JP2015522813A - 組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造 - Google Patents

Abstract

第１のブームと第２のブームと第３のブームとを備える組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造を提供する。前記第１，第２及び第３のブームは被検物品を通過させるための走査通路を限定しており、前記組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造は、前記第１と第２のブームの間の位置誤差を検出するための位置センサ装置と、前記センサ装置が検出した位置誤差に基づいて第１と第２のブームのうち少なくとも一方の走行速度を制御することにより、前記第１と第２のブームの間の位置誤差をゼロにするコントローラと、を更に備える。従来技術と比べて、本発明のメリットは、ガントリーブームには自動偏差訂正装置を与え、ガントリーブームが力を受けて変形することを有効に防止することができ、両側ブーム間の位置誤差を自動的にゼロに制御することで、輻射検知器が完全な放射線を受けるようにしており、結像品質の向上を図ることである。

Description

本発明は輻射検出技術に関し、特に、組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造に関する。

従来技術では、ガントリー構造の組合移動式コンテナ／車両検査システムは、大型コンテナ／車両検査システムの１種であり、その核心技術として、輻射結像技術がある。ガントリー構造の組合移動式コンテナ／車両検査システムは、港、国境や空港などで用いられるコンテナ／車両検査安全検出システムであり、特有のモジュール化フレームワーク設計を有し、簡単に分解や再組立することができ、固定式防護建物を建てる必要がなく、輻射防護壁も必要としない。ガントリー構造の組合移動式コンテナ／車両検査システムにおける結像装置は、ガントリー構造走査ブームである。検査対象であるコンテナ／車両は、ブームの下方に配置されるとともに、固定レールの真ん中に位置しており、ガントリーブームは固定レール上を走行しながら、一方側のブームに設置される輻射源から放射線が射出され、被検査コンテナ／車両を透過するとともに、他方側のブームに設置され放射線を受ける輻射検知器に受信・処理され、走査画像を形成する。

ガントリーブームが互いに平行な固定レール上を走行し、レールに拘束されてレールから離脱することはほとんどない。したがって、従来技術では、両側のブームの走行速度を同期させる問題はほとんど考慮されない。

しかしながら、実際の検査過程では、相変わらず、ガントリーブーム走行時に両側ブームの速度が一致することを要求する。両側ブームの速度が一致しないと、ガントリーブーム全体が力を受けて歪みを招く。このような歪みは大きくないが、精密な輻射検出システムには大きい影響を与える。一旦、歪みが発生すると、輻射検知器は完全な放射線を受けることができず、結像の品質に影響を与える。したがって、ガントリーブームの走行時に、正確な走査画像を得るように、自動偏差訂正システムにより両側ブームの位置差を自動的に制御することは必要となる。

現在、ガントリーブーム偏差訂正は、主に、手動操作によるものであり、偏差訂正及び同期処理の措置は取られていない。実際の機械製造誤差、モータ回転数誤差等の原因により、その偏差訂正効果は理想的ではない。したがって、これを改善する余地がある。

本発明は、従来技術における上記課題や欠陥の少なくとも１つを解決することを目的とする。

本発明の１つの案は、第１のレールに沿って走行可能な第１のブームと、前記第１のブームと対向するとともに、第１のレールと平行な第２のレールに沿って走行可能な第２のブームと、前記第１と第２のブームを接続し、かつ前記第１と第２のブームとともに走行する第３のブームと、を備える組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造を提供する。前記第１，第２及び第３のブームは被検物品を通過させるための走査通路を限定しており、前記組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造は、前記第１と第２のブームの間の位置誤差を検出するための位置センサ装置と、前記センサ装置が検出した位置誤差に基づいて第１と第２のブームのうちの少なくとも一方の走行速度を制御することにより、前記第１と第２のブームの間の位置誤差をゼロにするコントローラと、をさらに備える。

本発明の１つの好ましい実施例によると、前記第１と第２のブームのうちの一方のブームには、レーザーペンが設置されるとともに、前記第１と第２のブームのうちの他方のブームには、前記レーザーペンから射出されたレーザービームが入射する実際位置を検出し、かつ前記実際位置と予定の目標位置との間の差に基づいて前記第１と第２のブームの間の位置誤差を確定するための位置感知デバイスが設置されており、前記レーザーペンから射出されたレーザービームが前記位置感知デバイスにおける前記目標位置に入射するとき、前記第１と第２のブームの間の位置誤差がゼロになる。

