CN200962093Y - 超薄便携式x射线探测箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于射线数字成像领域。涉及一种新型的超薄便携式X射线探测箱，其内部包含一个长条形的高灵敏X射线线阵列探测器，一条环形传动皮带，一个微型步进电机。高灵敏X射线线阵列探测器固定在传动皮带上，微型步进电机带动皮带及固定其上的高灵敏X射线线阵列探测器往复扫描。高灵敏X射线线阵列探测器探测X射线，并转换成数字图像信号，与普通文件扫描仪类似，单向扫描一遍，即获取完整的X射线透视图像。这种便携式X射线探测箱箱体薄，探测成像面积大，探测灵敏度高，非常适合警务人员携带，机动灵活的执行安检、排爆、缉毒任务。

Description

超薄便携式X射线探测箱

技术领域

本实用新型属于射线数字成像领域。具体涉及一种新型的超薄便携式X射线探测箱，能便携到任何场所执行排爆、缉毒、安检任务，特别能执行人体藏毒检查。

背景技术

目前中国警务人员执行安检缉毒任务时，使用的便携式X射线检查仪采用的是一种闪烁屏耦合CCD探测器：在探测器中有一个稀土荧光屏(医用拍片使用的荧光增感屏)，X光透过物品后，照射在稀土荧光屏上产生荧光，在使用高灵敏的星光级CCD拍摄荧光图像，即得到X透视图像。这种闪烁屏耦合CCD探测器，图像对比度差，探测灵敏度低，无法用于查毒，远远不能满足安检缉毒的要求。另外，在机场、火车站通道式X射线安检仪中使用的进口普通X射线线阵列探测器，虽然图像质量好，探测灵敏度较高，但由于体积较大，无法制造便携式X射线检查设备。这就造成了一线警务人员在执行安检缉毒任务时，缺乏便携式高性能专用检查设备的尴尬局面。

实用新型内容

本实用新型采用高灵敏线阵列探测器研制的超薄便携式X射线探测箱，能大大提高X射线图像质量、提高探测器的灵敏度、降低射线剂量，能适用于反恐、排爆、缉私、缉毒、物品鉴定、邮包检查、保安等，特别能进行人体藏毒检查和人体炸弹安检，彻底解决了一线执勤人员缺乏专用检查设备的尴尬局面。

被检测的箱包放置在X射线机与本实用新型所述的超薄便携式X射线探测器探测箱之间。X射线机发出X射线，X射线透过被检箱包后，在超薄便携式X射线探测箱上形成X射线透视图(由于箱包内物体形状、材质、厚薄不同，对X射线的阻挡能力也不一样，透过箱包后X射线的强度也就不同，对应X光透视图像的明暗度不同，由此可以透视箱包内的物品)。

所述超薄便携式X射线探测箱内部包含一个长条形的高灵敏X射线线阵列探测器，一条环形传动皮带，一个微型步进电机。高灵敏X射线线阵列探测器与传送皮带十字交叉垂直固定，即高灵敏X射线线阵列探测器长条方向与皮带移动方向呈90度夹角。

所述超薄便携式X射线探测箱的工作方式与普通文件扫描仪类似，其内部的高灵敏X射线线阵列探测器在步进电机的驱动下在探测箱内来回扫描(微型步进电机带动皮带上的高灵敏X射线线阵列探测器匀速直线移动，从探测箱一端(A端)移动到另一端(B端)，完成一次单向扫描；下一次单向扫描时，步进电机改变方向，带动皮带反向移动到起始位置(A端)。周而复始，可连续不断的扫描)，获取到超薄便携式X射线探测箱表面的X射线透视图像，最后在计算机上显示出来。

如果箱包内有可疑物品(管制刀具、爆炸物、枪支、毒品等)，将一览无遗。当把超薄便携式X射线探测箱和X射线机用支架架高后，让犯罪嫌疑人站在探测箱与X射线机之间，同样也可以对嫌疑人进行X射线透视，如果犯罪嫌疑人身上(或体内)携带了可疑物品，也可以一目了然。

所述涉及的超薄便携式X射线探测箱，关键技术是高灵敏X射线线阵列探测器。

高灵敏线阵列探测器4个主要部分：闪烁晶体、光电二极管阵列、ADC模数变换器阵列、数据采集处理器(控制单元)。

工作原理如下：

1、闪烁晶体吸收X射线，产生可见光。

2、闪烁晶体安装在光电二极管表面，光电二极管把可见光转换成电流信号。

3、采用电荷灵敏的高性能ADC对每一路光电二极管输出的电流信号积分后，直接进行模数转换，使光电二极管输出的微弱的电流信号(低至几个纳安～十几微安)直接变成数字化信号，而不再需要前置放大电路对光电二极管输出的电流信号进行放大，减少模拟信号传递的中间环节，避免了模拟电路的噪声、干扰。

由于采用的电荷灵敏ADC非常灵敏，能对非常微弱的电流信号进行数字化，使得线阵列探测器极其灵敏，可以探测非常微弱的X射线。在检测箱包和嫌疑人的时候，可以大大降低X射线的辐射剂量，使得人与物品都更加安全。

4、数据采集处理器(控制单元)把数字信号组合成图像。

在X射线工业无损检测、机场(火车站)通道式X射线安检仪中，用到一种普通X射线线阵列探测器，与高灵敏X射线线阵列探测器的区别是：在光电二极管阵列后，必须连接探测器前端电路(包含前置放大器和128路的多路复用集成电路)，前端电路把光电二极管阵列输出的电流信号经过放大和集成(同时噪声和干扰也放大)，形成连续的模拟电信号。这些模拟信号再经过可调增益放大器放大后，最后由一个ADC转换成数字信号。普通线阵列探测器的探测灵敏度不如高灵敏X射线线阵列探测器，如果X射线穿过厚物体后衰减得很弱时，可能都无法检测到信号。

