KR101664349B1 - 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치 - Google Patents

위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방사선(R)을 부채 형태 및 수직방향으로 조사하는 방사선원(T)에 마주보게 설치되는 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치에 관한 것으로서, 내부에 수직방향의 측벽(11)을 가지는 검출박스(10)와; 상기 검출박스(10) 측벽(11)에 상기 방사선원(T)을 중심으로 동일거리의 원주형태를 이룸과 동시에 위치조절 가능하게 배치된 것으로서, 상기 방사선원에서 조사되는 방사선(R)을 검출하기 위한 수광센서(S)를 가지는 다수의 수광센서유니트(20); 및 상기 검출박스(10)를 직립되게 지지하기 위한 베이스월(30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치{Radiation detection instrument for non-destructive inspection}
본 발명은 항만이나 산업계에서 사용되는 비파괴 검사용 방사선 검출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수광센서의 위치를 정렬하여 고품질의 투과영상을 얻을 수 있는 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치에 관한 것이다.
최근 글로벌 교역 규모가 커지고, 테러 형태가 다양해짐에 따라, 빠른 시간내에 컨테이너에 적재된 폭발물품, 유독물품, 금지물품등을 식별하는 비파괴 검사장치의 수요가 커지고 있다. 이러한 비파괴 검사장치는 항만이나 공항에 주로 설치되어 사용되는데, 항만을 예로 들면, 컨테이너가 이송되는 경로에 설치되는 것으로서 X-ray 빔과 같은 방사선을 조사하는 방사선원과, 방사선원의 맞은편에 설치되어 그 방사선원으로부터 조사되는 방사선을 검출하는 방사선 검출기로 구성된다. 이러한 구성에 의하여, 컨테이너가 트레일러에 의하여 이송경로를 천천히 통과하는 동안에 방사선원은 컨테이너로 방사선을 조사하고, 방사선 검출기는 컨테이너를 투과한 방사선을 검출함으로써 컨테이너 내부에 적재된 물품을 확인할 수 있다.
이때 방사선원은 전자선형 가속기 형태로 방사선을 특정 조사각도를 가지는 부채 형태로 조사하고, 방사선 검출기는 방사선원을 중심으로 동일한 거리에 위치되는 다수의 수광센서로 구성되며, 수광센서의 수량은 방사선의 조사각도나 발생위치에 따라 달라진다.
여기서, 다수의 수광센서는, 컨테이너를 투과한 방사선을 연속적으로 수광하여 주사프레임을 연속적으로 생성하고, 방사선 검출기는 연속적으로 생성되는 주사프레임을 시계열적으로 조합함으로써 2 차원의 투과영상정보를 생성한다. 이와 관련된 선행기술이 특허공개번호 10-2007-0048107호에 고속중성자와 연속에너지 스펙트럼 X 선으로 재료 식별을 진행하는 방법 및 장치란 명칭으로 개시되어 있다.
그런데 상기 방사선은 조사기에서 부채 형태로 확산되게 조사되므로, 외부 온도나 진동에 따라 방사선원의 위치가 약간 틀어지게 되면 수미터 이상 떨어진 지점인 방사선 검출기에서의 방사선 수광위치가 오차범위에서 벗어나게 되었다. 이 경우 다수의 수광센서는 방사선을 수광하지 못하므로, 그 수광센서들에 의하여 얻어지는 투과영상이 선명하지 않게 되는 경우가 빈번하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 방사선원에서 조사되는 방사선의 조사각도가 약간 틀어지더라도, 다수의 수광센서의 위치를 정열할 수 있어 방사선의 수광위치를 정확히 보정할 수 있으며, 이에 따라 선명한 고품질의 투과영상정보를 획득할 수 있는 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치는, 방사선(R)을 부채 형태 및 수직방향으로 조사하는 방사선원(T)에 마주보게 설치되는 것으로서, 내부에 수직방향의 측벽(11)을 가지는 검출박스(10); 상기 검출박스(10) 측벽(11)에 상기 방사선원(T)을 중심으로 동일거리의 원주형태를 이룸과 동시에 위치조절 가능하게 배치된 것으로서, 상기 방사선원에서 조사되는 방사선(R)을 검출하기 위한 수광센서(S)를 가지는 다수의 수광센서유니트(20); 및 상기 검출박스(10)를 직립되게 지지하기 위한 베이스월(30);를 포함하고,
상기 수광센서유니트(20)는, 상기 측벽(11)에 고정되는 베이스브라켓(21)과; 상기 베이스브라켓(21)의 표면에 힌지(h)를 축으로 결합되는 것으로서 상기 수광센서(S)가 설치되는 회동브라켓(22)과; 상기 힌지(h)를 중심으로 동일 원주를 이루게 형성되는 원주가이드홈(23)과; 상기 베이스브라켓(21)에 고정되어 상기 원주가이드홈(23)에 끼어지는 가이드돌기(24);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 있어서, 상기 원주가이드홈(23)은 상기 힌지(h)의 일측 및 타측 각각에 형성된 제1,2원주가이드홈(23a)(23b)으로 구성되고; 상기 가이드돌기(24)는 상기 제1,2원주가이드홈(23a)(23b) 각각에 끼어져 상기 베이스브라켓(21)에 고정되는 제1,2가이드돌기(24a)(24b)로 구성된다.
