TWI336784B - Radiation scanning system for scanning objects,radiation scanning system,methods for examining contents of an object,and seaport - Google Patents

Radiation scanning system for scanning objects,radiation scanning system,methods for examining contents of an object,and seaport Download PDF

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TWI336784B
TWI336784B TW093101383A TW93101383A TWI336784B TW I336784 B TWI336784 B TW I336784B TW 093101383 A TW093101383 A TW 093101383A TW 93101383 A TW93101383 A TW 93101383A TW I336784 B TWI336784 B TW I336784B
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Paul Bjorkholm
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Description

1336784 —— 曰修正替換頁 玖、發明說明 ‘ 【發明所屬之技術領域】 本發明有關物體之輻射掃瞄，且更特別有關用於違禁 品之貨物運輸工具之輻射掃瞄。 【先前技術】 輻射一般係用於諸如行李、皮包、公事包等物體之非 侵入性檢查，以辨識隱藏之違禁品。違禁品包含譬如槍 枝、刀子、爆炸裝置、以及禁藥。因罪犯及恐佈份子於其 隱藏違禁品之方式已變得更富想像力，已日益需要更有效 之非侵入性檢查技術。雖然在飛機上於手提袋及於行李中 走私違禁品已爲熟知、持續進行中之事，較少宣傳但亦嚴 重之威脅係越過邊界及乘船於大貨櫃中走私違禁品。乘船 來至該美國之一千七百萬個貨櫃中僅只對其百分之2至百 分之10作檢查。可參考2 002年2月11日之美國消息及 世界報告第52頁之"檢查站之恐怖性"。 一種常見之檢查系統係線掃瞄器，其中，待檢查之物 體（諸如，行李）係通過諸如X光輻射之固定式輻射源及固 定式檢測器之間。該輻射係準直成垂直之扇形射束或錐 束，且該物體係水平地移動經過該射束。透射過該物體之 輻射係藉由該物體之內容物而被衰減至不同程度。輻射之 衰減係該輻射束所通過之物質密度之函數。檢測經衰減之 輻射，且爲檢查而產生該物體的內容物之放射照相影像。 該放射照相影像顯示該內容物之形狀、尺寸、及變化的密 1336784 ，侔ML日修正替換頁 度。 ' 於典型之海港環境中，貨船係停泊在該海港內’且貨 • 櫃係藉由起重機而自船中吊起。貨櫃可藉由起重機而被降 • 低至卡車上。假如針對違禁品而決定檢查該貨櫃，則該卡 ^ 車將該貨櫃載運至指定之檢查位置。 當被使用於海港或機場環境時，由於貨櫃之尺寸，典 型之X射線檢查系統係不切實際的。標準之貨櫃典型係 • 20-50呎長（6.1-15.2公尺）、8呎高（2.4公尺）及6-9呎寬 (1.8-2.7公尺）。用來容納複數件行李或欲儲存在飛機機體 內之其他貨物之空運貨櫃之尺寸（長度、高度、寬度）範圍 可自大約 35x21x21 吋（0.89x0.53x0.5 3 公尺）至大約 240x118x96吋（6.1x3.0x2.4公尺）。海運貨櫃典型係約40-50呎長、8呎寬、及8呎高（12.2-15.2x2,4x2.4公尺）。大 量的物體（諸如，很多件行李）亦可被支撐在棧板上。可具 有支撐側壁之棧板可能具有與貨櫃類似之尺寸。在此所使 鲁用之"貨物運輸工具"一詞包括貨櫃（包含海運貨櫃）及棧 板。 爲檢查大型貨櫃，已提出固定式檢查系統。譬如，發 給Yoshida之美國專利第4,430,568號揭示一種用於檢查 包含大型海運貨櫃等包裝物之X射線系統。輸送帶水平地 移動該包裝物或貨櫃於支撐在地板上之X射線源與檢測器 列陣之間。同樣地’發給蓋博之美國專利第4,5 99,740號 揭示一固定式檢查系統’其中，X射線源越過輸送帶上傳 送連續的輻射束’而待檢査之貨櫃係沿著該輸送帶而移 -6- 1336784_______________ η年λ月丨uni正替换頁 動。該貨櫃可連續地或遞增地移動。透射過貨櫃之輻射係 藉由具有二垂直支臂之”摺疊式"感測器螢幕或裝置來予以 檢測，其中一支臂沿著貨櫃之一側面而垂直地延伸，且另 一支臂於檢查期間在貨櫃之頂部上方水平地延伸。該摺疊 式感測器能夠使該系統具有比用來檢測透過該整個貨櫃之 輻射所需要之高度更小的高度。 亦已提出以可攜式X射線成像系統來掃瞄大型貨櫃。 譬如，發給Armistead之美國專利第5,63 8,420號揭示一 跨坐式檢查系統，藉此，該輻射掃瞄系統（一輻射源及檢 測器）係固定於可移動之機架，且該機架係沿著該貨櫃之 長度而水平地移動，且同時依序地記錄該影像資料。