RU151218U1 - Портативное устройство рентгеновского формирования изображения обратного рассеяния - Google Patents

Портативное устройство рентгеновского формирования изображения обратного рассеяния Download PDF

Info

Publication number
RU151218U1
RU151218U1 RU2014134880/28U RU2014134880U RU151218U1 RU 151218 U1 RU151218 U1 RU 151218U1 RU 2014134880/28 U RU2014134880/28 U RU 2014134880/28U RU 2014134880 U RU2014134880 U RU 2014134880U RU 151218 U1 RU151218 U1 RU 151218U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
forming apparatus
image forming
penetrating radiation
sensor
housing
Prior art date
Application number
RU2014134880/28U
Other languages
English (en)
Inventor
Луис УЭЙНРАЙТ
Питер РОТШАЙЛД
Ли Гродзинс
Пол БРЭДШО
Original Assignee
Американ Сайенс Энд Энджиниринг, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Американ Сайенс Энд Энджиниринг, Инк. filed Critical Американ Сайенс Энд Энджиниринг, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU151218U1 publication Critical patent/RU151218U1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/203Measuring back scattering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00Details of radiation-measuring instruments
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/20Detecting prohibited goods, e.g. weapons, explosives, hazardous substances, contraband or smuggled objects
    • G01V5/22Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays
    • G01V5/222Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays measuring scattered radiation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

1. Устройство формирования изображения, содержащее:а. корпус;b. источник проникающего излучения, размещенный полностью внутри корпуса, для генерации проникающего излучения;с. пространственный модулятор для формирования проникающего излучения в луч для облучения объекта и для качания луча;d. детектор для генерации сигнала рассеяния на основе проникающего излучения, рассеянного содержимым проверяемого объекта;e. датчик для восприятия движения относительно предыдущего положения устройства по отношению к проверяемому объеку иf. процессор для приема сигнала рассеяния и для генерации изображения содержимого проверяемого объекта на основании по меньшей мере сигнала рассеяния.2. Устройство формирования изображения по п.1, в котором корпус приспособлен для удерживания одной рукой оператором.3. Устройство формирования изображения по п.1, в котором датчик является механическим кодером.4. Устройство формирования изображения по п.1, в котором датчик является акселерометром.5. Устройство формирования изображения по п.1, в котором датчик является оптическим датчиком.6. Устройство формирования изображения по п.1, в котором процессор выполнен с возможностью модулировать интенсивность проникающего излучения на основе воспринятого движения устройства.7. Устройство формирования изображения по п.1, дополнительно содержащее средство уменьшения трения, выполненное с возможностью обеспечения контакта между устройством и проверяемым объектом.8. Устройство формирования изображения по п.7, в котором средство уменьшения трения выбрано из группы, включающей в себя колесики, роликовые колесики и колодки с низким коэффициентом тре