본 발명에 있어서, 상기 제1,2가이드돌기(24a)(24b)에 끼어지는 것으로서, 상기 제1,2원주가이드홈(23a)(23b) 측부면에 마찰력을 인가하기 위한 마찰부싱(24a')(24b')을 더 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 베이스월(30)의 표면을 기준으로 상기 검출박스(10)의 배치각도를 가변하기 위한 다수의 위치정렬유닛(40)을 더 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 위치정렬유닛(40)은, 상기 검출박스(10)의 측벽(11)을 관통하는 볼트몸체(41a) 및 상기 볼트몸체(41a)의 측부에 형성되어 측벽(11)의 바닥측을 지지하는 지지돌기(41b)를 가지는 볼트부(41); 및 상기 베이스월(30)에 형성된 것으로서 상기 볼트몸체(41a)에 나사결합되는 체결홀(42);을 포함한다.
본 발명에 외부 온도나 진동에 따라 방사선원(T)의 위치가 약간 틀어지게 됨에 따라 방사선의 조사위치가 미세하게 변경되더라도, 다수의 수광센서유니트를 움직여 수광센서가 방사선(R)을 정면에서 수광할 수 있도록 독립적으로 위치정렬할 수 있고, 이에 따라 컨테이너 내부의 검색물건의 구별이 가능할 정도로 고품질의 투과영상을 얻을 수 있다.
또한 방사선의 조사방향이 크게 어긋나 수광센서유니트로 위치정렬할 수 없는 상황이 될 때에도, 위치정렬유닛를 조작하여 검출박스 전체를 베이스월에 대하여 위치정렬할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치를 설명하기 위한 사시도,
도 2는 도 1의 검출박스의 측벽에 다수의 수광센서유니트를 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 2의 수광센서유니트를 발췌하여 구체적인 구성을 설명하기 위한 정면도,
도 4는 도 3의 원주가이드홈 및 가이드돌기를 발췌하여 도시한 도면,
도 5a 및 도 5b 는 도 3의 수광센서유니트의 위치정렬 동작을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 2의 검출박스를 수직방향으로 지지하기 위한 베이스월을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 6의 위치정렬유닛의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 7의 위치정렬유닛의 동작을 설명하기 위한 도면.
이하 본 발명에 따른 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1의 검출박스의 측벽에 다수의 수광센서유니트를 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치(100)는, 방사선(R)을 부채 형태 및 수직방향으로 조사하는 방사선원(T)에 마주보게 설치되는 것으로서, 내부에 수직방향의 측벽(11)을 가지는 검출박스(10)와; 검출박스 측벽(11)에 방사선원(T)을 중심으로 동일거리의 원주형태를 이룸과 동시에 위치조절 가능하게 배치된 것으로서, 상기 방사선원에서 조사되는 방사선(R)을 검출하기 위한 수광센서(S)를 가지는 다수의 수광센서유니트(20)와; 상기 검출박스(10)를 직립되게 지지하기 위한 베이스월(30)과; 베이스월(30)의 표면을 기준으로 검출박스(10)의 배치각도를 가변하기 위한 다수의 위치정렬유닛(40);을 포함한다.
방사선(R)을 조사하는 방사선원(T)은 예를 들면 전자선형 가속기 형태로서, X-ray 빔과 같은 방사선(R)을 특정 조사각도를 가지는 부채 형태로 조사한다. 이때 방사선원(T)은 가속기 형태뿐만 아니라, 컨테이너를 투과하는 방사선을 발생하는 방사선물질이 수납된 챔버 형태일 수도 있음은 물론이다.
검출박스(10)는 내부에 공간이 형성된 납작한 박스형태를 가지며, 도 1에 도시된 바와 같이, 컨테이너(C)가 이송되는 경로를 기준으로 방사선원(T)의 맞은편에 납작한 면이 대향되게 직립 설치된다.
