WO2013113424A1 - Röntgenprüfanlage zur detektion von bestimmten materialien in einem prüfobjekt - Google Patents

Röntgenprüfanlage zur detektion von bestimmten materialien in einem prüfobjekt Download PDF

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    • G—PHYSICS
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    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm

Definitions

  • the invention relates to an X-ray inspection system for detecting specific materials in a test object with a test apparatus comprising
  • an X-ray generator arranged in the housing, which emits X-rays in a beam plane, and a detector arrangement aligned with the beam plane.
  • X-ray inspection systems in which the test object is conveyed by X-rays emitted in a beam plane, which were generated by X-ray generators.
  • the X-rays not absorbed by the test objects are detected by associated detector arrangements and evaluated by an evaluation unit.
  • Simple testing devices contain an X-ray generator. If the detection capability of the test facilities to be improved, it is known to emit X-rays from two generators in multiple beam planes. Such systems with multiple X-ray generators are expensive and correspondingly expensive.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide an X-ray inspection, the low cost and structurally less expensive material detection of known X-ray inspection with a radiation level improved to allow the detection of difficult to detect hazardous substances such as liquids.
  • an additional test apparatus which has its own housing in a separate X-ray generator and an associated detector array, wherein the X-ray generator of the additional test device emits X-rays, which are aligned with the transport region of the test objects of the first tester.
  • an existing X-ray inspection system in which X-rays are emitted in one beam plane, can be retrofitted easily and inexpensively in order to obtain additional geometric information of the test objects to be examined.
  • Liquid containers are better examined for hazardous liquids, without having to purchase a new complete system.
  • the X-ray generator of the additional test device has a lower acceleration voltage than the first X-ray generator.
  • the additional test device is arranged either in front of or behind the main test device so that its X-ray generator is located in front of or behind the main test device laterally next to and above the transport device.
  • the 1925prüfvorraum is arranged so that their X-ray generator is located below the transport device.
  • the X-ray generator of the additional test device is mounted vertically movable up and down, it can be used in particular to determine the liquid level in a liquid container. Alternatively or additionally, it can be mounted horizontally, in particular transversely to the transport direction of the test objects, movable.
  • Figure 1 shows a sketch of the principle of an X-ray inspection system with a stationary laterally arranged next to the transport device additional test device.
  • Figure 2 shows a sketch of the arrangement of an additional
  • the X-ray generator below the transport device, wherein the X-ray generator is vertically movable up and down.
  • FIG. 3 shows an X-ray system with an additional test device, the X-ray generator of which is arranged laterally and vertically movable up and down next to the transport device.
  • the X-ray inspection systems described as exemplary embodiments serve for security checking of test objects 1, in particular of items of luggage, such as are carried out at airports.
  • the test objects 1 are checked for their safety relevance.
  • the X-ray inspection system includes a first inspection device (main inspection device 2) constructed in a known manner. It contains a housing with a radiation tunnel 3, through which a transport device for the test objects 1, in particular a conveyor belt 4, leads. In the figures, a section perpendicular to the transport plane and perpendicular to the transport direction of the test objects 1 is shown. These are conveyed through the beam tunnel 3 perpendicular to the plane of the paper for testing.
  • main inspection device 2 constructed in a known manner. It contains a housing with a radiation tunnel 3, through which a transport device for the test objects 1, in particular a conveyor belt 4, leads.
  • a section perpendicular to the transport plane and perpendicular to the transport direction of the test objects 1 is shown. These are conveyed through the beam tunnel 3 perpendicular to the plane of the paper for testing.
  • the X-ray inspection system contains, in addition to the main test apparatus 2, an additional test apparatus which has its own X-ray generator 7 in its own housing.
  • the X-ray generator 7 emits X-rays which are aligned with the transportation area of the inspection objects 1 of the first inspection device (main inspection device 2).
  • main inspection device 2 Just like the main Test device 2 contains the additional test device in its housing an associated detector array, which is aligned with the beam plane 8 of the X-rays of the X-ray generator 7.
  • it also contains its own computer unit to support the evaluation.
  • the X-ray generator 7 of the additional test apparatus preferably has a lower acceleration voltage and a lower anode current than the X-ray generator 5 of the main test apparatus 2. It thus has a lower power than the generator 5 of the main test apparatus.