發給 Geus等人之美國專利第5,692,028號亦揭示一 X射線檢查 系統’其包含安裝於機動車輛上之輻射源及檢測器。該車 輛被驅動而經過該物體，以便掃瞄該物體之內容物。吾人 已提出使用此系統來檢查海運貨櫃。 上述系統具有數個缺點。譬如，該系統佔用海港中之 寶貴空間。雖然該Armistead及Geus專利係設計成可攜 式’以便使永久性專用於該X射線設備之空間大小減至最 小’但該二系統仍然太大且於使用時建立一大的禁區。此 外’在該"大型貨櫃π環境內可輕易地擊敗所有這些系統。 譬如’一旦貨櫃係自船上卸下及放在該碼頭以供運送至檢 查站’違禁品即可在檢查之前很輕易地被移走。上述系統 亦具有fg之檢查速度。比起該掃猫器能夠完成其檢查， 典型上能夠自船上更迅速地卸下該貨櫃。因此，在海港仍 1336784 需要用於海運貨櫃之改善的檢査系統。 其亦已提出將輻射檢測器安裝在起重機系統上，以在 " 藉由該起重機系統來予以移動之貨物運輸工具內檢測由放 ^ 射性物質所放射出之輻射。如此之系統不能檢測非放射性 或被屏蔽之^禁品。 【發明內容】 Φ 於本發明之一具體實施例中，輻射掃瞄系統包含一輻 射源，諸如X射線輻射源；及一輻射檢測器，其緊鄰起重 機系統，該起重機系統移動諸如貨物及海運貨櫃及其他貨 物運輸工具之物體自一位置至另一位置。在此，"起重機 系統n可爲自第一位置舉起物體及將該物體降低至第二、 不同位置上之任何系統。該起重機系統移動該物體經過該 輻射源與該檢測器間之空間，以便可掃瞄該物體。該起重 機系統可譬如在海港將諸如海運貨櫃及其他型式之貨物運 φ輸工具之物體移出船中及移至船上。該輻射源及/或檢測 '器可藉由該起重機系統來予以支撐或可在該起重機系統的 附近，譬如支撐在地上。在此，該"緊鄰"一詞意指由其支 撐或接近。如同在此所使用之"接近"一詞意指該起重機能 夠將物體傳送至之任何位置。假如並未藉由該起重機系統 來予以支撐，則該輻射源及/或檢測器最好係在由該起重 機系統所界定之輪廓內，以使該輻射掃瞄系統不會佔用任 何額外之空間。 就海港之情況而言，自船中卸下之物體可被譬如降低 -8- 1336784 吶年Ul I L曰修正替换頁 而經過由該輻射源所放射出之輻射束並且被該檢測器所檢 測到。或者，欲裝載至船上之物體可自該海港而被舉起及 升高經過該輻射兔，而同時被裝載至船上。該系統能夠於 該裝載及卸載期間檢查大型貨物運輸工具，而不需要將該 運輸工具運送至隔開之檢查設施。另外，因爲於此具體實 施例中，該輻射源及檢測器最好係藉由該起重機系統來予 以支撐或在該起重機系統之輪廓內，所以該系統不再比該 起重機系統本身業已佔用之空間佔用更多之空間。 【實施方式】 圖1 a係按照本發明一具體實施例之輻射掃瞄系統1 〇 之槪要圖示。於該具體實施例中，該系統10包含一起重 機系統1 2，其支撐一輻射源1 4及一輻射檢測器1 6。該起 重機系統1 2可譬如爲標準之起重機，用以在海港22自船 20上卸下及裝載諸如海運貨櫃及棧板之貨物運輸工具 18，如同該技藝中所習知者。按照本發明，該起重機系統 12可爲用以自一位置舉起物體及將該物體降低至另一位 置上之任何裝置。 該起重機系統12包含支撐吊臂28之相向的垂直結構 24，26。運送系統30係藉由該吊臂28來予以支撐。運送 系統30之細節並未顯示、但於此技藝中係已習知，該運 送系統30可包含用以固定貨物運輸工具18或其他此種物 體之托架或吊架32。該托架32係懸吊在藉由馬達（未顯 示出）而環繞著滑輪所驅動之鏈條或金屬繩索34上。該運 -9- 1336784 I*—--------- 月 送系統3〇可經由該托架32而垂直地舉起貨物運輸工具 1 8離開船中’如同由箭頭A所指示的，水平地移動該貨 物運輸工具朝向海港22，如同由箭頭B所指示的，以及 ，將該貨物運輸工具本身降低至卡車34上或至海港上，如 * 同由箭頭C所指示的。譬如位於控制艙3 6之操作員可操 作該起重機系統1 2。托架3 2係藉由該運送系統3 0而被 鬆開及送回至船20，而被固定於另一貨物運輸工具1 8。 0相反於此過程，以便將貨物運輸工具1 8裝載至船20上。 圖1 b係該輻射掃瞄系統1 0之後方視圖，其顯示支撐 在橫梁38上之輻射源14(亦顯示於圖la中），而橫梁38 連接垂直結構24之一對垂直支架24a，24b。在視圖中未 顯示出之檢測器16同樣被支撐在垂直結構24之垂直支架 間之橫梁上。在該視圖中亦未顯示出導引件40及船20。 輻射源1 4及檢測器1 6係分開一段足夠之距離，以供貨物 運輸工具1 8或其他此類物體能夠被降低於它們之間。在 φ該視圖中亦顯示者係支撐該吊臂28之上橫梁29。 ' 例如，依該起重機系統1 2之尺寸及結構及該輻射源 及該檢測器間之所想要的距離而定，可藉由現有之橫梁或 額外之橫梁來支撐該輻射源1 4及檢測器1 6 ’且可加入隨 附之支撐結構，以支撐該光源及/或該檢測器。可輕易地 修整改裝標準之起重機系統12而包含該輻射源14及該檢 測器1 6。 當該貨物運輸工具18係正移動於該輻射源14及該檢 測器1 6之間時（升高或降低），該輻射源放射輻射束43至 -10- 1336784 r--------- ?许1月丨田修正替換頁 該貨物運輸工具1 8之一面1 8 a ?