状WSF光纤1772a和高能量的带状WSF光纤1772b分开的厚度。来自相对较低能量的X射线1776的闪烁光往往被低能量的带状WSF 1772a检测，而来自相对较高能量的X射线1778的闪烁光被光学地联接到高能量的WSF 1772b中。然后，低能量的WSF 1772a和高能量的WSF 1772b光学地联接成至少两个分开的光电检测器中，诸如图16A至图16B的微型PMT 1674。以这种方式，与两个不同X射线能量范围对应的两个不同信号被提供给具有处理器1046的单元(诸如便携式X射线扫描器202或图10的便携式X射线扫描器1002)，用于进一步分析和成像能力。

图18是示出管检查的实施方式过程1804的流程图。在1780处，将便携式X射线扫描器机械地联接到透射检测器模块，以形成管检查组件。在1782处，管检查组件的运动相对于管在管的径向上受到约束。在1784处，从便携式X射线扫描器输出X射线的扫描束。在1786处，使用透射检测器模块，检测通过管透射的扫描束的X射线。

应当理解，图18的过程1800可以例如通过图1A至图1B所示的实施方式管检查系统100来执行。此外，将理解，过程1800可以根据本公开内容进行修改，以使用结合图2至图11、图12A至图12B、图13、图14A至图14D、图16A至16B和图17描述的任何其它实施方式系统及其组件所描述的特征来执行管检查。例如，过程1800还可以包括在管的轴向上平移管检查组件以执行扫描，并且如果需要，沿着管对各种长度进行成像。

图19(现有技术)是使用扫描X射线束的X射线成像系统的立体示意图，该扫描X射线束可以用于X射线背散射成像、或用于X射线透射成像、或用于X射线背散射成像和X射线透射成像两者。图19提供了用于以扫描X射线束作为背景的成像的进一步上下文，示出了这种成像的基本原理，使得可以更全面地理解本实施方式的新颖特征。

在图19的系统中，标准X射线管22产生入射在衰减板24上的X射线辐射6。通过衰减板24中的槽将辐射准直成扇形束4，并且扇形束4入射到盘斩波轮2的源侧52，其中源侧52是斩波轮的最靠近X射线源22的一侧。然后，通过旋转具有狭缝12的“斩波轮”2，将扇形束“斩波”成笔形束。笔形束通过盘斩波轮的输出侧54(与X射线源22相对的一侧)输出，并在轮随着旋转3旋转时扫描被成像的目标对象30。然后通过一个或多个大面积背散射检测器(未示出)记录在反向方向上散射的X射线的强度，作为照明束的位置的函数，以形成背散射图像。此外，透射X射线的强度可以由透射检测器28记录以同时产生透射X射线图像。

信号电缆26将扫描线信号从检测器28传送到监视器40。通过在传送器27上或在其自身的电力下，移动物体穿过包含扫描束的平面，获得物体的二维背散射图像。可选地，物体可以是静止的，并且成像系统可以相对于物体移动。

虽然已经具体示出和描述了示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离所附权利要求所涵盖的实施方式的范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (32)

1.管检查系统，包括：

便携式X射线扫描器，配置为输出X射线的扫描束；

透射检测器模块，配置为检测通过管透射的所述X射线的扫描束的X射线；

联接构件，配置为将所述便携式X射线扫描器机械地联接到所述透射检测器模块以形成管检查组件；以及

运动约束特征，配置为约束所述管检查组件相对于所述管在所述管的径向上的运动，所述运动约束特征还配置为允许所述管检查组件在所述管的轴向上的平移运动。

2.根据权利要求1所述的管检查系统，其中，所述便携式X射线扫描器配置为手持的。

3.根据权利要求1或2所述的管检查系统，其中，所述运动约束特征由所述联接构件的形状限定。

4.根据权利要求1或2所述的管检查系统，其中，所述运动约束特征构建在所述便携式X射线扫描器、所述联接构件或所述透射检测器模块的部分上，或由所述便携式X射线扫描器、所述联接构件或所述透射检测器模块的部分形成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的管检查系统，其中，所述运动约束特征包括一个或多个轴承、辊或低摩擦表面，所述轴承、所述辊或所述低摩擦表面便于所述管检查组件在所述管的所述轴向上的所述平移运动。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的管检查系统，其中，所述联接构件包括臂，所述臂配置为联接到所述便携式X射线扫描器和所述透射检测器模块，所述联接构件还配置为至少部分地围绕所述管延伸。

7.根据权利要求6所述的管检查系统，其中，所述臂是刚性的。

8.根据权利要求6所述的管检查系统，其中，所述臂是柔性带。

9.根据权利要求6所述的管检查系统，其中，所述透射检测器模块包括闪烁体材料，所述闪烁体材料配置为机械地联接到所述臂。

10.根据权利要求9所述的管检查系统，其中，所述闪烁体材料是闪烁体荧光体屏幕的条，所述透射检测器模块还包括一个或多个带状波长偏移光纤(WSF)，所述带状波长偏移光纤(WSF)光学地联接到所述闪烁体荧光体屏幕的条。