  • the X-ray generator 5 of the main test device 2 has an acceleration voltage of more than 150 kV, in particular of about 160 kV.
  • the X-ray generator 7 of the additional test device preferably has an acceleration voltage of less than 130 kV, in particular of approximately 100 kV.
  • the beam planes 6, 8 of the x-rays emitted by the x-ray generator 5 and the additional x-ray generator 7 preferably run parallel in order to simplify the evaluation.
  • the additional test device is arranged so that its X-ray generator 7 is located laterally next to the transport device (conveyor belt 4) and above it.
  • the additional test device is respectively arranged in the transport direction of the test objects 1 directly in front of or behind the main test device 2.
  • the additional test device is arranged so that its X-ray generator 7 is below the transport device (conveyor belt 4).
  • the X-rays of the X-ray generator 7 thus penetrate the conveyor belt 4 from below, which is made of an X-ray transparent material.
  • the X-ray generator 7 of the additional test device is mounted vertically movable up and down. The up and down movement of the generator 7 is effected by a vertical drive, not shown. Alternatively or additionally, the generator 7 may also be mounted horizontally movable. The horizontal movement is preferably transverse to the transport direction. Thus, the geometry of a test object 1 with the additional test device can be determined more accurately.
  • the structure of the X-ray inspection system of Figure 3 corresponds to that of the system of Figure 1, in which the additional test device is arranged so that its X-ray generator 7 is laterally next to the transport device (conveyor belt 4) and above this.
  • the X-ray generator 7 of the additional test device is mounted vertically movable up and down as well as in the embodiment of Figure 2 and can be moved up and down by means of a vertical drive, not shown.
  • the additional test device has the task to provide additional geometric information to those in the test objects 1.
  • geometrical data to allow the determination of paths of the X-rays through the liquids.
  • the vertical up and down movement of the generator 7 offers the possibility to determine the height position of liquid levels.
  • a major advantage of the X-ray inspection system according to the invention is that an existing test device with high performance can be retrofitted by an additional test device in order to improve the material discrimination, in particular to allow the testing of liquids in containers. This only minor conversion measures with little additional space required.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Röntgenprüfanlage zur Detektion von bestimmten Materialien in einem Prüfobjekt (1), mit einer Prüfvorrichtung (2) enthaltend ein Gehäuse mit einem Strahlentunnel (3), durch den eine Transporteinrichtung, insbesondere ein Transportband (4), für die Prüfobjekte (1) führt, und einem im Gehäuse angeordneten Röntgengenerator (5), der Röntgenstrahlen in einer Strahlenebene (6) abgibt, und eine auf die Strahlenebene (6) ausgerichteten Detektoranordnung. Nach der Erfindung enthält die Röntgenprüfanlage eine Zusatzprüfvorrichtung, die in einem eigenen Gehäuse einen eigenen Röntgengenerator (7) und eine zugeordnete Detektoranordnung aufweist, wobei der Röntgengenerator (7) Röntgenstrahlen abgibt, die auf den Transportbereich der Prüfobjekte (1) der ersten Prüfvorrichtung ausgerichtet sind.

Description

B E S C H R E I B U N G
Röntgenprüfanlage zur Detektion von bestimmten Materialien in einem Prüfobjekt Die Erfindung betrifft eine Röntgenprüfanlage zur Detektion von bestimmten Materialien in einem Prüfobjekt mit einer Prüfvorrichtung enthaltend
ein Gehäuse mit einem Strahlentunnel, durch den eine Transporteinrichtung, insbesondere ein Transportband, für die Prüfobjekte führt, und
einem im Gehäuse angeordneten Röntgengenerator, der Röntgenstrahlen in einer Strahlenebene abgibt, und eine auf die Strahlenebene ausgerichteten Detektoranordnung. Zur Inspektion von Prüfobjekten, beispielsweise zur Sicherheitsüberprüfung von Gepäckstücken auf Flughäfen, werden bekannterweise Röntgenprüfanlagen verwendet, bei denen das Prüfobjekt durch in einer Strahlenebene abgegebene Röntgenstrahlen gefördert wird, die von Röntgengeneratoren erzeugt wurden. Die nicht von den Prüfobjekten absorbierten Röntgenstrahlen werden von zugeordneten Detektoranordnungen detektiert und von einer Auswerteeinheit ausgewertet. Einfache Prüfgeräte enthalten einen Röntgengenerator. Soll die Detektionsfähigkeit der Prüfanlagen verbessert werden, so ist es bekannt, Röntgenstrahlen aus zwei Generatoren in mehreren Strahlenebenen abzugeben. Derartige Anlagen mit mehreren Röntgengeneratoren sind aufwendig und entsprechend kostenintensiv. Sie sind beispielsweise in der WO 2009/127353 A1 beschrieben. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenprüfanlage zu schaffen, die kostengünstig und konstruktiv wenig aufwendig die Materialdetektion von bekannten Röntgenprüfanlagen mit einer Strahienebene verbessert, um auch die Detektion von schwierig erkennbaren Gefahrstoffen wie z.B. von Flüssigkeiten zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Zusatzprüfvorrichtung gelöst, die in einem eigenen Gehäuse einen eigenen Röntgengenerator und eine zugeordnete Detektoranordnung aufweist, wobei der Röntgengenerator der Zusatzprüfvorrichtung Röntgenstrahlen abgibt, die auf den Transportbereich der Prüfobjekte der ersten Prüfvorrichtung ausgerichtet sind.