上。該檢測器1 6檢測透射 過該貨物運輸工具18之輻射。藉由移動該貨物運輸工具 1 8完全經過該射束，可掃瞄整個運輸工具。 較佳的是，該輻射束4 3係水平發散之射束。更佳的 是，該輻射束係水平發散之扇形射束。也可使用圓錐形射 束。在此，"扇形射束M —詞意指具有實質上僅只一維之發 散的輻射束，諸如水平方向。"圓錐形射束” 一詞意指二維 發散之輻射束，諸如水平及垂直地發散之輻射束。該圓錐 形射束不須爲數學上之圓錐形；其可爲剖面具有譬如矩 形、方形、圓形或橢圓形形狀之外緣的任意形狀之圓錐 形。該輻射束可譬如爲矩形不對稱之圓錐形射束。可藉由 一或多個準直儀來界定該水平發散射束43，如在該技藝 中所習知者。該準直儀可與該輻射源14整合在一起》 包含錐形壁42之導引件40可被設置而緊鄰該輻射源 14及該檢測器16，以有助於當該貨物運輸工具18正移動 於該輻射源1 4及該檢測器1 6之間時引導該貨物運輸工具 18。假如當正在降低該貨物運輸工具18時掃瞄該貨物運 輸工具1 8，如於圖1 a之具體實施例中，該導引件40係 在該輻射源14及檢測器16之水平面的上方。假如當該貨 物運輸工具18正在升高時掃瞄該貨物運輸工具18，該導 引件40係在該輻射源1 4及檢測器1 6之水平面的下方。 譬如，可藉由接合於該起重機之支撐結構24，26之水平 樑42a來支撐該導引件40。一對相向之錐形壁42係顯示 在圖la中。假如想要的話，可提供橫亙於該第一對壁之 -11 - 1336784 第二對的相向壁面。 ， 圖2係水平發散輻射束43之上視圖，其掃瞄正被垂 直地降低而經過該射束之貨物運輸工具18。於該先前技 藝中，相反地，物體典型上水平地移動經過垂直發散射 束。顯示出該輻射源1 4及檢測器1 6。 該檢測器1 6可爲一檢測器列陣。該檢測器列陣1 6可 具有一在該貨物運輸工具18後方之長的部份16a，及彼 此平行且垂直於該長的部份16a之二短的部份16b，16c。 該等短的部份16b, 16c面對該貨物運輸工具18之側壁 18b，18c。該等短的部份16b，16c檢測透射過該貨物運輸工 具1 8之側面1 8b, 1 8c之輻射。提供此短的、平行之部份 能夠使該檢測器列陣1 6變得更小巧。取代該等短的平行 之部份18b，18c，可提供一較長之長的部份16a以捕捉所 有透射過該貨物運輸工具1 8之輻射。該檢測器或檢測器 列陣16也可爲彎曲的。其可譬如爲半圓形。 該輻射源 14 可譬如爲X射線輻射源，諸如 B r e m s s t r a h 1 u n g輻射。按照圖1具體實施例，爲了藉由輻 射掃瞄系統丨〇來檢查具有大於約5呎（1.5公尺）之寬度 "W"之貨物運輸工具（看圖la及圖2)，該X射線源14產 生具有大於約1百萬電子伏特之峰値能量之輻射束43。 更佳的是，該X射線源1 4譬如產生具有大於約6百萬電 子伏特之能量之輻射束43。該X射線源1 4可爲線性加速 器，諸如Linatron®線性加速器（"Linatron®")，譬如可取 得自加利福尼亞州帕羅奧多市之Varian醫療系統公司。 -12- 1336784 ------------------------- 年匕月丨1日修正替換頁 譬如，也可使用其他型式之X射線源，諸如靜電加速器、 電子迴旋加速器及貝他加速器。亦可使用X射線管，特別 是用於具有少於約5呎（1.5公尺）之寬度W之貨物運輸工 具及其他物體。 爲了檢測扇形射束，該檢測器列陣1 6可爲包含檢測 器元件之模組之維檢測器列陣，如同在該技藝中所習知 者。每一個一維檢測器模組可包含單列之複數個檢測器元 件。該等檢測器元件可包含一對輻射靈敏之檢測器，諸如 閃爍器；及感光性檢測器，諸如光電管或光電二極體，如 同在該技藝中所習知者。可使用高密度閃爍器，諸如鎘鎢 酸鹽閃爍器。該閃爍器可譬如具有每立方公分8克之密 度。適當之鎘鎢酸鹽閃燦器係譬如可取得自美國俄亥俄州 梭倫市之聖 Gobain晶體公司及英國肯特郡光譜物理學 Hilger晶體公司。依該輻射束43之輻射光譜而定，最好 使用具有自約百分之1 〇至約百分之8 0的檢測效率之檢測 器模組。 亦可藉由一或多個準直儀來界定多個緊密間隔、平行 之扇形射束。在該情況下，可爲每一個扇形射束提供一列 之一維檢測器。 該檢測器列陣係經由類比至數位轉換器4 8而被電接 合至處理器46，諸如，電腦。該處理器46藉由該檢測器 列陣1 6而將該資料輸出重建成影像，該等影像可被顯示 於在現場或在另一位置之監視器50上。雖然顯示一處理 器46及類比/數位轉換器48，但可提供額外之處理器、 -13- 1336784 月a日修正f换頁 類比/數位轉換器、及其他信號處理電路，如同在該技藝 中所習知者。 假如使用圓錐形射朿，該檢測器列陣可包含一或更多 列之二維檢測器模組。二維檢測器模組可包含複數行及列 - 之檢測器元件。 在該貨物運輸工具18之面18a處的水平發散射束43 之水平長度可稍微大於該運輸工具之寬度。扇形射束在該 φ面18a之垂直高度可爲譬如自約2毫米至約10毫米。假 如使用圓錐形射束，則其在該面1 8a可譬如具有自約200 毫米至約400毫米之垂直高度。 亦可於該物 '體及該檢測器列陣1 6之間提供準直儀（未 顯示出），以阻斷散射之輻射到達該檢測器列陣1 6。 