RU2715813C1 - Installation for examination of objects, mainly railway cars - Google Patents

Installation for examination of objects, mainly railway cars Download PDF

Info

Publication number
RU2715813C1
RU2715813C1 RU2019125756A RU2019125756A RU2715813C1 RU 2715813 C1 RU2715813 C1 RU 2715813C1 RU 2019125756 A RU2019125756 A RU 2019125756A RU 2019125756 A RU2019125756 A RU 2019125756A RU 2715813 C1 RU2715813 C1 RU 2715813C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation source
collimator
installation according
installation
radiation
Prior art date
Application number
RU2019125756A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Игоревич Корчагин
Дмитрий Сергеевич Корчагин
Артем Сергеевич Корчагин
Original Assignee
Сергей Игоревич Корчагин
Дмитрий Сергеевич Корчагин
Артем Сергеевич Корчагин
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 Сергей Игоревич Корчагин, Дмитрий Сергеевич Корчагин, Артем Сергеевич Корчагин filed Critical Сергей Игоревич Корчагин
Priority to RU2019125756A priority Critical patent/RU2715813C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2715813C1 publication Critical patent/RU2715813C1/en

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
    • G01N23/02Investigating 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 transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04Investigating 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 transmitting the radiation through the material and forming images of the material

Abstract

FIELD: devices for inspection of objects.
SUBSTANCE: invention can be used for inspection of objects, mainly railway cars. Essence of the invention consists in the fact that the installation has two versions. In the first version, the apparatus includes a radiation source with a collimator, a detector recording device, a data processing unit and a monitor placed under the object. Radiation source and the collimator are installed with an angular degree of freedom along the longitudinal axis of the object, at that, the radiation source is connected to a drive of reciprocal motion, which provides its double oscillation cycle for the period of passage of the object above the radiation source. Collimator is connected to a vibration exciter placed on the radiation source. Reciprocating drive can be electromechanical, hydraulic, pneumatic and other type, at that it has variable speed. Vibration exciter, which oscillates collimator, has variable oscillation frequency. Detector recording device used is a detector array having an arched shape in its cross-section. Second version of the installation differs from the first one in that the radiation source and the collimator are installed with an angular degree of freedom in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the object.
EFFECT: possibility of obtaining 3D image of a cargo carried by an object, more accurately determine atomic weight and percentage content of non-metallic inclusions in scrap metal supplied for processing, increase the number of views of the transported cargo, increase the quality of scanning vehicles and reduce losses of metal processing organizations.
16 cl, 11 dwg

Description

Предложенное техническое решение задачи относится к области контроля железнодорожных вагонов открытого типа, без проникновения в грузовое пространство и может быть использовано для досмотра с целью обнаружения скрытых предметов, веществ и материалов, а также экспресс-измерения массы металлического лома и количества немагнитных материалов находящегося в транспортном средстве.The proposed technical solution of the problem relates to the field of control of open-type railcars without penetrating into the cargo area and can be used for inspection in order to detect hidden objects, substances and materials, as well as express measurements of the mass of scrap metal and the amount of non-magnetic materials in the vehicle .

Зачастую качество вторичного металлического лома, поступающего на переработку в металлургические производства, не соответствует максимально допустимой засоренности металлического лома, которая по всем категориям не должна превышать 5% от общей массы металлолома.Often the quality of recycled scrap metal, which is sent to metallurgical plants for processing, does not correspond to the maximum allowable contamination of scrap metal, which in all categories should not exceed 5% of the total mass of scrap metal.

Многие поставщики металлолома, отгружающие его железнодорожным транспортом, нарушают эти нормы, что приводит к финансовым потерям металлоперерабатывающих организации.Many suppliers of scrap metal shipping it by rail violate these standards, which leads to financial losses of metal processing organizations.

Известен способ досмотра и досмотровой комплекс (см. патент №2512679 от 10.04.2014 г.). В данном досмотровом комплексе выполняется двустороннее сканирование досматриваемого человека тонкими пучками рентгеновского излучения из двух, размещенных по разные стороны досматриваемого человека, источников рентгеновского излучения. При этом источники излучения осуществляют вертикальное перемещение с помощью электроприводных кареток. Оба источника рентгеновского излучения перемещаются одновременно и асинхронно с задержкой начала сканирования одного относительно другого, а рассеянное рентгеновское излучение, прошедшее от противоположного источника рентгеновского излучения, поглощают посредством защитных экранов на каждом из приемных детекторов.A known method of inspection and inspection complex (see patent No. 2512679 of 04/10/2014). In this inspection complex, a two-sided scanning of an inspected person with thin beams of X-ray radiation is performed from two sources of X-ray radiation located on opposite sides of the inspected person. In this case, the radiation sources carry out vertical movement with the help of electric drive carriages. Both sources of x-ray radiation move simultaneously and asynchronously with a delay in the start of scanning one relative to the other, and the scattered x-ray radiation transmitted from the opposite source of x-ray radiation is absorbed by protective shields on each of the receiving detectors.

