ITTO20060890A1 - Metodo e dispositivo per un'ispezione di sicurezza di articoli liquidi con radiazioni - Google Patents
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- G01V5/22—
Description
DESCRIZIONE
del brevetto per Invenzione Industriale
di 1) NUCTECH COMPANY LIMITED
2) TSINGHUA UNIVERSITY
entrambi di nazionalità cinese
rispettivamente con sede: 1)2ND FLOOR, BLOCK A, TONGFANG BUILDING SHUANGQINGLU, HAIDIAN DISTRICT
2) TSINGHUA UNIVERSITY, HAIDIAN DISTRICT
BEIJING, 100084 (CINA)
Inventori: HU Haifeng, LI Yuanjing, KANG Kejun, CHEN Zhiqiang, LIU Yinong, LI Yulan, ZHANG Li, WU Wanlong, ZHAO Ziran, LUO Xilei, SANG Bin
Campo dell'Invenzione
La presente invenzione è relativa al campo del rilevamento di radiazioni, in particolare al metodo e al dispositivo per un'ispezione di sicurezza rapida di articoli liquidi con radiazioni.
Stato della Tecnica
Dall'11 Settembre negli Stati Uniti, l'ispezione di sicurezza in aviazione sta diventando sempre più enfatizzata. Oltre alla tradizionale ispezione di sicurezza dei pacchi, si aggiunge l'ispezione di sicurezza di articoli liquidi trasportati dai passeggeri. Di conseguenza,
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) sono altamente necessari mezzi e metodi per un'ispezione di sicurezza rapida degli articoli liquidi in pacchi.
Oggigiorno, esistono quattro tipi di metodi di rilevamento utilizzati nell'ispezione di sicurezza di articoli liquidi, comprendendo il metodo chimico, il metodo elettromagnetico, il metodo di rilevamento a neutroni e il metodo di rilevamento a radiazioni, come segue:
1) Il metodo chimico può essere suddiviso nel metodo di identificazione di odore, il metodo di rilevamento di esplosivo a scansione ionica e l'analisi di sostanze. L'identificazione di odori in applicazioni pratiche spesso non riesce a implementare il rilevamento a causa delle condizioni sigillate e confezionate degli articoli liquidi. Il metodo di rilevamento di esplosivi a scansione ionica è noto per la sua elevata sensibilità, ma con un elevato tasso di allarmi falsi, esso è compromesso dall'influenza dell'ambiente di fondo. L'analisi delle sostanze è di elevata precisione e elevata accuratezza, ma questo metodo necessita di un certo periodo di tempo per analizzare il campione, il che non può rispettare le richieste di un rilevamento rapido
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) sul sito .
2) Il metodo elettromagnetico funziona in maniera a misura attiva. Esso distingue articoli liquidi uno dall'altro secondo le loro costanti dielettriche nel campo elettromagnetico. Il metodo elettromagnetico è facilmente sottoposto a gravi influenze di confezioni metalliche o altre confezioni in materiale spesso. Come risultato, il metodo elettromagnetico è limitato in caso di materiali in confezioni complesse.
3) L'utilizzo del metodo a rilevamento di neutroni lascerà una radiazione residua che rimane nel liquido rilevato a causa dell'effetto della "attivazione dei neutroni". Inoltre, la schermatura alle radiazioni è complicata a causa della forte perforazione dei neutroni, e l'apparecchio deve occupare un'area grande, cosicché il metodo non è adatto per l'applicazione nei sistemi di ispezione di sicurezza dell'aviazione civile.
4) Attualmente, la maggior parte degli apparecchi di ispezione di sicurezza dell'aviazione civile sono apparecchi a radiazioni. In questi apparecchi, una<■>tecnologia di formazione di immagini in 2D a raggi X e la tecnologia CT tridimensionale sono quelle adottate maggiormente.
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) Queste tecnologie, che sono utilizzate principalmente per l'ispezione di sicurezza dei pacchi, non riescono a realizzare l'ispezione di sicurezza di articoli liquidi nei pacchi.
La tecnologia di formazione di immagini in 2D a raggi X acquisisce immagini di proiezioni bidimensionali integrando le informazioni tridimensionali di articoli da rilevare lungo la direzione dei raggi X. Queste immagini presentano la differenza sotto forma di scala di grigi o pseudo-colore, per fornire all'operatore una visualizzazione vivida. Tuttavia, la tecnologia di formazione di immagini in 2D a raggi X ha il difetto delle informazioni unidimensionali degli oggetti, e così il rilevamento di articoli liquidi subisce una grave influenza di forme e dimensioni degli articoli liquidi.