所述的超薄便携式X射线探测箱指标：

1)图像对比度好，达16bit灰度级，即65535∶1；

2)图像分辨率好，0.2mm～2.5mm可选，最大分辨率2.5Lp/mm；

3)超薄(厚仅8cm)，探测面积大(30cm*40cm)，可便携；

4)检测速度快，检查一个箱包或人仅需2-3秒；

5)能使用多能X射线检查，能有效区分有机物(塑料、毒品、炸药)和无机物(金属、陶瓷)；

6)探测灵敏度高，能进行穿透人体藏毒检查，还能检查厚箱包；

该超薄便携式X射线探测箱由于体积小，便携，且图像质量非常好，用途广泛：箱包查毒、人体藏毒检查、反恐排爆、大型公众场所(奥运场馆、展览会场馆)人体全身安检、交通口岸(机场、港口、海关、铁路、公路)安检、国家机关(政府、法院、监狱)安检、物流(邮局、运输物流)箱包安检、医院、军工X射线无损检测等。

附图说明

图1为本实用新型的超薄便携式X射线探测箱的内部结构示意图；

图2为高灵敏X射线线阵列探测器工作原理图；

图3为超薄便携式X射线探测箱工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图就本实用新型的超薄便携式X射线探测箱做进一步的说明。

超薄便携式X射线探测箱内部结构如图1所示，超薄便携式X射线探测箱外部是一个金属矩形外壳1，在金属矩形外壳1内较长方向上安装有一个皮带平台4，在皮带平台4上安装着一个带有橡胶齿条的环形传送皮带5，在皮带平台4的一端是一个微型步进电机2。在与环行传送皮带5成90度夹角的方向上，十字交叉固定着一根金属横梁，金属横梁上固定着一个高灵敏X射线线阵列探测器3。高灵敏X射线线阵列探测器3由耦合了闪烁晶体的光电二极管阵列6、ADC模数变换器阵列7和其他控制电路组成。高灵敏X射线线阵列探测器3完全被一层薄铅板覆盖，除了光电二极管阵列上部分留了一条狭缝，以便X射线能透射进来。

所述高灵敏X射线线阵列探测器结构及原理，如图2所示。高灵敏X射线线阵列探测器有4个主要部分：闪烁晶体2、光电二极管阵列4、ADC模数变换器阵列6、数据采集处理器(控制单元)8。当X射线1照射在闪烁晶体2上，闪烁晶体2吸收X射线1，产生可见光3。闪烁晶体2安装在光电二极管阵列4表面，光电二极管阵列4把可见光3转换成电流信号5。电荷灵敏的高性能ADC模数变换器阵列6对光电二极管阵列4输出的电流信号5积分后，直接进行模数转换变成数字信号7。数据采集处理器(控制单元)8控制高灵敏X射线线阵列探测器移动，以便获取多行数字信号7，单向扫描结束时，把多行数字信号7组合成X射线图像9，传递给计算机10，即完成X射线图像10的获取过程。

本实用新型所述超薄便携式X射线探测箱的工作方式，如图3所示。超薄便携式X射线探测箱3配上便携式恒流X射线机7和笔记本电脑后，就可以构成一套便携式X射线检查仪。被检测的箱包4放置在X射线机7与便携式X射线探测箱3之间。X射线机7发出X射线6，X射线6透过被检箱包4后，在便携式X射线探测箱3上形成X射线透视图5。便携式X射线探测箱3内部的高灵敏X射线线阵列探测器1在机械扫描装置2的驱动下在探测箱3内来回扫描，获取到便携式X射线探测箱3表面的X射线透视图像5，最后在笔记本电脑上显示出来。

Claims (6)

1、一种超薄便携式X射线探测器箱，其特征在于：其内部包含一个高灵敏X射线线阵列探测器，一条环形传动皮带，一个微型步进电机；  高灵敏线阵列探测器固定在传动皮带上，微型步进电机带动皮带及固定其上的高灵敏线阵列探测器往复扫描。

2、如权利要求1所述的超薄便携式X射线探测器箱，其特征在于：所述高灵敏X射线线阵列探测器包含如下几个主要部分：闪烁晶体、光电二极管阵列、ADC模数变换器阵列、数据采集处理器。

3、如权利要求2所述的超薄便携式X射线探测器箱，其特征在于：所述光电二极管阵列成一条直线分布，其表面直接耦合闪烁晶体。

4、如权利要求2或3所述的超薄便携式X射线探测器箱，其特征在于：所述高灵敏X射线线阵列探测器采用电荷灵敏的高性能ADC模数变换器阵列。

5、如权利要求1所述的超薄便携式X射线探测器箱，其特征在于：高灵敏X射线线阵列探测器与传送皮带十字交叉垂直固定，即高灵敏X射线线阵列探测器长条方向与皮带移动方向呈90度夹角。

6、如权利要求1或2所述的超薄便携式X射线探测器箱，其特征在于：所述高灵敏X射线线阵列探测器必须用薄铅板或薄钨板把电子线路和芯片部分覆盖屏蔽，仅在光电二极管阵列上方留一条狭缝，以便X射线能通过狭缝照射到光电二极管阵列上。

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