DE19954662B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren von unzulässigen Reisegepäckgegenständen - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren von unzulässigen Reisegepäckgegenständen Download PDF

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    • G21K5/00—Irradiation devices
    • G21K5/04—Irradiation devices with beam-forming means

Abstract

Verfahren zum Detektieren von unzulässigen Gegenständen in Objekten mittels Röntgenstrahlen, vorzugsweise im Reisegepäck, in einer Detektionsvorrichtung mit einer niederen Untersuchungsstufe, wobei in der niederen Untersuchungsstufe eine Unterteilung des Objektes in ein mindestens zweidimensionales Koordinatensystem erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß
– in der niederen Untersuchungsstufe (30.1) der durchstrahlte, als unzulässig eingestufte Gegenstand (6, 7) durch einen Ort (GM) im zu prüfenden Objekt (5) festgelegt und gespeichert wird, welcher durch mindestens zwei Koordinaten im Koordinatensystem beschrieben ist,
– die beschreibenden Koordinaten dieses Ortes (GM) an eine höhere Untersuchungsstufe (30.2) der Detektionsvorrichtung (30) gegeben werden, in denen dann eine zielgerichtete direkte Untersuchung des nicht eindeutig geklärten Gegenstandes (6,7) stattfindet,
– wobei die direkte Untersuchung mittels Röntgenbeugung erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Detektieren von unzulässigen Reisegepäckgegenständen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 8.
  • Um die Sicherheit beispielsweise des Luftverkehrs zu gewährleisten, ist es erforderlich, das Reisegepäck durch den Einsatz modernster technischer Hilfsmittel insbesondere auf Explosiv- bzw. Sprengstoffe hin zu kontrollieren. Dazu durchläuft ein Objekt (Reisegepäck) in der Regel zwei oder mehrere Stufen, wobei die erste Stufe häufig aus einem schnellen Röntgensystem besteht, das dem zu prüfenden hohen Objektaufkommen von Reisegepäckgegenständen gewachsen ist. Bei nicht eindeutig identifizierbaren Materialien innerhalb eines Reisegepäcks wird in einer zweiten Stufe eine zusätzliche Untersuchung durchgeführt.
  • Dazu werden, wie in der DE 44 06 956 C2 offenbart, für eine beschleunigte Überprüfung in der zweiten bzw. höheren Stufe mehrere Koordinaten der in der niederen, ersten Stufe nicht eindeutig geklärten Bereiche durch einen Rechner definiert erfaßt und an die zweite bzw. höhere Stufe gegeben.
  • Insbesondere für die Suche nach Sprengstoffen kann das Verfahren der Röntgenbeugung verwendet werden, wobei eine an der Kristallstruktur gestreute Röntgenstrahlung gemessen und mit den charakteristischen Energiespektren beispielsweise der verschiedenen Sprengstoffe verglichen wird, so daß anhand dieser gemessenen Energien eine Aussage über das Vorhandensein eines Sprengstoffes sowie über das Sprengstoffmaterial im Objekt getroffen werden kann.
  • In der DE 195 10 168 A1 wird dazu eine Vorrichtung offenbart. Dabei wird an der Röntgenstrahlquelle mittels einer Blende ein Röntgenstrahlfächer erzeugt und auf einen Untersuchungsbereich eines zu untersuchenden Materials gestrahlt. Auf der der Röntgenstrahlquelle gegenüberliegenden Seite des Untersuchungsbereiches sind symmetrisch um die Achse des zentralen Röntgenstrahls in einer senkrecht zur Fächereibene des Röntgenstrahles verlaufenden Ebene schlitzförmige Kollimatoren angeordnet. Die Auswertung erfolgt über mehrere Detektoren über den gesamten durchstrahlten Untersuchungsbereich.