如需要時，可提供屏蔽。鉛隔板護罩5 2, 5 3可設在 該檢測器1 6之後方，以捕捉散射之輻射。隔板5 3防止散 射之輻射越過船20之甲板20b，在甲板20b上可能有工 φ作人員。輻射阻擋器（stop) 54可設在該檢測器16之後 方，並由該起重機系統12所支撐。可屏蔽該操作員艙36 以保護該操作員。假如想要的話，同樣亦可在該起重機系 統1 2之側面上提供諸如額外鉛隔板之屏蔽。取代該輻射 阻擋器54及/或該鉛隔板52，53之至少部份的長度或除 了該輻射阻擋器54及/或該鉛隔板52, 53之至少部份的 長度以外，船20之船身20a可提供屏蔽。本發明之此具 體實施例之優點爲輻射係使用於通常空著之區域，故當與 至少某些習知系統作比較時，減少屏蔽需求。 -14- 1336784 月闇修a潜换頁 —ag»**'· »—— ·<·ιι_丨 _ 輻射掃瞄系統1 00 —般將f能夠與藉由該起重機系統 1 2來移動它們一樣快地檢查貨物運輸工具1 8。譬如，假 如該輻射源係在該貨櫃18之面18a處產生具有約5-7毫 米的寬度之扇形射束且以每秒3 0 0脈衝之速率放射輻射束 之線性加速器’則其將會花大約2秒來掃瞄具有約2.5公 尺的高度之貨物運輸工具18，並具有約5毫米之空間解 析度。 沿著典型輻射源14之縱軸14a(圖2所示）所放射之輻 射束43沿著該軸具有其最高強度。當距離此軸丨4a之角 度增加時’該強度迅速地下降。因此，較佳的是不放射角 度太寬之輻射束。譬如，較佳的是該射束之角度不超過 3 0度。然而’爲了以狹窄之射束來照射諸如海運貨櫃之 長物體之整個面1 8 a，該輻射源1 4必須遠離該面。強度 亦隨著該輻射源14及該面18a間之距離之平方而下降。 於圖2之範例中’假如該貨物運輸工具係具有4〇呎（1.22 公尺）長之長度L之海運貨櫃，遍及約25度之角度X所放 射之輻射束43必須爲離開該面18a大約43呎（13.1公 尺）’以便照射該整個面。該輻射束4 3之角度X與該光源 及該面1 8 a間之距離係想要在該輻射掃瞄系統1 〇之設計 中取得均衡之因素。 圖3顯示該輻射源14之另一選擇架構，其致使該輻 射源能夠更加接近該貨物運輸工具1 8，並且仍能以比由 圖2之輻射源1 4所放射之射束更均勻之輻射束照射貨物 運輸工具之整個面18a。圖3中之X射線源1〇〇(被稱爲" -15- 1336784
···.*· .,·· . ··_··, , - r> IL I I I 3月/L日修正替換頁 全景式”輻射源）係敘述在2002年7月19日所提出之專利 申請案第1 0/1 99,78 1號中’其係讓渡給本發明之受讓人 • 且在此當做參考資料而被倂入本文中。該全景式輻射源 , 100包含線性加速器主體102，其可如上面所述爲Varian . Linatron®，或可具有在該技藝中所已知之其他架構。該 線性加速器主體1 02具有一開放之輸出端點1 03。當其沿 著該主體之縱軸L 1而依循經過該線性加速器主體1 02之 0路徑時，虛線所示之電子束1 04被加速。該電子束104自 該輸出端點103離開該加速器主體。被稱爲漂移管之管 1 06之近側端點係連接至該線性加速器主體1 〇2之輸出端 點1 03 ’並與該開放之輸出端點相連通且自該開放之輸出 端點而延伸出。該漂移管106可譬如具有自約6至約10 毫米之直徑。該漂移管1 06可爲與該線性加速器I 02相同 之材料’以有助於該漂移管至該線性加速器主體之連接。 該漂移管1 0 6及線性加速器主體丨0 2可譬如爲金屬。該漂 鲁移管及線性加速器主體也可爲其他材料。 具有高的原子序及高熔點之金屬之目標材料108，諸 如鎢或另一耐熔金屬，係設在該漂移管丨〇6之遠側端點。 諸如錫、鋼或鉛之屏蔽材料1 1 0係提供於該漂移管1 〇 6及 該目標材料1 08的周圍，且亦可延伸於該線性加速器主體 1 02之·遠側部份上。該屏蔽材料1 1 0可爲譬如呈球面的形 狀’且該目檫材料1〇8可在該球體的中心，並在該漂移管 1 0 6之內。该屏蔽材料丨1 〇亦可具有其他形狀。該漂移管 1 〇6、該目標材料1 08、及該屏蔽材料被稱爲，，屏蔽目標 -16- 1336784 11 準直槽Π 2自該漂移管1 06之端點，經過該屏蔽材 1 1 0而延伸出，橫越於該線性加速器主體1 〇 2之縱軸l1 設計該槽1 1 2之形狀，以使由該目標材料所放射之X射 束準直成所想要之形狀，諸如準直成扇形射束或圓錐形 束，其係自該屏蔽目標，在垂直於該加速器主體102之 L1之方向上被放射出。該槽M2具有第—角尺寸θι。圖 係該屏蔽目標1 1 1經過圖3之線4 · 4之剖面視圖，其顯 該槽之第二角尺寸Θ2。該第一角尺寸Θ1及該第二角尺 Θ2界定該輻射束43之形狀。於較佳的使用中，該輻射 100被定向，以使該第一角尺寸Θ1界定該輻射束43之 直高度，且該第二角尺寸Θ2界定該輻射束之水平角度 如同在下面討論之圖5所示。 藉由該線性加速器主體1 〇 2沿著該縱軸L 1所放射 電子束104通過該漂移管106，且撞擊該材料108 Bremsstrahlung X射線輻射係自該目標材料108而被放 於所有的方向上。於該準直槽112之方向上所放射之輻 被準直成所想要之形狀且自該裝置100被放射出。