本発明の別の好ましい実施例によると、前記第１と第２のブームのうちの一方には、前記走査通路を通過する被検物品に輻射を射出するための輻射源が取り付けられるとともに、前記第１と第２のブームのうちの他方には、前記輻射源から射出された輻射を受けるための輻射検知器が取付けられる。

本発明の別の好ましい実施例によると、前記コントローラは第１／第２のブームに設置される。

本発明の別の好ましい実施例によると、前記コントローラは、前記センサ装置が検出した位置誤差に基づき、前記第１／第２のブームを走行駆動するモータの目標回転数を算出し、この目標回転数で前記モータを制御することにより、前記第１と第２のブームの間の位置誤差をゼロにする。

本発明の別の好ましい実施例によると、前記コントローラは、前記位置誤差に基づいてＰＩＤアルゴリズムで前記モータの目標回転数を算出する。

本発明の別の好ましい実施例によると、前記第１／第２のブームには、前記モータの回転数を制御するためのコンバータがさらに設置され、前記目標回転数は、前記コンバータが前記モータを制御するための指令値とされる。

本発明の別の好ましい実施例によると、前記第１／第２のブームには、前記モータの実際回転数を検出するためのエンコーダーがさらに設置されるとともに、前記コントローラは、前記目標回転数と前記エンコーダーが検出した実際回転数との間の回転数差に基づき、前記目標回転数となるように前記モータの回転数を制御する。

本発明の別の好ましい実施例によると、前記コントローラは、前記回転数差に基づいてＰＩＤアルゴリズムで前記モータの回転数を制御する。

本発明の別の好ましい実施例によると、前記コントローラはＰＬＣコントローラである。

本発明の別の好ましい実施例によると、輻射検知器が設置されたブームは輻射防護作用の鉛を含む。

本発明の別の好ましい実施例によると、前記第１，第２及び第３のブームは着脱可能となるように互いに組み立てられる。

本発明の別の好ましい実施例によると、前記第１と第２のブームは縦ブームであり、前記第３のブームは水平ブームである。

従来技術と比べて、本発明のメリットは、ガントリーブームには自動偏差訂正装置を与え、ガントリーブームが力を受けて変形することを有効に防止することができ、両側ブームの間の位置誤差を自動的にゼロに制御することで、輻射検知器が完璧な放射線を受けるようにしており、結像品質の向上を図ることにある。

本発明の一つの実施例にかかる組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造の斜視図を示す。 図１に示す組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造の制御過程を示す。 図１に示す組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造が第１と第２のブームの間の位置誤差を制御する制御ブロック図を示す。 図１に示す組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造が第２のブームの駆動モータの回転数を制御する制御ブロック図を示す。

以下、本発明の実施例を詳しく説明する。実施例は図面に示され、同じ又は類似の部品には同じ又は類似の符号をつける。下記の図面に示される実施例は、本発明を説明するための、例示的なものであり、本発明を制限する趣旨ではない。

図１は、本発明の一つの実施例にかかる組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造の斜視模式図を示す。

図１に示すように、本発明の一つの実施例では、組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造は、主として、第１のブーム１００、第２のブーム２００及び第３のブーム３００を含む。

図１に示すように、第１のブーム１００は、その底部のホイール１０２を介して第１のレール１０１上を走行する。第２のブーム２００は、第１のブーム１００と間隔をあけて平行に対向し、第２のブーム２００は、その底部のホイール２０２を介して第１のレール１０１と平行な第２のレール２０１上を走行する。第３のブーム３００は、第１のブーム１００と第２のブーム２００とを接続し、第１及び第２のブーム１００，２００とともに走行する。このように、第１，第２及び第３のブーム１００，２００，３００は、被検物品を通過させる走査通路を限定している。

