CN2847276Y - 数字化x射线异物检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种食品包装检测装置，具体来说是一种数字化X射线异物检测仪。本实用新型包括传送装置、扫描装置和计算机控制系统，所述扫描装置包括分别固定设置在传送装置两侧的X光射线管和探测器。本实用新型能够实现高通过率、高灵敏度、低剂量、低能耗的数字化检测，检测速度可调，屏幕实时显示，软件自动识别异物并报警，X射线的线扫描由微机控制，扫描信息直接进入计算机，由计算机进行图像生成并分析，异物图像可直接定格存储，用于生产设备的分析调试。不仅薄的产品，而且厚的产品、罐装的产品在允许的范围内也可以检测，可以精确检测到0.3mm直径的铁或不锈钢小球，还可检出金属、石头、玻璃、陶瓷、橡胶等异物。

Description

数字化X射线异物检测仪

技术领域

本实用新型涉及一种食品包装检测装置，具体来说是一种数字化X射线异物检测仪。

技术背景

目前食品生产企业大规模使用不锈钢机械设备进行加工制造，在实现机械自动化的同时也带来了一些安全隐患。如生产过程中机械零件磨损造成的掉屑等问题，这些金属的碎屑不但影响产品的口味及品质，而且含有铅、汞等多种有害的物质。它们体积小，用肉眼很难发现，非常容易被消费者误食，对消费者健康形成巨大威胁，因此，金属及异物检测设备是食品行业厂家所必需的。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提供一种结构简单、能够实现高速检测的数字化X射线异物检测仪。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：包括传送装置、扫描装置和计算机控制系统，所述扫描装置包括分别固定设置在传送装置两侧的X光射线管和探测器。

还可包括一个防护壳体，所述扫描装置封闭被封闭在所述防护壳体中。

所述传送装置可包括至少一个传送电机和传送带，

所述传送带出入所述防护壳体的位置还可设置有铅布帘。

所述X光射线管的出光口处可设置有狭缝形束光器。

所述防护壳体为厚度可为0.5mm～2mm的铅材料防护壳体。

本实用新型包括传送装置、扫描装置和计算机控制系统，所述扫描装置包括分别固定设置在传送装置两侧的X光射线管和探测器。本实用新型能够实现高通过率、高灵敏度、低剂量、低能耗的数字化检测，检测速度可调，屏幕实时显示，软件自动识别异物并报警，X射线的线扫描由微机控制，扫描信息直接进入计算机，由计算机进行图像生成并分析，异物图像可直接定格存储，用于生产设备的分析调试。不仅薄的产品，而且厚的产品、罐装的产品在允许的范围内也可以检测，可以精确检测到0.3mm直径的铁或不锈钢小球，还可检出金属、石头、玻璃、陶瓷、橡胶等异物。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

图2为本实用新型中探测器的结构示意图

具体实施方式

如图1本实用新型包括一个防护壳体1和固定设置在所述防护壳体1内的X光射线管2和探测器3，所述X光射线管的出光口设置有一个狭缝形束光器，是X光射线管发出的X光射线呈薄的扇面，照射在所述长条形的探测器3上，用于承载和传送袋装食品的传送带，通过两个同步同向转动的驱动电机5、6驱动，所述驱动电机5、6的输出轴直接或分别通过传送带7、8带动传动轴9、10转动，进而带动分别与所述传动轴9、10相连的传送带11、12平稳地循环转动，所述传送带11、12穿过所述防护壳体1，且所述X光射线管2和探测器3分别设置在所述传送带11、12接头的空隙的上、下两侧，所述传送带11、12之间的空隙保证使所述X光射线的投射面通过，且被检食品不会掉落，在所述传送带11进出所述防护壳体1处设置有铅布帘13、14，与所述外壳厚度为1mm的铅材料防护壳体1构成完整的防护壳，避免X光射线的辐射泄露，对操作人员造成的伤害，保证检测周围环境的安全，可通过调整铅布帘实现调整出入口的大小。所述X光射线管2、探测器3和驱动电机5、6通过计算机系统控制，实现完整的扫描和检测过程。

