專利名稱：一種反散射式x射線掃描儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種反散射式射線掃描檢測裝置，尤其涉及一種反散射式X射線掃描儀，屬于社會(huì)安全檢查及安全防范測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
反散射式射線掃描儀是利用射線射在物體上反散射回來的信息進(jìn)行測量處理，進(jìn)而計(jì)算出本檢測物體表層的內(nèi)物質(zhì)分布的圖象和信息的一種裝置。該裝置可為機(jī)場、車站、各種樓、堂、館、所的社會(huì)安全提供保障。此種裝置的射線源可以采用同位素或X射線。掃描時(shí)有的是使用扁平束掃描的，也有飛點(diǎn)掃描的。其工作原理如圖1所示射線管1放出射線，被前準(zhǔn)直器2準(zhǔn)直為一扁平扇形入射束3，射在做直線相對運(yùn)動(dòng)的被檢物體4上，形成一掃描線5，射線沿掃描線在被檢物體上形成反方向散射射線6，經(jīng)探測器準(zhǔn)直器7，達(dá)到與射線源在同一側(cè)的射線探測器8，探測器測量到了散射射線，經(jīng)過計(jì)算機(jī)信息處理便可以得到被檢物體的表層情況圖象。中國實(shí)用新型專利申請(申請?zhí)?1120599)公開了“一種γ背散射成像無損檢測方法及裝置”，該技術(shù)采用放射性同位素γ射線源，其特點(diǎn)是射線源整體尺寸小、射線強(qiáng)度受限制，但射線源的焦點(diǎn)偏大。然而準(zhǔn)直器及射線的屏蔽可以設(shè)計(jì)的緊湊，形成飛點(diǎn)的狹縫旋轉(zhuǎn)體也可以很緊湊。但是棒狀束(筆形束)的尺寸仍然偏大，從而影響分辨率，一般同位素γ射線源能量較大，要求旋轉(zhuǎn)狹縫體是有一定厚度的重材料制成，這樣一來旋轉(zhuǎn)狹縫體的制造、運(yùn)行會(huì)有困難。特別是在要求掃描速度快時(shí)(如每分鐘幾千轉(zhuǎn))，由于旋轉(zhuǎn)狹縫體重量大，其運(yùn)行會(huì)受到一定影響。另外，本實(shí)用新型采用的是γ射線，一般輻射能量大，反散射截面小、對人體損傷較大。目前世界上許多著名的研究機(jī)構(gòu)，專業(yè)廠商，都在投入大量的人力、物力、財(cái)力，研發(fā)更高精度同時(shí)更少損傷人體，更易普及使用和更經(jīng)濟(jì)的安全檢測工具；其中低輻射劑量、高清晰度的數(shù)字式X射線掃描裝置則更受到人們的青睞。中國專利申請“多功能工業(yè)X射線成像系統(tǒng)”(申請?zhí)枮?9113199)采用盤裝飛點(diǎn)掃描技術(shù)，它是在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的盤子上加工出特定的專門設(shè)計(jì)的縫隙，要與具有縫隙的另一固定盤做相對運(yùn)動(dòng)，才可以保證產(chǎn)生的棒狀X射線束的掃描連續(xù)和均勻，這是一件復(fù)雜而困難的工作。因此造成設(shè)備復(fù)雜，制作加工困難；又加上必須從X射線管處引出一個(gè)錐形束射在盤子上，才能從固定盤的另一側(cè)引出一個(gè)棒狀X射線束，這樣引出的X射線束量大，產(chǎn)生雜散X射線的機(jī)會(huì)就多，對屏蔽要求就復(fù)雜。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種低輻射劑量、高清晰度，同時(shí)具有制造加工容易，對屏蔽要求低的反散射式X射線掃描儀，用于掃描物體表面特別是人體表面的內(nèi)部情況。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種反散射式X射線掃描儀，主要包括X射線源，飛點(diǎn)射線束發(fā)生器，設(shè)置在X射線源前面的扇形準(zhǔn)直器，探測器以及信號采集與處理系統(tǒng)，所述的X射線源，飛點(diǎn)射線束發(fā)生器，扇形準(zhǔn)直器，探測器置于被檢物體的同一側(cè)，其特征在于所述的飛點(diǎn)射線束發(fā)生器采用一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的圓桶狀直線飛點(diǎn)掃描結(jié)構(gòu)，在圓桶的同一圓周上均勻開有1～4個(gè)圓形或方形小孔，其內(nèi)側(cè)鑲有鉛或重金屬屏蔽層；所述的X射線源和扇形準(zhǔn)直器均設(shè)置在圓桶內(nèi)。
本實(shí)用新型所述的探測器是由閃爍計(jì)數(shù)器、兩個(gè)分別設(shè)置在閃爍計(jì)數(shù)器兩端的光電倍增管、分別與兩個(gè)光電倍增管相連接的兩個(gè)前放及成形電路、分別與成形電路的輸出端相連的兩個(gè)定比甄別電路以及與兩個(gè)定比甄別電路的輸出端相連的符合電路構(gòu)成。