本発明の１つの好ましい実施例では、第１，第２及び第３のブーム１００，２００，３００が着脱可能となるように組み立てられる。このように、輻射検査システム全体の着脱及び搬送は簡単になる。

図１に示す好ましい実施例では、第１及び第２のブーム１００，２００が縦ブームであり、第３のブーム３００が水平ブームであるため、１つの矩形のガントリー構造を形成するようになる。

図示されないが、第１及び第２のブーム１００，２００のうちの一方には、走査通路を通過する被検物品（図示せず）に輻射を射出する輻射源が取付けられ、第１及び第２のブーム２００のうちの他方には、輻射源から射出された輻射を受けるための輻射検知器が取付けられる。

なお、本明細書では、輻射検知器が輻射源からの完全な放射線を受けるように、第１と第２のブーム１００，２００の間の走行方向（レール延び方向）における位置誤差（位置偏差）はゼロのはずである。

しかしながら、実際の運用では、第１のブーム１００と第２のブーム２００は、いずれも、互いに独立する走行機構であるため、第１のブーム１００と第２のブーム２００の速度が不同期になり、互いの位置偏差又は位置誤差が現れ易い。この技術的課題を解決するために、第１のブーム１００と第２のブーム２００の走行速度を同期させることを保証しなければならない。

図２は、図１に示す組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造の制御過程を示す。

図１と図２に示すように、第１のブーム１００と第２のブーム２００の走行速度を同期させるように、本発明にかかる組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造は、位置センサ装置１１０，２１０とコントローラ２１１をさらに備える。

図１と図２に示すように、位置センサ装置１１０，２１０は、第１と第２のブーム１００，２００の間の位置誤差（位置偏差）を検出するものである。コントローラ２１１は、センサ装置１１０，２１０が検出した位置誤差ｅに基づき、第１と第２のブーム１００，２００のうちの少なくとも一方の走行速度を制御することにより、第１と第２のブーム１００，２００の間の位置誤差ｅをゼロにする。

図１と図２に示すように、本発明の１つの好ましい実施例では、位置センサ装置１１０，２１０は、第１と第２のブームのうちの一方のブーム１００に設置されるレーザーペン１１０と、第１と第２のブームのうちの他方のブーム２００に設置される位置感知デバイス２１０と、を備える。

なお、本発明の位置センサ装置は図示の実施例に限らず、例えば、位置センサ装置は、水平の第３のブーム３００の歪みを測定するための歪みセンサを備えても良い。この歪みセンサによって、第１と第２のブーム１００，２００の間の位置偏差を得ることができる。

図示の実施例では、レーザーペン１１０は第１のブーム１００上に設置され、位置感知デバイス２１０は第２のブーム２００上に設置される。

図３は、図１に示す組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造が第１と第２のブームの間の位置誤差を制御する制御ブロック図を示す。

図１〜図３に示すように、レーザーペン１１０は、位置感知デバイス２１０に向かってレーザービームを射出するためのものであり、位置感知デバイス２１０は、レーザーペン１１０から射出されたレーザービームが位置感知デバイス２１０上に入射する実際位置ｙを検出するためのものであり、この実際位置ｙと予定の目標位置ｒとの間の差に基づいて第１と第２のブーム１００，２００の間の位置誤差ｅを確定する。

なお、本発明では、レーザーペン１１０から射出されたレーザービームが位置感知デバイス２１０における目標位置（例えば、中心位置）ｒに入射するとき、第１と第２のブーム１００，２００の間の位置誤差ｅはゼロになる。即ち、このとき、輻射検知器は輻射源からの完璧な射出線を受けることができる。

本発明の一つの実施例では、コントローラ２１１は、第１と第２のブーム１００，２００のうちの一方に設置されることが可能である。図１に示す実施例では、コントローラ２１１は第２のブーム２００に設置される。

本発明の一つの実施例では、コントローラ２１１は、第１と第２のブーム１００，２００の間の位置誤差ｅをゼロにするように、センサ装置１１０，２１０が検出した位置誤差ｅに基づいて、第１／第２のブーム１００，２００を走行駆動するモータの目標回転数ｕ’を算出し、この目標回転数ｕ’によりモータを制御する。

