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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur
eingriffsfreien radiographischen Untersuchung von Behältern, Fahrzeugen
und Eisenbahnwagen, ohne Siegel aufzubrechen, Behälter zu öffnen oder
physische Kontrolle.
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Die
Erfindung kann zum Scannen von Fahrzeugen angewendet werden, mit
dem Ziel, eine Röntgenaufnahme
zu erstellen, die ausgewertet werden kann und aus der sich die Art
und Menge der beförderten
Waren ergeben soll, um Schmuggelversuche oder gesetzeswidrige Transporte
von verbotenen oder unerklärten
Erzeugnissen (Drogen, Sprengstoffe, Waffen, usw.) zu entdecken,
sowie zum Antiterrorschutz, durch die Röntgenaufnahme aller Fahrzeuge, die
Zugang zu Beschränkungsgebieten
besitzen, wie Flughäfen,
See- und Binnenhäfen,
Grenzübergansstellen,
Zugänge
zu gesicherten Gebäuden,
Militärstützpunkten,
usw.
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Zum
Zwecke der eingriffsfreien Untersuchung sind Scannmethoden bekannt,
bei denen folgende Strahlungsquellenarten verwendet werden können:
- – Gamma-Strahlungsquellen,
die aus doppelt verkapseltem radioaktivem Material, wie: Kobalt,
Zäsium,
usw. natürlich
erzeugt werden;
- – Generatoren
von X-Strahlen oder Linearbeschleuniger von X-Strahlen, Gamma-Strahlen und Neutronen;
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Das
Funktionsprinzip der eingriffsfreien Untersuchung setzt die Bestrahlung
einer Fläche
von Strahlungsdetektoren voraus, die vor einem dünnen fächerförmigen Strahlungsvorhang geradlinig
angeordnet ist, durch den der gescannte Gegenstand relativ bewegt
wird. Die elektrischen Signale der Detektoren werden analog/digital
verarbeitet, mit dem Ziel, eine Röntgenaufnahme zeilenweise zu
generieren, die auf einem Bildschirm eines Rechners der Art PC aufscheint.
Die relative Bewegung des gescannten Gegenstandes erfolgt entweder
durch Bewegung des Gegenstandes relativ zu einem feststehenden Scanner,
oder durch Bewegung des Scanners relativ zu einem feststehenden
Gegenstand. Der Betrieb des ganzen Systems erfolgt von ei nem Kontrollraum aus,
der in der Nähe
des Scanners angeordnet ist und für den eine großflächige Strahlenabschirmung zwingend
vorgeschrieben ist.
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Dieses
Verfahren hat den Nachteil, dass die Bediener dem Risiko der berufsbedingten
Bestrahlung ausgesetzt sind.
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Derzeit
sind mehrere eingriffsfreie Scannsysteme bekannt, welche die vorhergehend
aufgezeigten Technologien umfassen. Eines davon ist das bewegliche
Bilddarstellungssystem mit Gamma-Strahlen des Typs GaRDS, hergestellt
von der amerikanischen Firma RAPISCAN SECURITY PRODUCTS Inc. Bei
diesem Produkt wird die Strahlungsquelle von einem Metallarm getragen,
der mit dem Fahrgestell fest verbunden ist, der sehr teuer ist,
schwer ist, was einen wesentlichen Kippmoment erzeugt und den Nachteil
der Begrenzung der Anordnung der Strahlungsquelle an der äußersten
Länge des
Armes hat. Das GaRDS-Modell, wie auch sämtliche derzeit bekannten beweglichen
Scannsysteme, hat das Bedienerhaus auf dem Fahrgestell angeordnet,
wodurch das Bedienpersonal den berufsbedingten und unfallartigen
Bestrahlungsrisiken ausgesetzt wird, Risiken, die bei der vorliegenden
Erfindung durch Anordnen des Bedienerhauses auf einer beweglichen abschleppfähigen Einheit
behoben werden, wobei diese Einheit während des Scannablaufs außerhalb des
Ausschlussbereichs angeordnet ist und sämtliche Vorgänge über Funkwellen
steuert. Ein anderer bedeutender Unterschied ist, dass die bekannten Systeme,
einschließlich
GaRDS, einen Fahrer benötigen,
der die Scanneinheit betreibt, ein Bedarf, der in der vorliegenden
Erfindung durch die Implementierung eines Untersystems zur automatischen
Kontrolle der Geschwindigkeit und der Richtung beseitigt ist.
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Weitere
Nachteile der bekannten Systeme bestehen darin, dass sie schwer
sind, auf für
große Lasten
tragfähigen
Fahrzeugen, mit zwei bis vier Achsen installiert sind, die zum Tragen
des Gewichts der Bauteile und der Gegengewichte zum Ausgleich des
Kippmomentes, erzeugt vom Arm, der die Strahlungsquelle in einem
Seitenabstand von mindestens 4 Meter von der Detektorenfläche entfernt
hält, erforderlich
sind.
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Der
Betrieb der bekannten Systeme ist sehr kompliziert und erfordert
eine Gruppe von mindestens 3 Personen pro Schicht, beziehungsweise
Bediener, Fahrer und ex terner Kontrolleur, letzterer mit der Verantwortung,
sowohl den Verkehr der Fahrzeuge zu lenken, die im Scannbereich
zu scannen sind, als auch das Eindringen im Ausschlussbereich vorzubeugen,
in dem Bestrahlungsgefahr besteht.
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Die
technische Aufgabe, mit der sich die vorliegende Erfindung befasst,
ist die Realisierung eines eingriffsfreien Untersuchungsverfahrens
und Systems, welches das Risiko der professionellen Bestrahlung
völlig
beseitigt, durch Versetzen der Arbeitsstelle des Bedieners (Kontrollstelle)
aus dem Ausschlussbereich und Beseitigen der Notwendigkeit eines
Fahrers und eines externen Kontrolleurs, durch Automatisierung und
Fernbedienung aller Vorgänge, die
im Ausschlussbereich und im Nachbarbereich ablaufen. Durch die Implementierung
dieser automatisierten Vorgänge
ist die Reduzierung des Bedienpersonals auf einen einzigen Bediener
pro Schicht möglich.
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Das
eingriffsfreie erfindungsgemäße Untersuchungsverfahren
beseitigt die obigen Nachteile dadurch, dass das zu scannende Fahrzeug
Zugang zum Ausschlussbereich hat durch ein Untersystem zum automatischen
Verkehrsmanagement, welches die Funktion der Schranken und der Ein-/Ausgangsverkehrsampeln
automatisch steuert. Das Fahrzeug wird an einer markierten Stelle
angeordnet, wonach sein Fahrer den Ausschlussbereich verlässt (wo
Bestrahlungsrisiko besteht), dann wird der Schutz des Ausschlussbereiches
aktiviert, gefolgt von der Auslösung
des Scannvorgangs durch die ferngesteuerte Übertragung der Befehle an die
bewegliche Scanneinheit und an den Quellenroboter, wenn die Strahlungsquelle
aktiviert wird und die Bewegung in Kriech- und Konstantgeschwindigkeit
der zwei beweglichen Einheiten gestartet wird. Diese Einheiten bewegen
sich geradlinig und gleichmäßig auf
parallelen Bahnen, welche das gescannte Fahrzeug einrahmen. Der
Quellenroboter bewegt sich synchron mit der beweglichen Scanneinheit.