La tecnologia CT tridimensionale è l'estensione e l'applicazione della tecnologia CT. La tecnologia CT è stata applicata dapprima in diagnostica, ed è stata implementata conducendo una proiezione multi-angolare di rispettive parti di un articolo. Utilizzando un computer per ricostruire i dati di proiezione multi-angolare di rispettive parti, si sono ottenute immagini ricostruite. Le
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) informazioni dei diversi coefficienti di attenuazione nelle immagini ricostruire sono state visualizzate sotto forma di scale di grigio diverse, tramite le quali si sono visualizzate le differenze interne degli articoli. Con lo sviluppo della tecnologia CT, la CT industriale per il controllo non distruttivo e la CT di pacchi per l'ispezione di sicurezza sono state utilizzate, con l'obiettivo rimanendo quello di acquisire le immagini a fette della differenza interna degli articoli. Pertanto, con la tecnologia di formazione di immagini in 3D a raggi X tradizionale degli articoli liquidi, si possono vedere soltanto le immagini a fette senza alcuna differenza.
Così, è difficile per i dispositivi di ispezione di sicurezza del tipo CT ottenere popolarità, per il loro costo elevato e il loro ingombro, come risultato dell'ampio campo di articoli che possono essere rilevati da essi.
Riepilogando, per il rilevamento rapido degli articoli liquidi, il metodo chimico, il metodo elettromagnetico e il metodo di rilevamento a neutroni non sono adatti per una ispezione di sicurezza rapida. Utilizzando la tecnologia di formazione di immagini in 2D a raggi X e la
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) tecnologia CT tridimensionale, si acquisiscono immagini su scala di grigio o immagini a pseudocolori con contrasto, ma queste immagini non possono operare come evidenza sufficiente per l'ispezione di sicurezza di articoli liquidi.
Riepilogo dell'Invenzione
Allo scopo di superare gli svantaggi nelle tecnologie esistenti, uno scopo dell'invenzione è quello di provvedere un metodo così come un dispositivo per l'ispezione di sicurezza di un articolo liquido utilizzando radiazioni, che possono condurre a un rilevamento rapido e ottenere informazioni quantitative degli articoli liquidi da rilevare, senza distruggere le confezioni esterne.
Sul primo aspetto dell'invenzione, l'invenzione prevede un metodo per l'ispezione di sicurezza di articoli liquidi con radiazioni, comprendente le seguenti fasi: acquisire informazioni ambientali iniziali; emettere raggi di radiazione da trasmettere attraverso gli articoli liquidi; ricevere i raggi di radiazione attraverso gli articoli liquidi per formare dati di proiezione multi-angolare; quindi basandosi sulle informazioni di ambiente originale e l'uniformità degli articoli liquidi, calcolare un coefficiente di assorbimento
Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) di radiazioni degli articoli liquidi tramite un'operazione inversa dei dati di proiezione multiangolari; alla fine confrontare il coefficiente di assorbimento di radiazioni con i dati prestabiliti per ottenere le informazioni rilevanti degli articoli liquidi.
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, le informazioni di ambiente originale comprendono le informazioni di confini di geometria degli articoli liquidi da rilevare.
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, le informazioni di confine di geometria sono state ottenute dalla tecnologia a radiogramma o la tecnologia delle informazioni di immagini a scansione.
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, gli articoli liquidi da rilevare presentano uniformità alle radiazioni.
Secondo l'altro aspetto dell'invenzione, è previsto un dispositivo per l'ispezione di sicurezza di articoli liquidi con radiazioni, che comprende le seguenti parti: una sorgente di radiazioni per emettere raggi di radiazione; un meccanismo portatore per trasportare gli articoli liquidi da rilevare in modo che abbiano i raggi di
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) radiazione trasmessi attraverso di essi; un apparecchio di rilevamento e raccolta per acquisire sia le informazioni di ambiente iniziale sia i dati di proiezione multi-angolari degli articoli liquidi; e un processore di dati di computer. Il processore comprende mezzi per calcolare coefficienti di assorbimento di radiazioni degli articoli liquidi tramite un'operazione inversa dei dati di proiezione multi-angolari, vincolato dalle informazioni di ambiente originale e all'uniformità degli articoli liquidi, e anche mezzi per confrontare il coefficiente di assorbimento di radiazioni con i dati prestabiliti per ottenere le informazioni rilevanti degli articoli liquidi.
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, la sorgente di radiazioni è una macchina (tubo) a raggi X o una sorgente di isotopi .
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, ci dovrebbero essere una o più sorgenti di radiazioni.
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, l'energia della sorgente di radiazioni è regolabile.
Secondo una forma di realizzazione
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) dell'invenzione, l'apparecchio di rilevamento e raccolta è sotto forma integrale di rilevatore e raccoglitore di dati.
Secondo una forma di<*>realizzazione dell'invenzione, il rilevatore è un rilevatore di solidi, un rilevatore di liquidi, un rilevatore di gas o un rilevatore di semiconduttori.
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, esistono uno o più rilevatori.
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, il rilevatore è sotto forma di insieme unidimensionale o insieme bidimensionale.