  • Die US 5,692,029 A beschreibt ein Verfahren zur Detektion von versteckten Explosivstoffen und Schmuggelware. Das Verfahren läuft in mehreren unterschiedlichen Detektionsvorrichtungen ab. Die erste Detektionsvorrichtung ist eine Röntgendurchleuchtungsanlage mit der das Objekt (Reisegepäck) durchleuchtet und auf seine Kompaktheit hin geprüft wird. Anhand des Absorptionsverhaltens wird entschieden, ob das Objekt kompakte Gegenstände beinhaltet oder nicht. Wird das Objekt als ein solches eingestuft, gelangt es in eine weitere Detektionsvorrichtung. Eine Lokalisierung der Gegenstände innerhalb des Objektes findet in der ersten Detektionsvorrichtung nicht statt. Diese Lokalisierung erfolgt in der weiteren Detektionsvorrichtung, in der ein dreidimensionales Modell erzeugt wird. Danach wird die Materialart mittels Röntgenbeugung bestimmt.
  • In der US 5,182,764 A werden ein Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zur automatischen Detektion von verborgenen Objekten offenbart. Dabei werden durch einen Vorscanner Bereiche detektiert, die in einem späteren Schritt von einem CT-Scanner abgescannt oder ausgelassen werden. Die Bereiche werden durch Daten beschrieben, die von einem Eingangssensor, einem Transportband und einer Transportbewegungskontrolle erzeugt werden. Die Untersuchung der Bereiche erfolgt dann über die gesamte Objekttiefe.
  • In der EP 0 354 045 A2 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren offenbart, bei dem gleichfalls ein Röntgenstrahlfächer erzeugt wird. Dieser durchstrahlt das zu untersuchende Objekt, wobei der Röntgenstrahlfächer an der Gitterstruktur des Objektes einer Beugung unterliegt, die als Energiespektrum von mehreren Detektoren aufgenommen werden.
  • Eine weitere Vorrichtung ist in der US 4,956,856 offenbart. Hierbei wird ein schmaler Röntgenstrahl (pencil beam) erzeugt und mittels einer rotierenden Rolle mit einem Spiralschlitz auf ein zu durchstrahlendes Objekt gegeben. Durch den Schlitz wandert der pencil beam quer über das zu untersuchende Objekt.
  • Die Nutzung eines Primärstrahls von geringem Querschnitt in einem Röntgengerät ist in der DE 41 01 544 A1 offenbart. Hierbei wird die aus dem Primärstrahl erzeugte Streustrahlung mit mehreren Detektoren und einer konzentrischen Kollimatoranordnung erfaßt.
  • Nachteilig bei den vorgenannten Vorrichtungen ist, daß stets das gesamte Reisegepäckstück abgetastet bzw. abgescannt wird, um alte unzulässigen Reisegepäckgegenstände zu ermitteln.
  • Aus der DE 41 30 039 A1 ist eine Anordnung zur Erzeugung eines ausgedehnten Röntgenstrahlbündels bekannt. Eine dazu verwendete Blendenanordnung besteht dabei aus zwei Begrenzungskörpern, die zueinander derart ausgerichtet sind, daß sie einen der Form des Strahlenbündels entsprechenden Zwischenraum begrenzen. Diese Anordnung dient zur Vergrößerung der von der Röntgenstrahlung getroffenen Fläche.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, ein Verfahren zum schnellen und automatischen Detektieren von unzulässigen Reisegepäckgegenständen innerhalb einer Detektionsvorrichtung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aufzuzeigen.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 8.
  • Dabei liegt der Erfindung die Idee zugrunde, das Verfahren zu splitten und ein zu untersuchendes Reisegepäck in einer niederen Untersuchungsstufe der Detektionsvorrichtung vorzuscannen, um anhand eines Ortes/Ortspunktes oder mehrerer in der niederen Untersuchungsstufe ermittelter Orte/Ortspunkte, die durch zwei oder drei Koordinaten beschrieben sind, in einer höheren Untersuchungsstufe der Detektionsvorrichtung eine zielgerichtete Detektion des bzw. der als unzulässig eingestuften Reisegepäckgegenstände in jedem dieser ermittelten Orte vorzunehmen. Es entfällt somit das Abtasten eines gesamten Reisegepäckstückes, wodurch eine Zeiteinsparung eintritt und das Objekt einer geringeren Strahlendosis ausgesetzt wird. In der höheren Untersuchungsstufe wird anhand dieses beschriebenen Ortes bzw, dieser beschriebenen Orte durch die Röntgenbeugung die Materialart detektiert. Einem Flughafen wird somit an der zweiten bzw. höheren Stufe ein effektives Hilfsmittel für eine schnelle, leichte und zugleich automatische Untersuchung zur Verfügung gestellt.
