CN1749742A - 便携式双能量x射线检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式双能量X射线检查装置，包括X射线源携带箱(1)，投影暗箱携带箱(3)和控制器携带箱(4)。本发明首先控制X射线源携带箱(1)内的滤过板(24)置于能量“一”位置，此时可在计算机(6)获得被探测物体(2)的透视图像，计算机(6)依据FISCAN专用软件包处理并显示被探测物体(2)不同灰度层次的透视图像，供检查者初步判断。然后，将滤过板(24)置于能量“二”位置，并获得被探测物体(2)的新一幅透视图像，计算机(6)中FISCAN专用软件包的材料分析软件对上述先后两幅数字图像进行材料分析和处理，计算出各种物品的等效原子序数，从而区分出有机物、无机物和混合物，并在显示时赋予不同的颜色。

Description

便携式双能量X射线检查装置

技术领域

本发明涉及一种社会公共安全检查设备，特别涉及一种便携式双能量X射线检查装置。

背景技术

便携式X射线检查装置主要用于海关，机场等公共场所，用于检查隐藏在行李包裹等物品内的金属武器、爆炸物、毒品等违禁品。

目前已有的各类便携式X射线检查装置一般采用传统的X射线成像技术，通过被检物品透射图像的灰度层次和图形轮廓进行识别，透射图像的灰度层次和图形轮廓是由X射线透照路径中各种物品的透视图像叠加而成。

对于隐藏在衣物、书籍中的枪支、刀具等金属违禁品来说，由于其密度比衣物、书籍的密度大的多，且具有明显的形状，传统的X射线成像技术能显示出较多的灰度层次和明显的轮廓，从而比较容易识别。而对于爆炸物或毒品等有机物，由于其密度小，X射线的衰减量小，无法显示出较多的灰度层次；并且爆炸物或毒品没有特定的形状特征，因而较难分辨。

发明内容

本发明克服现有技术的缺点，提供了一种可以明显分辨爆炸物或毒品等有机物的便携式双能量X射线检查装置。

本发明采用面探测器成像法，双曝光方式，在射线出口用滤过板切换装置获得两种不同能量的X射线，X射线透射被探测物体，在荧光屏上先后得到被探测物体的两幅透视图像，此透视图像在计算机中经过软件处理后，无机物与有机物便用不同的颜色区别显示，从而达到分辨爆炸物或毒品的目的。

本发明包括X射线源携带箱，投影暗箱携带箱和控制器携带箱。所述X射线源携带箱内包括X射线发生器，微电机，在携带箱的箱体上X射线源射线出口处安装有射线滤过板和滤过板切换装置，所述微电机驱动滤过板切换装置来实现对射线滤过板的切换，从而取得两种不同能量的X射线。

所述投影暗箱携带箱内包括荧光探测器，数字相机，反光镜，荧光屏，荧光屏支撑体及采集控制模块。所述的荧光屏支撑体固定于投影暗箱携带箱的箱体内侧壁上，在荧光屏支撑体上粘接有荧光屏；在投影暗箱携带箱的箱体内有一与荧光屏成一定角度的反光镜，所述反光镜为表面镀铝膜反光镜，其反光面位为荧光屏方向，在反光镜的反光面上方的箱体项壁上安装有数字相机和荧光探测器，反光镜与荧光屏所成角度为可以将荧光屏上呈现的被探测物体的荧光图像在反光镜的反光面上反射后射入数字相机和荧光探测器内；所述的采集控制模块由图像采集，快速以太网接口和系统控制三部分组成，是一个以嵌入式微控制器为核心的软硬件系统，一方面，在系统控制部分控制下图像采集部分从数字相机处获取图像信息，通过快速以太网接口传送到传输模块，再由传输模块传送给计算机；另一方面，系统控制接收计算机的控制命令，通过传输模块传送控制命令到X射线源携带箱内的微电机，由微电机驱动滤过板切换装置来调节滤过板位置。

所述控制器携带箱内有传输模块和计算机。传输模块由图像数据传输和射线源控制命令传输两部分组成，所述的图像数据传输部分包括快速以太网接口，无线以太网接入器和无线以太网网卡；图像数据传输部分将从采集控制模块获取的图像信息以无线或有线的方式传送至计算机。所述的射线源控制命令传输部分包括控制命令编码器，控制命令发射机，控制命令接收机和控制命令译码器。计算机发出的控制信号经传输模块传送至采集控制模块，采集控制模块再对微电机发出控制信号，此信号经编码器编码，由发射机发射，由接收机接收，再经过译码器译码，最终控制微电机驱动滤过板切换装置。计算机主要通过FISCAN复合算法软件包完成系统控制、材料分析、图像处理、显示、存储和检索。