図示の実施例では、コントローラ２１１は、第１と第２のブーム１００，２００の間の位置誤差ｅをゼロにするように、センサ装置１１０，２１０が検出した位置誤差ｅに基づいて、第２のブーム２００を走行駆動するモータの目標回転数ｕ’を算出し、かつ、この目標回転数ｕ’によりモータを制御する。即ち、本発明では、第１と第２のブーム１００，２００のうちの一方のブームの走行速度を制御することにより、両方のブームの間の位置誤差をゼロに調整する。しかしながら、本発明はこれに限らず、第１と第２のブーム１００，２００の両者の走行速度を同時に制御することにより、両者の間の位置誤差をゼロに調整しても良い。

本発明の一つの好ましい実施例では、コントローラ２１１は位置誤差ｅに基づいてＰＩＤアルゴリズム（比例積分微分制御アルゴリズム）でモータの目標回転数ｕ’を算出する。

ＰＩＤアルゴリズムは、既に既知の制御アルゴリズムであるため、説明の便宜上、その詳しい説明を省略する。

本発明の一つの実施例では、第１と第２のブーム１００，２００のうちの一方には、モータの回転数を制御するコンバータ２１２がさらに設けられている。コントローラ２１１から出力される目標回転数ｕ’を、コンバータ２１２がモータを制御するための入力指令値とする。

図１に示す実施例では、コンバータ２１２は、第２のブーム２００に設置され、第２のブーム２００を走行駆動するモータの回転数を制御する。

本発明の一つの実施例では、第１と第２のブーム１００，２００のうちの一方には、モータの実際回転数ｕを検出するためのエンコーダー２１３がさらに設けられている。

図１と図２に示す実施例では、エンコーダー２１３は、第２のブーム２００に設置され、第２のブーム２００を走行駆動するモータの実際回転数ｕを検出する。

図４は、図１に示す組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造が第２のブームの駆動モータの回転数を制御する制御ブロック図を示す。

図２と図４に示すように、コントローラ２１１は、目標回転数ｕ’とエンコーダー２１３が検出した実際回転数ｕとの回転数差ｅ’に基づき、目標回転数ｕ’となるようにモータの回転数を制御する。

本発明の１つの好ましい実施例では、コントローラ２１１は、回転数差ｅ’に基づいて、ＰＩＤアルゴリズムでモータの回転数を制御する。

本発明では、コントローラは、ＰＬＣコントローラであってもよく、ワンチップマイコンやパソコン等であってもよい。

輻射源から射出された放射線の漏洩を防止するために、図１に示すように、輻射検知器が設置される第１又は第２のブーム１００，２００には輻射防護用の鉛が注ぎ込まれている。しかしながら、本発明はこれに限らず、輻射検知器が設置される第１又は第２のブーム１００，２００は、輻射防護材料で直接製作されてもよい。

本発明の実施例は既に明示されているが、当業者であれば認識できるように、本発明の原則及び旨から背離しない前提で、これらの実施例を変更することができ、本発明の範囲は特許請求の範囲及びそれらの等価物に限定されるものである。なお、請求項の如何なる符号も本発明の範囲を制限するためのものではない。

１００ 第１のブーム、１０１ 第１のレール、１１０ センサ装置、２００ 第２のブーム、２０１ 第２のレール、２１０ センサ装置、２１１ コントローラ、２１２ コンバータ、２１３ エンコーダー、３００ 第３のブーム、ｅ 位置誤差、ｅ’ 回転数差、ｒ 目標位置、ｕ 実際回転数、ｕ’ 目標回転数、ｙ 実際位置

Claims (13)