該屏 材料1 1 〇吸收於其他方向上所放射之輻射。雖然垂直於 電子束之方向撞擊該目標材料所放射之輻射強度可能遠 於在該前向方向上所放射之輻射強度，藉由界定該水平 度及藉由該第二角尺寸Θ2之射束，越過該整個輻射束 所放射之輻射實質上具有相同之強度。因爲該第二角尺 Θ2可爲高達1 80度之任何所想要之角度’所以該輻射 料 〇 線 射 軸 4 示 寸 源 垂 之 〇 射 射 蔽 該 少 角 43 寸 源 -17- 1336784 ?7年义月/扣修正發换頁 100可以非常接近該貨物運輸工‘具18之面18a。因此，由 於距離而降低之強度下降係遠少於其他架構中之強度下 '降。 • 圖5顯示該輻射源1 0 0具有由該起重機橫樑3 8所支 • 撐之屏蔽目標111、由起重機橫樑27所支撐之檢測器 16'及藉由由金屬繩索34所懸吊之托架32所支撐之貨物 運輸工具18。該起重機系統12之其餘部份未被顯示出。 0該貨物運輸工具18正被移動於該輻射源100及該檢測器 34之間。該輻射源1〇〇相關於該加速器主體1〇2之縱軸 L1而被定向爲垂直。爲了界定扇形射束之垂直高度，該 槽112之第一角尺寸Θ1的範圍可自少於1度至約5度。 爲了界定圓錐形射束之垂直高度，該第一角尺寸Θ1射束 的範圍可譬如自約5度至約45度。該第二角尺寸θ2可爲 任何所想要之角度，諸如可爲照射該貨物運輸工具1 8之 面18a之整個寬度所必需之任何角度。該角度可爲譬如 φ 30度或更多。 •圖6係貨物運輸工具1 8之上視圖，其正被移動經過 由全景式輻射源1 0 0所放射之輻射束1 1 3。於此範例中， 該第二角尺寸Θ 2係約1 3 5度。該輻射源1 〇 〇可爲距離該 貨物運輸工具18之面18a大約8.5呎（2.6公尺）。因爲該 加速器主體102之縱軸L1係平行於該貨物運輸工具18之 面1 8a ’該輻射源1 〇〇可更容易地支撐在該起重機系統j 2 之橫傑上。 取代企圖以單一、水平發散輻射束來涵蓋該貨物運輸 -18- 1336784 Ή年Mi i曰修正替換页 工具18之面18a之全長，如圖：2及6所示，複數個輻射 束可掃瞄該整個面，且每一個射束掃瞄該面之一部份。於 圖7中’提供複數個輻射源202, 204, 206，每一個輻射源 放射個別之輻射束202a, 204a, 206a，並照射該貨物運輸 工具18之面18a之一部份。每一個射束202a，204a，206a 最好照射稍微比該面1 8a之三分之一更多。較佳的是每一 個射束稍微與鄰接的射束重疊，以確保完全涵蓋該面18a 之範圍。每一個輻射源放射水平發散之輻射束譬如遍及約 10度至約30度之角度。每一個輻射源202，204, 206可譬 如爲線性加速器，諸如上述之Varian Linatron©。該等輕 射源可同時或交替地照射該面。藉由每一個輻射源202, 2 04，206之交替的掃瞄係較佳的。每一個輻射源202，204, 2 〇 6可就譬如在約1毫秒之資料獲取窗口內交替地用於一 或複數個脈衝。雖然顯示出放射三個射束202a, 204a, 206a之三個輻射源202，204, 206，但可提供更多或更少 之輻射源及射束。 假如使用單一輻射源14，諸如單一線性加速器（見圖 2)，因爲每一個輻射束202 a，204a，206a所放射之角度係 少於所需要之角度，所以該整個貨物運輸工具面1 8係暴 露於更均勻之較高強度的輻射。此外，該光源2 02, 204, 2〇6可更接近該面1 8a，其減少由於距離所導致之強度損 失。 取代在該起重機系統1 2上支撐該輻射源1 4及/或該 檢測器1 6，該輻射源及該檢測器可藉由海港22來予以支 -19- 1336784 ?忤入月(L曰修正替换頁 撐’如圖8所示。該輻射源1 4及/或檢測器1 6可分別安 裝在一或多個支架62, 64上。該等支架62，64可爲移動 式。它們可譬如沿著在該海港22上之軌道65a，65b而移 動’如圖9之上視圖所示。該起重機系統1 2亦可沿著在 •該海港22上之軌道67a，67b而移動。藉由移動式支架62, 64以支撐該輻射源1 4及/或該檢測器1 6有助於該輻射 源I 4及該檢測器1 6之裝配及精密定位，而不論該起重機 鲁系統1 2之尺寸。圖9亦於一較佳位置中顯示在該起重機 系統12之由虛線66，68所界定之輪廓P內之輻射源14 及檢測器16及該垂直結構24a, 24b, 26a, 26b，以使該輻 射源及檢測器並未佔用額外之空間。然而，該輻射源1 4 及檢測器1 6可位於該起重機系統1 2可移動貨物運輸工具 1 8所經過之任何位置。譬如，假如該吊臂2 8係可繞著垂 直軸而做樞軸式旋轉，則該貨物運輸工具1 8可移動經過 該起重機系統12之輪廓P外面之位置。 φ 本發明之具體實施例能夠於海港中更有效率地使用輻 射掃瞄系統。圖1 0係該海港2 2之上視圖。二船7 0，7 2 係顯示停靠在該海港2 2之個別的停靠站。二起重機系統 7 4，7 6係定位在該等停靠站，以分別自該等船7 0 , 7 2中卸 載貨物運輸工具或裝載貨物運輸工具至該等船70，72上 (於此視圖中未示出）。可提供更多停靠站，並於每一站具 有專用之起重機。