Nach der Erfindung kann eine bestehende Röntgenprüfanlage, bei der Röntgenstrahlen in einer Strahlenebene abgegeben werden, einfach und kostengünstig nachgerüstet werden, um zusätzliche geometrische Informationen der zu untersuchenden Prüfobjekte zu erhalten. Es können so z.B. Flüssigkeitsbehälter besser auf gefährliche Flüssigkeiten untersucht werden, ohne dass eine neue Komplettanlage angeschafft werden muss.
Die abhängigen Patentansprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Anlage: Bevorzugt hat der Röntgengenerator der Zusatzprüfvorrichtung eine geringere Beschleunigungsspannung als der erste Röntgengenerator.
Die Verwendung von Röntgengeneratoren mit einer Beschleunigungsspannung von weniger als 130 kV, insbesondere von ca. 100 kV, benötigt wenig Bauraum und ist kostengünstig. Die Zusatzprüfvorrichtung ist entweder vor oder hinter der Hauptprüfvorrichtung so angeordnet, dass sich ihr Röntgengenerator vor oder hinter der Hauptprüfvorrichiung seitlich neben der Transporteinrichtung und oberhalb von dieser befindet. Oder die Zusatzprüfvorrichtung ist so angeordnet, dass sich ihr Röntgengenerator unterhalb der Transporteinrichtung befindet.
Wenn der Röntgengenerator der Zusatzprüfvorrichtung vertikal auf und ab bewegbar gelagert ist, kann er insbesondere dazu benutzt werden, um den Flüssigkeitspegel in einem Flüssigkeitsbehälter zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann er horizontal, insbesondere quer zur Transportrichtung der Prüfobjekte, bewegbar gelagert sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand dreier bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Figur 1 zeigt skizzenhaft das Prinzip einer Röntgenprüfanlage mit einer ortsfest seitlich neben der Transporteinrichtung angeordneten Zusatzprüfvorrichtung.
Figur 2 zeigt skizzenhaft die Anordnung eines zusätzlichen
Röntgengenerators unterhalb der Transporteinrichtung, wobei der Röntgengenerator vertikal auf und ab bewegbar ist.
Figur 3 zeigt eine Röntgenanlage mit einer Zusatzprüfvorrichtung, deren Röntgengenerator seitlich und vertikal auf und ab bewegbar neben der Transporteinrichtung angeordnet ist. Die als Ausführungsbeispiele beschriebenen Röntgenprüfanlagen dienen zur Sicherheitsüberprüfung von Prüfobjekten 1 , insbesondere von Gepäckstücken, wie sie auf Flughäfen durchgeführt werden. Dabei werden die Prüfobjekte 1 hinsichtlich ihrer Sicherheitsrelevanz geprüft. Es findet eine Materialdiskriminierung statt, die auch bei Flüssigkeiten prüft, ob diese gefährlich (z.B. explosiv) oder unbedenklich sind.