Description

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной патентной заявки США, серийный номер 61/591360, поданной 27 января 2012 г., и предварительных патентных заявок США, серийные номера 61/598521 и 61/598576, обе из которых поданы 14 февраля 2012 г., и предварительной патентной заявки США, серийный номер 61/607066, поданной 6 марта 2012 г., все из упомянутых заявок включены в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники
[0002] Настоящая полезная модель относится к системам и способам для рентгеновского формирования изображения и более конкретно - к системам и способам для рентгеновского формирования изображения с использованием детектирования по меньшей мере рассеянных рентгеновских лучей.
Уровень техники
[0003] Методы рентгеновского обратного рассеяния использовались в течение последних 25 лет с целью выявления предметов, которые находятся за скрывающим барьером, не требуя необходимости размещения рентгеновского детектора удаленно относительно отображаемого объекта (по отношению к рентгеновскому источнику). Это оказалось очень полезным для некоторых приложений формирования изображений, таких как односторонний осмотр (т. е. с детектором и источником на одной и той же стороне объекта) транспортных средств, грузовых контейнеров, чемоданов и даже людей.
[0004] На сегодняшний день, однако, эти устройства, как правило, довольно большие и тяжелые из-за размера и веса источников рентгеновских лучей, механизма формирования луча, который необходим для создания сканирующего узконаправленного луча, и детекторов, которые детектируют обратно рассеянные рентгеновские лучи.
[0005] Устройство обратного рассеяния для обнаружения скрытой стеной структуры было предложено в японской выложенной публикации №10-185842 (далее “Toshiba '842”), поданной 12 декабря 1996 г. и включенной в данное описание посредством ссылки. Устройство, описанное в Toshiba '842, может обеспечить не более чем мгновенное изображение области в диапазоне сканирования, в любой момент, источника, удерживаемого оператором.
[0006] В последнее время развитие компактных, легких рентгеновских источников, которые работают на умеренной мощности (в диапазоне обычно от 1-20 Вт) при относительно высоких энергиях рентгеновских лучей (50-120 кэВ), наряду с небольшими и очень эффективными электродвигателями для привода вращающегося диска прерывателя формирования луча, позволили проектировать и разрабатывать легкие и компактные портативные системы формирования изображения обратного рассеяния.
[0007] Кроме того, известные рентгеновские системы обратного рассеяния, использующие рентгеновские трубки, такие как описанные, например, в патенте США № 5763886 (на имя Schulte), всегда обеспечивали средство для перемещения либо объекта, либо системы формирования изображения в относительном движении относительно друг друга вдоль направления сканирования, которое, как правило, является направлением, перпендикулярным к плоскости, содержащей пучок рентгеновских лучей растрового сканирования, созданный с помощью диска прерывателя. Например, для осмотра объекта, имеющего вертикальную поверхность (такую как стенка, например, или место багажа), пучок рентгеновских лучей обычно сканируется в вертикальной плоскости, в то время как осматриваемый объект перемещается в горизонтальном направлении. Это типично для систем, которые сканируют багаж, где чемодан перемещается в горизонтальном направлении на конвейерной ленте, или для систем, которые сканируют транспортные средства, в которых транспортное средство проезжает мимо (или через) системы или альтернативно система перемещается в горизонтальном направлении мимо стационарного транспортного средства. Для сканеров персонала, использующих рентгеновское обратное рассеяние, пучок, как правило, сканируется в горизонтальной плоскости, а узел источника перемещается мимо неподвижного человека в вертикальном направлении. В любом случае, для создания 2-мерного изображения обратного рассеяния должно быть относительное движение системы и сканируемого объекта, и это требование обычно добавляет значительный дополнительный вес, размер и сложность системы формирования изображений.
Краткое описание вариантов осуществления полезной модели
[0008] В соответствии с различными вариантами осуществления настоящей полезной модели обеспечено устройство формирования изображения. Устройство формирования изображения имеет корпус и источник проникающего излучения, содержащийся целиком внутри корпуса, для генерации проникающего излучения. Кроме того, устройство имеет пространственный модулятор для формирования проникающего излучения в пучок для облучения объекта и для качания луча, детектор для генерации сигнала рассеяния, основанного на проникающем излучении, рассеянном содержимым проверяемого объекта, датчик для обнаружения движения устройства относительно предыдущего положения устройства по отношению к проверяемому объекту и процессор для приема сигнала рассеяния и для формирования изображения содержимого проверяемого объекта на основании по меньшей мере сигнала рассеяния.
[0009] Корпус может быть адаптирован для удерживания одной рукой оператором, и в некоторых вариантах датчик может быть механическим кодером или акселерометром, или оптическим датчиком, в качестве трех примеров. Процессор может быть выполнен с возможностью модулировать интенсивность проникающего излучения на основе воспринятого движения устройства.
[0010] В других вариантах осуществления настоящей полезной модели устройство формирования изображения обратного рассеяния также имеет средство уменьшения трения, выполненное с возможностью обеспечения контакта между устройством и проверяемым объектом. Средство уменьшения трения может включать в себя колесики, роликовые колесики и колодки низким коэффициентом трения.
[0011] В еще других вариантах может иметься одна, две или более рукояток, соединенных с корпусом. Может иметься блокировка для отключения источника проникающего излучения, если объект не обнаружен в пределах определенной близости от устройства.
[0012] В альтернативных вариантах осуществления полезной модели с устройством также соединен детектор передачи (пропускания). Может быть предусмотрен экран обратного рассеяния, который выполнен с возможностью развертывания наружу из корпуса, причем экран обратного рассеяния может также быть выполнен гибким, чтобы соответствовать поверхности проверяемого объекта.
Краткое описание чертежей
[0013] Вышеизложенные признаки полезной модели будут более понятны со ссылкой на последующее подробное описание со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
[0014] фиг. 1 изображает в разобранном виде портативное рентгеновское устройство обратного рассеяния в соответствии с вариантом осуществления настоящей полезной модели.
[0015] Фиг. 2 схематично изображает использование коллимированных детекторов для уменьшения детектирования рассеяния ближнего поля в соответствии с вариантами осуществления настоящей полезной модели.
[0016] Фиг. 3 показывает портативное устройство формирования изображения со съемным одноканальным детектором передачи в соответствии с вариантом осуществления настоящей полезной модели.
[0017] Фиг. 4 показывает портативное устройство формирования изображения со съемным многоканальным детектором передачи в соответствии с другим вариантом осуществления настоящей полезной модели.
[0018] Фиг. 5А-5С показывают двуручную операцию с портативным устройством обратного рассеяния в соответствии с вариантом осуществления настоящей полезной модели.
Подробное описание вариантов осуществления полезной модели
Определения