Die Bewegung der beweglichen Einheiten wird von elektronischen und rechnergestützten Modulen
automatisch gesteuert, die mit der Kontrollstelle in einem lokalen
Netzwerk über
Funkmodems angeschlossen sind, von welcher Stelle sie Befehle empfangen
und an welcher sie Statusinformationen und bestimmte Daten in Echtzeit übertragen.
Das Anhalten des Scannens erfolgt automatisch in den Fällen, wenn
der Detektorenarm das Ende des gescannten Fahrzeugs überschreitet
und die Detektoren den maximalen Strahlungsniveau empfangen, am
Ende der einprogrammierten Scannlänge, wenn der Bewe gungsschutzbegrenzer
ausgelöst
wird, wenn ein Durchbruch des Schutzes im Ausschlussbereich erfolgt,
wenn eine Auslösung
des Näherungssensors
stattfindet, was darauf hinweist, dass ein kritischer Abstand zwischen
dem Detektorenarm und dem gescannten Fahrzeug vorhanden ist, wenn
eine automatische Erkennung von Hindernissen in der Nachbarschaft
der Führungsbahnen durch
auf den beweglichen Einheiten angeordnete Sensoren erfolgt. Das
Anhalten des Scannvorgangs kann jederzeit durch den Bediener manuell
gesteuert werden. Während
dieser Verfahrensstufe wird das durch das Scannen des Fahrzeuges
entstandene Bild auf dem Bedienerbildschirm angezeigt und bei Abschluss
der Stufe wird der Schutz des Ausschlussbereichs automatisch deaktiviert,
und das Fahrzeug kann den Scannbereich verlassen. Die zwei beweglichen
Einheiten kehren in der Anfangsposition zurück und der Scannzyklus kann
erneut gestartet werden.
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Das
System, welches das obige Verfahren anwendet, besteht aus einer
beweglichen Scanneinheit, die auf einem Fahrgestell befestigt ist,
auf dem ein Arm mit Detektorenflächen,
die für
die Art der benutzten Strahlung spezifisch sind, angebracht ist,
einem Quellenroboter als Träger
einer Strahlungsquelle, wobei beide Einheiten autonom sind und Untersysteme
zur automatischen Kontrolle der Geschwindigkeit und Richtung, ein
Untersystem zur Synchronisierung der Position und ein Hydraulikantriebs-Untersystem für die geradlinige
und gleichmäßige Bewegung
mit Kriechgeschwindigkeit der Scanneinheit, haben. Das System umfasst
auch eine mobile Kontrollstelle, welche außerhalb des Scannbereiches
angeordnet ist und alle Vorgänge,
einschließlich
das Untersystem zur Beschaffung, Bearbeitung, Speicherung und Anzeige
des radiographischen Bildes ferngesteuert verwaltet. Das System
umfasst auch ein Untersystem zum Schutz des Ausschlussbereiches,
ein Untersystem zum automatischen Verkehrsmanagement und ein Untersystem
zum rechnergestützten
Management.
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Die
bewegliche Scanneinheit ist mit einem Detektorenarm versehen, der
aus einer oberen Detektorenfläche,
die auf einer Stahlstütze
befestigt ist, welche sich um eine Achse drehen kann, in einem Lager
fest verbunden mit einem Zusatzfahrgestell und aus einer unteren
Detektorenfläche
besteht, letztere selbstständig
in einer Schwenkbefestigung angeordnet, wobei beide Flächeneigene
Klapp-Faltsysteme während des
Transportes haben, jedoch mit einheitlicher Funktionalität während des
Scannvorgangs.
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Der
Detektorenarm besteht aus fünf
Segmenten, die unter verschiedenen Winkeln ausgerichtet sind und
ist aus Leichtmetall gefertigt, in der Form des Buchstaben „T" zusammengebaut.
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In
einer ersten Ausführungsform
ist das Untersystem zur automatischen Kontrolle der Geschwindigkeit
und Richtung der zwei Einheiten mit einem Elektromotor für den Antrieb
der Lenksäule
und mit einem elektronischen Steuerungsmodul versehen. Das Untersystem
empfängt
Informationen über die
relativen Positionen der Einheiten anhand von zwei Führungsbahnen,
die zwei parallele Bahnen zu ermitteln haben. Die Positionsinformationen
werden über
einige M2r und M2s Hardware-/Softwaremodule empfangen und über einige
M1r und M1s Module verarbeitet, die die Eingangsdaten liefern für das Untersystem
zur Synchronisierung der Position, welches an den Ausführungsservosystemen
des Fahrgestelles und des Quellenroboters angeschlossen ist.
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In
einer anderen Ausführungsform
erhält
das Untersystem zur automatischen Kontrolle der Geschwindigkeit
und der Richtung Informationen zur relativen Position zu einem festen
Netzwerk von Laserreflektoren von einigen Sensoren mit rotierendem
Laserstrahl, die auf den zwei beweglichen Einheiten angeordnet sind,
durch die M2r und M2s Hardware-/Softwaremodule und verarbeitet sie
durch die M1r und M1s Module, Eingangsdaten liefernd für das Untersystem
zur Synchronisierung der Position, das an den Ausführungsservosystemen
des Fahrgestelles und des Quellenroboters angeschlossen ist.
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Das
Hydraulikantrieb-Untersystem, welches das Fahrgestell in Kriechgeschwindigkeit
antreibt, besteht aus einem mechanischen Schaltkasten für kombiniertes
Antriebs-Untersystem,
das einen Drehzahlsensor, einen Hydraulikmotor, eine Hydraulikpumpe
mit variablem Durchfluss, die über
ein elektronisches Modul gesteuert wird, welches über eine
dedizierte Software-Anwendung Befehle bekommt, umfasst.
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Das
Untersystem zum automatischen Verkehrsmanagement ist mit einigen
Schranken und mit durch eine dedizierte Software-Anwendung direkt funkgesteuerten
Ampeln vorgesehen, und das Untersystem zum Schutz des Ausschlussbereiches
besteht aus einigen aktiven Bewegungssensoren, einem Modul zur Kontrolle
des Sensorenstatus und einem Notfall-Modul zur automatischen Sperrung
der Strahlungsquelle beim Durchbruch des Ausschlussbereiches.