Die Röntgenprüfanlage enthält eine erste Prüfvorrichtung (Hauptprüfvorrichtung 2), die auf bekannte Weise aufgebaut ist. Sie enthält ein Gehäuse mit einem Strahlentunnel 3, durch den eine Transporteinrichtung für die Prüfobjekte 1 , insbesondere ein Transportband 4, führt. In den Figuren ist ein Schnitt senkrecht zur Transportebene und senkrecht zur Transportrichtung der Prüfobjekte 1 dargestellt. Diese werden zur Prüfung senkrecht zur Papierebene durch den Strahlentunnel 3 gefördert.
In dem Gehäuse der Hauptprüfvorrichtung 2 ist ein Röntgengenerator 5 angeordnet, der Röntgenstrahlen in einer Strahlenebene 6 abgibt. Eine auf die Strahlenebene 6 ausgerichtete Detektoranordnung ist ebenfalls in dem Gehäuse angeordnet. Sie ist nicht in den Figuren dargestellt. Die nicht von den Prüfobjekten absorbierten Röntgenstrahlen werden von zugeordneten Detektoranordnungen detektiert und von einer Auswerteeinheit ausgewertet. Nach der Erfindung enthält die Röntgenprüfanlage zusätzlich zur Hauptprüfvorrichtung 2 eine Zusatzprüfvorrichtung, die in einem eigenen Gehäuse einen eigenen Röntgengenerator 7 aufweist. Der Röntgengenerator 7 gibt Röntgenstrahlen ab, die auf den Transportbereich der Prüfobjekte 1 der ersten Prüfvorrichtung (Hauptprüfvorrichtung 2) ausgerichtet sind. Ebenso wie die Haupt- prüfvorrichtung 2 enthält die Zusatzprüfvorrichtung in ihrem Gehäuse eine zugeordnete Detektoranordnung, die auf die Strahienebene 8 der Röntgenstrahlen des Röntgengenerators 7 ausgerichtet ist. Bevorzugt enthält sie auch eine eigene Computereinheit, um die Auswertung zu unterstützen.
Der Röntgengenerator 7 der Zusatzprüfvorrichtung hat bevorzugt eine geringere Beschleunigungsspannung und einen geringeren Anodenstrom als der Röntgengenerator 5 der Hauptprüfvorrichtung 2. Er hat somit eine niedrigere Leistung als der Generator 5 der Hauptprüfvorrichtung.
Bevorzugt hat der Röntgengenerator 5 der Hauptprüfvorrichtung 2 eine Beschleunigungsspannung von mehr als 150 kV, insbesondere von ca. 160 kV. Der Röntgengenerator 7 der Zusatzprüfvorrichtung hat bevorzugt eine Beschleunigungsspannung von weniger als 130 kV, insbesondere von ca. 100 kV. Bevorzugt verlaufen die Strahlenebenen 6,8 der Röntgenstrahlen, die vom Röntgengenerator 5 und vom Zusatzröntgengenerator 7 abgegeben werden, parallel, um die Auswertung zu vereinfachen.
In dem Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 und 3 ist die Zusatzprüfvorrichtung so angeordnet, dass sich ihr Röntgengenerator 7 jeweils seitlich neben der Transporteinrichtung (Transportband 4) und oberhalb von dieser befindet. Dabei ist die Zusatzprüfvorrichtung ist jeweils in Transportrichtung der Prüfobjekte 1 unmittelbar vor oder hinter der Hauptprüfvorrichtung 2 angeordnet.
Bei der Ausführungsform nach Figur 2 ist die Zusatzprüfvorrichtung so angeordnet, dass sich ihr Röntgengenerator 7 unterhalb der Transporteinrichtung (Transportband 4) befindet. Die Röntgenstrahlen des Röntgengenerators 7 durchdringen somit das Transportband 4 von unten, das aus einem für Röntgenstrahlen durchlässigen Material gefertigt ist. Der Röntgengenerator 7 der Zusatzprüfvorrichtung ist vertikal auf und ab bewegbar gelagert. Die Auf- und Abbewegung des Generators 7 wird durch einen nicht dargestellten Vertikalantrieb bewirkt. Alternativ oder zusätzlich kann der Generator 7 auch horizontal bewegbar gelagert sein. Die horizontale Bewegung erfolgt bevorzugt quer zur Transportrichtung. So lässt sich die Geometrie eines Prüfobjekts 1 mit der Zusatzprüfvorrichtung genauer bestimmen.