К недостатку данного досмотрового комплекса следует отнести использование двух источников излучения, что ведет к его удорожанию. Указанный досмотровой комплекс реализует сложную кинематику механизма возвратно- поступательного перемещения источников излучения, что может приводить к его быстрому выходу из строя. Кроме того, данный досмотровой комплекс не может быть использован для досмотра крупногабаритных объектов, таких как железнодорожные вагоны.The disadvantage of this inspection complex is the use of two radiation sources, which leads to its cost increase. The specified inspection complex implements complex kinematics of the mechanism of reciprocating movement of radiation sources, which can lead to its rapid failure. In addition, this inspection complex cannot be used for the inspection of large-sized objects, such as railway cars.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является «Способ радиометрического контроля крупногабаритных объектов» (см. патент №2284511 от 20.06.2014 г.). Способ заключается в просвечивании объекта веерным пучком проникающего излучения, регистрации прошедшего сквозь объект излучения детекторной линейкой, сканировании объекта с последующим восстановлением изображения путем соответствующей обработки результатов измерений. Веерные пучки формируют несколькими источниками импульсного тормозного излучения, например, бетатронами, фокусы которых располагают по горизонтали на одной линии, при этом оси пучков каждого источника направлены таким образом, чтобы охватывалось все поперечное сечение объекта. Излучение регистрируют детекторными линейками, расположенными в плоскости пучка соответствующего источника излучения в пределах угла половинной мощности дозы, и моменты генерации излучения источников сдвигают во времени, чтобы обеспечить их раздельную регистрацию.The closest technical solution to the proposed one is the "Method of radiometric control of large-sized objects" (see patent No. 2284511 from 06/20/2014). The method consists in illuminating an object with a fan beam of penetrating radiation, registering a detector line through the radiation object, scanning the object with subsequent restoration of the image by correspondingly processing the measurement results. Fan beams are formed by several sources of pulsed bremsstrahlung, for example, betatrons, the foci of which are placed horizontally on the same line, while the axis of the beams of each source are directed so that they cover the entire cross section of the object. The radiation is recorded by detector arrays located in the beam plane of the corresponding radiation source within the angle of half the dose rate, and the moments of generation of radiation from the sources are shifted in time to ensure their separate registration.

В результате использования нескольких источников излучения, фокусы которых расположены на одной линии по горизонтали, и формирующих суммарный пучок излучения с необходимым углом расходимости и энергией, обеспечивающей контроль материалов больших толщин и плотности.As a result of using several radiation sources, the foci of which are located on the same horizontal line and forming a total radiation beam with the necessary divergence angle and energy, providing control of materials of large thickness and density.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит два или более импульсных источника с одинаковыми параметрами, фокусы которых располагают на одной линии по горизонтали, при этом оси пучков каждого источника излучения должны быть направлены таким образом, чтобы суммарный веерный пучок охватил все поперечное сечение объекта. Веерообразный пучок формируется системой коллиматоров излучателей. Расстояние между источниками излучения определяется их конструктивными размерами. Источники излучения можно располагать, например, сбоку от объекта контроля или снизу (см. фиг. 2.1, патент №2284511).A device that implements the proposed method contains two or more pulsed sources with the same parameters, the foci of which are located on the same horizontal line, while the axis of the beams of each radiation source should be directed so that the total fan beam covers the entire cross section of the object. A fan-shaped beam is formed by a system of collimators of emitters. The distance between the radiation sources is determined by their structural dimensions. Sources of radiation can be located, for example, on the side of the control object or from below (see Fig. 2.1, patent No. 2284511).

Расположение источников излучения снизу объекта по одной линии в поперечном направлении позволяет обеспечить достаточно большой суммарный угол расходимости при небольшом фокусном расстоянии и небольшой мощности дозы излучения. Детекторные линейки располагаются в плоскости луча соответствующего источника в пределах угла половинной мощности дозы. Число детекторных линеек соответствует числу источников излучения.The location of the radiation sources from the bottom of the object along one line in the transverse direction allows us to provide a sufficiently large total divergence angle with a small focal length and a small radiation dose rate. The detector lines are located in the beam plane of the corresponding source within the angle of half the dose rate. The number of detector lines corresponds to the number of radiation sources.

К недостатку данного способа и реализующего его устройства следует отнести наличие двух источников излучения, настройка суммарного угла расходимости которых представляет определенные трудности. Также наличие двух источников не позволяет достаточно корректно получить пространственное 3D изображение транспортируемого объектом груза, поскольку сканирование происходит в заданном положении источника излучения. Кроме этого в данном способе не реализуется конкретизация положения объекта в заданный момент времени, что не позволяет обеспечить точное определение объема и атомного веса неметаллических включений в металлоломе, поставляемом на переработку.The disadvantage of this method and the device that implements it is the presence of two radiation sources, setting the total angle of divergence of which presents certain difficulties. Also, the presence of two sources does not make it possible to correctly obtain a 3D spatial image of the cargo transported by the object, since scanning takes place in a given position of the radiation source. In addition, this method does not implement the specification of the position of the object at a given point in time, which does not allow for accurate determination of the volume and atomic weight of non-metallic inclusions in scrap metal supplied for processing.

Техническим результатом предложенного технического решения задачи является повышение эффективности досмотра транспортируемого груза, преимущественно в железнодорожных вагонах путем получения 3D изображения и более точного определения объема, и атомного веса неметаллических включении в поставляемом на переработку металлоломе.The technical result of the proposed technical solution to the problem is to increase the efficiency of inspection of transported goods, mainly in railway cars by obtaining 3D images and more accurate determination of the volume and atomic weight of non-metallic inclusions in scrap metal supplied for processing.