該輻射源1 4及該檢測器1 6係顯示在該 第一停靠站處可移動地支撐在軌道"78a, 78b上，以掃瞄證 自該船70中卸載或裝載至該船70上之貨物運輸工具。在 -20- 1336784 曰修正替換頁 完成該船70之卸載及裝載之後該輻射源1 4及該檢測器 1 6可移至該第二停靠站，以掃瞄正自該船72中卸載或裝 載至該船72上之貨物運輸工具。可在二或更多站之間協 調掃瞄，以使該輻射源1 4及檢測器1 6係在一站以掃瞄正 自一船中卸載或裝載於該船上之貨物運輸工具，而另一艘 船正停靠或準備在另一站卸載或裝載。藉此可有效率地使 用一或數個輻射掃瞄系統，以在該海港檢查正由數艘船中 卸載或裝載於該數艘船舶上之貨物運輸工具，且其成本低 於在每一個起重機系統上安裝輻射掃瞄系統。爲了移動該 輻射源14及該檢測器丨6，可譬如沿著該軌道78a, 78b提 供運送系統。 雖然於上面之具體實施例中，可當貨物運輸工具18 正被降低或升高的同時掃瞄該貨物運輸工具18，亦可當 運輸工具正在藉由該運送系統30而被水平地移動（譬如’ 沿著圖la中之箭頭B)的同時掃瞄該運輸工具。在該情況 下，該輻射源1 4及該檢測器1 6可藉由該起重機系統1 2 或藉由支架62，64來予以支撐，以使它們係沿著垂直於 該貨物運輸工具18的移動之水平方向之軸而對齊。然 後，該輻射源1 4可放射垂直發散射束。 普通熟諳此技藝者將認知可對在此所敘述之具體實施 例作改變，但未脫離由下文申請專利範圍所界定之本發明 的精神及範圍。 【圖式簡單說明】 -21 - 1336784 圖1 a係按照本發明之具體實施例，由起 支撐之輻射掃瞄系統之槪要圖示； 圖1 b係圖1之輻射掃瞄系統之後方視圖； - 圖2係圖1具體實施例中之貨物運輸工具 • 該貨物運輸工具正被降低而經過藉由諸如線性 射源所放射之輻射束； 圖3係使用於圖1具體實施例中之另一選 φ側視圖； 圖4係圖3的輻射源之正視圖； 圖5係圖3的輻射源之側視圖，其使用於 掃瞄系統中； 圖6係貨物運輸工具之上視圖，該貨物運 降低而經過藉由圖3的輻射源所放射之輻射束 圖7係貨物運輸工具之局部上視圖，該貨 正被降低而經過藉由圖1具體實施例中之三個 φ所放射之三道輻射束； * 圖8係本發明之另一具體實施例之側視圖 射源及檢測器係藉由緊鄰該起重機系統之地 撐： 圖9係圖8的具體實施例之上視圖；及 圖1 〇係按照本發明具體實施例之海港的 結合圖8之輻射掃瞄系統。 [主要元件對照表] 年之月修正替換负 重機系統所 之上視圖， 加速器之輻 擇輻射源之 圖1之輻射 輸工具正被 物運輸工具 個別輻射源 ，其中，輻 面來予以支 上視圖，其 -22- 1336784
1'年！月α日修正替换頁I 10 輻射掃瞄系統 12 起重機系統 14 輻射源 14a 縱軸 16 輻射檢測器 16a 長的部份 16b 短的部份 16c 短的部份 18 運輸工具 18a 面 18b 側壁 18c 側壁 20 船 20a 船身 20b 甲板 22 海港 24 垂直結構 24a 垂直支架 24b 垂直支架 26 垂直結構 26a 垂直結構 26b 垂直結構 27 橫樑 28 吊臂 -23 1336784 r- — «—·»- · .·»· ·—~· — ·-- 「
29 上橫樑 30 運送系統 3 2 托架 34 鏈條 36 控制艙 3 8 橫樑 40 導引件 42 錐形壁 4 2a 水平樑 43 輻射束 46 處理器 48 類比至數位轉換器 50 監視器 52 隔板 53 隔板 54 阻擋器 62 支架 64 支架 65a 軌道 65b 軌道 66 虛線 67a 軌道 67b 軌道 68 虛線 -24- 1336784 Ή年^月卜日修正替换頁 70 船 72 船 74 起重機系統 76 起重機系統 78a 軌道 78b 軌道 100 X射線源· 102 加速器主體 103 輸出端點 104 電子束 106 漂移管 108 目標材料 110 屏蔽材料 111 屏蔽目標 112 準直槽 113 輻射束 202 輻射源 202a 輻射束 204 輻射源 204a 輻射束 206 輻射源 206a 輻射束

Claims (1)

1336784 拾、申請專利範圍 丨㈣件3a| 第93 1 0 1 3 83號專利申請案 中文申請專利範圍替換本1 民國99年7月26日修正 1·一種掃瞄物體之輻射掃瞄系統，其包含： 起重機系統，以移動物體自第一位置至第二位置； 輻射源，係緊鄰該起重機系統；及 輻射檢測器，係緊鄰該起重機系統，並被定位以接收 與該輻射源及該檢測器間之物體互相作用的輻射， 其中，定位該輻射源及檢測器，以使物體可藉由該起 重機系統而被移動於該輻射源及該檢測器之間，且 其中，該物體係藉由該起重機系統而可垂直地移動經 過該輻射源及該檢測器間之空間。 2.如申請專利範圍第1項之輻射掃瞄系統，其中，該 輻射源係適於放射水平發散射束朝向該檢測器。 3 .如申請專利範圍第2項之輻射掃瞄系統，其中，該 輻射源係適於放射扇形射束。 4.如申請專利範圍第2項之輻射掃瞄系統，其中： 該物體具有水平長度：及 該輻射源被定位而使得該水平發散輻射射束具有在該 物體之一面處的寬度至少和該物體之該水平長度的寬度一 樣寬。 5 ·如申請專利範圍第1項之輻射掃瞄系統，其中，該 輻射源爲X射線輻射源。 1336784 丨?年?