[0019] Как использовано в данном описании и в прилагаемой формуле полезной модели, термин “изображение” относится к любому многомерному представлению, будь то в материальной или иной воспринимаемой форме или иным образом, причем значение некоторой характеристики ассоциировано с каждым из множества местоположений, соответствующих координатам размерностей объекта в физическом пространстве, хотя и не обязательно отображается в соотношении один-к-одному к нему. Так, например, графическое отображение пространственного распределения некоторого признака, например атомного номера, в одном или более цветов представляет собой изображение. То же относится к массиву чисел в памяти компьютера или голографической среде. Аналогичным образом “формирование изображения” относится к визуализации установленной физической характеристики через одно или несколько изображений.
[0020] Распределения энергии проникающего излучения могут обозначаться в данном документе для удобства записи путем упоминания их конечной излученной энергии (часто называемой энергией “конечной точки”). Так, например, рентгеновская трубка, излучающая тормозное излучение ввиду электронов, ускоренных под потенциалом 100 кВ, будет излучать рентгеновские лучи с энергией менее 100 кэВ, и спектр испускаемого излучения может быть охарактеризован здесь как “100 кэВ пучок”, и изображение детектированного излучения, рассеянного от этого пучка, может упоминаться здесь как “100 кэВ изображение рассеяния».
[0021] Как использовано в данном описании и в прилагаемой формуле полезной модели, термины “высокий-Z” и “низкий-Z” имеют коннотативное значение относительно друг друга, что означает, что “высокий-Z” относится к материалу, или линии прямой видимости, характеризуемому эффективным атомным номером Z, который выше материала, или линии прямой видимости, упомянутого в том же контексте как “низкий-Z”.
Описание вариантов
[0022] Устройство 100 формирования изображения обратного рассеяния в соответствии с вариантами осуществления настоящей полезной модели будет описано в общем со ссылкой на фиг. 1. Источник 102 проникающего излучения, который может быть рентгеновской трубкой, например, как показано, или может быть также любым другим источником частиц (таких как гамма-лучи) проникающего излучения, испускает проникающее излучение, которое сформировано в пучок (луч) 106 посредством формирующей луч (или коллимирующей) структуры, обозначенный в целом позицией 108. Такие структуры формирования луча хорошо известны в данной области, и все такие структуры входят в объем настоящей полезной модели.
[0023] Луч 106 прерывается по времени, например, диском 110 прерывателя, приводимым в действие двигателем 109, хотя любые другие средства прерывания луча 106 могут быть осуществлены в рамках настоящей полезной модели. Механизм, используемый для формирования луча 106 и временного прерывания и пространственного сканирования луча 106 может упоминаться в данном описании как пространственный модулятор. Луч 106 попадает на поверхность 120 проверяемого объекта 121, внешнего по отношению к устройству 100. Проникающее излучение 124, рассеиваемое содержимым 118 внутри или за поверхностью 120, детектируется одним или более детекторами 122 обратного рассеяния, каждый из которых соединен с процессором 130 для формирования изображения обратного рассеяния объекта 121. Детекторы 122 могут использовать сдвигающую длину волны волоконную связь сцинтилляции, тем самым позволяя тонкопрофильные детекторы развертывать наружу из сложенной конфигурации по отношению к корпусу 142. Отображаемый объект 121 может быть внутренней стенкой здания из слоя кирпича или ящиком для упаковки или коробкой, в то время как позиция 120 обозначает поверхность этой стенки, ящика или коробки.
[0024] В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления настоящей полезной модели устройство 100 формирования изображения сканирует рентгеновским лучом 106 по одной линейной траектории 125 (например, вдоль линии в горизонтальной плоскости) с использованием хорошо известных методов сканирования, на основе вращающихся щелей относительно фиксированной щели и т. д. Следует иметь в виду, что линейная траектория сканирования может быть дугообразной или иным образом криволинейной в рамках настоящей полезной модели. Между тем, оператор перемещает систему в направлении 127 сканирования по существу перпендикулярно к этой плоскости. (В примере, показанном на фиг. 1, направление сканирования является вертикальным направлением.) Это означает, что система не должна включать в себя механизмы для обеспечения этого относительного движения, позволяя системе быть гораздо проще, легче и гораздо компактнее.
[0025] Для того чтобы обеспечить стабильность, когда система находится в использовании, одно или более средств 123 уменьшения трения могут быть включены на передней части устройства, что позволяет системе быть прижатой к поверхности 120 отображаемого объекта 121. Средство 123 уменьшения трения может включать в себя, например, набор колесиков, роликов или колодок низким коэффициентом трения.
[0026] Со ссылкой на фиг. 1 миниатюрная рентгеновская трубка (излучающая приблизительно 10 Вт, с приложенным потенциалом анода приблизительно 70 кВ) может служить в качестве источника 102 проникающего излучения. Диск 110 прерывателя, приводимый в движение электродвигателем 109, создает сканирующий узконаправленный луч 106 рентгеновского излучения, как показано. Корпус 142 снабжен в показанном варианте двумя рукоятками 140 и 141 таким образом, чтобы облегчать работу оператора одной рукой или двумя руками с устройством 100, в зависимости от того, что проще для оператора.
[0027] В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления полезной модели центр масс устройства 100 формирования изображения сконфигурирован так, что передняя поверхность 126 устройства остается в полном контакте с поверхностью 120 сканируемого объекта, даже когда устройство удерживается только верхней рукояткой. Это снижает любые торсионные силы, действующие на руку и запястье оператора, уменьшая усталость и делая устройство более удобным в использовании.
Корректировка переменной скорости сканирования и направления сканирования
[0028] Одним из ограничений, в отношении оператора при обеспечении относительного движения в направлении сканирования, является изменчивость скорости сканирования и направления, которое будет происходить в связи с неопытностью оператора или усталостью или из-за неровных поверхностей. В соответствии с вариантами осуществления настоящей полезной модели изменчивость скорости сканирования может быть учтена путем включения одного или нескольких датчиков 145 или кодеров положения, которые позволяют выводить текущее положение относительно предыдущего положения таким образом, чтобы соотношение сторон изображения могло динамически корректироваться, по строкам сканирования. Например, если оператор замедляет относительное движение в течение одной части сканирования, кодер или датчик информирует программу, выполняемую процессором 130, что это происходит, и программное обеспечение формирования изображения может затем усреднить несколько строк вместе так, чтобы искажения не проявлялись в отображаемом изображении для оператора. И наоборот, если оператор ускоряет движение в течение одной части сканирования, программное обеспечение может интерполировать дополнительные линии в изображение, так чтобы, опять же, искажение изображения не наблюдалось. Кроме того, кодеры могут быть использованы для корректировки изменчивости в направлении сканирования, коррекции изображения, например, если соседние ряды изображения не полностью параллельны друг другу. Кодеры или датчики положения могут включать в себя, без ограничения указанным, оптическую или механическую мышь, датчики, соединенные с дисками или перекатываемыми шариками, или акселерометры, которые контролируют изменения в скорости сканирования.