Вариант 1Option 1

Технический результат достигается тем, что в установке для досмотра объектов, преимущественно железнодорожных вагонов, включающей размещенный под объектом источник излучения с коллиматором, детекторное регистрирующее устройство, блок обработки данных и монитор, источник излучения и коллиматор установлены с угловой степенью свободы вдоль продольной оси объекта, при этом источник излучения связан с приводом возвратно - поступательного движения обеспечивающим его двойной цикл колебаний за период прохождения объекта над источником излучения, а коллиматор связан с вибровозбудителем размещенным на источнике излучения.The technical result is achieved by the fact that in the installation for inspection of objects, mainly railway cars, including a radiation source with a collimator located under the object, a detector recording device, a data processing unit and a monitor, a radiation source and a collimator are installed with an angular degree of freedom along the longitudinal axis of the object, this source of radiation associated with the drive reciprocating - providing its double oscillation cycle during the passage of the object over the source of radiation exercises, and the collimator is connected with a vibration exciter located on the radiation source.

Преимущественно чтобы, привод возвратно-поступательного движения был электромеханического, гидравлического, пневматического и прочего типа.Mostly, the reciprocating drive should be of an electromechanical, hydraulic, pneumatic and other type.

Преимущественно чтобы, привод возвратно-поступательного движения имел варьируемую скорость движения.Advantageously, the reciprocating drive has a variable speed.

Преимущественно чтобы, вибровозбудитель имел варьируемую частоту колебаний.It is preferable that the vibration exciter has a variable oscillation frequency.

Преимущественно чтобы, в качестве детекторного регистрирующего устройства была использована детекторная матрица.Advantageously, a detector array is used as the detection recording device.

Преимущественно чтобы, детекторная матрица имела в своем сечении дугообразную форму.It is preferable that the detector matrix has an arched shape in its cross section.

Преимущественно чтобы, в качестве источника излучения был использован рентгеновский генератор с линейным ускорителем.Mostly, an X-ray generator with a linear accelerator should be used as a radiation source.

Преимущественно чтобы, источник излучения выдавал рентгеновское излучение с энергией в диапазоне от 150 до 500 кэВ, и в диапазоне от 1 до 10 МэВ.Advantageously, the radiation source produces x-rays with energies in the range of 150 to 500 keV, and in the range of 1 to 10 MeV.

На фиг. 1 - изображен общий вид на установку.In FIG. 1 - shows a general view of the installation.

На фиг. 2 - показан вид А на фиг. 1In FIG. 2 is a view A of FIG. 1

На фиг. 3 - показан разрез по Б-Б на фиг. 1.In FIG. 3 shows a section along BB in FIG. 1.

На фиг. 4 - показан общий вид на установку при сканировании груза объекта снизу-спереди.In FIG. 4 - shows a general view of the installation when scanning the load of the object from the bottom to the front.

На фиг. 5 - показан общий вид на установку при сканировании груза объекта снизу.In FIG. 5 - shows a general view of the installation when scanning the load of the object from below.

На фиг. 6 - показан общий вид на установку при сканировании груза объекта снизу-сзади.In FIG. 6 - shows a general view of the installation when scanning the load of the object from the bottom-back.

На фиг. 7 - показано место С на фиг. 5.In FIG. 7 shows place C in FIG. 5.

На фиг. 8 - показано место Д на фиг. 5.In FIG. 8 shows place D in FIG. 5.

Предложенное техническое решение задачи состоит из источника излучения 1 размещенного под объектом 2, например, железнодорожным вагоном (фиг. 1). В качестве источника излучения 1 используется рентгеновский генератор с линейным ускорителем с энергией рентгеновского излучения в диапазоне от 150 до 500 кэВ, и в диапазоне от 1 до 10 МэВ.The proposed technical solution to the problem consists of a radiation source 1 located under the object 2, for example, a railway carriage (Fig. 1). As the radiation source 1, an X-ray generator with a linear accelerator with an X-ray energy in the range from 150 to 500 keV and in the range from 1 to 10 MeV is used.

Источник излучения 1 и его коллиматор 4 установлены с угловой степенью свободы по продольной оси Z-Z, объекта 2 (фиг. 2). Это позволяет изменять направление веерного пучка рентгеновского излучения по обе стороны от вертикали в направлении движения объекта 2. При этом источник излучения 1 связан с приводом возвратно- поступательного движения 3 имеющем варьируемую скорость движения. В качестве привода возвратно-поступательного движения 3 может быть использован привод электромеханического, гидравлического, пневматического и прочего типов. Коллиматор 4 размещен на источнике излучения 1 и приводится в колебательное движение вибровозбудителем 5 имеющем варьируемую частоту колебаний.The radiation source 1 and its collimator 4 are installed with an angular degree of freedom along the longitudinal axis Z-Z, object 2 (Fig. 2). This allows you to change the direction of the fan beam of x-ray radiation on both sides of the vertical in the direction of movement of the object 2. In this case, the radiation source 1 is connected to a reciprocating motion drive 3 having a variable speed of movement. As the drive of the reciprocating movement 3 can be used to drive an electromechanical, hydraulic, pneumatic and other types. The collimator 4 is placed on the radiation source 1 and is driven into vibrational motion by the vibration exciter 5 having a variable oscillation frequency.