도 3은 도 2의 수광센서유니트를 발췌하여 구체적인 구성을 설명하기 위한 정면도이고, 도 4는 도 3의 원주가이드홈 및 가이드돌기를 발췌하여 도시한 도면이며, 도 5a 및 도 5b 는 도 3의 수광센서유니트의 위치정렬 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 다수의 수광센서유니트(20)는 검출박스 측벽(11)에 방사선원(T)을 중심으로 동일거리의 원주형태를 이루게 배치되어, 방사선원(T)으로부터 조사되는 방사선(R)을 수광하여 연속적인 주사프레임을 형성한다. 본 실시예에서 수광센서유니트(20)는 43 개 설치된 것으로 예시하고 있으나, 방사선(R)의 조사각도나 발생위치에 따라 수광센서유니트(20)의 수는 증감될 수 있음은 물론이다.
수광센서유니트(20)는, 검출박스의 측벽(11)에 고정되는 베이스브라켓(21)과, 베이스브라켓(21)의 표면에 힌지(h)를 축으로 결합되는 것으로서 수광센서(S)가 설치되는 회동브라켓(22)과, 힌지(h)를 중심으로 동일 원주를 이루게 형성되는 원주가이드홈(23)과, 상기 베이스브라켓(21)에 고정되어 상기 원주가이드홈(23)에 끼어지는 가이드돌기(24)를 포함한다.
베이스브라켓(21)은 회동브라켓(22)을 상기 힌지(h)를 축으로 회동 가능하게 지지하며, 따라서 회동브라켓(22)은 힌지(h)를 기준으로 좌우 방향 회동가능하다.
회동브라켓(22)에는 조사되는 방사선(R)을 수광하기 위한 수광센서(S)가 설치된다. 이때 수광센서(S)는 방사선원(T)에 대향되게 위치되어, 방사선(R)을 정면에서 수광할 수 있도록 한다.
원주가이드홈(23) 및 가이드돌기(23)는 회동브라켓(22)이 힌지(h)를 중심으로 안정되게 회동되도록 하는 것이다. 이를 위하여, 원주가이드홈(23)은 힌지(h)의 일측 및 타측 각각에 형성된 제1,2원주가이드홈(23a)(23b)으로 구성되고, 가이드돌기(24)는 제1,2원주가이드홈(23a)(23b) 각각에 끼어져 베이스브라켓(21)에 고정되는 제1,2가이드돌기(24a)(24b)로 구성된다.
이때 제1,2가이드돌기(24a)(24b)에는 제1,2원주가이드홈(23a)(23b) 측부면에 마찰력을 인가하기 위한 마찰부싱(24a')(24b')이 설치될 수 있다. 이러한 마찰부싱(24a)(24b')은 회동브라켓(22)의 표면에 마찰력을 인가함으로써, 회동브라켓(22)이 베이스브라켓(21)에 대하여 미끄러지듯이 회동되는 것을 방지하고, 일단 회동된 후 그 회동된 각도를 유지하게 한다. 따라서 회동브라켓(22)이 위치정렬을 위하여 회동된 후, 회동된 각도를 유지하기 위한 별도의 볼팅 작업을 생략할 수 있어 위치정렬 작업을 용이하게 할 수 있다.
이러한 수광센서유니트(20)의 구성에 의하여, 도 5a 에 도시된 바와 같이 수광센서(S) 측이 힌지(h)를 기준으로 상부측으로 위치정렬(회전)되도록 회동브라켓(22)을 회동시키거나, 도 5b에 도시된 바와 같이 수광센서(S) 측이 하부측으로 위치정렬(회동)되도록 회동브라켓(22)을 회동시킬 수 있다.
따라서 외부 온도나 진동에 따라 방사선원(T)의 위치가 약간 틀어지게 됨에 따라 방사선의 조사위치가 미세하게 변경되더라도, 수광센서(S)가 방사선(R)을 정면에서 수광할 수 있도록 독립적으로 위치정렬이 가능하여 선명한 투과영상을 얻을 수 있다.
도 6은 도 2의 검출박스를 수직방향으로 지지하기 위한 베이스월을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6의 위치정렬유닛의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 도 7의 위치정렬유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 베이스월(30)은 지면에 대하여 검출박스(10)를 직립되게 지지하며, 이를 위하여 검출박스(10)의 가장자리측, 본 실시예에서는 측벽(11)의 가장자리는 다수의 위치정렬유닛(40)에 의하여 베이스월(30)에 결합된다.
여기서 위치정렬유닛(40)은 검출박스(10)를 베이스월(30)에 대하여 위치정렬할 수 있도록 할 수 있다. 이를 위하여 위치정렬유닛(40)은, 측벽(11)을 관통하는 볼트몸체(41a) 및 볼트몸체(41a)의 측부에 형성되어 측벽(11)의 바닥측을 지지하는 지지돌기(41b)를 가지는 볼트부(41)와, 베이스월(30)에 형성된 것으로서 볼트몸체(41a)에 나사결합되는 체결홀(42)을 포함한다. 이러한 구성에 의하여, 볼트부(41)를 정회전 또는 역회전시키면, 도 에 도시된 바와 같이, 검출박스(10) 전체가 베이스월(30)에 대하여 위치정렬할 수 있다.