[0029] Еще один вариант осуществления полезной модели позволяет динамически изменять анодный ток рентгеновской трубки 102 в зависимости от мгновенной скорости сканирования устройства. Например, если скорость сканирования снижается с коэффициентом два, анодный ток может быть уменьшен на коэффициент два. Это означает, что даже при том, что сканирование займет вдвое больше времени для завершения, суммарная доза излучения за одно сканирование для оператора и окружающей среды остается тем же самым, увеличивая безопасность устройства.
“Сшивка” изображений
[0030] Использование датчиков положения или акселерометров 145 также позволяет “сшивать” изображения из сканирований малых областей, чтобы создать более крупное изображение, с существенно большим форматом. Например, оператор может сначала просканировать вертикальную полосу 12-дюймовой ширины стены, а затем перейти к соседней вертикальной полосе. Так как система знает местоположение (по меньшей мере по отношению к начальной точке, хотя и не обязательно абсолютное положение) рентгеновского луча в любой момент времени, изображения, соответствующие каждой полосе, могут быть соединены вместе с помощью компьютера или контроллера 130 системы, чтобы создать одно изображение, содержащее множество полос. Алгоритмы сшивки разрозненных изображений известны в данной области, см., например, Szelinski «Image Alignment and Stitching: A Tutorial», Technical Report MSR-TR-2004-92, Microsoft Corporation, in Paragios (ed.), Handbook of Mathematical Models in Computer Vision, pp. 273-92 (2005).
Повышение радиационной безопасности
[0031] Еще один важный набор соображений для портативного устройства 100 относится к радиационной безопасности. В соответствии с вариантами осуществления настоящей полезной модели оператор и другие в непосредственной близости могут быть защищены с использованием одной или более из следующих блокирующих функций:
1. детектируемый сигнал обратного рассеяния постоянно контролируется процессором 130, и, если он падает ниже предопределенного порога, это означает, что передняя поверхность 126 устройства не находится в непосредственной близости от стены или другого объекта 121, что является нежелательным обстоятельством;
2. датчик (механический, емкостной и т.д.) 128 может отключить рентгеновские лучи, если передняя поверхность устройства не прилегает к твердой поверхности;
3. датчик (оптический, акустический и т.д.) может измерять расстояние устройства от ближайшего объекта и деактивировать рентгеновские лучи, если объект не обнаружен в пределах определенного расстояния; и
4. датчик движения, такой как акселерометр 145, может деактивировать рентгеновские лучи, если устройство находится в неподвижном состоянии, а не в движении.
[0032] В дополнение к блокировке другой вариант осуществления полезной модели использует раскладываемый экран 129 рассеивания, который уменьшает дозу облучения для оператора. Экран 129 может быть жестким или гибким для обеспечения использования системы в условиях четко очерченных внутренних углов. Жесткие экраны могут быть изготовлены, например, из тонкого свинца, вольфрама или стали. Гибкие экранирующие материалы включают в себя использование гибкого пластика, пропитанного свинцом или порошком вольфрама.
Коллимация детектора
[0033] Ссылаясь на фиг. 2, многие из обратно рассеянных рентгеновских лучей 124, которые детектируются детекторами 122 обратного рассеяния устройства, рассеиваются от первого объекта 120, освещенного лучом, который во многих случаях будет затемняющим барьером, таким как стена или дверь запирающегося ящика. Это имеет эффект снижения способности видеть объекты 118 за барьером, так как эти рентгеновские лучи “ближнего поля” имеют тенденцию затуманивать изображение и уменьшать контрастность более глубоких объектов. Поскольку рассеяние ближнего поля происходит от точки, близкой к устройству, предпочтительно, чтобы детекторы обратного рассеяния были физически коллимированы таким образом, чтобы излучение из ближнего поля 202 блокировалось от поступления в детекторы, и детектировалось только рассеяние из дальнего поля 204, как показано на фиг. 2. Это приводит к повышению отношения сигнал-шум (SNR) для формирования изображения более глубоких объектов. Коллимация может быть выполнена с использованием одной или более тонких пластинок 200 поглощающего рентгеновское излучение материала, расположенного перед детекторами обратного рассеяния (например, свинца, вольфрама, меди или стали), расположенных и ориентированных таким образом, что излучение ближнего поля не может проходить между пластинками и в детектор.
[0034] В дополнение к использованию стандартных методов коллимации метод, называемый "активная коллимация", может быть использован на портативном устройстве для одновременного детектирования рассеянных рентгеновских лучей как из ближнего поля, так и из дальнего поля. Этот способ описан в патентной заявке США с серийным номером 13/163854, поданной 20 июня 2011 г., которая включена в настоящее описание посредством ссылки.
Передача изображений
[0035] В дополнение к выполнению рентгеновского формирования изображения обратного рассеяния портативное устройство 100 формирования изображения обратного рассеяния может также использоваться для создания изображений передачи (пропускания). Это требует, чтобы детектор передачи был размещен позади отображаемого объекта. Поскольку устройство использует сканирующий узконаправленный луч 106 рентгеновских лучей (показано на фиг. 1) вместо конуса или веерного луча, не требуется, чтобы детектор был дорогостоящим пиксельным детектором, но может быть одноканальным детектором, который охватывает достаточную площадь, чтобы перехватывать все рентгеновские лучи, передаваемые через объект. Этот детектор может быть подобен детектору обратного рассеяния, но включает в себя сцинтиллятор, который оптимизирован для детектирования рентгеновских лучей в основном луче вместо рассеянных рентгеновских лучей. Такая конфигурация позволяет реализовать очень компактную и легкую конструкцию детектора, повышающую портативность устройства. Например, устройство может использоваться саперами для сканирования подозрительных объектов (например, брошенного пакета) как в режиме обратного рассеяния, так и в режиме передачи, что значительно усиливает способность обнаруживать взрывные устройства.
[0036] Один вариант осуществления для использования устройства в режиме передачи (пропускания) с одноканальным одномерным детектором 300 передачи, прикрепленным к устройству, показан на фиг. 3. В этом случае детектор 300 передачи крепится к портативному устройству 100 и перехватывает прошедший пучок, качаемый в горизонтальной плоскости, на обратной стороне проверяемого объекта. Детектор 300 передачи может быть съемным, так что устройство может быть использовано с или без формирования изображения передачи. Этот вариант осуществления настоящей полезной модели может быть преимущественно использован, например, для отображения непрерывной длины трубы. С прикрепленным детектором передачи устройство подходит для проверки предметов, таких как трубы или деревянные балки для обнаружения трещин или дефектов из-за усталости, при одновременном создании изображений обратного рассеяния и передачи.