Детекторное регистрирующее устройство 6, принимающее просканированные данные транспортируемого объектом 2 груза, размещено над объектом 2 и закреплено на Г-образных фермах 7.The detector recording device 6, receiving the scanned data of the cargo transported by the object 2, is placed above the object 2 and mounted on the L-shaped trusses 7.

В качестве детекторного регистрирующего устройства 6 используется детекторная матрица, имеющая в своем сечении дугообразную форму (фиг. 3).As the detector recording device 6, a detector matrix is used having an arcuate shape in its cross section (Fig. 3).

Предложенное техническое решение задачи работает следующим образом.The proposed technical solution to the problem works as follows.

При прохождении объектом 2 досмотровой зоны установки, срабатывает датчик скорости 8 движения объекта 2 (фиг. 2) и подает сигнал в блок обработки данных 9, где сигнал обрабатывается и на основе его анализа задается скорость привода возвратно - поступательного движения 3 (фиг. 1). В результате источник излучения 1 размещенный на шарнирной опоре 10 имеющей угловую степень свободы по продольной оси Z-Z объекта 2, совершает колебательные движения с заданной частотой в пределах (0.1-1) Гц, изменяя направление веерного пучка рентгеновских излучения. При этом щелевой коллиматор 4 установки установлен таким образом, чтобы веерный пучок рентгеновского излучения, угол которого составляет (40-45) градусов, пронизывал все поперечное сечение объекта 2 (фиг. 3). А блоком обработки данных 9 задается такая скорость приводу возвратно-поступательного движения 3, при которой источник излучения 1 совершает за время продвижения объекта 2 над источником излучения 1 не менее двух колебаний.When the object 2 passes through the inspection zone of the installation, the speed sensor 8 of the object 2 moves (Fig. 2) and sends a signal to the data processing unit 9, where the signal is processed and, based on its analysis, the speed of the reciprocating motion drive 3 is set (Fig. 1) . As a result, the radiation source 1 located on the hinged support 10 having an angular degree of freedom along the longitudinal axis Z-Z of the object 2, performs oscillatory movements with a given frequency in the range (0.1-1) Hz, changing the direction of the fan beam of x-ray radiation. In this case, the slotted collimator 4 of the installation is installed so that the fan beam of x-ray radiation, the angle of which is (40-45) degrees, penetrates the entire cross section of the object 2 (Fig. 3). And the data processing unit 9 sets the speed of the reciprocating motion drive 3 at which the radiation source 1 performs at least two oscillations during the advancement of the object 2 above the radiation source 1.

На фиг. 4 представлена точка - К, патрубка 11. В момент начала движения источника излучения 1, точка - К фиксируется детекторным регистрирующим устройством 6 и представляет регистрацию груза (его ракурс) в данном случае патрубка 11 снизу и спереди. При дальнейшем продвижении объекта 2, точка - К оказывается над источником излучения 1 (фиг. 5). За это время источник излучения 1 двигаясь слева направо и совершив пол цикла колебаний, движется в обратную сторону (справа налево), и в момент нахождения точки - К над источником излучения 1, совершает сканирование точки К в положении снизу. Завершив один цикл колебаний, источник излучения 1 начинает новый цикл и нагнав точку - К сканирует ее снизу и с сзади (фиг. 6). Далее источник излучения 1 продолжая сканировать объект 2 возвращается в исходное положение (наклон влево, фиг. 4). Таким образом, за два цикла колебательного движения веерным пучком рентгеновского излучения совершается сканирование груза объекта 2 в трех ракурсах.In FIG. 4 shows the point - K, pipe 11. At the beginning of the movement of the radiation source 1, the point - K is fixed by the detecting recording device 6 and represents the registration of the load (its angle) in this case, the pipe 11 from the bottom and front. With further advancement of the object 2, the point - K appears above the radiation source 1 (Fig. 5). During this time, the radiation source 1 moving from left to right and completing the floor of the oscillation cycle, moves in the opposite direction (from right to left), and when the point - K is located above the radiation source 1, it scans the point K in the bottom position. After completing one cycle of oscillations, the radiation source 1 begins a new cycle and catching a point - K scans it from below and from behind (Fig. 6). Next, the radiation source 1 while continuing to scan the object 2 returns to its original position (tilt to the left, Fig. 4). Thus, in two cycles of oscillatory motion with a fan beam of x-ray radiation, the cargo of object 2 is scanned in three angles.

1. Снизу и спереди.1. Bottom and front.

2. Снизу.2. From below.

3. Снизу и сзади.3. Bottom and back.

Полученные ракурсы транспортируемого объектом 2 груза позволяют получить его пространственное 3D изображение, что увеличивает эффективность установки.The obtained angles of the cargo transported by the object 2 make it possible to obtain its 3D spatial image, which increases the efficiency of the installation.

При этом необходимым условием является, чтобы за время продвижения объекта 2 над источником излучения 1, веерный пучок рентгеновского излучения успел совершить не менее двух циклов колебательного движения.In this case, a necessary condition is that during the advancement of object 2 above the radiation source 1, the fan beam of x-ray radiation has time to complete at least two cycles of oscillatory motion.