本发明体积小、便于携带运输、操作灵活方便，可以有效的识别爆炸物或毒品等有机物。

附图说明

图1为本发明的工作原理图；

图2为本发明的投影暗箱携带箱结构示意图；

图3为本发明的采集控制模块结构原理图；

图4为本发明的传输模块结构原理图；

图5为本发明X射线源携带箱结构示意图。

图中：

1-X射线源携带箱，2-被探测物体，3-投影暗箱携带箱，4-控制器携带箱，5-传输模块，6-计算机，7-投影暗箱携带箱箱体，8-数字相机，9-荧光探测器，10-荧光屏支撑体，11-荧光屏，12-反光镜，13-采集控制模块，14-图像采集，15-快速以太网接口，16-系统控制，17-无线以太网接入器，18-无线以太网网卡，19-控制命令编码器，20-控制命令发射机，21-控制命令接收机，22-控制命令译码器，23-X射线发生器，24-射线滤过板，25-滤过板切换装置，26-微电机。

具体实施方式

现结合说明书附图对本发明的结构和工作原理做进一步说明：

如附图1，2，3，4所示，本发明包括X射线源携带箱1，投影暗箱携带箱3和控制器携带箱4。

所述X射线源携带箱1内包括X射线发生器23，微电机26，在X射线源携带箱1的箱体上X射线源射线出口处安装有射线滤过板24和滤过板切换装置25，所述微电机26驱动滤过板切换装置25来实现对射线滤过板24的切换，从而取得两种不同能量的X射线。所述X射线源既可以选择以连续方式工作的射线源，也可以选择以脉冲方式工作的射线源，对射线源的峰值电压没有严格要求，因此可根据用户需求和被检物品性质灵活选配。

所述投影暗箱携带箱3内包括荧光探测器9，数字相机8，反光镜12，荧光屏11，荧光屏支撑体10及采集控制模块13。所述投影暗箱携带箱3的内壁处理成发黑消光，以防止可见光的透入。所述的荧光屏支撑体10固定于投影暗箱携带箱3的箱体内侧壁上，在荧光屏支撑体10上粘接有荧光屏11。所述的荧光屏11是闪烁体荧光屏，与数字相机的光谱相匹配，在保证高分辨率的条件下，还具有较高的可见光转换效率。在投影暗箱携带箱3的箱体内有一与荧光屏11成一定角度的反光镜12，所述反光镜12为表面镀铝膜反光镜，其反光面位为荧光屏方向，它的作用是减小投影暗箱携带箱箱体7的厚度，并使数字相机8移出射线照射场。在反光镜12的反光面上方的箱体7顶壁上安装有数字相机8和荧光探测器9，反光镜12与荧光屏11所成角度为可以将荧光屏11上呈现的被探测物体2的荧光图像在反光镜12的反光面上反射后射入数字相机8内，此处所说荧光探测器9也可安装于荧光屏11后面，只需避开数字相机8的成像视野即可。数字相机8采用CCD作为感光器件，可根据X射线能量的不同，以改变分辨率的方式改变相机的光灵敏度，其外壳包有铅屏蔽层防止杂散辐射对CCD器件的影响，镜头采用百万像素级可变焦广角工业镜头。荧光屏11、反光镜12、数字相机8构成了X射线至可见光图像转换系统。荧光探测器9由高灵敏度、快速响应的光敏器件、信号放大电路和聚光部件组成，它探测荧光屏12发出的可见光，输出数字信号，其上升沿和下降沿决定数字相机8采集图像的开始时刻和停止时刻，从而能够根据荧光屏11亮度的变化自动控制数字相机8的积累时间，不需要X射线发生器为数字相机输出积累控制信号。所述的采集控制模块13由图像采集14，快速以太网接口15和系统控制16三部分组成，是一个以嵌入式微控制器为核心的软硬件系统，在系统控制16的控制下图像采集14从数字相机8处获取图像信息，通过快速以太网接口15传送到传输模块5，再传送到计算机6；并且可以接收由传输模块5传送来的计算机6的控制命令，来控制微电机26驱动滤过板切换装置25来调节滤过板24位置。

所述控制器携带箱4内有传输模块5和计算机6。传输模块5由图像数据传输和射线源控制命令传输两部分组成，所述的图像数据传输部分包括快速以太网接口15，无线以太网接入器17和无线以太网网卡18；图像数据传输部分将从采集控制模块13获取的图像信息以无线或有线的方式传送至计算机6。所述的射线源控制命令传输包括控制命令编码器19，控制命令发射机20，控制命令接收机21和控制命令译码器22。计算机6发出的控制信号经传输模块5传送至采集控制模块13，采集控制模块13再对微电机26发出控制信号，此信号经编码器19编码，由发射机20发射，由接收机21接收，再经过译码器22译码，最终控制微电机26驱动滤过板切换装置25。