[0037] Последний вариант осуществления для обеспечения возможности устройству выполнять формирования изображения передачи заключается в том, чтобы иметь съемный или переключаемый механизм 108 формирования луча (показано на фиг. 1), что позволяет устройству переключаться с формирования качаемого узконаправленного луча на формирование веерного луча. В своем веерном режиме устройство 100 формирования изображения может быть объединено со съемным высокоразрешающим сегментированным матричным детектором 400 передачи, который содержит множество малых детекторных элементов 402, как показано на фиг. 4. Вариант осуществления полезной модели, изображенный на фиг. 4, имеет особое преимущество в высокоразрешающем формировании изображения длинных структур, таких как трубы или деревянные балки.
Конфигурации детектора обратного рассеяния
[0038] Многочисленные варианты осуществления настоящей полезной модели используют различные конфигурации для детекторов обратного рассеяния для повышения производительности или для предоставления дополнительной информации. Некоторые из них перечислены ниже, в качестве примера:
1) Раскладные детекторы для обеспечения большей площади детектора. Это позволяет получить очень компактное устройство с точки зрения укладки и мобильности, но обеспечивает возможность достижения более высокой производительности формирования изображения. Это особенно полезно, когда расстояние удаления должно быть больше, из-за недостатка места или из-за большой площади, которая должна сканироваться, и это осуществляется быстрее при выполнении сканирования с большего расстояния. Эти раскладные детекторы выгодно обеспечивают дополнительное экранирование рассеяния для оператора и опционально содержат дополнительные материалы, чтобы повысить их способность экранирования, такие как пластик, пропитанный свинцом или вольфрамом.
2) Асимметричный размер детектора или размещение для предоставления информации о глубине отображаемого объекта и, следовательно, обеспечения некоторой 3D информации, как описано в патенте США № 6282260, который включен в настоящий документ посредством ссылки.
3) Дополнительные модули портативных детекторов могут быть расположены близко к объекту 121 сканирования. Эти модули могут быть автономными с точки зрения питания и могут посылать свои выходные сигналы в систему сбора данных беспроводным способом (в том числе оптически), или они могут иметь кабели, которые могут быть подключены к портативному устройству или док-станции.
Переменное разрешение формирования изображения
[0039] В зависимости от сканируемых объектов, необходимых времен сканирования или расстояния удаления устройства от отображаемого объекта, может быть выгодным иметь возможность динамически изменять разрешение формирования изображения системы. Это наиболее легко достигается путем изменения ширины коллиматора, который определяет размер пучка вдоль направления сканирования (это размер пучка, перпендикулярный направлению развертки и параллельный направлению сканирования устройства по объекту). Если устройство очень близко к проверяемому объекту, уменьшение вдвое ширины коллиматора будет увеличить разрешение почти в два раза в направлении сканирования. Это также будет иметь дополнительное преимущество снижения дозы в единицу времени для окружающей среды.
[0040] Например, для первоначального высокоскоростного сканирования объекта ширина коллиматора может быть увеличена, что приводит к увеличению потока луча (то есть более быстрому сканированию), но сниженному разрешению. Если что-то подозрительное обнаружено в первом изображении с низким разрешением, то может выполняться второе, с более высоким разрешением, сканирование с уменьшенной шириной коллиматора. Ширина коллиматора может регулироваться вручную с помощью механического рычага, или альтернативно ширина коллиматора может регулироваться электрически с помощью электромеханических исполнительных механизмов или шаговых двигателей.
Удаленный источник питания или док-станция
[0041] Одним из недостатков портативного устройства, работающего от батареи, часто является продолжительность времени, в течение которого устройство может быть использовано, прежде чем потребуется, чтобы батарея подзаряжалась. Поскольку рентгеновская трубка, описанная в полезной модели, использует только около 10 Ватт электронного тока на аноде, общая потребляемая мощность устройства может быть довольно низкой, и время работы с использованием ионно-литиевого аккумулятора может быть весьма существенным.
[0042] Для применений, требующих много сканирований или сканирований на больших площадях, однако, может быть выгодным использовать больший источник питания, который не установлен в портативном устройстве. Батарея или другой тип источника (например, топливный элемент) может быть установлен на поясе оператора, в рюкзаке, носимом оператором, или в отдельном модуле, размещенном, например, на полу или на тележке.
[0043] В соответствии с другим вариантом осуществления настоящей полезной модели предоставляется портативная или не портативная док-станция, в которой находится портативное устройство. Док-станция может обеспечивать одну или несколько из четырех основных функций:
1) поддерживает устройство и перемещает его с контролируемой скоростью для выполнения высокоразрешающего формирования изображения обратного рассеяния и/или формирования изображения передачи;
2) обеспечивает дополнительную мощность, чтобы удлинить время работы;
3) заряжает аккумулятор устройства или
4) обеспечивает электрические соединения для загрузки изображений и/или диагностической информации.
Другие альтернативные варианты осуществления
[0044] В некоторых вариантах осуществления полезной модели, изображенных на фиг. 5А-5С, корпус 142 устройства включает в себя вариант осуществления, в котором корпус устройства имеет как верхнюю рукоятку 141, так и нижнюю рукоятку 140, где корпус и рукоятки обозначены на фиг. 1. Это позволяет удерживать устройство за нижнюю рукоятку для областей сканирования, которые высоко от земли, и за верхнюю рукоятку для сканирования областей, близких к полу. Кроме того, оно сконструировано таким образом, что система может выполнять качание в одном непрерывном движении из положения настолько высокого, насколько оно может достигаться оператором удобным образом (как показано на фиг. 5) на всем пути к земле (как показано на фиг. 5С), используя следующую последовательность:
1) одна рука только на нижней рукоятке (верхняя часть сканирования), как на фиг. 5;
2) обе руки на обеих рукоятках одновременно (середина сканирования), как показано на фиг. 5B;
3) одна рука только на верхней рукоятке (нижняя часть сканирования), как на фиг. 5C.
[0045] Вышеизложенный режим работы может преимущественно минимизировать усталость оператора путем разделения нагрузки между обеими руками, а также максимизировать площадь сканирования, приходящуюся на вертикальную развертку устройства.
[0046] Хотя примеры, представленные здесь, связаны с определенными комбинациями действий способа или элементов системы, следует понимать, что эти действия и эти элементы могут комбинироваться другими путями, чтобы достичь той же цели рентгеновского формирования изображения. Кроме того, отдельные признаки устройства могут выполнять требования отдельно перечисленных элементов пункта формулы. Варианты осуществления полезной модели, описанные здесь, предназначены служить только в качестве примера; вариации и модификации будут очевидны специалистам в данной области. Все такие вариации и модификации предназначены находиться в пределах объема настоящей полезной модели, как определено в прилагаемой формуле полезной модели.