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, il rilevatore ha la funzione di commutazione di energia.
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, il rilevatore opera nella modalità integrale (di corrente) o la modalità (di conteggio) di impulsi.
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, i dati di proiezione multiangolari sono ottenuti facendo ruotare gli articoli liquidi da rilevare o facendo ruotare la sorgente di radiazioni con l'apparecchio di rilevamento e raccolta .
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, la proiezione multi-angolare è ottenuta aumentando la quantità degli angoli di proiezione, aumentando il rilevatore con uno scostamento di dimensione 1/4 di un'unità di rilevatore.
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, il processore di dati di computer conduce il confronto adottando un predeterminato algoritmo di identificazione.
Secondo una forma di realizzazione dell'invenzione, il coordinamento della sorgente di radiazione, l'apparecchio di rilevamento e raccolta, il meccanismo portatore e il processore di dati di computer sono controllati dal controllore di scansione.
Il dispositivo dell'invenzione è vantaggioso per il fatto di occupare un'area piccola, di essere di elevata precisione, elevata sicurezza e affidabilità oltre ad avere una facile schermatura. La presente invenzione è adatta per l'ispezione di sicurezza dei campi di aviazione e altri siti importanti.
Breve descrizione dei disegni Le caratteristiche e i vantaggi
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) dell'invenzione possono essere chiariti maggiormente dalle seguenti descrizioni dettagliate dei disegni allegati, in cui:
la Figura 1 è un diagramma schematico di un dispositivo di rilevamento secondo una forma di realizzazione dell'invenzione;
la Figura 2 illustra un diagramma strutturale di processore di dati di computer nel dispositivo di ispezione di Figura 1;
la Figura 3 illustra un diagramma di flusso del metodo di rilevamento secondo una forma di realizzazione dell'invenzione; e
la Figura 4 illustra un diagramma a blocchi funzionali del processore di dati di computer nel dispositivo di ispezione di Figura 1.
Descrizione dettagliata
delle forme di realizzazione preferite
La forma di realizzazione preferita dell'invenzione sarà ora descritta in modo più completo qui di seguito con riferimento ai disegni allegati. Nei disegni si utilizzano gli stessi numeri di riferimento per indicare i componenti identici o simili che sono illustrati nelle diverse figure. Per chiarezza, si ometterà la descrizione dettagliata della funzione e della struttura note
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) incorporate in essa, che altrimenti indebolirebbe l'oggetto dell'invenzione.
La Figura 1 è un diagramma schematico delle strutture di un dispositivo di ispezione secondo una forma di realizzazione dell'invenzione.
Come illustrato in Figura 1, il dispositivo di rilevamento secondo l'invenzione comprende una sorgente di radiazioni 10 per emettere radiazioni per il rilevamento, ad esempio di una macchina a raggi X o una sorgente di isotopi (sorgente di raggi X o raggi γ); un meccanismo portatore 30, che trasporta gli articoli liquidi da rilevare 20, e può ruotare intorno al suo asse Z, e può salire o scendere per portare gli articoli liquidi 20 nell'area di rilevamento, e in tal modo le radiazioni emesse dalla sorgente di radiazioni 10 possono trasmettersi attraverso gli articoli liquidi 20; un apparecchio di rilevamento e raccolta 40, un modulo integrato di un rilevatore e un raccoglitore di dati, che sono utilizzati per rilevare le radiazioni trasmesse attraverso gli articoli liquidi 20 per acquisire segnali analogici, e convertire i segnali analogici in segnali digitali, e pertanto inviare in uscita i dati di scansione degli articoli liquidi 20. Un
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) controllore di scansione 50 che controlla ogni componente dell'intero sistema in modo tale che essi operino in modo sincrono; e un processore _di dati di computer 60 che elabora i dati raccolti dal raccoglitore di dati e invia in uscita i risultati del rilevamento.
Come illustrato in Figura 1, la sorgente di radiazioni 10 è collocata su un lato del meccanismo portante 30 che porta gli articoli liquidi da rilevare 20, mentre l'apparecchio di rilevamento e raccolta 40 è collocato sull'altro lato del meccanismo portante 30. L'apparecchio di rilevamento e raccolta 40 comprende un rilevatore e un raccoglitore di dati per acquisire le informazioni ambientali iniziali e i dati di proiezione multi-angolare degli articoli liquidi 20. Il raccoglitore di dati ha un circuito di amplificazione e formazione di segnali, che opera secondo la modalità di integrazione (di corrente) o la modalità (di conteggio) di impulsi. L'apparecchio di rilevamento e raccolta 40 ha il suo cavo di uscita di dati connesso al processore di dati di computer 60 per memorizzare i dati raccolti in una banca dati.