  • Erreicht wird dies dadurch, daß in der niederen Untersuchungsstufe aus einer Band- bzw. Objektposition und einem den Reisegepäckgegenstand detektierenden Detektor ein entsprechender Punkt ermittelt wird, welcher durch eine in der höheren Untersuchungsstufe befindlichen Beugungsvorrichtung angefahren wird.
  • Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Die Beugungsvorrichtung besteht dabei vorzugsweise aus einer Kollimations-/Detektoranordnung, die höhen- und querverstellbar in der höheren Untersuchungsstufe angebracht ist und einem Fördermittel, das den Gegenstand in Längsrichtung verstellt, wodurch unter Ausnutzung der Röntgenstrahlbeugung der Reisgepäckgegenstand in diesem ermittelten Punkt abgetastet wird. Dazu sind die Kollimations-/Detektoranordnung und die Röntgenstrahlquelle miteinander synchron verstellbar ausgeführt, wobei vorzugsweise die Kollimations-/Detektoranordnung zur Röntgenstrahlquelle höhenverstellbar angebracht ist.
  • Mit Hilfe der verstellbaren Beugungsvorrichtung kann der Reisegepäckgegenstand bei Kenntnis von zwei Koordinaten über die dritte Koordinate abgescannt werden oder bei Kenntnis der drei Koordinaten nur in dem Ortspunkt vermessen werden. Die Beugungsvorrichtung wird dazu entweder auf die als X-Koordinate ermittelte Bandposition und in dem Strahlengang höhen- und/bzw. seitenverstellt oder direkt in diesen Punkt eingestellt.
  • Die dabei höhenverstellte Kollimations-/Detektoranordnung besteht vorzugsweise aus einem justierbaren Rundschlitzkollimator in der Form eines Kegelstumpfmantels mit einem dahinter befindlichen Detektor.
  • Zusätzlich können in der höheren Untersuchungsstufe eine exakte räumliche Lage und die Abmaße des unzulässigen Gegenstandes im Reisegepäck ermittelt werden, d.h. in seinen X-,Y- sowie in Z-Koordinaten.
  • In einem weiteren Schritt kann mit Kenntnis des Beugungsspektrums und der aus der mittleren Kernladungszahl zusätzlich ermittelten Materialart eine Zusatzinformation zur Materialbestimmung erhalten werden. Dazu weist der Rundschlitzkollimator eine zentrale sacklochartige Öffnung auf, in der zwei unterschiedliche Detektoreinrichtungen örtlich voneinander getrennt und hintereinander angeordnet sind und durch die in bekannter Art und Weise die mittlere Kernladungszahl des im Primärstrahl liegenden Gegenstandes bestimmt wird.
  • Vorzugsweise befinden sich die niedere und die höhere Untersuchungsstufe in einer gemeinsamen Detektionsvorrichtung der zweiten Stufe.
    •
  • Anhand eines Ausführungsbeispieles mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Es zeigt
  • 1 eine vereinfachte Darstellung einer Durchleuchtung eines Objektes mit Gegenständen in einem Röntgentunnel einer niederen Untersuchungsstufe einer Detektionsvorrichtung,
  • 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer höheren Untersuchungsstufe,
  • 2a eine Darstellung einer Kollimator-/Detektoranordnung aus 2,
  • 2b eine Darstellung des Wirkprinzips aus 2
  • 3 eine Perspektivdarstellung der aus 1 und 2 zusammengefaßten Detektionsvorrichtung,
  • 4 eine weitere Darstellung der Kollimations-/Detektoranordnung aus 2.