月你修正替换頁j ~~—----1 6.如申請專利範圍第5項之輻射掃瞄系統，其中，該 輻射源能夠放射具有至少大約1百萬電子伏特之峰値能量 之輻射束。 7·如申請專利範圍第5項之輻射掃瞄系統，其中，該 輻射源能夠放射至少大約6百萬電子伏特之輻射束。 8. 如申請專利範圍第5項之輻射掃瞄系統，其中，該 X射線輻射源爲線性加速器。 9. 如申請專利範圍第1項之輻射掃瞄系統，其中，該 檢測器及該輻射源係對齊的。 10·如申請專利範圍第1項之輻射掃瞄系統，其中， 該輻射源及該檢測器之至少其中一個係藉由地面來予以支 撐。 1 1 ·如申請專利範圍第1 0項之輻射掃瞄系統，其中， 該輻射源及該檢測器係在由該起重機系統所界定之輪廓 內。 12. 如申請專利範圍第10項之輻射掃瞄系統，其中， · 該地面爲海港。 13. 如申請專利範圍第1項之輻射掃瞄系統，尙包含 一於緊鄰該輻射源及該檢測器之空間中之導引件，以引導 該物體移動於該輻射源及該檢測器之間。 I4·如申請專利範圍第1項之輻射掃瞄系統，其中， 該輻射源包含： 垂直導向之加速器主體，具有一遠側端點；及 屏蔽目標，係在該加速器主體之該遠側端點處，以放 -2- !336784 _________ w年1月吨曰修正替換頁 射輻射束朝向該檢測器。 * 1 5 .如申請專利範圍第1項之輻射掃瞄系統，尙包 含： 複數個輻射源，緊鄰該起重機系統，每一個輻射源能 夠將輻射束放射於物體之在該輻射源與該檢測器間之一部 份上。 16.如申請專利範圍第15項之輻射掃瞄系統，其中， 該物體之相鄰部分局部地重疊。 1 7.如申請專利範圍第1項之輻射掃瞄系統，其中， 該輻射源及該檢測器係分開一段足夠之距離，以掃瞄海運 貨物運輸工具。 1 8 .如申請專利範圍第1項之輻射掃瞄系統，其中， 該起重機系統包含： 至少一垂直支架； 至少一水平支架，係藉由該垂直支架來予以支撐； 運送系統’係耦接至該水平支架，以便自第一位置舉 起物體’水平地移動該物體及將該物體降低至第二、不同 之位置。 1 9 .如申請專利範圍第1項之輻射掃瞄系統，尙包 含： 至少一軌道； 其中’該輻射源及該檢測器之至少其中一個係可移動 地支撐在該軌道上。 20.如申請專利範圍第1項之輻射掃瞄系統，其中， 1336784 β年7月4日修正替換頁 該物體包含貨物運輸工具。 2 1.如申請專利範圍第20項之輻射掃瞄系統，其中， 該貨物運輸工具包含貨櫃。 2 2.如申請專利範圍第21項之輻射掃瞄系統，其中， 該系統係組構成掃描具有至少20呎之水平長度的貨物運 輸工具。
23.如申請專利範圍第22項之輻射掃瞄系統，其中， 該系統係組構成掃描具有至少40呎之水平長度的貨物運 輸工具。 2 4. —種掃瞄物體之輻射掃瞄系統，其包含： 起重機系統，以移動物體自第一位置至第二位置； 輻射源，係藉由該起重機系統來予以支撐：及 輻射檢測器，係藉由該起重機系統來予以支撐，並被 定位以接收與該輻射源及該檢測器間之物體互相作用之輻 射； 其中，定位該輻射源及檢測器，以便於掃瞄期間使物 體可藉由該起重機系統而垂直地移動於該輻射源與該檢測 器之間。 2 5.如申請專利範圍第24項之輻射掃瞄系統，其中， 該輻射源包含： 垂直導向之加速器主體，以加速電子束，該加速器主 體具有一遠側端點；及 屏蔽目標，係在該加速器主體之該遠側端點處，以放 射輻射束朝向該檢測器 -4- 1336784 , —**_· ·— ，•一 Ι|_— Ι_Ι A年7月Η曰修正替换頁 2 6.如申請專利範圔第25項之輻射掃瞄系統，其中， 該屏蔽目標包含： 管’係自該加速器主體延伸出，以接收由該加速器主 體所加速之電子束；及 目標材料，係在該管中，以便當被該電子束撞擊時產 生輻射；及 屏蔽材料，係環繞該目標，其中，該屏蔽材料使該所 產生之輻射準直成水平發散射束。 2 7.如申請專利範圍第24項之輻射掃瞄系統，其中， 該起重機系統包含： 至少一垂直支架； 至少一水平支架，係藉由該垂直支架來予以支撐； 運送系統，係耦接至該水平支架，以便自第一位置舉 起物體及將該物體降低至第二、不同之位置。 28. 如申請專利範圍第27項之輻射掃瞄系統，其中， 該運送系統能沿著水平軸運送該物體。 29. 如申請專利範圍第24項之輻射掃瞄系統，尙包 含： 複數個輻射源，係藉由該起重機系統來予以支撐，每 一個輻射源係適於將輻射束放射於該物體之一部份上。 3 0 .如申請專利範圍第2 9項之輻射掃瞄系統，其中， 每一個輻射源係適於放射水平發散輻射束。 3 1 .如申請專利範圍第2 9項之輻射掃瞄系統，其中， 該物體之相鄰部分局部地重疊。 -5- 1336784 竹年？月％日修正替換頁 3 2.如申請專利範圍第24項之輻射掃瞄系統，其中， 該輻射源係適於放射水平發散輻射束。 33.—種輻射掃瞄系統，包含： 移動機構，用以自一位置舉起物體及將該物體降低至 第二位置： ' 產生機構，用以產生輻射；及 檢測機構，用以檢測與該物體互相作用之輻射； 其中，該移動機構移動該物體於該產生機構及該檢測 41 機構之間。 3 4. ~種檢査物體之內容物之方法，包含： 沿著第一垂直軸移動物體； 沿著與該第一垂直軸不同之第二垂直軸移動該物體經 過水平發散輻射束；及 檢測與該物體互相作用之輻射。 35.