La Figura 2 illustra un diagramma strutturale
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) del processore di dati di computer 60 di Figura 1. Come illustrato in Figura 2, i dati raccolti dal raccoglitore di dati sono memorizzati nella memoria 61. I dati di configurazione e i programmi del processore di dati di computer sono memorizzati nella ROM (Memoria di Sola Lettura) 62. La RAM (Memoria ad Accesso Casuale) 62 è utilizzata per memorizzare temporaneamente vari dati durante la procedura operativa del processore 66. Inoltre, i programmi di computer e una banca dati creata in precedenza sono anche memorizzati nella memoria 61 per l'elaborazione dei dati. La banca dati memorizza vari parametri rilevanti di articoli liquidi noti, come ad esempio coefficiente di assorbimento di radiazioni, densità ecc., da confrontare con i coefficienti di assorbimento di radiazioni degli articoli liquidi 20 calcolati dal processore 66. Esiste un bus interno 64 che connette la memoria 61, la ROM 62, la RAM 63, il dispositivo di ingresso 65, il processore 66 e il dispositivo di visualizzazione 67 insieme.
Dopo che l'utente inserisce comandi operativi attraverso il dispositivo di inserimento 65 quale tastiere e mouse, il codice di istruzione dei programmi di computer istruirà il processore 66 a
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) eseguire predeterminati algoritmi di elaborazione dati. Dopo che si ottengono i risultati dell'elaborazione, essi saranno visualizzati sul•dispositivo di visualizzazione 67 quale un LCD, o diretti di nuovo sotto forma di copia cartacea.
La Figura 3 illustra il diagramma di flusso di un metodo di rilevamento secondo una forma di realizzazione dell'invenzione. Come illustrato in Figura 3, nella fase SIO, gli articoli liquidi da rilevare 20 sono collocati sul meccanismo portante 30. Quando un operatore invia il comando di avviare una scansione, il controllore di scansione 50 controlla la sorgente di radiazioni 10 perchè emetta radiazioni, e controlla il meccanismo portante 30 in modo che salga e scenda in maniera da entrare nell'area di rilevamento costituita dalla sorgente di raggi X 10 e il rilevatore. Contemporaneamente, raggi di radiazione sono emessi dalla sorgente di radiazioni 10 e trasmessi attraverso gli articoli liquidi da rilevare 20. Il controllore di scansione 50 controlla l'apparecchio di rilevamento e raccolta 40 per ricevere le radiazioni trasmesse attraverso gli articoli liquidi 20, per acquisire informazioni ambientali iniziali degli articoli liquidi, come ad esempio le
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) informazioni di confine di geometria, ecc. Le informazioni di confine di geometria possono essere ottenute dalla tecnica radiografica a raggi X o dalla tecnologia di formazione di immagini di scansione a raggi X. La tecnologia di formazione di immagini di scansione a raggi X può adottare la modalità di traslazione, la modalità di rotazione o la modalità a spirale.
Inoltre, nelle suddette procedure, le informazioni ambientali iniziali ottenute degli articoli liquidi da rilevare 20 contengono la dimensione della confezione, il materiale della confezione, il rapporto in volume della confezione rispetto agli articoli liquidi, e così via. Queste informazioni e i coefficienti di assorbimento di radiazioni di vari articoli liquidi possono essere pre-classificati utilizzando un algoritmo di riconoscimento di rete neurale per formare una banca dati. Nella procedura di rilevamento reale, il rilevamento degli articoli liquidi 20 è implementato confrontando le caratteristiche misurate con le caratteristiche nella banca dati.
Dopo ciò, nella fase S20, il meccanismo portante 30 ruota sotto il controllo del controllore di scansione 50. Quando il meccanismo
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) portante 30 raggiunge il primo angolo, saranno emesse radiazioni dalla sorgente di radiazioni 10 per la trasmissione attraverso gli articoli liquidi da rilevare 20. L'apparecchio di rilevamento e raccolta 40 riceve le radiazioni trasmesse per ottenere i dati di proiezione del primo angolo, che è indicato come vettore 1XN dimensionale gìe memorizzato nella memoria 61 del processore di dati di computer 60, in cui N è il numero delle unità di rilevamento di una fila nel rilevatore.
Nella fase S20', il meccanismo portante 30 continua a ruotare sotto il controllo del controllore di scansione 50. Quando il meccanismo portante 30 raggiunge il secondo angolo, saranno emesse radiazioni dalla sorgente di radiazioni 10 per la trasmissione attraverso l'articolo liquido 20. L'apparecchio di rilevamento e raccolta 40 riceve le radiazioni trasmesse per ottenere i dati di proiezione del secondo angolo, che è indicato come vettore 1XN dimensionale g2e memorizzato nella memoria 61 del processore di dati di computer 60.