本发明的工作原理如下：首先，计算机6将命令通过传输模块5传送至采集控制模块13，采集控制模块13内的系统控制16控制X射线源携带箱1内的微电机26驱动滤过板切换装置25将滤过板24置于能量“一”位置，同时计算机6控制X射线发生器23按预先设定好的曝光量曝光，X射线透照被探测物体2，并在荧光屏11上出现被探测物体2的荧光图像，此荧光图像经反光镜12反射后由荧光探测器9检测到，从而启动数字相机8采集此荧光图像。曝光完成后，数字相机8将数字图像通过采集控制模块13传送至传输模块5，再传输到计算机6上，计算机6依据FISCAN专用软件包处理并显示被探测物体2不同灰度层次的透视图像，供检查者初步判断。

然后，在计算机6的控制下，微电机26驱动滤过板切换装置25将滤过板24置于能量“二”位置，在不改变X射线源携带箱1、投影暗箱携带箱3和被探测物体2的位置，并保持曝光量相同的情况下，再次曝光，最终在计算机6上得到被探测物体2的新一幅透视图像，计算机6中FISCAN专用软件包的材料分析软件对上述先后两幅数字图像进行材料分析和处理，计算出各种物品的等效原子序数，从而区分出有机物、无机物和混合物，并在显示时赋予不同的颜色。通常，如等效原子序数小于10，则将材料归类为有机物，显示为橙色；如等效原子序数为10至17，则将材料归类为混合物，显示为绿色；如等效原子序数大于17，则将材料归类为无机物，显示为蓝色；过厚或密度过大的物体，由于不能被X射线穿透，均显示为红色。由此可见，当计算机中图像显示为橙色时，则应给予特别的注意，因为爆炸物和毒品大多为有机物。

Claims (6)

1.一种便携式双能量X射线检查装置，包括X射线源携带箱(1)，投影暗箱携带箱(3)和控制器携带箱(4)，其特征在于所述X射线源携带箱(1)内包括X射线发生器(23)，微电机(26)，在X射线源携带箱(1)的箱体上X射线源射线出口处安装有射线滤过板(24)和滤过板切换装置(25)；

所述投影暗箱携带箱(3)内包括荧光探测器(9)，数字相机(8)，反光镜(12)，荧光屏(11)，荧光屏支撑体(10)及采集控制模块(13)；所述的荧光屏支撑体(10)固定于投影暗箱携带箱(3)的箱体内侧壁上，在荧光屏支撑体(10)上粘接有荧光屏(11)；在投影暗箱携带箱(3)的箱体内有一与荧光屏(11)成一定角度的反光镜(12)，其反光面位为荧光屏方向；在反光镜(12)的反光面上方的箱体(7)顶壁上安装有数字相机(8)和荧光探测器(9)；所述的采集控制模块(13)由图像采集(14)，快速以太网接口(15)和系统控制(16)三部分组成，在系统控制(16)的控制下图像采集(14)从数字相机(8)处获取图像信息，通过快速以太网接口(15)传送到传输模块(5)，再传送到计算机(6)；并且可以接收由传输模块(5)传送来的计算机(6)的控制命令，来控制微电机(26)驱动滤过板切换装置(25)来调节滤过板(24)位置；

所述控制器携带箱(4)内有传输模块(5)和计算机(6)；传输模块(5)由图像数据传输和射线源控制命令传输两部分组成，所述的图像数据传输部分包括快速以太网接口(15)，无线以太网接入器(17)和无线以太网网卡(18)；图像数据传输部分将从采集控制模块(13)获取的图像信息以无线或有线的方式传送至计算机(6)；所述的射线源控制命令传输包括控制命令编码器(19)，控制命令发射机(20)，控制命令接收机(21)和控制命令译码器(22)；计算机(6)发出的控制信号经传输模块(5)传送至采集控制模块(13)，采集控制模块(13)再对微电机(26)发出控制信号，此信号经编码器(19)编码，由发射机(20)发射，由接收机(21)接收，再经过译码器(22)译码，最终控制微电机(26)驱动滤过板切换装置(25)。

2.如权利要求1所述的一种便携式双能量X射线检查装置，其特征在于所述投影暗箱携带箱(3)的内壁处理成发黑消光。

3.如权利要求1所述的一种便携式双能量X射线检查装置，其特征在于所述反光镜(12)为表面镀铝膜反光镜。

4.如权利要求1所述的一种便携式双能量X射线检查装置，其特征在于反光镜(12)与荧光屏(11)所成角度为可以将荧光屏(11)上呈现的被探测物体(2)的荧光图像在反光镜(12)的反光面上反射后射入数字相机(8)内。

5.如权利要求1所述的一种便携式双能量X射线检查装置，其特征在于数字相机(8)外壳包有铅屏蔽层。

6.如权利要求1所述的一种便携式双能量X射线检查装置，其特征在于荧光探测器(9)安装于荧光屏(11)后面，位于数字相机(8)视野外。

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