Следует отметить, что сканирование груза объекта 2 может быть осуществлено за полцикла колебаний источника излучения 1, но тогда невозможно будет получить 3D изображение.It should be noted that scanning of the cargo of object 2 can be carried out in half a cycle of oscillations of the radiation source 1, but then it will be impossible to obtain a 3D image.

Коллиматор 4 источника излучения 1 связанный с вибровозбудителем 5 также осуществляет колебания по продольной оси Z-Z объекта 2 (фиг. 7). Данные колебания носят высокочастотный характер. Эти колебания позволяют осуществить сканирование, например, точка - К грузу объекта 2 в более узком ракурсе, определяемом углом α (фиг. 8). То есть, точка К за пройденное ей расстояние - L успевает быть просканирована в нескольких микроракурсах. Это позволяет конкретизировать информационные данные по грузу, в частности его плотности и атомному весу. Вибровозбудитель 5 имеет варьируемую частоту колебаний, которая задается через информативную связь: датчик скорости 8 объекта 2 - блок обработки данных 9 - вибровозбудитель 5. Данная связь аналогична вышеприведенной связи по изменению скорости привода возвратно-поступательного движения 3, но отличается высокочастотным характером колебаний вибровозбудителя 5.The collimator 4 of the radiation source 1 associated with the exciter 5 also oscillates along the longitudinal axis Z-Z of object 2 (Fig. 7). These fluctuations are of high frequency nature. These vibrations allow you to scan, for example, point - To the load of the object 2 in a narrower angle, determined by the angle α (Fig. 8). That is, point K for the distance traveled by it - L manages to be scanned in several micro-angles. This allows you to specify informational information on the load, in particular its density and atomic weight. Vibration exciter 5 has a variable vibration frequency, which is set via informative communication: speed sensor 8 of object 2 - data processing unit 9 - vibration exciter 5. This connection is similar to the above connection for changing the speed of the reciprocating drive 3, but differs in the high-frequency nature of vibration of exciter 5.

Сканирование груза коллиматорной вибрацией позволяет конкретизировать (уточнить) его изображение на мониторе 12. Эта конкретизация груза, транспортируемого объектом 2, позволяет более точно определить объем неметаллических включений и их атомный вес.Scanning the load with collimator vibration allows you to specify (clarify) its image on the monitor 12. This specification of the cargo transported by the object 2, allows you to more accurately determine the volume of non-metallic inclusions and their atomic weight.

Вариант 2Option 2

Технический результат достигается тем, что в установке для досмотра объектов, преимущественно железнодорожных вагонов, включающей размещенный под объектом источник излучения с коллиматором, детекторное регистрирующее устройство, блок обработки данных и монитор, источник излучения и коллиматор установлены с угловой степенью свободы в вертикальной плоскости перпендикулярной продольной оси объекта, при этом источник излучения связан с приводом возвратно - поступательного движения обеспечивающим его двойной цикл колебаний за период прохождения объекта над источником излучения, а коллиматор связан с вибровозбудителем размещенным на источнике излучения.The technical result is achieved by the fact that in the installation for inspection of objects, mainly railway cars, including a radiation source located under the object with a collimator, a detection recording device, a data processing unit and a monitor, a radiation source and a collimator are installed with an angular degree of freedom in a vertical plane perpendicular to the longitudinal axis object, while the radiation source is associated with a reciprocating-translational drive providing its double oscillation cycle for the period n ohozhdeniya object of the radiation source and the collimator associated with the exciter placed on the radiation source.

Преимущественно чтобы привод возвратно-поступательного движения был электромеханического, гидравлического, пневматического и прочего типа.Mostly, the reciprocating drive should be of an electromechanical, hydraulic, pneumatic and other type.

Преимущественно чтобы, привод возвратно-поступательного движения имел варьируемую скорость движения.Advantageously, the reciprocating drive has a variable speed.

Преимущественно чтобы, вибровозбудитель имел варьируемую частоту колебаний.It is preferable that the vibration exciter has a variable oscillation frequency.

Преимущественно чтобы, в качестве детекторного регистрирующего устройства использовалась детекторная матрица.Advantageously, a detector array is used as the detection recording device.

Преимущественно чтобы, детекторная матрица в своем сечении имела дугообразную форму.Advantageously, the detector matrix in its cross section has an arched shape.

Преимущественно чтобы, в качестве источника излучения был использован рентгеновский генератор с линейным ускорителем.Mostly, an X-ray generator with a linear accelerator should be used as a radiation source.

Преимущественно чтобы, источник излучения выдавал рентгеновское излучение с энергией в диапазоне от 150 до 500 кэВ, и в диапазоне от 1 до 10 МэВ.Advantageously, the radiation source produces x-rays with energies in the range of 150 to 500 keV, and in the range of 1 to 10 MeV.

На фиг. 9 - показан вид сверху на установку.In FIG. 9 - shows a top view of the installation.

На фиг. 10 - представлен вид спереди на установку.In FIG. 10 is a front view of the installation.

На фиг. 11 - показан разрез по Е-Е на фиг. 10.In FIG. 11 shows a section along EE in FIG. 10.