Le suddette fasi si ripetono in questa maniera. Nella fase S20", il meccanismo portante 30 continua a ruotare sotto il controllo del
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) controllore di scansione 50. Quando il meccanismo portante 30 raggiunge i'M<esimo>angolo, si ottengono i dati di proiezione per i'M<es;Lmci>angolo, che è indicato<‘>come vettore 1 X N dimensionale gMe memorizzati nella memoria 61 del processore di dati di computer 60. Dopo la suddetta procedura di scansione, si ottengono i dati di proiezione multiangolare degli articoli liquidi 20, che sono indicati come vettore M X N dimensionale g. In tal modo, i dati di proiezione multi-angolare dell'articolo liquido da rilevare 20 possono essere acquisiti in modo sequenziale per una fetta.
In questo contesto, allo scopo di aumentare i dati di proiezione multi-angolare, la quantità di proiezione angolare può essere aumentata durante la scansione, oppure il rilevatore è montato con uno scostamento di 1/4 di dimensione di un'unità di rilevamento del rilevatore.
Si supponga che il coefficiente di attenuazione lineare (il coefficiente di assorbimento) dell'articolo liquido da rilevare 20 sia espresso come vettore I-dimensionale f, in cui I è la dimensione dei pixel discretizzati dell'articolo liquido. Basandosi sull'interazione tra raggio X e sostanza, secondo a Legge di Bill,
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) si può ottenere:
gì= exp(-Hif)
g2= exp (-3⁄4f)
gM= exp (—HMf) ■·· (D ·
in cui Hi, HMrappresentano ciascuno una matrice di sistema N X I, il cui elemento Hnjriflette il contributo del pixel discreto j nell'immagine oggetto secondo l'angolo corrispondente, rispetto al segnale raccolto dal nesimo rilevatore. 3⁄4...3⁄4 sono ciascuno una singola matrice sparsa, che è determinata tramite progetto pratico del sistema di scansione. Per esempio, queste matrici possono essere determinate precalcolando e quindi memorizzandole nella memoria 61, oppure attraverso un calcolo in tempo reale secondo i parametri di sistema temporali. Così, le informazioni di coefficiente di attenuazione lineare degli articoli liquidi possono essere ottenute attraverso l'operazione inversa per quanto riguarda la formula (1).
L'operazione inversa è un processo inverso di normale operazione. Il processo di normale operazione è che il segnale originale emesso dalla sorgente di radiazioni si attenua quando si
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) trasmette attraverso gli articoli liquidi 20 e il rilevatore riceve il segnale di radiazione attenuato. Di conseguenza, un'operazione inversaiè quella di calcolare le informazioni di attenuazione di radiazione tramite gli articoli liquidi sulla base del segnale ricevuto dal rilevatore.
Tuttavia, durante la procedura di rilevamento degli articoli liquidi, poiché l'operazione inversa è un problema malamente condizionato, occorre incorporare altre informazioni, ad esempio le informazioni di confine di geometria degli articoli liquidi da rilevare 20, che sono ottenute nella prima fase SIO, in modo da migliorare la validità e la stabilità della soluzione.
Nella fase S30, le condizioni di confine e le condizioni di uniformità per l'operazione inversa sono stabilite sulla base delle informazioni ambientali iniziali ottenute nella fase SIO, che contengono le informazioni di confine di geometria dell'articolo liquido. La forma spaziale degli articoli liquidi 20 può essere espressa come funzione delimitata. Le informazioni di confine di geometria degli articoli liquidi 20 possono essere determinate tramite la suddetta tecnologia radiografica a raggi X o la tecnologia di
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) formazione di immagini a scansione a raggi X, e in tal modo si può definire la regione attiva Ω valida, che è fi = 0, per i ε/Ω. L'introduzione della condizione di confine può velocizzare la soluzione, e in qualche misura migliorare la sua scarsa condizione. In secondo luogo, dato che l'oggetto obiettivo del sistema di rilevamento è la parte liquida, l'oggetto sottoposto a scansione può essere diviso in due parti, cioè la regione liquida Ωι e la regione non liquida Ωη. Per l'uniformità della parte liquida, si otterrà fi = funzione di spianamento per i εΩι. La funzione di spianamento è caratterizzata dal fatto che sia l'intera varianza nella regione liquida Ωχ sia la funzione locale nella regione non liquida Ωηsono limitate. L'utilizzo dell'uniformità degli articoli liquidi ottimizza notevolmente l'estrazione delle informazioni di articolo liquido, e migliora la robustezza del sistema.
Occorre notare che gli articoli liquidi aventi uniformità indicano quelle soluzioni, liquidi di sospensione o emulsioni che assorbono le radiazioni uniformemente. Per esempio, nel suddetto senso, il latte o il porridge ecc. sono anche articoli liquidi di uniformità, cioè l'uniformità di questi
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) articoli liquidi è stata rappresentata quando assorbono la radiazione.