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Das
Untersystem zur Beschaffung, Bearbeitung, Speicherung und Anzeige
des radiographischen Bildes besteht aus einigen Vorverstärkungsmodulen,
an denen die Detektoren angeschlossen sind, einigen Multiplexermodule,
einigen Analog-Digital-Wandlern,
einigen Mikrocontrollern, einem CAN-BUS Datenhauptkanal, einigen
CAN-Modulen, einer
CANi Schnittstelle zur Kommunikation mit einer Verarbeitungseinheit,
welche eine dedizierte Software-Anwendung einspielt, angeschlossen
durch ein LAN-Funknetz
an einer weiteren Verarbeitungseinheit, welche eine weitere dedizierte
Software-Anwendung zur Anzeige der erfolgten Röntgenaufnahme auf einem Bildschirm
einspielt.
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Die
Erfindung hat folgende Vorteile:
- – Beseitigung
des Risikos von berufsbedingter Bestrahlung der Bediener, sowie
des Risikos von unfallartiger Bestrahlung der etwaigen Eindringlinge
im Ausschlussbereich;
- – Reduzierung
der Anzahl des Bedienpersonals von mindestens drei Personen pro
Schicht auf eine einzige Person pro Schicht;
- – Erhöhte Mobilität, Flexibilität und Manövrierfähigkeit
des Systems;
- – Erhöhte Automatisierung;
- – Erhöhte Produktivität, höhere Anzahl
gescannter Fahrzeuge pro Zeiteinheit, durch Automatisierung der
Vorgänge
und Verringerung der Stillstandszeiten durch das rechnergestützte Management
der Vorgänge;
- – Erzielung
einer niedrigen konstanten Scanngeschwindigkeit, wesentlich zur
Erzielung einer Höchstdurchdringung
und eines hochwertigen Bildes ohne geometrische Verzerrungen;
- – Genaue
Kontrolle der Geschwindigkeit und des zurückgelegten Abstandes in einem
bestimmten Zeitraum;
- – Unveränderte Beibehaltung
der dynamischen Leistungen des Fahrgestelles im "Transportmodus";
- – Wesentliche
Reduzierung um über
20% des Gesamtgewichtes des Systems mit positiven Auswirkungen auf
die Reduzierung des Kippmomentes und der Verwindungsbelastungen
innerhalb des Fahrgestells;
- – Wesentliche
Reduzierung um über
30% des spezifischen Energie- und Brennstoffverbrauchs;
- – Möglichkeit
der späteren
Analyse der Funktionsparameter und/oder eventueller unerwünschter Ereignisse
durch die Implementierung einer „Blackbox", ähnlich
derjenigen, die im Flugwesen verwendet werden, die automatisch alle
Befehle, Rückmeldungen
und Funktionsparameter des Systems aufzeichnet.
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Im
Weiteren wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung in Verbindung mit den 1 bis 13 beschrieben,
wobei darstellen:
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1,
Perspektivansicht des Systems zur eingriffsfreien Untersuchung,
gemäß Erfindung,
angeordnet innerhalb des Ausschlussbereiches;
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2,
Ansicht des erfindungsgemäßen Systems
und des Ausschlussbereiches, in der Variante der Verwendung von
Führungsbahnen;
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3,
Ansicht des erfindungsgemäßen Systems
und des Ausschlussbereiches, in der Variante der Verwendung von
Sensoren mit rotierendem Laserstrahl;
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4,
Schemabild des erfindungsgemäßen Systems
zur eingriffsfreien Untersuchung;
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5,
schematische Ansicht des Antriebsstranges bei Verwendung eines mechanischen
Direktantriebs;
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6,
schematische Ansicht des Antriebsstranges bei Verwendung der Hydraulikpumpe
des Schaltkastens, der zwischengeschaltet ist zwischen der Ausgangswelle
des Schaltgetriebes und der Eingangswelle der Hinterradachse eingeschaltet
ist;
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7,
schematische Seitenansicht des Schaltkastens;
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8,
Ansicht des Systemfahrerhauses mit dem Untersystem zur automatischen
Kontrolle der Geschwindigkeit und der Richtung, in der Ausführungsvariante
mit den Führungsbahnen;
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10,
Ansicht des Fahrgestelles im Transportmodus;
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11,
Heckansicht der beweglichen Einheiten in Scannposition;
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12,
Diagramm des Untersystems zur Synchronisierung der Position;
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13,
Diagramm des Untersystems zur Beschaffung, Bearbeitung, Speicherung
und Anzeige des radiographischen Bildes;
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur eingriffsfreien Untersuchung weist folgende Schritte auf:
- – Das
zu kontrollierende Fahrzeug wird zur Eingangsschranke im Scannbereich
gebracht;
- – Der
Fahrzeuglenker steigt aus dem Fahrzeug aus und übergibt die transportbegleitenden
Dokumente;
- – Der
Eintritt in den Scannbereich wird zugelassen, die Eingangsschranke
wird gehoben, die Eingangsampel schaltet auf grün und das Untersystem zum Schutz
des Ausschlussbereiches wird deaktiviert;
- – Der
Fahrer positioniert das Fahrzeug an der markierten Stelle im Scannbereich,
und verlässt den
Ausschlussbereich;
- – Das
Untersystem zum Schutz des Ausschlussbereiches wird aktiviert;
- – Der
Bediener leitet den Scannvorgang von der Kontrollstelle aus ein,
durch ferngesteuerte Übertragung
des Befehls an die bewegliche Scanneinheit;
- – Die
Strahlungsquelle wird aktiviert und die Bewegung in Kriechgeschwindigkeit
der Scanneinheit wird eingeleitet. Das System bewegt sich geradlinig,
mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
entlang des zu prüfenden
Fahrzeugs. Der Quellenroboter bewegt sich geradlinig und gleichförmig synchronisiert
mit dem Scanner, auf einer parallelen Bahn, so dass das zu prüfende Fahrzeug
zwischen dem Quellenroboter und den Detektorenflächen angeordnet ist. Die zwei
Fahrzeuge sind energetisch unabhängig,
jedoch miteinander und beide zum Scannband synchronisiert. Die Geschwindigkeiten
der Einheiten werden von elektronischen und rechnergestützten Modulen
automatisch gesteuert, welche sich an Bord einer jeden beweglichen
Einheit befinden. Diese Module sind fernverbunden durch Funkmodem
im LAN mit der Kontrollstelle, von welcher sie Befehle empfangen
und an welche sie Rückmeldungen senden;
- – In
folgenden Fällen
hält das
Scannen automatisch an:
• Wenn
der Detektorenarm das Ende des untersuchten Fahrzeuges überschreitet,
wodurch das Bildsystem eine Reihe von weißen Linien empfängt, das
heißt
maximales Strahlungsniveau auf allen Detektoren;
• Am Ende
der einprogrammierten Scannlänge;
• Bei Auslösung des
Systems zur Längenbegrenzung;
• Bei Durchbruch
des Schutzes des Ausschlussbereichs;
• Bei Auslösung des Näherungssensors, wenn der Abstand
zwischen dem Detektorenarm und dem untersuchten Fahrzeug kritisch
klein ist;
• Bei
der automatischen Erkennung von Hindernissen in der Nähe der Führungsbahnen,
durch die vor und hinter den beweglichen Einheiten angeordneten
Sensoren;
- – Alle
transportbegleitenden Dokumente werden gescannt und in einer Datenbank
abgespeichert;
- – Das
Röntgenbild
des Fahrzeuges ist auf dem Bildschirm in der Kontrollstelle eingeblendet;
- – Beim
Abschluß der
Scannstufe wird der Schutz des Ausschlussbereiches automatisch deaktiviert;
- – Der
Fahrer des untersuchten Fahrzeuges bekommt die transportbegleitenden
Papiere zurück;
- – Die
Ausgangsschranke wird hochgehoben, die Ausgangsampel schaltet auf
grün und
das Fahrzeug verlässt
den Bereich;
- – Die
Ausgangsschranke wird herunter zurückgesetzt und der Zyklus kann
erneut gestartet werden;
- – Eine
Datei, die das Röntgenbild
und das echte Bild des Fahrzeuges, sowie die Kopien sämtlicher transportbegleitenden
Dokumente enthält,
wird erstellt und mit eindeutiger Identität archiviert.