计算机系统是本装置的控制中心，当对传送带上的食品进行X-射线摄影检查时，首先设备在计算机系统控制下，启动驱动电机5、6转动，并驱动传送带11运动，当达到稳定的传送速度，再启动高压发生器向X光射线管2加电，X光射线管2进行连续曝光，X光射线管2和探测器3分别固定于传送带的上、下方，被检测物放置于传送带面上，随传送带的运动向前运动通过两传送带接头的空隙的上方，依次从X光射线管2和探测器3之间穿过，在此期间X射线通过所述束光器形成薄的扇形光束，穿过传送带11、12上的被检食品，射入探测器3的入射窗；探测器3在计算机系统控制下，将X射线信号转换为电信号，由数据采集器将采集的每一行电信号送至电子学部件变为数字信号，数字信号再传送到计算机，形成动态的扫描图像，当异物识别系统发现可疑物时，计算机系统中的软件立刻报警，并保存其定格图像，传送带11将停止运行，可疑物被排除后，整个传送带上的食品检查再正常进行。

X光射线管2与探测器3的距离可根据被检测物的不同来调整，优选距离为1000mm。检测速度可由计算机软件设定，为80mm/s～200mm/s可调，优选检测速度为200mm/s。

设备外壳的侧面可设置有手控制面板13，工作人员可以通过手动按键调节传送带的运动起、停和运动方向，这种位置调节也可以通过软件在计算机系统上遥控进行；所述X射线管2及束光器可通过一个弯杠与所述3探测器进行固定连接，以方便调节束光器的前端准直缝、X射线管的焦点与探测器入射窗的准直缝始终处于同一条直线上；所述束光器安装在X射线球管上，X射线管通过管叉子安装在弯杠的顶端，探测器安装在弯杠的另一顶端。被检查物在两传送带的相对端的间隙处被X射线照射，穿过被检物的X射线直接被探测器接收进行记录，因此，传送带装置的部件(传送带面、转轴等)对X射线没有影响。

X射线的形成是通过高压发生器和X光球射线实现。

高压发生器是用来产生恒定直流高压并经过高压电缆供给X射线管组件的装置，它是X射线发生装置的重要部件，为了保证X射线的质量和平稳性，采用高频高压发生器，高压范围为40KV～125KV，最高电流为64mA。高压发生器的参数由计算机软件设置。可靠性比较高。高压发生器主要包括：微处理器、高压油箱、AC/DC、高频逆变器、稳压稳流电路、高压插座、充放电板、接线板及接地线等。实际使用中，建议高压范围为40KV～90KV，最高电流为6mA。

高压发生器有一个专用调试软件，系统中的高压控制是由计算机通过串行接口传送命令实现的。高压发生器内的运行程序保证在每单次摄影时，技术条件的选择不会超过X射线管的额定容量。

X射线管也叫球管，X射线管由管壳和管芯组成，管芯是一种构造精密、易碎的高真空玻璃器件，它放置在充满油的防护管壳内，管芯的作用是将电能转换成X线。X射线机采用的是双焦点固定阳极X射线管。X射线管管芯的阳极是一个铼-钨合金盘，因此被电子撞击的位置就固定在靶面的局部面积上，而不是均匀分布在整个靶面上。球管与高压发生器之间有两根电缆线相连，阴极和阳极高压电缆线各一根。新的球管被装入时，由于球管参数的不一致，要进行高压发生器的参数校正。由于球管为贵重部件，运用时必须有保护措施。球管由于长时间的连续使用热量很大，其热容量下降到20％以下时会出现报警。使用和设置不当都会报警，此时必须查清原因才以能继续使用。