Pertanto, nella fase S40, con la condizione di confine di geometria degli articoli liquidi 20 che<*>è la condizione di confine e l'uniformità degli articoli liquidi che è la condizione di convergenza, utilizzando la suddetta formula (1), il processore di dati di computer 60 calcola per ottenere il coefficiente di assorbimento di radiazioni dell'articolo liquido 20. Il coefficiente di assorbimento di radiazioni valido degli articoli liquidi può essere quindi lavorato sulla base delle caratteristiche statistiche ottenute dei pixel all'interno della regione Ωι.
Dopo ciò, nella fase S50, il processore di dati di computer 60 invia in uscita le informazioni rilevanti dell'articolo liquido da rilevare 20, confrontando il coefficiente di assorbimento di radiazioni calcolato con quelli dei liquidi noti nella banca dati. Per esempio, il coefficiente di assorbimento di radiazioni dell'alcool è -280, se il risultato rilevato per un articolo liquido sconosciuto ricade nel campo da -270 a -290, questo articolo liquido sconosciuto in tutta probabilità è alcool. Dopo ciò, le informazioni di
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Eletta CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) identificazione dell'articolo liquido rilevato saranno indicate sul dispositivo di visualizzazione 67 o stampate direttamente.
Nella suddetta fase S40, si può adottare il metodo Bayesiano per calcolare il coefficiente di assorbimento di radiazioni dell'articolo liquido 20 con le informazioni di confine di geometria e l'uniformità come condizioni. Inoltre si può adottare il metodo non statistico, in cui dapprima si risolve la suddetta formula (1) per ottenere un coefficiente di assorbimento di radiazioni preliminare, quindi dopo averlo ottimizzato utilizzando la condizione di confine e l'uniformità, valutare il coefficiente di attenuazione lineare dell'articolo liquido 20 sulla base della distribuzione di fi per i εΩι, per migliorare la validità e stabilità del calcolo. Il calcolo del coefficiente di assorbimento di radiazioni con il metodo Bayesiano e il metodo non statistico saranno descritti qui di seguito come esempi.
[Un esempio di calcolo del coefficiente di assorbimento lineare dell'articolo liquido con il metodo Bayesiano]
1. Determinare la funzione obiettivo:
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) Φ (f ) = φι (g; f ) λΡ ( f ) (2 )
In cui (|)i(g;f) è una funzione di probabilità determinata dalle caratteristiche di rumore dei dati raccolti; P(f) è<*>la metrica dell'uniformità per f εΩ, ad esempio P(f) = -variance(f)|fEn, λ è un parametro di regolazione prestabilito in modo empirico;
2. risolvere f = arg max[<|>(f)] utilizzando il metodo di ottimizzazione numerica. Durante il processo di soluzione, mantenere fi = 0, per i εΩ;
3. calcolare la distribuzione di probabilità P(Miiquid)di ίεΩ, per ottenere il coefficiente di assorbimento lineare dell'articolo liquido, ad esempio μιΐφ^ = mean(f)|fEnoppure μιΐςαίάί= arg max (P(f))IίεΩ·
[Un esempio di calcolo del coefficiente di assorbimento lineare dell'articolo liquido con il metodo non statistico]
1. Acquisire una stima preliminare del coefficiente di assorbimento di radiazione f tramite un metodo analitico, ad esempio il metodo di ricostruzione di proiezione nuova di filtro oppure il metodo ART;
2. calcolare l ' uniformità di ίιεΩ,
a) se la richiesta di uniformità
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) prestabilita è soddisfatta, ad esempio la varianza locale è inferiore a una certa soglia, acquisire il coefficiente di assorbimento dell'articolo liquido sulla bas<*>e delle caratteristiche statistiche di ίεΩχ, quali mean(f) |fen.
b. Se la richiesta di uniformità non è soddisfatta, condurre una elaborazione di condizione di confine e l'elaborazione di spianamento per quanto riguarda il coefficiente di assorbimento di radiazione f per acquisire f'. Confrontare la proiezione ortografica del f' elaborato con i dati raccolti g, analizzare la differenza di nuovo per ricostruire e modificare f, e quindi ritornare alla fase 2.
Durante 1'implementazione del metodo non statistico, la velocità e la precisione operative possono essere regolate impostando richieste di uniformità diverse. In alcuni casi estremi, il coefficiente di assorbimento dell'articolo liquido può essere ottenuto semplicemente con una fase, senza iterazione.
Inoltre, nella suddetta fase SIO, se l'articolo liquido 20 è di struttura a sandwich o a strati, ad esempio esso ha due strati, le informazioni di confine di geometria di questi due
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) strati possono essere ottenute utilizzando il suddetto metodo, rispettivamente, quindi si conducono le stesse procedure successive per quanto riguarda l'articolo liquido nei rispettivi strati, e infine si inviano in uscita le informazioni di identificazione dei due tipi di articoli liquidi, che servono come informazioni di identificazione ultime dell'articolo liquido 20 rilevato.