1. 第１のレール（１０１）に沿って走行可能な第１のブーム（１００）と、
   前記第１のブーム（１００）と対向するとともに、第１のレール（１０１）と平行な第２のレール（２０１）に沿って走行可能な第２のブーム（２００）と、
   前記第１と第２のブーム（１００，２００）を接続し、かつ前記第１と第２のブーム（１００，２００）とともに走行する第３のブーム（３００）と、を備え、
   前記第１，第２及び第３のブーム（１００，２００，３００）が被検物品を通過させるための走査通路を限定している組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造において、
   前記第１と第２のブーム（１００，２００）の間の位置誤差（ｅ）を検出するための位置センサ装置（１１０，２１０）と、
   前記センサ装置（１１０，２１０）が検出した位置誤差（ｅ）に基づいて第１と第２のブーム（１００，２００）のうちの少なくとも一方の走行速度を制御することにより、前記第１と第２のブーム（１００，２００）の間の位置誤差（ｅ）をゼロにするコントローラ（２１１）と、をさらに備える組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造。
2. 前記第１と第２のブームのうちの一方のブーム（１００）には、レーザーペン（１１０）が設置されるとともに、
   前記第１と第２のブームのうちの他方のブーム（２００）には、前記レーザーペン（１１０）から射出されたレーザービームが入射する実際位置（ｙ）を検出し、かつ前記実際位置（ｙ）と予定の目標位置（ｒ）との間の差に基づいて前記第１と第２のブーム（１００，２００）の間の位置誤差（ｅ）を確定するための位置感知デバイス（２１０）が設置されており、
   前記レーザーペン（１１０）から射出されたレーザービームが前記位置感知デバイス（２１０）における前記目標位置（ｒ）に入射するとき、前記第１と第２のブーム（１００，２００）の間の位置誤差（ｅ）がゼロになることを特徴とする、請求項１に記載の組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造。
3. 前記第１と第２のブーム（１００，２００）のうちの一方には、前記走査通路を通過する被検物品に輻射を射出するための輻射源が取付けられるとともに、
   前記第１と第２のブーム（２００）のうちの他方には、前記輻射源から射出された輻射を受けるための輻射検知器が取付けられることを特徴とする、請求項２に記載の組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造。
4. 前記コントローラ（２１１）は第１／第２のブーム（１００，２００）に設置されることを特徴とする、請求項３に記載の組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造。
5. 前記コントローラ（２１１）は、前記センサ装置（１１０，２１０）が検出した位置誤差（ｅ）に基づき、前記第１／第２のブーム（１００，２００）を走行駆動するモータの目標回転数（ｕ’）を算出し、この目標回転数（ｕ’）で前記モータを制御することにより、前記第１と第２のブーム（１００，２００）の間の位置誤差（ｅ）をゼロにすることを特徴とする、請求項４に記載の組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造。
6. 前記コントローラ（２１１）は、前記位置誤差（ｅ）に基づいてＰＩＤアルゴリズムで前記モータの目標回転数（ｕ’）を算出することを特徴とする、請求項５に記載の組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造。
7. 前記第１／第２のブーム（１００，２００）には、前記モータの回転数を制御するためのコンバータ（２１２）がさらに設置され、
   前記目標回転数（ｕ’）は、前記コンバータ（２１２）が前記モータを制御するための指令値とされることを特徴とする、請求項６に記載の組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造。
8. 前記第１／第２のブーム（１００，２００）には、前記モータの実際回転数（ｕ）を検出するためのエンコーダー（２１３）がさらに設置されるとともに、
   前記コントローラ（２１１）は、前記目標回転数（ｕ’）と前記エンコーダー（２１３）が検出した実際回転数（ｕ）との間の回転数差（ｅ’）に基づき、前記目標回転数（ｕ’）となるように前記モータの回転数を制御することを特徴とする、請求項７に記載の組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造。
9. 前記コントローラ（２１１）は、前記回転数差（ｅ’）に基づいてＰＩＤアルゴリズムで前記モータの回転数を制御することを特徴とする、請求項８に記載の組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造。
10. 前記コントローラは、ＰＬＣコントローラであることを特徴とする、請求項１に記載の組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造。
11. 輻射検知器が設置されたブーム（２００）は、輻射防護用の鉛を含むことを特徴とする、請求項３に記載の組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造。
12. 前記第１，第２及び第３のブーム（１００，２００，３００）は、着脱可能となるように互いに組み立てられることを特徴とする、請求項１に記載の組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造。
13. 前記第１と第２のブーム（１００，２００）は縦ブームであり、前記第３のブーム（３００）は水平ブームであることを特徴とする、請求項１に記載の組合移動式輻射検査システムに用いられるガントリー構造。

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