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Das
erfindungsgemäße System
zur eingriffsfreien Untersuchung, ist ein bewegliches Ensemble radioaktiven
Scannens, das auf einem leichten autonomen Fahrgestell 1 angeordnet,
leichtgewichtig, mit einem aus Stahl und Leichtmetallen hergestellten Metallarm 2,
zusammengesetzt aus fünf
Winkelsegmenten, angelenkt und angetrieben durch Hydraulikzylinder.
Auf dem Arm 2 ist eine obere Detektorenfläche 3 und
eine untere Detektorenfläche 4 vorgesehen,
wodurch der Arm 2 im Folgenden auch Detektorenarm genannt
wird.
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Auf
einer beweglichen Einheit, die im Folgenden Quellenroboter 5 genannt
wird, ist eine Strahlungsquelle 6 angeordnet.
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Der
Quellenroboter 5 ist an einem Untersystem zur Synchronisierung
der Position 7 angeschlossen, welches die Position des
Quellenroboters 5 mit dem autonomen Fahrgestell 1 synchronisiert,
wobei das Untersystem 7 Bezugselemente auf dem Fahrgestell 1 und
auf dem Boden besitzt.
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Auf
dem Fahrgestell 1 ist ein mechanischer Schaltkasten 8 befestigt,
auf dem ein Hydraulikantrieb-Untersystem 9 befestigt ist,
für die
Bewegung des autonomen Fahrgestelles 1 mit elektronisch
gesteuerter niedriger Geschwindigkeit während des Scannvorgangs. Zur
Beibehaltung der geradlinigen Bewegung des Fahrgestelles 1,
hat das System zur eingriffsfreien Untersuchung ein Untersystem
zur automatischen Kontrolle der Geschwindigkeit und Richtung 10.
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Ein
Untersystem zur Beschaffung, Bearbeitung, Speicherung und Anzeige
des radiographischen Bildes 11, übernimmt die Signale und die
Daten von den Strahlungsdetektorflächen, die auf dem Detektorenarm 2 befestigt
sind, digitalisiert diese Daten und überträgt sie durch ein Funkmodem
an eine mobile Kontrollstelle, wo eine Röntgenaufnahme des gescannten
Gegenstandes geschaffen wird. Dieses Bild wird von einem Bediener
analysiert und elektronisch abgespeichert.
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Da
im Scannbereich der Fahrzeuge ein radiologischer Schutz gegen eine
unfallartige Bestrahlung möglicher
Eindringlinge gesichert werden muß, ist ein Untersystem zum
Schutz des Ausschlussbereiches 13 vorgesehen, welches einen
rechteckigen Ausschlussbereich a ermittelt und welches mit einem Untersystem
zum automatischen Verkehrsmanagement 14 verbunden ist,
das die Peripherie für
die Kontrolle des Zugangs der zu scannenden Fahrzeuge im Scannbereich
und im angrenzenden Bereich verwaltet. Die Peripherien sind eine
Eingangsschranke 15, eine Ausgangsschranke 16,
eine Eingangsverkehrsampel 17 und einer Ausgangsverkehrsampel 18.
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Ein
Untersystem zum rechnergestützten
Management 19, befiehlt und steuert aus der Ferne alle Untersysteme
des ganzen Zusammenbaues: die Richtung, die Motordreh zahl und die
Position des autonomen Fahrgestelles 1 im Ausschlussbereich
a, des Quellenroboters 5 und aller anderen Peripherien, die
im erfindungsgemäßen System,
angeschlossen sind und kommuniziert mit all diesen in einem kabellosen
LAN.
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Alle
physikalischen Komponenten des Untersystems zum rechnergestützten Management 19,
sowie die Arbeitsstelle des Bedieners sind in der mobilen Kontrollstelle 12 angeordnet,
welche während des
Transportes vom Fahrgestell 1 abgeschleppt wird und im
Scannmodus außerhalb
des Ausschlussbereiches a angeordnet ist.
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In
einer ersten Ausführungsform
(2) sind innerhalb des Ausschlussbereiches a, in
der Scannrichtung, einige Führungsbahnen 20 und 21 für die Kontrolle
der Bewegung des autonomen Fahrgestelles 1 und des Quellenroboters 5 angeordnet.
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In
einer weiteren Ausführungsvariante (3),
kann das Untersystem zur automatischen Kontrolle der Geschwindigkeit
und Richtung 10 mit einigen Sensoren mit rotierendem Laserstrahl 22,
einem festen Netz aus Laserreflektoren 23, die im Ausschlussbereich
a angeordnet sind und mit einer dedizierten Software-Anwendung für die Datenverarbeitung,
Berechnung der Orientierungs- und der Positionsparameter und für das Ergreifen
von Maßnahmen für die Korrektur
der Richtung und der Geschwindigkeit ausgelegt sein.
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Das
erfindungsgemäße Untersuchungssystem,
befestigt auf dem Fahrgestell 1, hat zwei Arten der physikalischen
Darstellung: „Scannmodus" und „Transportmodus". Der Übergang
von einem Modus zum anderen erfolgt durch die Betätigung einiger
Hydraulikzylinder, welche die Positionen der Komponenten neu konfigurieren.
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Im „Transportmodus" ist der Detektorenarm 2 entlang
des autonomen Fahrgestells 1 zusammengefaltet (geklappt),
damit die allgemeinen gesetzlichen Abmessungen für den Transport auf öffentlichen
Wegen und eine gute Verteilung der Lasten auf die Achsen gewährleistet
wird. Der Quellenroboter 5 und die Komponenten des Untersystems
zum automatischen Verkehrsmanagement 14 sind auf der Plattform
des autonomen Fahrgestelles 1, in Sonderbehältern hochgelegt
und mechanisch gesichert. Die mobile Kontrollstele 12 ist
vom Fahrgestell 1 abgeschleppt und der mechanische Schaltkasten 8 wird auf
die Transportposition umgeschaltet, mit direkter Achsverbindung
zwischen einem Schaltgetriebe 24 und einer Hinterradachse 25 mit
Getriebe.