如申請專利範圍第34項之方法，尙包含： 自第一位置沿著該第一垂直軸舉起該物體；及 # 將該物體沿著該第二垂直軸經過該輻射束而降低至第 二位置。 36·如申請專利範圍第35項之方法，其中，該物體爲 貨物運輸工具，該第一位置係在船上及該第二位置係在海 港上，該方法包含： 自該船中舉起該貨物運輸工具；及 將該物體經過輻射束而降低至該海港上。 37.如申請專利範圍第34項之方法，尙包含： -6 - ^:-267S_4.__^ U年Ί月hei修正替換頁 自第~位置沿著該第一垂直軸舉起該物體 射束；及 沿著該第二垂直軸而將該物體降低至該第 3 8.如申請專利範圍第37項之方法，其中 貨物運輸工具，該第一位置係在海港上及該第 船上，該方法包含： 自該海港舉起該貨物運輸工具而經過該輻 將該貨物運輸工具降低至該船上。 39.如申請專利範圍第34項之方法，尙包 體而經過輻射之扇形射束。 4 〇 .如申請專利範圍第3 4項之方法，尙包 體而經過輻射之圓錐形射束。 4 1 ·如申請專利範圍第3 4項之方法，尙包 機系統來移動該物體。 42. 如申請專利範圍第34項之方法，尙包· 使該水平發散射束之輻射源及檢測器之至 移動入供操作用之位置，以檢測與該物體互 射。 43. —種檢查物體之內容物之方法，包含： 藉由起重機系統來移動物體自第一位置經 至第二位置； 從該物體與該幅射束之相互作用來檢測輻 藉由該起重機系統而自第一位置舉起該物 藉由該起重機系統而將該物體降低至第二 而經過該輻 二位置。 ，該物體爲 二位置係在 射束；及 含移動該物 含移動該物 含藉由起重 少其中一個 相作用之輻 過輻射束而 射； 體； 位置；及 1336784 當降低該物體的同時掃瞄該物體。 4 4.如申請專利範圍第43項之方法，尙包含： 自船中舉起該物體；及 將該物體降低至海港上。 45. 如申請專利範圍第43項之方法，尙包含： 藉由該起重機系統而自第一位置舉起該物體： 當舉起該物體的同時掃瞄該物體；及 藉由該起重機系統而將該物體降低至第二位置。 # 46. 如申請專利範圍第45項之方法，尙包含： 自海港舉起該物體；及 將該物體降低至船上。 47. 如申請專利範圍第43項之方法，尙包含： 水平地移動該物體於自該第一位置移動該物體與自該 第二位置移動該物體之間。 4 8.如申請專利範圍第47項之方法，尙包含： 水平地移動該物體經過該輻射束。 β 49.如申請專利範圍第43項之方法，尙包含·· 相對於該起重機系統而將該輻射束之輻射源及檢測器 之至少其中一個移動至適當位置，以檢測輻射。 5 0.如申請專利範圍第49項之方法，尙包含： 沿著個別之軌道，相對於該起重機系統而將該輻射束 之輻射源及檢測器之至少其中一個移動至適當位置，以檢 測輻射。 5 1.—種海港，其包含： -8 - 1336784 ”年7月冰日修正替換i 複數個停靠站； · 複數個起重機系統，以移動物體自第一位置至第二位 置，每一個起重機系統係定位在個別之停靠站； 至少一軌道，其經過每一個停靠站； 輻射源；及 輻射檢測器，可定位以檢測由該輻射源所放射出且與 待檢査物體互相作用之輻射； 其中，該輻射源及該檢測器之至少其中一個係可移動 地支撐於該軌道上，以便自一停靠站移動至另一停靠站， 使得當在每一個停靠站時，該輻射源和該檢測器係定位緊 鄰每一個起重機系統，以使物體可藉由該起重機系統而垂 直地移動經過該輻射源與該檢測器之間的空間。 5 2 .如申請專利範圍第5 !項之海港，其中，每一個起 重機系統係組構成水平及垂直地移動物體。 5 3 .如申請專利範圍第5〗項之海港，其中，該輻射源 係組構成放射水平發散輻射束。 5 4.如申請專利範圍第5 1項之海港，尙包含至少一第 一軌道，以支撐該輻射源。 55·如申請專利範圍第54項之海港，尙包含至少一第 二軌道’以支撐該檢測器。 56.如申請專利範圍第5 1項之海港，其中，該至少一 軌道延伸經過每一個起重機系統的個別輪廓。 5 7 .如申請專利範圍第51項之海港，其中，該複數個 起重機系統係組構成將該等物體移動至停靠在個別之停靠 1336784 W年7月岛曰修正替换頁 站的船上或自停靠在個別之停靠站的船中移出該等物體。 5 8 .如申請專利範圍第51項之海港，其中，該物體包 含貨物運輸工具。
-10- 1336784 〒知之月/LQ修正替换Θ 柒 、（一）、本案指定代表圖為：第1圖 (二）、本代表圖之元件代表符號簡單說明： 10 輻 射 掃 猫 系統 28 吊 臂 12 起 重 機 系 統 29 橫 樑 14 輻 射 源 30 運 送 系統 16 輻 射 檢 測 器 32 托 架 18 運 輸 工 具 34 鏈 條 18a 面 36 隔 間 20 船 3 8 橫 樑 20a 船 身 40 導 引 件 20b 甲 板 42 錐 形 壁 22 海 港 42a 水 平 樑 24 垂 直 結 構 52 隔 板 24a 垂 直 支 架 53 隔 扳 24b 垂 直 支 架 54 阻 擋 器 26 垂 直 結 構 捌 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：無
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