  • Bekanntermaßen wird in einer ersten (oder niederen) Detektionsstufe einer nicht näher dargestellten Detektionsanordnung ein Reisegepäck 5 (Objekt) geprüft, um sicherheitsrelevantes Material in diesem Objekt 5 zu detektieren. Wird ein solches verdächtiges Material ermittelt, gelangt dieses Objekt 5 zur nochmaligen Prüfung und Bestimmung des Materials von verdächtigen Reisegepäckgegenständen (Gegenständen) 6 und/oder 7 in eine weitere zweite (oder höhere) Detektionsstufe. Diese Stufen sind bekanntlich voneinander örtlich getrennt.
  • Im Ausführungsbeispiel wird deshalb vorrangig. diese zweite Stufe, in der die Materialbestimmung erfolgt, betrachtet.
  • Innerhalb der zweiten Stufe (Detektionsvorrichtung 30) befinden sich vorzugsweise zwei Untersuchungsstufen 30.1 und 30.2, wobei die niedere Untersuchungsstufe mit 30.1 und die höhere Untersuchungsstufe mit 30.2 bezeichnet sind.
  • In 1 ist die niedere Untersuchungsstufe 30.1 dargestellt.
  • Das Objekt 5 wird in einen bekannten Röntgentunnel 1 der niederen Untersuchungsstufe 30.1 der hierbei nicht näher dargestellten Detektionsvorrichtung 30 eingebracht. Innerhalb des Röntgentunnels 1 sind eine beispielsweise L-förmige Detektorvorrichtung 2, eine Transporteinrichtung 3 als Bezugsebene der horizontalen Ebene und seitlich eine Röntgenstrahlquelle 4 angeordnet. Die Röntgenstrahlquelle 4 befindet sich vorzugsweise oberhalb der Transporteinrichtung 3 und der Detektorvorrichtung 2 gegenüberliegend. Auf der Transporteinrichtung 3 befindet sich das zu durchleuchtende Objekt 5 mit den Gegenständen 6, 7. Die Detektorvorrichtung 2 besteht hierbei aus mehreren Einzeldetektoren D1–n, mit denen die Materialart in herkömmlicher Art und Weise detektiert wird. Der Übersichtlichkeit halber sind die Detektoren D1–n nur in einem kleinen Bereich dargestellt. In bekannter Art und Weise wird zur Materialdetektion vorzugsweise ein Röntgenstrahlfächer FX durch die Röntgenstrahlquelle 4 erzeugt. Dieser durchstrahlt den Röntgentunnel 1 und dabei das Objekt 5 vorzugsweise in einem schmalen Querschnitt. Die L-Form der Detektorvorrichtung 2 und die individuelle Anordnung und Ausrichtung der einzelnen Detektoren D1–n gewährleistet dabei, daß jeder Detektor D1–n senkrecht von den Röntgenstrahlen FX1–n des Röntgenstrahlfächers getroffen werden. In anderen Ausführungen können auch mehrere Röntgenstrahlfächer unterschiedlicher Energie und/oder unterschiedlicher Richtung Verwendung finden.
  • Befinden sich ein oder mehrere Gegenstände 6, 7 im jeweiligen Strahlengang a1–n der Röntgenstrahlen FX1–n, werden diese Röntgenstrahlen FX1–n abgeschwächt, was von den in den Strahlengängen a1–n liegenden Detektoren D1–n detektiert wird.
  • In 2 ist die höhere Untersuchungsstufe 30.2 schematisch dargestellt. Hierbei wird das Objekt 5 auf der Transporteinrichtung 3 vorzugsweise aus der niederen Untersuchungsstufe 30.1 kommend in die höhere Untersuchungsstufe 30.2 der Detektionsvorrichtung 30 weitertransportiert, die eine verstellbare Beugungsvorrichtung 10 aufweist. Die Beugungsvorrichtung 10 besteht hierbei aus einer Kollimations-/Detektoranordnung 11 und einer Röntgen strahlquelle 12. Die Kollimations-/Detektoranordnung 11 ist auf einen Röntgenstrahl FX', vorzugsweise einen Primärstrahl als 'pencil beam' dieser Röntgenstrahlquelle 12 ausgerichtet, die vorzugsweise unterhalb der Transporteinrichtung 3 angeordnet ist. Die Kollimations-/Detektoranordnung 11 ist über hier nicht näher dargestellte Mittel 13 gleichzeitig höhen- und seitenverstellbar angebracht (in Z- und in Y-Richtung). Parallel dazu ist die Röntgenstrahlquelle 12 auf Mittel 14 befestigt und gleichfalls seitenverstellbar in Y-Richtung angeordnet. Die Kollimations-/Detektoranordnung 11 und die Röntgenstrahlquelle 12 werden synchron geführt, wozu die Mittel 13 und 14, beispielsweise Linearführungen mit Spindelantrieb, zentral angesteuert werden. Dieses kann durch den hier nicht näher dargestellten Rechner 31 koordiniert werden.