Claims (16)

1. Устройство формирования изображения, содержащее:
а. корпус;
b. источник проникающего излучения, размещенный полностью внутри корпуса, для генерации проникающего излучения;
с. пространственный модулятор для формирования проникающего излучения в луч для облучения объекта и для качания луча;
d. детектор для генерации сигнала рассеяния на основе проникающего излучения, рассеянного содержимым проверяемого объекта;
e. датчик для восприятия движения относительно предыдущего положения устройства по отношению к проверяемому объеку и
f. процессор для приема сигнала рассеяния и для генерации изображения содержимого проверяемого объекта на основании по меньшей мере сигнала рассеяния.
2. Устройство формирования изображения по п.1, в котором корпус приспособлен для удерживания одной рукой оператором.
3. Устройство формирования изображения по п.1, в котором датчик является механическим кодером.
4. Устройство формирования изображения по п.1, в котором датчик является акселерометром.
5. Устройство формирования изображения по п.1, в котором датчик является оптическим датчиком.
6. Устройство формирования изображения по п.1, в котором процессор выполнен с возможностью модулировать интенсивность проникающего излучения на основе воспринятого движения устройства.
7. Устройство формирования изображения по п.1, дополнительно содержащее средство уменьшения трения, выполненное с возможностью обеспечения контакта между устройством и проверяемым объектом.
8. Устройство формирования изображения по п.7, в котором средство уменьшения трения выбрано из группы, включающей в себя колесики, роликовые колесики и колодки с низким коэффициентом трения.
9. Устройство формирования изображения по п.1, дополнительно содержащее по меньшей мере одну рукоятку, соединенную с корпусом.
10. Устройство формирования изображения по п.1, дополнительно содержащее две рукоятки, соединенные с корпусом.
11. Устройство формирования изображения по п.1, дополнительно содержащее блокировку для деактивации источника проникающего излучения, если объект не обнаружен в пределах определенной близости от устройства.
12. Устройство формирования изображения по п.1, дополнительно содержащее по меньшей мере один коллиматор для ослабления детектируемого излучения от материала в пределах заданной близости от устройства.
13. Устройство формирования изображения по п.1, дополнительно содержащее детектор передачи, связанный с устройством.
14. Устройство формирования изображения по п.1, дополнительно содержащий экран обратного рассеяния, связанный с устройством.
15. Устройство формирования изображения по п.14, в котором экран обратного рассеяния выполнен с возможностью развертывания наружу из корпуса.
16. Устройство формирования изображения по п.13, в котором экран обратного рассеяния выполнен гибким, чтобы соответствовать поверхности проверяемого объекта.
Figure 00000001
RU2014134880/28U 2012-01-27 2013-01-25 Портативное устройство рентгеновского формирования изображения обратного рассеяния RU151218U1 (ru)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261591360P 2012-01-27 2012-01-27
US61/591,360 2012-01-27
US201261598521P 2012-02-14 2012-02-14
US201261598576P 2012-02-14 2012-02-14
US61/598,521 2012-02-14
US61/598,576 2012-02-14
US201261607066P 2012-03-06 2012-03-06
US61/607,066 2012-03-06
PCT/US2013/023125 WO2013112819A1 (en) 2012-01-27 2013-01-25 Hand-held x-ray backscatter imaging device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU151218U1 true RU151218U1 (ru) 2015-03-27