11.根据权利要求10所述的管检查系统，其中，所述透射检测器模块还包括光电检测器，所述一个或多个带状WSF的带的至少一端光学地联接到所述光电检测器。

12.根据权利要求11所述的管检查系统，其中，所述光电检测器是光电倍增管(PMT)。

13.根据权利要求6所述的管检查系统，其中，所述透射检测器模块在所述臂处合并，所述联接构件还包括铰链机构，所述铰链机构配置为将所述臂联接到所述便携式X射线扫描器。

14.根据权利要求13所述的管检查系统，其中，所述铰链机构配置为允许在施加外力时将所述臂与所述便携式X射线扫描器机械地分离。

15.根据权利要求14所述的管检查系统，其中，所述铰链机构包括磁性连杆。

16.根据权利要求13所述的管检查系统，其中，所述臂是弹簧加载的，使得所述臂在没有施加外力的情况下保持与所述管脱离或与所述管接合。

17.根据权利要求13所述的管检查系统，其中，所述臂是第一臂，所述第一臂配置为在所述第一臂的近端处附接到所述便携式X射线扫描器，所述联接构件还包括第二臂，所述第二臂配置为在所述第二臂的近端处附接到所述便携式X射线扫描器，并且至少部分地围绕所述管延伸。

18.根据权利要求17所述的管检查系统，其中，所述第一臂和所述第二臂配置为通过所述第一臂和所述第二臂的各个远端彼此机械地联接。

19.根据权利要求17所述的管检查系统，其中，所述透射检测器模块包括分别联接到所述第一臂和所述第二臂的两个透射检测器部分，并且其中，第一透射检测器部分和第二透射检测器部分配置为分别检测通过所述管的第一侧和第二侧透射的X射线。

20.根据权利要求6所述的管检查系统，还包括致动器，所述致动器配置为将所述臂移动到相对于所述管的接合位置中或相对于所述管的脱离位置中。

21.根据权利要求6所述的管检查系统，其中，所述臂具有可调节的长度。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的管检查系统，其中，所述透射检测器模块包括非像素化检测器，所述非像素化检测器检测在所述扫描束的扫描上通过所述管透射的所述X射线的扫描束的X射线。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的管检查系统，其中，所述透射检测器模块提供关于所透射的X射线的光谱内容的信息。

24.根据权利要求1至23中任一项所述的管检查系统，其中，所述便携式X射线扫描器包括背散射检测器，所述背散射检测器配置为检测被所述管背散射的所述扫描束的X射线。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的管检查系统，其中，所述联接构件是刚性的U形夹支架，所述U形夹支架具有两个端部，所述两个端部配置为配合在所述管上，并且以联接配置联接到所述便携式X射线扫描器，并且以分离配置与所述管完全分离，并且其中，所述透射检测器模块构建到所述U形夹支架中或所述U形夹支架上。

26.根据权利要求1至25中任一项所述的管检查系统，其中，所述联接构件从所述便携式X射线扫描器、所述透射检测器、或所述便携式X射线扫描器和所述透射检测器两者上是可拆卸的。

27.根据权利要求1至26中任一项所述的管检查系统，其中，所述联接构件包括安装支架，所述安装支架配置为将所述透射检测器模块联接到所述便携式X射线扫描器，所述安装支架从所述便携式X射线扫描器、所述透射检测器模块、或所述便携式X射线扫描器和所述透射检测器模块两者上是可拆卸的。

28.根据权利要求1至27中任一项所述的管检查系统，还包括输出接口，所述输出接口配置为输出用于检查所述管的图像数据，所述图像数据用于提供所述管的图像。

29.管检查方法，所述方法包括：

将便携式X射线扫描器机械地联接到透射探测器模块，以形成管检查组件；

约束所述管检查组件相对于管在所述管的径向上的运动；

从所述便携式X射线扫描器输出X射线的扫描束；以及

使用所述透射检测器模块，检测通过所述管透射的所述扫描束的X射线。

30.根据权利要求29所述的方法，还包括在所述管的轴向上平移所述管检查组件。

31.根据权利要求29或30所述的方法，使用根据权利要求1至28中任一项所述的系统来执行或还包括根据权利要求1至28中任一项所述的系统的任何特征。

32.管检查系统，包括：

用于将便携式X射线扫描器机械地联接到透射检测器模块以形成管检查组件的装置；

用于约束管检查组件相对于管在所述管的径向上的运动的装置；

用于从所述X射线扫描器输出X射线的扫描束的装置；以及

用于使用所述透射检测器模块检测通过所述管透射的所述扫描束的X射线的装置。