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Im „Scannmodus" ist der Detektorenarm 2 seitlich
rechts, quasi senkrecht zur Achse des autonomen Fahrgestelles 1 ausgefahren,
und der Quellenroboter 5 ist seitlich rechts angeordnet,
parallel zu der Längenachse
des autonomen Fahrgestelles 1. Die Schranken 15, 16 und
die Verkehrsampeln 17, 18 werden an den Eingangs-
und Ausgangsstellen des Ausschlussbereiches a angeordnet und die
mobile Kontrollstelle 12 ist nahe dem Eingang in diesen
Bereich angeordnet. Der mechanische Schaltkasten 8 des
kombinierten Antriebs-Untersystems wird auf den „Scannmodus" umgeschaltet, das
heißt
dass die Ausgangswelle des Schaltgetriebes 24 eine Hydraulikpumpe 26 direkt
antreibt, welche mit einem Hydraulikmotor 27 verbunden
ist, der mit der Hinterradachse 25 direkt mechanisch gekoppelt
ist.
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Das
autonome Fahrgestell 1 soll nach den gültigen internationalen Standards
zugelassen sein, was den Transport auf öffentlichen Wegen, ohne eine besondere
Transportbefugnis erlaubt. Das Fahrgestell 1 hat ein aus
Stahl hergestelltes Zusatzfahrgestell 28, auf dem sämtliche
Komponenten der beweglichen Scanneinheit angeschlossen sind, beziehungsweise
die zwei Flächen 3 und 4 des
Detektorenarms 2, die Anbauteile des Hydrauliksystems wie: Ölbehälter, die
Verteiler, Einstell- und Sicherheitsschaltungen, der Transportbehälter des
Quellenroboters, die Kästen
mit elektrischen und elektronischen Schaltungen, die Kästen für den Transport
der Schranken, Verkehrsampeln und der Führungselemente und der Generator.
Einige dieser Baueinheiten sind nicht abgebildet, da sie sehr bekannte
und nicht in Anspruch genommene Komponenten darstellen.
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Der
Detektorenarm 2 besteht aus einer Stahlstütze 29,
welche sich um eine Achse drehen kann in einem Lager 30,
das mit dem Zusatzfahrgestell 28 fest verbunden ist. Auf
dieser Stütze 29 ist
in einer Schwenkverbindung der obere Teil des Detektorenarms 2 befestigt,
welcher aus einer aus fünf Segmenten
bestehenden, T-förmigen
Struktur aus Leichtmetallen hergestellt ist.
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Die
bevorzugte konstruktive Lösung
ist die Verwendung eines Detektorenarms 2, der aus fünf Segmenten
besteht. Das Vertikalsegment ist in zwei Teilen konstruiert: die
untere Detektorenfläche 4,
die selbstständig
seitlich rechts auf dem Zusatzfahrgestell 28, in einer
Schwenk-Befestigung auf einem Bolzen senkrecht auf der Längenachse
des Fahrgestelles befestigt ist und die obere Detektorenfläche 3,
die auf der schwenkbaren Stahlstütze 29 befestigt
ist. Die Festigkeitsstruktur des Detektorenarms 2 ist aus Leichtmetallblech
hergestellt, zusammengesetzt in T-Form.
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In
Abhängigkeit
von der gewählten
Strahlungsquelle wird das erfindungsgemäße System die Detektorenflächen 3 und 4 einbeziehen,
um die empfangene Strahlung in elektrische Signale umzuwandeln,
welche dann verarbeitet und in Röntgenaufnahmen
des gescannten Gegenstandes umgewandelt werden. Für eine Quelle
von X-Strahlen werden hybride Detektoren mit Szintillationskristallen
und Fotodioden oder monolithische Detektoren mit verbundenen Lastkreisen
verwendet. Für
eine Gamma-Strahlungsquelle
werden hybride Detektoren mit Szintillationskristallen, die mit
fotomultiplizierenden Röhren verbunden
sind, verwendet. Für
eine Neutronenquelle werden hybride Detektoren mit Szintillationskristallen,
die eine sehr schnelle Rückmeldung
und eine hohe Leistungsfähigkeit
haben und die mit fotomultiplizierenden Röhren verbunden sind, verwendet.
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Sämtliche
hybride Erkennungssysteme verwenden Fotodioden oder fotomultiplizierende
Röhre, die
eine maximale Empfindlichkeit für
das sichtbare Band haben, für
welche die Szintillationskristalle eine maximale Rückmeldung
auf die verwendete Strahlungsart haben.
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Die
Anordnung der Detektoren kann je nach Kombination Quelle-Detektor
und der konstruktiven Variante der Detektoren, in einer Reihe oder
zwei Reihen oder in Matrixen verschiedener Form erfolgen.
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Der
Quellenroboter 5 besteht aus einem für diese Anwendung speziell
gebauten Fahrzeug, das autonom und ferngesteuert ist und die Rolle
hat, die Strahlungsquelle 6 mit niedriger und konstanter
Geschwindigkeit und elektronisch synchronisiert mit der Bewegung
des Fahrgestelles 1 auf einer parallelen Bahn zu bewegen.
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Der
Antrieb des Roboters 5 ist elektrisch und dessen Eigenständigkeit
wird von Akkumulatoren und von einem elektrischen Generator gesichert,
diese Elemente sind nicht abgebildet. Die Geschwindigkeit und die
Richtung der Bewegung des Roboters 5 sind von eigenen Systemen
geregelt, die durch Mikrocontroller unterstützt sind, welche kabellos mit
der mobilen Kontrollstelle 12 und dem autonomen Fahrgestell 1 kommunizieren.
Die relative Positionierung zwischen dem Quellenroboter 5 und
dem autonomen Fahrgestell 1 wird durch das Untersystem
zur Synchronisierung der Position 7 gesichert und hat als
Bezugselemente feste Punkte auf dem autonomen Fahrgestell 1.
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Die
Strahlungsquelle 6 ist auf dem Fahrgestell dieses Mini-Fahrzeuges
befestigt, welches der Roboter 5 ist, derart, dass ein
Strahlungsvorhang b auf der Detektorenfläche 3 und 4 kollimiert
wird.
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Im „Transportmodus" wird der Quellenroboter 5 auf
die Plattform des Fahrgestelles 1 in einem speziell nach
den Standards der radiologischen Sicherheit angefertigten Behälter aufgeladen.
Der Zugang auf die Plattform des Fahrgestelles 1 wird durch eine
hydraulisch gehobene Plattform gesichert, welche nicht abgebildet
ist und zur sicheren Verriegelung des Transportbehälters beiträgt. Die
Steuerungen für die
Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung sind auf der Ebene des
Roboters 5 verfügbar,
um diesen während
der unabhängigen
Bewegungen, wie dem Aufstieg auf das autonome Fahrgestell 1 oder die
Anfangspositionierung im Scannbereich zu bedienen.