예를 들면 검출박스(10)의 상부측의 위치정렬유닛(40)을 조작할 때 검출박스(10)의 상부측만을 베이스월(30)의 표면에서 이격시킬 수 있고, 하부측의 위치정렬유닛(40)을 조작할 때 검출박스(10)의 하부측만을 베이스월(30)의 표면에서 이격시킬 수 있어, 결과적으로 검출박스(10) 전체를 위치정렬시킬 수 있는 것이다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 외부 온도나 진동에 따라 방사선원(T)의 위치가 약간 틀어지게 됨에 따라 방사선의 조사위치가 미세하게 변경되더라도, 다수의 수광센서유니트(20)를 움직여 수광센서(S)가 방사선(R)을 정면에서 수광할 수 있도록 독립적으로 위치정렬할 수 있고, 이에 따라 컨테이너 내부의 검색물건의 구별이 가능할 정도로 고품질의 투과영상을 얻을 수 있다.
또한 방사선(R)의 조사방향이 크게 어긋나 수광센서유니트(20)로 위치정렬할 수 없는 상황이 될 때에도, 위치정렬유닛(40)을 조작하여 검출박스(10) 전체를 베이스월(30)에 대하여 위치정렬할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10 ... 검출박스 11 ... 측벽
20 ... 수광센서유니트 21 ... 베이스브라켓
22 ... 회동브라켓 23 ... 원주가이드홈
23a, 23b ... 제1,2원주가이드홈 24 ... 가이드돌기
24a, 24b ... 제1,2가이드돌기 24a', 24b' ... 마찰부싱
30 ... 베이스월 40 ... 위치정렬유닛
41 ... 볼트부 41a ... 볼트몸체
41b ... 지지돌기 42 ... 체결홈

Claims (6)

  1. 방사선(R)을 부채 형태 및 수직방향으로 조사하는 방사선원(T)에 마주보게 설치되는 것으로서,
    내부에 수직방향의 측벽(11)을 가지는 검출박스(10);
    상기 검출박스 측벽(11)에 상기 방사선원(T)을 중심으로 동일거리의 원주형태를 이룸과 동시에 위치조절 가능하게 배치된 것으로서, 상기 방사선원에서 조사되는 방사선(R)을 검출하기 위한 수광센서(S)를 가지는 다수의 수광센서유니트(20); 및
    상기 검출박스(10)를 직립되게 지지하기 위한 베이스월(30);를 포함하고;
    상기 수광센서유니트(20)는, 상기 측벽(11)에 고정되는 베이스브라켓(21)과; 상기 베이스브라켓(21)의 표면에 힌지(h)를 축으로 결합되는 것으로서 상기 수광센서(S)가 설치되는 회동브라켓(22)과; 상기 힌지(h)를 중심으로 동일 원주를 이루게 형성되는 원주가이드홈(23)과; 상기 베이스브라켓(21)에 고정되어 상기 원주가이드홈(23)에 끼어지는 가이드돌기(24);를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원주가이드홈(23)은 상기 힌지(h)의 일측 및 타측 각각에 형성된 제1,2원주가이드홈(23a)(23b)으로 구성되고;
    상기 가이드돌기(24)는 상기 제1,2원주가이드홈(23a)(23b) 각각에 끼어져 상기 베이스브라켓(21)에 고정되는 제1,2가이드돌기(24a)(24b)로 구성되는 것;을 특징으로 하는 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1,2가이드돌기(24a)(24b)에 끼어지는 것으로서, 상기 제1,2원주가이드홈(23a)(23b) 측부면에 마찰력을 인가하기 위한 마찰부싱(24a')(24b')을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 베이스월(30)의 표면을 기준으로 상기 검출박스(10)의 배치각도를 가변하기 위한 다수의 위치정렬유닛(40)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 위치정렬유닛(40)은,
    상기 검출박스(10)의 측벽(11)을 관통하는 볼트몸체(41a) 및 상기 볼트몸체(41a)의 측부에 형성되어 측벽(11)의 바닥측을 지지하는 지지돌기(41b)를 가지는 볼트부(41); 및
    상기 베이스월(30)에 형성된 것으로서 상기 볼트몸체(41a)에 나사결합되는 체결홀(42);을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치정렬기능을 가지는 비파괴 검사용 방사선 검출장치.
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