Per esempio, nel caso di un articolo liquido a due strati, la regione di articolo liquido comprende la prima regione di articolo liquido ΩιΑe la seconda regione di articolo liquido ΩιΒ. Il coefficiente di attenuazione lineare della prima regione di articoli liquido ΩχΑè indicato come fA, il coefficiente di attenuazione lineare della seconda regione di articolo liquido ΩιΒè indicato come fB. Quindi fA= funzione di spianamento 1, per A εΩιΑ, fB= funzione di spianamento 2, per B εΩιΒ.
Così, le fasi S10-S50 sopra descritte sono condotte per quanto riguarda la prima regione di articolo liquido ΩιΑe la seconda regione di articoli liquido ΩχΒ, rispettivamente.
Come sopra citato, basandosi sulle informazioni quali la dimensione della confezione, il materiale della confezione, il rapporto di
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) dimensioni della confezione rispetto all'articolo liquido, facendo uso degli algoritmi di riconoscimento quali ANM (Rete Neurale Artificiale), SVM (Macchina Vettoriale di Supporto), BNN (Rete Neurale Bayesiana), si può stabilire una tabella di classificazione per i vari articoli liquidi noti e la si può memorizzare in una banca data. Come indicato in precedenza, nelle fasi SIO e S40, dopo aver acquisito le informazioni ambientali iniziali così come il coefficiente di assorbimento di radiazioni dell'articolo liquido 20, la classificazione dell'articolo liquido 20 nella banca dati può essere pertanto determinata con lo stesso algoritmo di riconoscimento di rete neurale, e in tal modo si possono ottenere le informazioni di identificazione dell'articolo liquido 20.
In questa forma di realizzazione dell'invenzione, la scansione è implementata facendo ruotare l'articolo liquido 20 rilevato. Tramite la scansione, sia il volume sia il costo del dispositivo si riducono. Tuttavia, un'altra maniera di scansione, in cui l'articolo liquido 20 rilevato rimane fermo mentre la sorgente di radiazione 10 con l'apparecchio di rilevamento e
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) raccolta 40 ruota, può anche essere adottato.
Inoltre, la sorgente di radiazione 10 può comprendere una o più macchine a raggi X, così come una o più sorgenti di isotopi, e l'energia di radiazioni della macchina a raggi X è regolabile. Nel caso in cui la sorgente di radiazioni 10 comprende una pluralità di macchine a raggi X o sorgenti di isotopi, ci può essere lo stesso numero di rilevatori delle macchine a raggi X o sorgenti di isotopi, e queste macchine a raggi X o sorgenti di isotopi sono impostate in modo corrispondente. Qui, i rilevatori possono essere rilevatori di gas, rilevatore di liquido, rilevatori di solidi o rilevatori di semiconduttori, e possono avere una funzione di commutazione di energia. Inoltre, i rilevatori possono operare sotto la modalità dell'insieme unidimensionale o un insieme bidimensionale, cioè il rilevatore di insieme lineare e il rilevatore di insieme di area.
La procedura di calcolo del coefficiente di assorbimento di radiazioni e la procedura di acquisizione delle informazioni di identificazione dell'articolo liquido 20 rilevato sono descritte in precedenza sotto forma di processore di dati di computer 60 che esegue i programmi contenenti il
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) predeterminato algoritmo di elaborazione dati. Tuttavia, il processo di dati di computer 60 può essere realizzato in altre forme. La Figura 4 è un diagramma a blocchi funzionale del processore di dati di computer 60 del dispositivo di ispezione di Figura 1.
Come illustrato in Figura 4, come altro esempio del processore di dati di computer, questo processore di dati di computer 60' comprende quanto segue: una memoria di dati 71, che memorizza le informazioni di ambiente originale e i dati di proiezione multi-angolare ecc., come ad esempio le matrici di sistema Hi, ... HMper descrivere le proprietà di sistema; la banca dati 74, che memorizza i coefficienti di assorbimento di vari articoli liquidi o altre informazioni caratteristiche, così come una banca dati della tabella di classificazione di vari articoli liquidi da utilizzare per il confronto della procedura di controllo; un'unità di calcolo di coefficiente di assorbimento 72, che calcola il coefficiente di assorbimento di radiazioni dell'articolo liquido 20 rilevato basandosi sulla formula (1), nella condizione di uniformità dell'articolo liquido, sulla base delle informazioni ambientali iniziali
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) memorizzate nella memoria di dati 71 quali le informazioni di confine di geometria dell'articolo liquido,, e i dati di proiezione multi-angolare; un'unità di confronto 73, che confronta il coefficiente di radiazione dell'articolo liquido 20 calcolato dall'unità di calcolo di coefficienti di assorbimento 72 con quelli memorizzati in precedenza per determinare le informazioni di identificazione utili dell'articolo liquido 20; un'unità di uscita 75 quale un visualizzatore o altro dispositivo di uscita, per presentare le informazioni di identificazione acquisite dall'unità di confronto 73 all'operatore.