本实用新型中X光射线管的焦点为2.0mm，对X光射线管较特殊的要求是最大电流要小于6mA，可持续工作24小时，并保持射线稳定性和重复性。X射线管组件的滤过不小于1.5mmAl当量；X射线设备的总滤过不小于2.0mmAl当量。

X射线管前装有束光器，束光器由束光板、准直缝及结构架组成。

束光器的入口缝和出口准直缝由铅板制成，两者之间的筒形结构件保证形成扇形窄光束，外包有铅板防护，以保证射线向其它方向的泄漏低于我国关于X射线设备泄漏的环保标准。

束光器用于限制无用部分的X射线束。X射线经过束光板，形成有效的薄的扇形X射线束，投照在前端准直器狭缝处尺寸约为100mm×1.2mm，并进一步缩小照射区。准直缝的位置可以调节，必须调节到使探测器的入射窗精确地对准照射中心，保证射出的X光平面全部投影到探测器的入射窗，且两者的中心重合。前准直缝的调整对图像质量的影响关系重大，否则将影响图像的计数的数值和图像质量。

球管叉的后部装有三个轴流风扇，用于保护X射线组件和提供强制散热。球管叉分为前后两段，它将球管固定在中间，后端与弯杠相连。

探测器在结构上由以下部件组成：X射线探头、信号采集电路、低压电源组合、数据采集器。其中X射线探头和信号采集电路一起被封装在一个长方体的铝合金盒内，被称为探测器；而低压电源组合则单独被封装在一个具有良好散热功能的金属方盒中；数据采集器是一数据卡置于计算机中，来接收探测器来的图像数据。

探测器包括密封铝膜、晶体阵列、信号采集电路三部份。探测器3的结构如2图示，是一个封闭的铝合金腔室，前面板是具有屏蔽作用的铅锑合金材料，其偏上部是一铅准直器A，准直器后端有密封铝膜B，铝膜B下面为晶体阵列C，它的引出线连接信号采集电路D，后面还有A/D转换电路、缓存器、通信接口。

X射线透过被检食品投照到探头上，经准直器准直后，穿过密封铝膜，到达晶体阵列，晶体将X射线转换为电信号，由其后端的信号采集电路采集，经A/D转换为数字信号，存入缓存器，由通信接口电路把缓存器中的数字图像数据发送给计算机系统。所述探测器的主要部件就是由晶体单元组成的一条阵列，每个晶体单元的信号，作为图像的一个像素，用14个字节表示，每个晶体单元的灵敏面积基本上是相同的，所以，探测器的整个测量区域中的空间分辨率是一致的。

信号采集电路紧挨着探测器固定，它由以下功能组件组成：控制器，适配器和电源系统。

控制器包括：信号模拟处理电路，16位模/数变换器和可编程逻辑控制电路。

模拟处理电路用来在可编程逻辑电路指令的控制下读出信号和积分信号。

模/数变换器用来把模拟信号转换为数字代码，以便写入适配器的动态存储器DRAM中。

所述可编程逻辑电路可以完成以下功能：

①使探头多路线阵同步工作；

②可将数字信息写入适配器的DRAM中；

③将接收的信号经适配器送到微机上；

④检测电源；

⑤测试探头电路；

⑥测试适配器DRAM。

另外还设有容量为16位的控制器状态寄存器和帧长写入用的行计数器等。

在采集系统上设有插头，以便与外部装置相接，包括连接供电电源、数据传输线—与计算机的数据采集器相连，必要时连接外部传感器(RS485)。

低压电源用于产生12伏直流输出电压，为电子学组合和探头供电，低压电源的输入为单相220V。

此外还可以设置操作控制台，所述操作控制台包括：由计算机及应用软件组成的技术工作站、手控盒以及用户所选的输出设备.