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Das
Untersystem zur Synchronisierung der Position 7 wird für Synchronisierung
der Geschwindigkeit und Position des Quellenroboters 5 mit
dem Fahrgestell 1 verwendet. Das Untersystem 7 besteht aus
einem Hardware-/Software-Modul M1r, angeordnet auf dem Quellenroboter 5 und
einem weiteren Hardware-/Software-Modul M1s, angeordnet auf dem
Fahrgestell 1. Die Module tauschen Daten betreffend die
Geschwindigkeit und Position innerhalb der Scannbahn aus. Außer diesen
Modulen M1r und M1s gibt es zwei weitere Hardware-/Software-Module
M2r und M2s, die die Posi tion der zwei beweglichen Einheiten, des
Fahrgestells 1 und des Quellenroboters 5, dauernd überwachen
und an diese Befehle versendet.
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Das
Untersystems zur Synchronisierung der Position 7 (12)
funktioniert folgendermaßen:
Die Module M2r und M2s erhalten Daten betreffend ihrer Position
innerhalb der Scannbahn durch die digitale Analyse eines Video-Bildes,
das eine Führungsbahn 20 und 21 anzeigt,
oder von einem Sensor mit rotierendem Laserstrahl 22, welcher
sich in dem gemäß 3 im
Ausschlussbereich a angeordneten festen Netz von Laserreflektoren 23 sukzessiv
widerspiegelt.
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Bei
jeder Aktualisierung der Position innerhalb des Bereiches stellen
die Module M2r und M2s den Modulen M1r und M1s die Position jeder
beweglichen Einheit zur Verfügung.
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Zwischen
den Modulen M1r und M1s gibt es eine andauernde Verbindung, durch
die Informationen bezüglich
der Position der beweglichen Einheiten übermitteln werden. Je nach
den erhaltenen Informationen, wird auf der Ebene der Module M1r
und M1s eine Entscheidung zur Synchronisierung der Bewegung des
Quellenroboters 5 mit den dynamischen Parametern des Fahrgestelles 1 getroffen;
diese Entscheidung wird als Ausführungsbefehl
an das Untersystem zur automatischen Kontrolle der Richtung und
Geschwindigkeit 10 übermittelt.
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Die
Strahlungsquelle 6, die im erfindungsgemäßen System
zur eingriffsfreien Untersuchung verwendet wird, kann aus doppelt
verkapseltem radioaktivem Material, aus X-Strahlen Generator oder
aus Linearbeschleuniger für
Gamma-Strahlen oder Neutronen erzeugt sein.
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In
einer Ausführungsvariante
besteht die Strahlungsquelle aus doppelt verkapseltem radioaktivem
Material – zum
Beispiel Co60. Die Auswahl des radioaktiven Materials – im Co60
Fall beträgt
die Energie ca. 1,3 MeV, und die Quellenaktivität 1 Currie – erfolgt je nach der erwünschten
Durchdringungsleistung und den verfügbaren Abmessungen des Ausschlussbereiches
a. Die Kapsel, welche radioaktives Material enthält, ist von einem dicken Schirm
umgeben, der die Strahlungen aufnimmt, wenn die Quelle inaktiv ist.
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Die
Schirmdimensionierung erfolgt gemäß internationalen Standards.
In diesem Schirm ist ein fächerförmiger Schnitt
mit einer eckigen Öffnung
von ca. 80 Grad realisiert, damit ein Strahlungsvorhang b bei einer
Breite von ca. 18 cm auf den Detektorenflächen 3 und 4 kollimiert;
die Quelle 6 wird in einem Abstand von 5 cm vom Detektorenarm 2 angeordnet. Die
Aktivierung der Quelle 6 wird durch ein pneumatisches oder
elektrisches Mitnehmersystem erfolgen.
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Das
verwendete System muss den automatischen Rückzug der radioaktiven Kapsel
sichern, damit die Bestrahlung, wenn der Mitnehmer fehlerhaft ist,
gestoppt wird. Die Aktivierung der Quelle 6 ist akustisch
und optisch signalisiert, so dass sowohl der Bediener, als auch
irgendwelche andere Personen vor dem Vorhandensein der Bestrahlung
im Ausschlussbereich a gewarnt werden.
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Der
Neutronenbeschleuniger erzeugt Impulse von schnellen Neutronen.
Je nach der Antwort der Detektoren kann die atomische Signatur der
im gescannten Gegenstand anwesenden Substanzen ermittelt werden.
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Das
Hydraulikantrieb-Untersystem 9 erlaubt dem autonomen Fahrgestell 1,
sich mit einer Kriech- und Konstantgeschwindigkeit zwischen 0,15–0,85 m/sec
zu bewegen. Das Untersystem 9 verwendet den mechanischen
Schaltkasten 8, der auf dem Fahrgestell 1, zwischen
der Antriebswelle 31 des Schaltgetriebes 24 und
der Antriebswelle 32 der Hinterradachse 25 befestigt
ist. Dieser Kasten 8 erlaubt die Umschaltung des mechanischen
Antriebs, erhalten vom Ausgang aus der Antriebswelle 31 des Schaltgetriebes 24,
direkt an die Hinterradachse 25 im „Transportmodus" oder an die Hydraulikpumpe 26 im „Scannmodus".
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Im „Transportmodus" ist die Antriebswelle 31 des
Schaltgetriebes 24 direkt und mechanisch in einem 1:1 Verhältnis durch
die Antriebswelle 32, zu der Hinterradachse 25 gekoppelt,
ohne die Kraft-, Drehmoment- und Geschwindigkeitsleistungen des
Fahrgestelles 1 zu ändern.
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Im „Scannmodus" ist die Antriebswelle 31 des
Schaltgetriebes 24 in einem bestimmten Verhältnis mit
der Hydraulikpumpe 26 mechanisch gekoppelt. Der Durchfluss
der Hydraulikpumpe wird durch die Software-Anwendung des Bedieners
gesteuert, durch ein nicht abgebildetes, dediziertes Modul, und die
Hydraulikpumpe 26 ist in einem geschlossenen Zyklus mit
dem Hydraulikmotor 27 hydraulisch gekoppelt, welcher mit
der Hinterradachse 25 mechanisch gekoppelt ist.
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Durch
den variablen Steuerbefehl des Durchflusses der Pumpe 26 wird
eine Variation der Fahrgeschwindigkeit erzielt, auch wenn die Drehzahl der
Antriebswelle 31 des Schaltgetriebes 24 konstant ist.
Der mechanische Schaltkasten 8 ist mit einem Drehzahlsensor 33 vorgesehen,
welcher an die Software-Anwendung verhältnismäßig mit der Drehzahl des Hydraulikmotors 27 Impulse übermittelt,
so dass die Software-Anwendung
die Fahrgeschwindigkeit des Fahrgestelles 1 und folglich
den zurückgelegten Abstand
in einem bestimmten Zeitraum genau berechnen kann. Anhand des Ergebnisses
dieser Rechnungen werden Korrekturen vorgenommen, damit die Gleichmäßigkeit
der Bewegung gesichert wird.