Anche se sono state descritte in precedenza forme di realizzazione esemplificative della presente invenzione, dovrebbe essere chiaro agli esperti nel ramo che qualsiasi variante e/o modifica dei concetti inventivi di base ricade ancora nell'ambito del campo di protezione della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.
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Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM)
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1. - Metodo per l'ispezione di sicurezza di « articoli liquidi con radiazioni comprendente le fasi di: acquisire informazioni ambientali iniziali; emettere raggi di radiazione per la trasmissione attraverso gli articoli liquidi; ricevere i raggi di radiazione trasmessi attraverso gli articoli liquidi per formare dati di proiezione multi-angolare; calcolare un coefficiente di assorbimento di radiazioni degli articoli liquidi tramite l'operazione inversa dei dati di proiezione multiangolare, basandosi sulle informazioni ambientali iniziali e l'uniformità degli articoli liquidi; confrontare il coefficiente di assorbimento di radiazioni con i dati prestabiliti per ottenere le informazioni rilevanti degli articoli liquidi da rilevare. 2. - Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui le informazioni di ambiente originale comprendono informazioni di confine di geometria degli articoli liquidi da rilevare. 3.- Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui le informazioni di confine di geometria sono 32 Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) ottenute dalla tecnologia radiografica o dalla tecnologia di formazione di immagini a scansione. 4. - Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui gli a<’>rticoli liquidi da rilevare presentano uniformità per quanto riguarda le radiazioni. 5. - Dispositivo per l'ispezione di sicurezza degli articoli liquidi con radiazioni comprendente: una sorgente di radiazioni (10) per emettere raggi di radiazione; un meccanismo portante (30) per trasportare gli articoli liquidi in modo che abbiano i raggi di radiazione trasmessi attraverso di essi; un apparecchio di rilevamento e raccolta (40) per acquisire informazioni di ambiente originale e dati di proiezione multi-angolare degli articoli liquidi da rilevare; e il processore di dati di computer (60, 60'), in cui il processore di dati di computer (60, 60') comprende : mezzi per calcolare il coefficiente di assorbimento di radiazioni degli articoli liquidi da rilevare tramite operazione inversa dei dati di proiezione multi-angolare, in cui le informazioni di ambiente originale e l'uniformità degli articoli 33 Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) liquidi sono condizioni di limitazione; e mezzi per confrontare i coefficienti di assorbimento di radiazioni con i dati prestabiliti per ottenere i parametri rilevanti degli articoli liquidi da rilevare. 6. - Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui la sorgente di radiazione (10) è una macchina a raggi X o una sorgente di isotopi. 7. - Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui la sorgente di radiazioni (10) è una o più. 8. - Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui l'energia della sorgente di radiazioni (10) è regolabile. 9. - Dispositivo secondo la rivendicazione, in cui l'apparecchio di rilevamento e raccolta è formato in modo integrale da un rilevatore e un raccoglitore di dati. 10. - Dispositivo secondo la rivendicazione 9, in cui il rilevatore è un rilevatore di solidi, un rilevatore di liquidi, un rilevatore gas o un rilevatore di semiconduttori. 11. - Dispositivo secondo la rivendicazione 9, in cui in rilevatore è uno o più. 12. - Dispositivo secondo la rivendicazione 9, in cui il rilevatore è sotto forma di insieme 34 Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) unidimensionale o insieme bidimensionale. 13. - Dispositivo secondo la rivendicazione 9, in cui il rilevatore ha una funzione di commutazione di energia. 14. - Dispositivo secondo la rivendicazione, in cui il rilevatore opera secondo la modalità di integrazione o la modalità a impulsi. 15. - Dispositivo secondo la rivendicazione 9, in cui i dati di proiezione multi-angolare sono ottenuti facendo ruotare gli articoli liquidi da rilevare o facendo ruotare la sorgente di radiazione e l'apparecchio di rilevamento e raccolta . 16. - Dispositivo secondo la rivendicazione 9, in cui i dati di proiezione multi-angolare sono ottenuti aumentando la quantità di angoli di proiezione o montando il rilevatore con uno scostamento di 1/4 di dimensione di un'unità di rilevatore . 17. - Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui il processore di dati di computer conduce il confronto adottando un predeterminato algoritmo di identificazione . 18. - Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui il coordinamento della sorgente di 35 Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM) radiazione (10), dei mezzi di rilevamento e raccolta (40), del meccanismo portante (30) e del processore di dati di computer _ (60, 60') è controllato da un controllore di scansione (50). p.i.: 1) NUCTECH COMPANY LIMITED 2) TSINGHUA UNIVERSITY36 Elena CERBARO (Iscrizione Albo nr. 426/BM)
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