Family

ID=48870225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014134880/28U RU151218U1 (ru) 2012-01-27 2013-01-25 Портативное устройство рентгеновского формирования изображения обратного рассеяния

Country Status (17)

Country Link
US (1) US20130195248A1 (ru)
EP (1) EP2807474A4 (ru)
JP (1) JP3195776U (ru)
CN (1) CN205103190U (ru)
BR (1) BR212014018332Y1 (ru)
CA (1) CA2862043A1 (ru)
CZ (1) CZ29627U1 (ru)
DE (1) DE202013011828U1 (ru)
DK (1) DK201600059Y3 (ru)
ES (1) ES1134788Y (ru)
FI (1) FI11290U1 (ru)
IL (1) IL232783B (ru)
IT (1) IT201600111552U1 (ru)
PE (1) PE20150233Z (ru)
PL (1) PL70150Y1 (ru)
RU (1) RU151218U1 (ru)
WO (1) WO2013112819A1 (ru)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9958569B2 (en) 2002-07-23 2018-05-01 Rapiscan Systems, Inc. Mobile imaging system and method for detection of contraband
US10670740B2 (en) 2012-02-14 2020-06-02 American Science And Engineering, Inc. Spectral discrimination using wavelength-shifting fiber-coupled scintillation detectors
US9194828B2 (en) * 2012-05-22 2015-11-24 Aribex, Inc. Handheld x-ray system for 3D scatter imaging
US9880056B2 (en) 2014-06-27 2018-01-30 Tdw Delaware, Inc. System and method for non-destructive, in situ, positive material identification of a pipe
US9658173B2 (en) * 2014-07-30 2017-05-23 The Boeing Company Portable x-ray backscattering imaging system including a radioactive source
DE102014115383A1 (de) * 2014-08-01 2016-02-04 Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik Handgerät sowie mobile Einrichtung zur Röntgenfluoreszenzanalyse
GB2532080B (en) * 2014-11-10 2017-04-19 Epicuro Ltd Security inspection device image processing
CN107209282B (zh) 2014-11-20 2019-12-20 爱康公司 X射线扫描系统和方法
CA163498S (en) 2015-02-13 2017-09-28 Helmut Fischer Gmbh Inst Für Elektronik Und Messtechnik Handheld x-ray fluorescence measuring instrument
GB2554566B (en) * 2015-03-20 2021-06-02 Rapiscan Systems Inc Hand-held portable backscatter inspection system
US9989483B2 (en) 2015-08-17 2018-06-05 The Boeing Company Systems and methods for performing backscatter three dimensional imaging from one side of a structure
CN105652330B (zh) * 2015-12-25 2018-06-26 同方威视技术股份有限公司 便携式背散射成像检查设备及成像方法
CN105445303B (zh) * 2015-12-29 2019-02-19 清华大学 手持式背散射成像仪及其成像方法
US10359522B2 (en) 2016-01-15 2019-07-23 The Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education On Behalf Of The University Of Nevada, Las Vegas Phoswich detector with fast neutron spectroscopy function
JP6545126B2 (ja) * 2016-06-28 2019-07-17 富士フイルム株式会社 放射線照射装置
US10770195B2 (en) 2017-04-05 2020-09-08 Viken Detection Corporation X-ray chopper wheel assembly
US10983074B2 (en) 2017-05-11 2021-04-20 The Boeing Company Visual light calibrator for an x-ray backscattering imaging system
USD854158S1 (en) * 2017-07-11 2019-07-16 Sociedad Espanola De Electromedicina Y Calidad, Sa Portable x-ray device
USD839428S1 (en) * 2017-07-11 2019-01-29 Sociedad Espanola De Electromedicina Y Calidad, Sa Portable x-ray device
USD839430S1 (en) * 2017-07-11 2019-01-29 Sociedad Espanola De Electromedicina Y Calidad, Sa Portable x-ray device
USD839429S1 (en) * 2017-07-11 2019-01-29 Sociedad Espanola De Electromedicina Y Calidad,Sa Handle assembly for a portable x-ray device
RU176238U1 (ru) * 2017-10-04 2018-01-12 Общество с ограниченной ответственностью "Флэш электроникс" Ручной досмотровый сканер
EP3746816A1 (en) * 2018-02-02 2020-12-09 Viken Detection Corporation System and kit for x-ray backscatter imaging with removable detector
US11026645B2 (en) 2018-02-07 2021-06-08 Illinois Tool Works Inc. Radiography backscatter shields and X-ray imaging systems including backscatter shields
US10648931B2 (en) 2018-03-29 2020-05-12 The Boeing Company X-ray inspection system and method for pipes
US10712292B2 (en) * 2018-03-29 2020-07-14 The Boeing Company Backscatter x-ray inspection system for pipes
US10830911B2 (en) 2018-06-20 2020-11-10 American Science And Engineering, Inc. Wavelength-shifting sheet-coupled scintillation detectors
JP6763526B2 (ja) * 2018-06-29 2020-09-30 シャープ株式会社 非破壊検査装置、及び、非破壊検査方法
US11257653B2 (en) * 2020-03-27 2022-02-22 The Boeing Company Integrated aperture shield for x-ray tubes
US11169098B2 (en) 2020-04-02 2021-11-09 The Boeing Company System, method, and apparatus for x-ray backscatter inspection of parts
US11681068B2 (en) 2020-06-02 2023-06-20 Viken Detection Corporation X-ray imaging apparatus and method
US11175245B1 (en) 2020-06-15 2021-11-16 American Science And Engineering, Inc. Scatter X-ray imaging with adaptive scanning beam intensity
EP3933881A1 (en) 2020-06-30 2022-01-05 VEC Imaging GmbH & Co. KG X-ray source with multiple grids
CN114166874A (zh) * 2020-09-11 2022-03-11 同方威视技术股份有限公司 背散射检查系统和方法
CN114166875B (zh) * 2020-09-11 2024-01-12 同方威视技术股份有限公司 背散射检查系统
US20230290533A1 (en) * 2020-09-16 2023-09-14 Viken Detection Corporation X-Ray Scanning with Variable Resolution
WO2022094616A1 (en) * 2020-10-30 2022-05-05 Viken Detection Corporation X-ray pipe inspection system
US11340361B1 (en) 2020-11-23 2022-05-24 American Science And Engineering, Inc. Wireless transmission detector panel for an X-ray scanner
WO2023164477A1 (en) * 2022-02-23 2023-08-31 Viken Detection Corporation Target x-ray inspection system and method