技术工作站在计算机控制下完成检测物图像数据采集、图像实时显示。如检测启动、停止，接通高压、控制曝光等。此外还用于工作状态的在线检测和故障报警，在检测发现异物时，完成数据处理及存储，并显示图像等。技术工作站可提供检测物建档、查询，检测曝光条件选择，传送带运动控制，图像实时显示，日志报告生成和编写、图像打印及故障诊断时所需的基本功能。

手控盒也称高压发生器控制盒，是在控制装置上开启和关闭高压发生器的装置，手控盒可设置有两个按键。高压发生器控制盒引出的电缆分别与高压发生器，控制机柜和计算机相连。球管的曝光控制及高压发生器kV与mA设定均由计算机通过软件完成。

在手控盒上还可设有对讲装置，音箱安装在检测车间内。当需要对主机操作人员讲话时要踩下脚踏开关，否则检测车间内的人员听不见。

此外还包括用作整机的配电、电气控制和高压发生器部件的控制机柜。机柜左后侧为电气配电部分，装有接线端子、空气开关和接触器等；经配电分配后送往高压发生器和扫描主机。本机供电为单相220V，功率为10KVA，开关设在机柜上方。工作站的计算机及打印机等由机柜供电。机柜下部安装有高频高压发生器。电气控制部件安装在机柜的上部隔板上。其功能是：①根据来自技术工作站的信号，控制传送带运动；②向计算机上报各开关状态的检测信号；③实现手动按键控制电机；④必要时使运动部分断电保护。手动控制按钮设在外罩正前面：可由操作员控制传送带的运动及运动方向，以便于控制运动操作。遥控扫描时，由计算机经串行口“com1”控制。

本实用新型具有以下的特点：

1.高通过率：

检测速度可调，速度一般在8～12米/分钟，屏幕实时显示，软件自动识别异物并报警，被检物顺序通过，检测效率极高，尤其适用于生产流水线上的检查。

2.数字化：

X线机的线扫描由微机控制，扫描信息直接进入计算机，由计算机进行图像生成并分析，异物图像可直接定格存储，用于生产设备的分析调试。实现廉价的无胶片化的数字化检查拍片系统。

3.高灵敏度

在食品行业现在的金属检测设备一般可检测出0.8～1.0mm的金属异物。数字化X线异物检测仪X线最大输出是90KV，通过高度120mm。不仅薄的产品，而且厚的产品、罐装的产品在允许的范围内也可以检测，可以精确检测到0.3mm直径的铁或不锈钢小球。

4.低剂量；

采用数字化线扫描直接成像技术，大大减小了拍摄条件，降低了对环境的辐射剂量，是一种更加安全、更加环保的检测设备。

5.低能耗；

采用数字化线扫描直接成像技术，大大减小了拍摄条件，从而降低了对球管和高压发生器的要求，降低了设备的运行功率，是一种节能的新型检测设备。标准的拍摄条件为45kV、2mA，小于家用电视的功率。

6.检测范围广；

可检出金属、石头、玻璃、陶瓷、橡胶等异物。

以上对本实用新型所提供的数字化X射线异物检测仪进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种数字化X射线异物检测仪，其特征在于：包括传送装置、扫描装置和计算机控制系统，所述扫描装置包括分别固定设置在传送装置两侧的X光射线管和探测器。

2.根据权利要求1所述的数字化X射线异物检测仪，其特征在于：还包括一个防护壳体，所述扫描装置封闭被封闭在所述防护壳体中。

3.根据权利要求2所述的数字化X射线异物检测仪，其特征在于：所述传送带出入所述防护壳体的位置还设置有铅布帘。

4.根据权利要求1或2或3所述的数字化X射线异物检测仪，其特征在于：所述传送装置包括至少一个传送电机和传送带。，

5.根据权利要求1或2或3所述的数字化X射线异物检测仪，其特征在于：所述X光射线管的出光口处设置有狭缝形束光器。

6.根据权利要求2或3所述的数字化X射线异物检测仪，其特征在于：所述防护壳体为厚度为0.5mm～2mm的铅材料防护壳体。

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