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Die
ausgewählte
Baulösung
erlaubt variable Geschwindigkeitsbefehle in einem breiten Wertebereich
(0,15–0,85
m/Sek.), bei sehr niedrigen Absolutwerten, die mit konventionellen
Getrieben unmöglich zu
erreichen sind, und ohne die dynamischen Leistungen des Fahrgestelles 1 zu ändern, wenn
es auf öffentlichen
Wegen im „Transportmodus" fährt.
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Das
Untersystem zur automatischen Kontrolle der Geschwindigkeit und
Richtung 10 für
den Quellenroboter 5 ist für die Kontrolle und Steuerung
der Richtung und Bewegung des Quellenroboters 5, die mit
der Fahrgeschwindigkeit des Fahrgestelles 1 synchronisiert
ist, bestimmt.
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Die
Steuerung der Richtung der zwei beweglichen Einheiten kann mechanisch,
elektronisch oder gemischt erfolgen.
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Die
mechanische Ausführungsform
verwendet einige nicht abgebildete Führungsbahnen, welche aus in
Verlängerung
zusammengebauten Längsprofilen
bestehen, und auf denen die beweglichen Einheiten 1 und 5 fahren.
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Die
elektronische Kontrolle erfolgt durch die Verwendung von Sensoren
mit rotierendem Laserstrahl 22, die das feste Netz von
Laserreflektoren 23 verfolgen und ein Richtungsservosystem
steuern. Diese Ausführungsform
schließt
sowohl Hardware-, als auch Softwaremodule für die automatische Verarbeitung
und das Treffen einer Entscheidung ein.
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Die
Mischkontrolle kombiniert die zwei oben beschriebenen Modi und erfolgt
mit Verwendung von optischen (Laser), magnetischen oder Video-Sensoren,
die die Führungsbahnen 20 und 21 verfolgen, auf
denen Streckenmarken gekennzeichnet sind. Software- und Hardwaremodule
steuern automatische ein Richtungsservosystem.
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Eine
mögliche
gemischte Ausführungsform des
Untersystems zur automatischen Kontrolle der Geschwindigkeit und
Richtung 10 ist mit einigen Videokameras 34, die
an den Stirn- und Heckstoßstangen
der Fahrzeuge angeordnet sind, mit Verarbeitungseinheiten und dedizierte
Software-Anwendungen, mit Lichtquellen für die verbesserte Ansicht der Führungsbahnen 20 und 21 und
mit Richtungsservosysteme durchgeführt. Auf den Führungsbahnen
sind Streckenmarken bei relativ kurzen Intervallen von unter 1 m
gekennzeichnet, welche als Korrekturindizes bei Abweichungen von
der programmierten Geschwindigkeit dienen.
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Das
Untersystem zur automatischen Kontrolle der Geschwindigkeit und
Richtung 10, das in der 9 beschrieben
wird, führt
in einer Erstphase die Beschaffung von Ausrichtungs- und Positionsdaten A0
aus, gefolgt von der die Interpretierung der Ausrichtungsdaten A1,
die Erzeugung von Richtungsbefehlen A2, die Ausführung des Richtungsbefehls
A3, die Interpretierung von Positionsdaten A4, die Erzeugung des
Geschwindigkeitsbefehls A5, die Ausführung des Geschwindigkeitsbefehls
A6 und das Feedback der erbrachten Aktion RA.
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Die
Beschaffung von Ausrichtungs- und Positionsdaten A0 hat die Rolle,
Daten von den Modulen M1r und M1s, Videokamera oder ein Untersystem zur
Positionierung zu empfangen, Letztere aus zwei rotierenden Laserstrahlen 22 und
einem festen Netz von Laserreflektoren 23 bestehend, die
im Ausschlussbereich a angeordnet sind. Die empfangenen Daten sind
nach Relevanz in Daten für
die Ausrichtung und Daten für
die Geschwindigkeit eingeteilt.
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Durch
die Interpretierung der empfangenen Ausrichtungsdaten A1 werden
etwaige Abweichungen von der programmierten Fahrbahn gemeldet. Anhand
der Informationen bezüglich
der Abweichung von der normalen Bahn wird ein Richtungsbefehl A2 generiert,
der die Lenkswelle über
ein Servosystem steuert, welches den Richtungsbefehl A3 ausführen wird.
Der Vorgang erhält
ein Feedback der erbrachten Aktion, so dass nach jedem Befehl dessen
Einwirkung auf die Ausrichtungsparameter, die Informationen RA,
analysiert wird.
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Durch
die Interpretierung der erhaltenen Positionsdaten A4 werden etwaige
Abweichungen von der korrekten Position, sowie die Synchronisierungen der
zwei beweglichen Einheiten, erkannt. Je nach den etwaig aufgezeichneten
Positionsabweichungen wird ein Geschwindigkeitsbefehl erzeugt, das
an das Hydraulikantrieb-Untersystem 7 auf
dem Fahrgestell 1 oder an das System für den elektrischen Antrieb des
Quellenroboters 5 übermittelt
wird.
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Die
Funktionsweise des Untersystems zur automatischen Kontrolle der
Geschwindigkeit und Richtung 10 wird im Falle der Ausführungsform
mit Laserverwendung folgende sein: während der Bewegung der rotierenden
Lasersensoren 22, die auf dem Fahrgestell 1 und
auf dem Quellenroboter 5 angeordnet sind, senden diese
je einen Laserstrahl, der vom festen Netz aus Laserreflektoren 23 sukzessiv
reflektiert wird. Die dedizierte Software-Anwendung, die in der 9 dargestellt
ist, analysiert die empfangenen Informationen, und trifft die Entscheidung,
die Servolenkung zur Beseitigung der Abweichung zu steuern, falls
dies der Fall ist, und falls der Fehler in der Synchronisierung
zwischen der Geschwindigkeit des Quellenroboters und die des Fahrgestelles
nicht innerhalb der bestimmten Grenzen ist, wird sie ein Korrekturbefehl an
das Untersystem zur automatischen Kontrolle der Geschwindigkeit
und der Richtung 10 übertragen.
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Das
Untersystem zur Beschaffung, Bearbeitung, Speicherung und Anzeige
des radiographischen Bildes 11 besteht aus einer Reihe
von Hardware-Ausrüstungen
und Software-Anwendungen, gemäß dem Schemabild
aus der 13 und ist für die Erfassung, Bearbeitung,
Analyse und Interpretierung der Strahlungssignale der Detektoren,
mit dem Ziel, eine Röntgenaufnahme
des gescannten Gegenstandes zu erzeugen, vorgesehen.