  • In 2a ist eine bevorzugte Ausführung der Kollimations-/Detektoranordnung 11 aus 2 für die Röntgenbeugung näher dargestellt.
  • Der Kollimator 15 besitzt einen Rundschlitz 18 in der Form eines Kegelstumpfmantels, derart, daß aus der vom untersuchten Punkt des Objektes ausgehenden Streustrahlung nur die Anteile zugelassen werden, die in einen bestimmten Winkel θM fallen. Diese Streustrahlung wird durch eine röntgenstrahlsensitive Oberfläche 16.1 eines hinter dem Kollimator angebrachten Detektors 16 aufgefangen. Mittig weist der Kollimator 15 eine sacklocharfige Öffnung 17 auf, wenn die Kollimations-/Detektoranordnung 11 zusätzlich Funktionen übernehmen soll (wird noch ausgeführt).
  • In 2b ist das Wirkprinzip der Röntgenbeugung vereinfacht dargestellt. Mit 12 ist die Röntgenstrahlquelle aus 2 gekennzeichnet. Zur Erzielung des Primärstrahles FX' ist eine Blendenanordnung 20, beispielsweise eine Lochblendenanordnung, vor der Röntgenstrahlquelle 12 angebracht. Oberhalb der Röntgenstrahlquelle 12 befindet sich die Transporteinrichtung 3 und darauf das Objekt 5. Trifft der Primärstrahl FX' auf ein Material, wird dieser Primärstrahl FX' an der Kristallgitterstruktur des Materials bekanntlich als Streustrahlung FX'' teilweise abgelenkt (Bragg'sches Gesetz). Entsprechend läßt sich aus dem mit dem energiesensitiven Detektor 16 gewonnenen Energiespektrum die Kristallstruktur und damit das Material bestimmen. Insbesondere lassen sich damit auch Sprengstoffe erkennen und unterscheiden.
  • In 3 sind für eine bessere Übersichtlichkeit die wichtigsten Details aus 1 und 2 in einer perspektivischen Gesamtdarstellung der Detektionsvorrichtung 30 zusammengefaßt, wobei die Mittel 13 und 14 deutlicher dargestellt sind.
  • Im Beispiel wird nun der Übersichtlichkeit wegen nur das Detektieren des Gegenstandes 6 in Zusammenschau der 1 bis 3 näher betrachtet.
  • Mit Einlauf des Objektes 5 in die niedere Untersuchungsstufe 30.1 wird durch eine nicht näher dargestellte Markierungseinrichtung eine erste Band- bzw. Positionsmarke X1 in einen Speicher eines Rechners 31 eingelesen, mit der der Anfang des Objektes 5 charakterisiert wird. Diese Markierungseinrichtung kann eine Lichtschranke sein. Mit dem Weitertransport des Objektes 5 werden weitere Bandpositionen beispielsweise durch Pixelabzählung in den Speicher geschrieben. Bei Detektion des Gegenstandes 6 wird eine sogenannte Anfangs-Bandppsition XAG in den Speicher eingetragen, wobei zusätzlich neben den ermittelten Bandpositionen auch die Signale der die Abschwächung aufnehmenden Detektoren D266–275 und die dazugehörigen Strahlengänge a1–n in den oder einen weiteren Speicher des Rechners 31 eingelesen werden.