Der Aufbau der Röntgenprüfanlage nach Figur 3 entspricht dem der Anlage nach Figur 1, bei der die Zusatzprüfvorrichtung so angeordnet ist, dass sich ihr Röntgengenerator 7 seitlich neben der Transporteinrichtung (Transportband 4) und oberhalb von dieser befindet. Zusätzlich ist der Röntgengenerator 7 der Zusatzprüfvorrichtung ebenso wie bei der Ausführungsform nach Figur 2 vertikal auf und ab bewegbar gelagert und kann mittels eines nicht dargestellten Vertikalantriebs auf und ab bewegt werden.
Die Zusatzprüfvorrichtung hat die Aufgabe, zusätzliche geometrische Informationen zu den in den Prüfobjekten 1 zu liefern. Insbesondere zur Detektion von flüssigen Materialien sollen geometrische Daten die Bestimmung von Laufwegen der Röntgenstrahlen durch die Flüssigkeiten ermöglichen. Die vertikale Auf- und Abbewegung des Generators 7 bietet die Möglichkeit, die Höhenposition von Flüssigkeitsspiegeln zu bestimmen.
Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Röntgenprüfanlage besteht darin, dass sich eine bestehende Prüfvorrichtung mit hoher Leistung durch eine Zusatzprüfvorrichtung nachrüsten lässt, um die Materialdiskriminierung zu verbessern, insbesondere die Prüfung von Flüssigkeiten in Behältern zu ermöglichen. Dazu sind nur geringe Umbaumaßnahmen bei geringem zusätzlichem Platzbedarf erforderlich.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1.
Röntgenprüfanlage zur Detektion von bestimmten Materialien in einem Prüfobjekt (1), mit einer Prüfvorrichtung (2) enthaltend
- ein Gehäuse mit einem Strahlentunnel (3), durch den eine
Transporteinrichtung, insbesondere ein Transportband (4), für die
Prüfobjekte (1) führt, und
einem im Gehäuse angeordneten Röntgengenerator (5), der Röntgenstrahlen in einer Strahlenebene (6) abgibt, und eine auf die Strahlenebene (6) ausgerichteten Detektoranordnung,
gekennzeichnet durch eine Zusatzprüfvorrichtung, die in einem eigenen Gehäuse einen eigenen Röntgengenerator (7) und eine zugeordnete Detektoranordnung aufweist, wobei der Röntgengenerator (7) Röntgenstrahlen abgibt, die auf den Transportbereich der Prüfobjekte (1) der ersten Prüfvorrichtung ausgerichtet sind.
2.
Röntgenprüfanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgengenerator (7) der Zusatzprüfvorrichtung eine geringere Beschleunigungsspannung als der erste Röntgengenerator (5) hat.
3.
Röntgenprüfanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzprüfvorrichtung Röntgenstrahlen in einer Strahlenebene (8) abgibt, die parallel zur Strahlenebene (6) der ersten Prüfvorrichtung (2) verläuft.
4.
Röntgenprüfaniage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgengenerator (5) der ersten Prüfvorrichtung (2) eine Beschieunigungsspannung von mehr als 130 kV und der Röntgengenerator (7) der Zusatzprüfvorrichtung eine Beschleunigungsspannung von weniger als 130 kV hat.
5.
Röntgenprüfanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzprüfvorrichtung so angeordnet ist, dass sich ihr Röntgengenerator (7) seitlich neben der Transporteinrichtung (4) und oberhalb von dieser befindet.
6.
Röntgenprüfanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzprüfvorrichtung so angeordnet ist, dass sich ihr Röntgengenerator (7) unterhalb der Transporteinrichtung (4) befindet.
7.
Röntgenprüfanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzprüfvorrichtung unmittelbar vor oder hinter der Hauptprüfvorrichtung (2) angeordnet ist.
8.
Röntgenprüfanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgengenerator (7) der Zusatzprüfvorrichtung vertikal auf und ab bewegbar gelagert ist.
9.
Röntgenprüfanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgengenerator (7) der Zusatzprüfvorrichtung horizontal, insbesondere quer zur Transportrichtung der Prüfobjekte (1), bewegbar gelagert ist.
PCT/EP2012/073708 2012-02-01 2012-11-27 Röntgenprüfanlage zur detektion von bestimmten materialien in einem prüfobjekt WO2013113424A1 (de)

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