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Das
Untersystem 11 besteht aus n-Gruppen, jede aus 16 Strahlungsdetektoren
GD1...GDn; jede Gruppe ist an einem elektronischen Modul angeschlossen,
welcher einen Vorverstärker
mit 16 Parallelkanälen
PA1...Pan umfasst, deren Signale in einem der Multiplexer M1...Mn
multiplext werden, und danach in einem der Wandler CA/D1...CA/Dn
analog-digital gewandelt werden, und durch einem Mikrocontroller
MC1...MCn und einer der Module CAN1...CANn erreichen die Signale über eine
Magistrale CAN-BUS eine Verarbeitungseinheit UPd, welche eine mit
dedizierter Software Sd einspielt. Durch eine CANi-Schnittstelle
wird die Information über
ein kabelloses LAN zu einer Verarbeitungseinheit UPa, welche eine
Software Sa für
die Anzeige der Röntgenaufnahme
auf einem Monitor Mon einspielt, weiter übermittelt.
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Innerhalb
des Detektorenarms 2 werden einige elektronische Module
befestigt, wobei jede Gruppe von je 16 Detektoren verwaltet; die
Anzahl der verwendeten Module wird durch die Länge des Detektorenarms 2 bestimmt.
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Der
Detektorenarm 2 ist an einer Einheit für die Verarbeitung der Daten
angeschlossen, welche an die CANi-Kommunikationsschnittstelle verbunden ist.
Die dedizierte Software-Anwendung Sd, die durch die Einheit UPd
eingespielt wird, empfängt
die Daten von der CANi-Schnittstelle und sendet sie per Funkmodem
an die mobile Kontrollstelle 12, wo sie, mit dem Ziel,
eine Röntgenaufnahme
des gescannten Gegenstandes zu erzeugen, interpretiert werden. Das
Bild wird auf dem Monitor Mon vorgeblendet und, durch eine weitere
Anwendung wird dem Bediener erlaubt, verschiedene geschützte Software-Filtern
auf das Bild anzuwenden, mit dem Ziel, einige Bildparameter zu verbessern.
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Das
kabellose LAN wird dazu verwendet, die Verarbeitungseinheiten Upa
und Upd zu verbinden.
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Das
Untersystem zum Schutz des Ausschlussbereiches 13 ist ein
aktives Untersystem für radiologischen
Schutz, welches auf die Quelle 6 direkt eingreift, um diese
automatisch abzuschließen, falls
im Ausschlussbereich a durchgebrochen wird. Die aktiven Sensoren
des Untersystems zum Schutz des Ausschlussbereiches 13 sind
in Zweiergruppen bei den Enden einer Diagonale des Ausschlussbereiches
a angeordnet und in einem Winkel von 90 Grad zueinander orientiert,
schaffen sie eine virtuelle Schranke von 2 Meter Höhe und 40
Meter Länge, ausreichend
für die
Abgrenzung einer rechteckigen Oberfläche von maximal 40 m × 40 m ist.
Diese Sensoren sind mit der mobilen Kontrollstelle 12 per
Funk permanent angeschlossen, an welche sie ein Alarmsignal bei
Durchbruch der Infrarot-Schranke senden. Dieses Signal schließt die Quelle 6 automatisch
ab und aktiviert eine Text-, Klang- und Grafikmeldung auf der grafischen
Schnittstelle der Softwareanwendung des Bedieners, mit der Angabe
der durchbrochenen Seite. Das Untersystem ist dazu bestimmt, unter
harten Wetterbedingungen, wie Regen, Schnee, Wind, Staub, extreme
Temperaturen usw., zu funktionieren.
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Das
Untersystem zum Schutz des Ausschlussbereiches ist deaktiviert,
um den Ein-/Ausgang
in den/aus dem Ausschlussbereich a, synchronisiert mit den Öffnungsintervallen
der Schranken 15 und 16 zu erlauben. Wenn der
Fahrer des untersuchten Fahrzeuges den Bereich verlässt, wird
das Untersystem erneut aktiviert.
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Das
Untersystem zum automatischen Verkehrsmanagement 14 verwaltet
die Schranken 15 und 16 und die Ampeln 17 und 18,
die am Eingang und Ausgang der Scannband angeordnet sind, um den
Zugang der untersuchten Fahrzeuge zu kontrollieren. Dieses Untersystem 14 wird
durch die Softwareanwendung des Bedieners automatisch gesteuert.
Auf der grafischen Schnittstelle des Bedieners sind Statusinformationen,
wie Schranke auf, Schranke zu, Schranke in Anstieg, Schranke in
Abstieg, Stö rung,
Rotampel auf, Grünampel
auf, Rotlampe gebrannt, Grünlampe
gebrannt, in Echtzeit angezeigt. Die Befehle und Statusinformationen
werden durchgehend über
einige entsprechenden Schnittstellen und Funkmodems übertragen.
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Die
mobile Kontrollstelle 12 verwaltet sämtliche Komponente, des beweglichen
Untersuchungssystems und sichert die Automatisierung der Vorgänge. Für ein kontrolliertes
Management und eine strenggenaue Niederlegung werden in einem „Blackbox", sämtliche
Befehle und Rückmeldungen,
die Statusinformationen und menschliche Interaktionen aufgezeichnet.
Die Kommunikation mit den beweglichen Einheiten 1 und dem
Quellenroboter 5 erfolgt durch einige Hochgeschwindigkeitsfunkmodems,
als Hardwaresupport für
Daten und Statuskommunikation.
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Im „Scannmodus" befindet sich die
mobile Kontrollstelle 12 außerhalb des Ausschlussbereiches a,
in der Nähe
der Eingangsstelle. In einer praktischen Ausführungsform kann die Stelle 12 ein
Wohnmobil mit zwei Abteilungen sein, beziehungsweise eine Büro-Abteilung
und eine Schlafzimmer-Abteilung, um dem Bediener optimale Arbeits-
und Erholungsbedingungen im Falle von umherziehenden Fährten für die Durchführung von
Untersuchungen an verschiedenen Orten zu gewährleisten. Diese Konfiguration
ist bevorzugt, da die Möglichkeit
existiert, dass die Gruppe langfristige und weitreichende Kontrollaufträge bekommen
kann und die Selbstständigkeit
der Unterkunftsbedingungen zur Arbeitsleistung und Optimierung beiträgt.
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Das
Wohnmobil, das die mobile Kontrollstelle 12 beherbergt,
ist mit einem elektrischem Generator und Klimaanlagen ausgestattet,
was ihm elektrische Unabhängigkeit
und das Funktionieren innerhalb normaler Grenzen auch bei schlechten
Wetterbedingungen erlaubt. Im „Transportmodus" ist dieses Wohnmobil
am Fahrgestell 1 angehängt,
mit welchem es zusammen das bewegliche eingriffsfreie Untersuchungssystem
bildet.
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Das
Entfernen der mobilen Kontrollstelle 12 außerhalb
des Ausschlussbereiches a, sowie die Beseitigung der Notwendigkeit
eines Fahrers während des
Scanvorgangs, beseitigt jegliches Risiko der Bestrahlungsaussetzung
und schafft die Möglichkeit
der Bedienerpersonalreduzierung von minimal drei Personen pro Schicht,
die bei jegli chem der zurzeit vorhandenen Systeme erforderlich sind,
auf nur eine Person pro Schicht.