  • Aus diesen gespeicherten Daten wird in der Bildverarbeitung nach speziellen Kriterien ein Ort GM bestimmt, der 'typisch' ist. Dieser kann beispielsweise aus zwei Koordinaten beschrieben sein, wobei die X-Koordinate sich aus der dabei eingelesenen Bandposition XAG und die Y-Koordinate aus dem detektierenden Detektor D270 = YG, bestimmt. Der zu diesem Detektor D270 zugehörige Strahlengang a270 wird gleichfalls abgespeichert. Bei Beschreibung eines Ortspunktes GM in drei Raumkoordinaten, beispielsweise unter Ausnutzung einer zusätzlichen Strahlungsrichtung und durch Verwendung einer zusätzlichen Detektoranordnung in der niederen Untersuchungsstufe 30.1, wird vorzugsweise der Mittelpunkt der durchstrahlten Fläche des im Fächerstrahl FX1–n liegenden Gegenstandes 6 ermittelt, der sich dann aus XGM, YGM und ZGM ergibt. Auch dies erfolgt im Rechner 31 und wird dort abgespeichert.
  • Diese Daten werden über den Rechner 31 an die höhere Untersuchungsstufe 30.2 der Detektionsvorrichtung 30 gegeben.
  • Die Beugungsvorrichtung 10 wird in der höheren Untersuchungsstufe nun in die Koordinaten des Ortes oder Ortspunktes GM verfahren, die von der niederen Untersuchungsstufe 30.1 an die höhere Untersuchungsstufe 30.2 übergeben worden sind.
  • Bei zwei bekannten Koordinaten des Ortes GM wird die Beugungsvorrichtung 10 vorzugsweise in die für den Gegenstand 6 ermittelte Anfangs-Bandposition XAG verfahren. Anschließend wird die Kollimations-/Detektionsvorrichtung 12 parallel zur Richtung a270 verfahren, also synchron in Höhe und Seitenrichtung, wobei die entlang der Linie a270 im Gegenstand erzeugte Streustrahlung energie-selektiv erfaßt wird. Entsprechend wird die Röntgenstrahlquelle 12 waagerecht synchron verfahren.
  • Die energiesensitiven Signale werden in einem oder ggf. in mehreren, zeitlich aufeinander folgenden Energiespektren abgelegt, wodurch auch eine räumliche Unterscheidung der gemessenen Materialien entlang der Linie a270 erfolgen kann.
  • Diese Spektren werden in bekannter Art und Weise im Rechner 31 mit bekannten Energiespektren verglichen. Über den Vergleich kann somit das Material, insbesondere ein Sprengstoff, bestimmt werden.
  • Ist der von der niederen Untersuchungsstufe ermittelte Ortspunkt GM in 3 Raumkoordinaten bekannt, wird der Gegenstand 6 in die vorab ermittelte Bandposition XGM gefördert und die Kollimations-/Detektionsanordnung 11 und die Röntgenstrahlquelle 12 der Beugungsvorrichtung 10 derart in den Ortspunkt GM verbracht , daß in diesem Punkt GM die am Kristallgitter des Gegenstandes 6 abgelenkte Streustrahlung FX'' der Röntgenstrahlquelle 12 durch den Rundschlitz 18 des Kollimators 13 aufgefangen wird. Ein weiteres Verstellen für die Materialartbestimmung ist dann nicht notwendig.
  • Es ist auch möglich, die Koordinateninformationen aus der niederen Untersuchungsstufe und die zusätzlichen räumlichen Informationen aus der höheren Stufe, ggf. erweitert durch mehrere Meßfahrten, zu kombinieren und damit das Volumen und die genaue räumliche Position des Gegenstandes 6 im Objekt 5 zu bestimmen.