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4187425A (en) * 1978-04-14 1980-02-05 Ndt Systems, Inc. Pipe inspection systems
US5600303A (en) * 1993-01-15 1997-02-04 Technology International Incorporated Detection of concealed explosives and contraband
US5763886A (en) * 1996-08-07 1998-06-09 Northrop Grumman Corporation Two-dimensional imaging backscatter probe
JPH10185842A (ja) 1996-12-20 1998-07-14 Toshiba Fa Syst Eng Kk X線検査装置
US6282260B1 (en) * 1998-12-14 2001-08-28 American Science & Engineering, Inc. Unilateral hand-held x-ray inspection apparatus
WO2000037928A2 (en) * 1998-12-22 2000-06-29 American Science And Engineering, Inc. Unilateral hand-held x-ray inspection apparatus
US6870975B1 (en) * 2001-11-14 2005-03-22 Fiber Optic Systems Technology, Inc. Fiber optic sensor usable over wide range of gage lengths
US6909770B2 (en) * 2001-12-05 2005-06-21 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Methods for identification and verification using vacuum XRF system
US20090257555A1 (en) * 2002-11-06 2009-10-15 American Science And Engineering, Inc. X-Ray Inspection Trailer
US7299806B2 (en) * 2003-11-25 2007-11-27 General Electric Company Compliant probe interface assembly
WO2007051092A2 (en) * 2005-10-24 2007-05-03 American Science And Engineering, Inc. X-ray inspection based on scatter detection
US7796251B2 (en) * 2006-03-22 2010-09-14 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Method, apparatus and system for rapid and sensitive standoff detection of surface contaminants
EP2025205B1 (en) * 2006-05-25 2017-01-11 Thermo Scientific Portable Analytical Instruments Inc. Portable x-ray fluorescence instrument with tapered absorption collar
US7796733B2 (en) * 2007-02-01 2010-09-14 Rapiscan Systems, Inc. Personnel security screening system with enhanced privacy
GB0710579D0 (en) * 2007-06-02 2007-07-11 Univ Cranfield Detecion of x-ray scattering
US7742568B2 (en) * 2007-06-09 2010-06-22 Spectrum San Diego, Inc. Automobile scanning system
CN101951990A (zh) * 2007-12-23 2011-01-19 Oraya治疗公司 检测、控制和预测辐射传输的方法和装置
US20100098216A1 (en) * 2008-10-17 2010-04-22 Moxtek, Inc. Noise Reduction In Xray Emitter/Detector Systems

Also Published As

Publication number Publication date
ES1134788Y (es) 2015-03-10
BR212014018332U2 (pt) 2015-11-10
WO2013112819A1 (en) 2013-08-01
FI11290U1 (fi) 2016-06-21
ES1134788U (es) 2014-12-17
BR212014018332Y1 (pt) 2020-07-21
EP2807474A4 (en) 2015-12-30
DE202013011828U1 (de) 2014-10-17
CZ29627U1 (cs) 2016-07-12
DK201600059U1 (en) 2016-05-27
CN205103190U (zh) 2016-03-23
CA2862043A1 (en) 2013-08-01
EP2807474A1 (en) 2014-12-03
US20130195248A1 (en) 2013-08-01
DK201600059Y3 (da) 2016-07-08
PL123398U1 (pl) 2015-09-28
IL232783A0 (en) 2014-07-31
PE20150233Z (es) 2015-02-12
JP3195776U (ja) 2015-02-05
IT201600111552U1 (it) 2018-05-07
IL232783B (en) 2018-07-31
PL70150Y1 (pl) 2018-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU151218U1 (ru) Портативное устройство рентгеновского формирования изображения обратного рассеяния
US11796711B2 (en) Modular CT scanning system
JP6746603B2 (ja) 手持ち式携帯型後方散乱検査システム
CN101960333B (zh) 用于人员筛查的多重图像的收集和合成
JP6415023B2 (ja) 3d散乱撮像に用いるハンドヘルドx線システム
JP6410407B2 (ja) 三次元後方散乱撮像システム
EP2541279A2 (en) X-Ray Scanners
US9110172B2 (en) Portable and versatile X-ray or gamma imaging device for non-destructive examination of suspicious packages, integrating transmission and backscattering imaging techniques
US9194828B2 (en) Handheld x-ray system for 3D scatter imaging
US20240111070A1 (en) X-Ray Scanners
CN116263415A (zh) 一种模块化背散射成像仪
AT15042U1 (de) Hand-Röntgenbildgebungsgerät mittels Rückstreuung