Данный вариант отличается от вышеприведенного тем, что источник излучения 1 и коллиматор 4 установлены с угловой степенью свободы в плоскости N-N перпендикулярной продольной оси объекта 2 (фиг. 9) позволяющей изменять направление веерного пучка рентгеновского излучения по обе стороны от вертикали перпендикулярно поперечному сечению объекта 2.This option differs from the above in that the radiation source 1 and the collimator 4 are installed with an angular degree of freedom in the N-N plane perpendicular to the longitudinal axis of object 2 (Fig. 9), which allows you to change the direction of the x-ray fan beam on both sides of the vertical perpendicular to the cross section of object 2.

Предложенное техническое решение задачи работает следующим образом.The proposed technical solution to the problem works as follows.

При прохождении объектом 2 досмотровой зоны установки, срабатывает датчик скорости 8 движения объекта 2 (фиг. 9) и подает сигнал в блок обработки данных 9, где сигнал обрабатывается и на основе его анализа задается скорость привода возвратно поступательного движения 3. В результате источник излучения 1 размещенный на шарнирной опоре 10 имеющей угловую степень свободы в вертикальной плоскости N-N перпендикулярной продольной оси объекта 2, совершает колебательные движения, с заданной частотой изменяя направление веерного пучка рентгеновских излучения от точки F до точки G, и обратно, детекторного регистрирующего устройства 6 (фиг. 10). При этом щелевой коллиматор 4 установки установлен таким образом, чтобы веерный пучок рентгеновских излучения, угол которого составляет (40-45) градусов, был параллелен направлению движения объекта 2 (фиг. 11).When the object 2 passes through the inspection zone of the installation, the speed sensor 8 of the movement of object 2 is activated (Fig. 9) and sends a signal to the data processing unit 9, where the signal is processed and, based on its analysis, the speed of the reciprocating motion drive 3 is set. As a result, the radiation source 1 placed on a hinged support 10 having an angular degree of freedom in the vertical plane NN perpendicular to the longitudinal axis of the object 2, performs oscillatory movements, changing the direction of the fan x-ray beam from a given frequency radiation from point F to point G, and vice versa, the detector recording device 6 (Fig. 10). In this case, the slotted collimator 4 of the installation is installed so that the fan beam of x-ray radiation, the angle of which is (40-45) degrees, is parallel to the direction of movement of the object 2 (Fig. 11).

В данном варианте сканирование объекта 2 осуществляется перпендикулярно его поперечному сечению (фиг. 10) и определено шириной объекта 2. Следовательно, амплитуда колебания источника излучения 1 меньше, что позволяет увеличить скорость привода возвратно-поступательного движения 3.In this embodiment, scanning of the object 2 is carried out perpendicular to its cross section (Fig. 10) and is determined by the width of the object 2. Therefore, the amplitude of the oscillation of the radiation source 1 is less, which allows to increase the speed of the drive reciprocating 3.

Здесь необходимым условием является, чтобы за время продвижения объекта 2 над источником излучения 1, последний успел совершить не менее двух циклов колебательного движения.Here, a necessary condition is that during the advancement of object 2 above radiation source 1, the latter has time to complete at least two cycles of oscillatory motion.

Следует отметить, что сканирование груза объекта 2 может быть осуществлено за полцикла колебаний источника излучения 1, но тогда невозможно будет получить 3D изображение.It should be noted that scanning of the cargo of object 2 can be carried out in half a cycle of oscillations of the radiation source 1, but then it will be impossible to obtain a 3D image.

Как и в варианте 1 колебательные движения источника излучения 1 позволяют получить 3D изображение груза объекта 2, однако угол ракурса в данном варианте меньше.As in option 1, the oscillatory motion of the radiation source 1 allows you to get a 3D image of the load of the object 2, however, the angle of view in this embodiment is less.

Коллиматор 4 размещенный на источнике излучения 1 связан с вибровозбудителем 5, осуществляет колебания в вертикальной плоскости N-N перпендикулярной продольной оси объекта 2 (фиг. 9). Данные колебания носят высокочастотный характер. Эти колебания позволяют осуществить сканирование груза объекта 2, как и в варианте 1, в микроракурсе, что позволяет конкретизировать информационные данные по его плотности и атомному весу.The collimator 4 located on the radiation source 1 is connected with the vibration exciter 5, oscillates in the vertical plane N-N perpendicular to the longitudinal axis of the object 2 (Fig. 9). These fluctuations are of high frequency nature. These vibrations allow you to scan the load of the object 2, as in option 1, in a micro angle, which allows you to specify information about its density and atomic weight.

К преимуществу данного варианта можно отнести меньшие габариты приямка для размещения источника излучения 1 под объектом 2, малые габариты детекторного регистрирующего устройства 6 и возможность задания более высокой скорости приводу возвратно-поступательного движения 3.The advantage of this option can be attributed to the smaller dimensions of the pit for placing the radiation source 1 under the object 2, the small dimensions of the detector recording device 6 and the ability to set a higher speed for the reciprocating drive 3.

Предложенное техническое решение задачи позволяет:The proposed technical solution to the problem allows:

- получить 3D изображение транспортируемого объектом груза.- get a 3D image of the cargo transported by the object.