  • Eine vorteilhafte Ausführung des Ringschlitzkollimators 15 ist in 4 dargestellt. Im Kollimator 15 ist dabei vorzugsweise eine zentrische sacklochartige Öffnung 17 integriert. In der Öffnung 17 sind eine erste Detektionseinrichtung 21 und dahinter in einem definierten Abstand dazu eine zweite Detektionseinrichtung 22 angeordnet. Die erste Detektionseinrichtung 21 ist als Detektor für niedrigere und die zweite Detektionseinrichtung 22 als Detektor für höhere Röntgenenergien ausgeführt. Mit diesem Kollimator 15 kann dann beispielsweise zusätzlich eine herkömmliche Materialdetektion durch Ermittlung der mittleren Kernladungszahl des Materials des Gegenstandes 6 erfolgen. In Kombination dieser Kernladungszahl und dem ermittelten Energiespektrum kann eine verbesserte Identifizierung des Materials des Gegenstandes 6 erreicht werden. Dies ist insbesondere dann von großer Bedeutung, wenn der Gegenstand 6 ein stark absorbierendes Material aufweist. So werden häufig niedere Energien des Zentralstrahls FX' in diesem Material absorbiert, so daß die entsprechenden Beugungslinien im gemessenen Energiespektrum fehlen. Dieses Fehlen kann mit der zusätzlichen Materialbestimmung dem Rechner 31 zur Kenntnis gegeben werden, so daß dieses in der Auswertung beim Vergleich berücksichtigt wird.
  • Mit Hilfe dieser Detektionseinrichtungen 21,22 kann auch eine genaue räumliche Ausrichtung (Justage) der Kollimations-/Detektionsanordnung 11 auf die Röntgenstrahlquelle 12 vorgenommen werden. Die Justage selbst erfolgt dabei ohne ein zwischen der Kollimations-/Detektionsanordnung 11 und der Röntgenstrahlquelle 12 befindliches Objekt 5.
  • Es versteht sich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens Änderungen möglich sind.
  • So können die Untersuchungsstufen 30.1 und 30.2 getrennt aufgebaut sein, so daß dann in der niederen Untersuchungsstufe als erste Stufe die beschreibenden Koordinaten ermittelt werden, die an die höhere, hier zweite Stufe gegeben werden, wobei zu gewährleisten ist, daß die in der ersten Stufe ermittelten Koordinaten lagerichtig in die zweite Stufe übergeben werden.
  • Auch können andere Beugungsvorrichtungen 10 verwendet werden, wie sie beispielsweise im Stand der Technik beschrieben sind, wobei eine Verstellbarkeit der Beugungsvorrichtung 10, wie sie beispielsweise in der Beschreibung offenbart wurde, vorzusehen ist.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Detektieren von unzulässigen Gegenständen in Objekten mittels Röntgenstrahlen, vorzugsweise im Reisegepäck, in einer Detektionsvorrichtung mit einer niederen Untersuchungsstufe, wobei in der niederen Untersuchungsstufe eine Unterteilung des Objektes in ein mindestens zweidimensionales Koordinatensystem erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß – in der niederen Untersuchungsstufe (30.1) der durchstrahlte, als unzulässig eingestufte Gegenstand (6, 7) durch einen Ort (GM) im zu prüfenden Objekt (5) festgelegt und gespeichert wird, welcher durch mindestens zwei Koordinaten im Koordinatensystem beschrieben ist, – die beschreibenden Koordinaten dieses Ortes (GM) an eine höhere Untersuchungsstufe (30.2) der Detektionsvorrichtung (30) gegeben werden, in denen dann eine zielgerichtete direkte Untersuchung des nicht eindeutig geklärten Gegenstandes (6,7) stattfindet, – wobei die direkte Untersuchung mittels Röntgenbeugung erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine beschreibende Koordinate (Y) aus einem detektierenden Detektor (D1–n) mit einem zugehörigen Strahlengang (a) eines Röntgenstrahlfächers (FX) in der niederen Untersuchungsstufe (30.1) und die andere beschreibende Koordinate (X) durch eine beim Einlauf des Objektes (5) in die niedere Untersuchungsstufe (30.2) vergebenen Anfangs-Bandposition (XAG) ermittelt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte beschreibende Koordinate (ZG) aus einem zusätzlichen Röntgenstrahlfächer der niederen Untersuchungsstufe (30.1) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der höheren Untersuchungsstufe (30.2) befindliche, verstellbar angeordnete Beugungsvorrichtung (10) direkt auf den durch die niedere Untersuchungsstufe (30.1) beschriebenen Ort (GM) verfahren wird und entlang eines in der niederen Untersuchungsstufe (30.1) ermittelten Strahlenganges (a) höhen- und gegebenenfalls seitenverstellt wird, wobei eine bei der Detektion des Gegenstandes (6, 7) auftretende Streustrahlung (FX'') in ein auswertbares Signal umgewandelt und zur Verarbeitung und Auswertung weitergeleitet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der höheren Untersuchungsstufe (30.2) befindliche, verstellbar angeordnete Beugungsvorrichtung (10) direkt auf den durch drei Koordinaten (XGM, YGM, ZGM) beschriebenen Punkt (GM) verfahren wird, wobei eine in diesem Punkt (GM) auftretende Streustrahlung (FX'') in ein auswertbares Signal umgewandelt und zur Verarbeitung und Auswertung weitergeleitet wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Koordinateninformationen innerhalb der höheren Untersuchungsstufe (30.2) eine örtliche Lage und Abmaße des Gegenstandes (6, 7) im Objekt (5) ermittelt werden.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit innerhalb der Beugungsvorrichtung (10) angeordneten Detektionseinrichtungen (21, 22) eine zusätzliche Bestimmung einer mittleren Kernladungszahl des Materials des Gegenstandes (6, 7) erfolgt.
  8. Vorrichtung zur Detektion von unzulässigen Gegenständen in Objekten, vorzugsweise im Reisegepäck, bestehend aus einer Detektionsvorrichtung mit einer niederen und einer höheren Untersuchungsstufe, wobei die niedere Untersuchungsstufe eine Röntgenstrahlquelle, eine Detektorvorrichtung sowie eine Transporteinrichtung und eine Markierungseinrichtung aufweist und die Detektorvorrichtung und die Markierungsvorrichtung mit einem Rechner elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die höhere Untersuchungsstufe (30.2) eine Beugungsvorrichtung (10) aufweist, welche innerhalb der Untersuchungsstufe (30.2) verstellbar angeordnet und mit dem Rechner (31) elektrisch verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß – die Beugungsvorrichtung (10) aus einer weiteren Röntgenstrahlquelle (12) und einer Kollimations-/Detektoranordnung (11) besteht, wobei die Kollimations-/Detektoranordnung (11) auf diese Röntgenstrahlquelle (12) ausgerichtet ist, – die Kollimations-/Detektoranordnung (11) über Mittel (13) gegenüber der Röntgenstrahlquelle (12) höhenverstellbar und mit dieser synchron seitenverstellbar angeordnet ist, wozu die Röntgenstrahlquelle (12) über seitenverstellbare Mittel (14) geführt wird und alle Mittel (13; 14) vom Rechner (31) gesteuert werden.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß – die Kollimations-/Detektoranordnung (11) aus einem Kollimator (15) und einem dahinter befindlichen Detektor (16) besteht, – der Kollimator (15) einen konisch auseinandergehenden Rundschlitz (18) aufweist, der einen vorgegebenen Winkel (θM) nachbildet und – der Rundschlitz (18) auf eine röntgenstrahlsensive Oberfläche (16.1) des Detektors (16) ausgerichtet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollimator (15) eine zentrische sacklochartige Öffnung (7) aufweist, in der zwei voneinander beabstandete, hintereinander angeordnete Detektionseinrichtungen (21; 22) angebracht sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Detektionseinrichtung (21) als Detektor für niedrigere und die zweite Detektionseinrichtung (22) als Detektor für höhere Röntgenenergien ausgeführt ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollimations-/Detektoranordnung (11) über die Detektionseinrichtung (21) und die Detektionseinrichtung (22) auf den Primärstrahl (FX') der Röntgenstrahlquelle (12) ausgerichtet ist.
DE19954662A 1999-11-13 1999-11-13 Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren von unzulässigen Reisegepäckgegenständen Expired - Lifetime DE19954662B4 (de)

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