- позволяет более точно определить атомный вес и процент содержания неметаллических включений в поставляемом на переработку металлоломе.- allows you to more accurately determine the atomic weight and the percentage of non-metallic inclusions in the scrap metal supplied for processing.

- увеличить количество ракурсов досмотра транспортируемого груза;- increase the number of views of the inspection of transported goods;

- повысить качество сканирования транспортных средств.- improve the quality of scanning vehicles.

- позволяет обеспечить экспресс - взвешивание транспортируемой продукции, в частности металлолома;- allows to provide express weighing of transported products, in particular scrap metal;

- снизить потери металлоперерабатывающих организаций.- reduce the loss of metal processing organizations.

Claims (16)

1. Установка для досмотра объектов, преимущественно железнодорожных вагонов, включающая размещенный под объектом источник излучения с коллиматором, детекторное регистрирующее устройство, блок обработки данных и монитор, отличающаяся тем, что источник излучения и коллиматор установлены с угловой степенью свободы по продольной оси объекта, при этом источник излучения связан с приводом возвратно-поступательного движения, обеспечивающим его двойной цикл колебаний за период прохождения объекта над источником излучения, а коллиматор связан с вибровозбудителем, размещенным на источнике излучения.1. Installation for inspection of objects, mainly railway cars, including a radiation source located under the object with a collimator, a detection recording device, a data processing unit and a monitor, characterized in that the radiation source and collimator are installed with an angular degree of freedom along the longitudinal axis of the object, the radiation source is associated with a reciprocating drive, providing its double oscillation cycle for the period of the passage of the object above the radiation source, and the coupling collimator n with exciter placed on the radiation source. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что привод возвратно-поступательного движения может быть электромеханического, гидравлического, пневматического и прочего типа.2. Installation according to claim 1, characterized in that the reciprocating drive can be electromechanical, hydraulic, pneumatic and other types. 3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что привод возвратно-поступательного движения имеет варьируемую скорость движения.3. Installation according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the reciprocating drive has a variable speed. 4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что вибровозбудитель имеет варьируемую частоту колебаний.4. Installation according to claim 1, characterized in that the vibration exciter has a variable oscillation frequency. 5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве детекторного регистрирующего устройства используется детекторная матрица.5. Installation according to claim 1, characterized in that a detector matrix is used as a detection recording device. 6. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что детекторная матрица в своем сечении имеет дугообразную форму.6. Installation according to claim 5, characterized in that the detector matrix in its section has an arcuate shape. 7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве источника излучения используется рентгеновский генератор с линейным ускорителем.7. Installation according to claim 1, characterized in that an X-ray generator with a linear accelerator is used as a radiation source. 8. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что источник излучения выдает рентгеновское излучение с энергией в диапазоне от 150 до 500 кэВ и в диапазоне от 1 до 10 МэВ.8. The apparatus according to claim 1, characterized in that the radiation source emits X-rays with energies in the range from 150 to 500 keV and in the range from 1 to 10 MeV. 9. Установка для досмотра объектов, преимущественно железнодорожных вагонов, включающая размещенный под объектом источник излучения с коллиматором, детекторное регистрирующее устройство, блок обработки данных и монитор, отличающаяся тем, что источник излучения и коллиматор установлены с угловой степенью свободы в плоскости, перпендикулярной продольной оси объекта, при этом источник излучения связан с приводом возвратно-поступательного движения, обеспечивающим его двойной цикл колебаний за период прохождения объекта над источником излучения, а коллиматор связан с вибровозбудителем, размещенным на источнике излучения.9. Installation for inspection of objects, mainly railway cars, including a radiation source located under the object with a collimator, a detection recording device, a data processing unit and a monitor, characterized in that the radiation source and collimator are installed with an angular degree of freedom in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the object , while the radiation source is associated with a reciprocating drive, providing its double oscillation cycle for the period of passage of the object above the source and radiation, and the collimator is connected with a vibration exciter located on the radiation source. 10. Установка по п. 9, отличающаяся тем, что привод возвратно-поступательного движения может быть электромеханического, гидравлического, пневматического и прочего типа.10. Installation according to claim 9, characterized in that the reciprocating drive can be electromechanical, hydraulic, pneumatic and other types. 11. Установка по пп. 9 и 10, отличающаяся тем, что привод возвратно-поступательного движения имеет варьируемую скорость движения.11. Installation according to paragraphs. 9 and 10, characterized in that the reciprocating drive has a variable speed. 12. Установка по п. 9, отличающаяся тем, что вибровозбудитель имеет варьируемую частоту колебаний.12. Installation according to claim 9, characterized in that the vibration exciter has a variable oscillation frequency. 13. Установка по п. 9, отличающаяся тем, что в качестве детекторного регистрирующего устройства используется детекторная матрица.13. Installation according to claim 9, characterized in that a detector matrix is used as a detection recording device. 14. Установка по п. 13, отличающаяся тем, что детекторная матрица в своем сечении имеет дугообразную форму.14. Installation according to claim 13, characterized in that the detector matrix in its cross section has an arcuate shape. 15. Установка по п. 9, отличающаяся тем, что в качестве источника излучения используется рентгеновский генератор с линейным ускорителем.15. Installation according to claim 9, characterized in that an X-ray generator with a linear accelerator is used as a radiation source. 16. Установка по п. 9, отличающаяся тем, что источник излучения выдает рентгеновское излучение с энергией в диапазоне от 150 до 500 кэВ и в диапазоне от 1 до 10 МэВ.16. The apparatus of claim 9, wherein the radiation source emits X-rays with energies in the range of 150 to 500 keV and in the range of 1 to 10 MeV.
RU2019125756A 2019-08-15 2019-08-15 Installation for examination of objects, mainly railway cars RU2715813C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019125756A RU2715813C1 (en) 2019-08-15 2019-08-15 Installation for examination of objects, mainly railway cars

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019125756A RU2715813C1 (en) 2019-08-15 2019-08-15 Installation for examination of objects, mainly railway cars

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2715813C1 true RU2715813C1 (en) 2020-03-03

Family

ID=69768368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019125756A RU2715813C1 (en) 2019-08-15 2019-08-15 Installation for examination of objects, mainly railway cars

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2715813C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2072513C1 (en) * 1993-04-23 1997-01-27 Научно-исследовательский институт ядерной физики Томского политехнического университета Method for tomographic inspection of large-size cargo
US20040179647A1 (en) * 2001-09-03 2004-09-16 Jinggi Zhao Contain inspection system using cobalt-60 gamma-ray source and cesium iodide or cadmium tungstate array detector
RU2284511C2 (en) * 2004-08-02 2006-09-27 Государственное научное учреждение "Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом университете" Министерства образования Российской Федерации (ГНУ "НИИ ИН при ТПУ") Radiometric method of testing large-scale objects
RU2390007C2 (en) * 2006-10-13 2010-05-20 Ньюктек Компани Лимитед System for inspecting moving object through image formation and selective protection method
US20110163239A1 (en) * 2007-02-13 2011-07-07 Sentinel Scanning Corporation CT Scanning and Contraband Detection
RU2610930C2 (en) * 2012-05-21 2017-02-17 Мб Телеком Лтд. Road and railway transport non-intrusive inspection method and system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2072513C1 (en) * 1993-04-23 1997-01-27 Научно-исследовательский институт ядерной физики Томского политехнического университета Method for tomographic inspection of large-size cargo
US20040179647A1 (en) * 2001-09-03 2004-09-16 Jinggi Zhao Contain inspection system using cobalt-60 gamma-ray source and cesium iodide or cadmium tungstate array detector
RU2284511C2 (en) * 2004-08-02 2006-09-27 Государственное научное учреждение "Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом университете" Министерства образования Российской Федерации (ГНУ "НИИ ИН при ТПУ") Radiometric method of testing large-scale objects
RU2390007C2 (en) * 2006-10-13 2010-05-20 Ньюктек Компани Лимитед System for inspecting moving object through image formation and selective protection method
US20110163239A1 (en) * 2007-02-13 2011-07-07 Sentinel Scanning Corporation CT Scanning and Contraband Detection
RU2610930C2 (en) * 2012-05-21 2017-02-17 Мб Телеком Лтд. Road and railway transport non-intrusive inspection method and system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2305829C1 (en) Method and device for recognition of materials by means of quick neutrons and continuous spectral x-ray radiation
US5260982A (en) Scattered radiation imaging apparatus
RU2444723C2 (en) Apparatus and method of inspecting objects
CA2993025C (en) System and method for internal inspection of rail components
US9846258B2 (en) X-ray backscattering safety inspection system having a distributed-type X-ray source and method using the same
JP5583993B2 (en) Miniature multifocal x-ray source, x-ray diffraction imaging system, and method for fabricating a miniature multifocal x-ray source
TR201901095T4 (en) Mobile backscatter imaging vetting apparatus and method.
US3910124A (en) Non-destructive testing procedures
EP2963455B1 (en) X-ray backscattering safety inspection system having distributed x-ray source and method using the same
US9784697B2 (en) Radiation imaging device capable of matter-element information acquisition and image based selection
CN1745296A (en) Radiation scanning units including a movable platform
US20080181357A1 (en) Combined computed tomography and nuclear resonance fluorescence cargo inspection system and method
WO2006053279A3 (en) Non-intrusive container inspection system using forward-scattered radiation
US20150377804A1 (en) Collection of tomographic inspection data using compton scattering
CN109691238B (en) System and method for improving penetration of a radiological imaging scanner
CN101501530A (en) System and method for acquiring image data
CN103529480A (en) System and method for examining aircraft
Prager et al. SAFT and TOFD—a comparative study of two defect sizing techniques on a reactor pressure vessel mock-up
US20120216618A1 (en) Methods and systems for imaging internal rail flaws
GB1598058A (en) Apparatus for tomography using penetrating radiation
RU2715813C1 (en) Installation for examination of objects, mainly railway cars
CN103901492A (en) Human body checking system
Rabe et al. Application of the total focusing method for quantitative nondestructive testing of anisotropic welds with ultrasound
RU2284511C2 (en) Radiometric method of testing large-scale objects
RU2716039C1 (en) System for inspecting self-propelled vehicles, including cargoes, passengers and driver in vehicles, method for automatic radioscopic monitoring of moving objects and radiation scanning zone and method of forming shadow image of inspected object