本實(shí)用新型的另一個(gè)技術(shù)特征是所述裝置還包括一個(gè)包覆在所述探測器上方的準(zhǔn)直器，該準(zhǔn)直器采用3～5毫米的鉛板制成。
本實(shí)用新型在被檢物體的另一側(cè)對準(zhǔn)射線束的方向上還裝有一個(gè)帶準(zhǔn)直器的探測器。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果本實(shí)用新型采用低能X射線源，對人體損傷小；同時(shí)飛點(diǎn)射線束發(fā)生器采用圓桶狀飛點(diǎn)直線掃描結(jié)構(gòu)，只需在其上打幾個(gè)小孔，因此易于加工制造，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠；由于能量低，桶內(nèi)側(cè)只需鑲嵌很薄的鉛版(3毫米左右)足以減少150千伏的X射線2-3個(gè)量級；并將X射線機(jī)、高壓電源、準(zhǔn)直器和飛點(diǎn)射線束發(fā)生器合成一體，使設(shè)備簡單，易于安裝。本實(shí)用新型還采用了專用的探測器，利用它可以隨時(shí)跟蹤掃描任意時(shí)刻、任意地點(diǎn)的散射輻射，具有效率高、易屏蔽、自行去噪聲，對散射點(diǎn)張的立體角大，不需陣列準(zhǔn)直器和陣列探測器等特點(diǎn)；它能將反散射射線提供的圖象信息變成完全的時(shí)間序列順序數(shù)字信息，省去了對針孔狀準(zhǔn)直器和陣列傳感器的要求。本實(shí)用新型不僅可用于人體掃描，亦可用于工業(yè)(探傷)、軍事(地雷探測)等方面的安全檢測。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中反散射式射線掃描儀的原理結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實(shí)用新型提供的反散射式X射線掃描儀的原理結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本實(shí)用新型提供的專用傳感器的硬件連接框圖。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本實(shí)用新型提供的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明本實(shí)用新型提供的反散射式X射線掃描儀主要包括X射線源，飛點(diǎn)射線束發(fā)生器9，扇形準(zhǔn)直器2，探測器8及傳感器17。X射線源由X射線管1、高壓電源15和電纜16組成，它們與扇形準(zhǔn)直器2均放置在圓桶9內(nèi)。在圓桶9的同一圓周上設(shè)有1～4個(gè)方形或圓形小孔10，小孔的尺寸一般在1～5毫米之間，在圓桶的內(nèi)側(cè)鑲嵌有3毫米左右的鉛板作為屏蔽層。其工作原理是圓桶9繞X射線管1，扇形準(zhǔn)直器2做圓周運(yùn)動(dòng)，小孔10也做同樣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生棒狀射線束11，棒狀射線束打在與圓桶做相對直線運(yùn)動(dòng)的被檢物體4上，在被檢物體4上形成掃描線5，反射后形成反散射射線6。射入專用探測器8，探測器記錄下反散射的掃描時(shí)序信號，形成掃描時(shí)間序列物體表層情況數(shù)字信號，然后進(jìn)入計(jì)算機(jī)處理后可得到被檢物體4的表層圖象。
本實(shí)用新型不同于一般飛點(diǎn)掃描，它是在一圓桶的同一圓周上打一些特定的小孔10，這些孔的運(yùn)動(dòng)有一簡單而特定的圓形軌道。當(dāng)圓桶環(huán)繞射線源1旋轉(zhuǎn)時(shí)，射線首先經(jīng)扇形準(zhǔn)直器2準(zhǔn)直成一扇形束3，穿過小孔10照在被檢物體4上形成飛點(diǎn)(棒狀X射線束11)。飛點(diǎn)的大小由分辨率要求來決定，其軌跡在被檢物體上是一直線5，對被檢物體做直線掃描的簡單運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)用新型中所使用的探測器8采用專用探測器，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。所述的探測器是由一個(gè)閃爍計(jì)數(shù)器、兩個(gè)分別設(shè)置在閃爍計(jì)數(shù)器兩端的光電倍增管、分別與兩個(gè)光電倍增管相連接的兩個(gè)前放及成形電路、分別與成形電路的輸出端相連的兩個(gè)定比甄別電路以及與兩個(gè)定比甄別電路的輸出端相連的符合電路構(gòu)成。其工作原理如下X射線射入閃爍計(jì)數(shù)器(無機(jī)晶體閃爍計(jì)數(shù)器或塑料閃爍體、液體閃爍體等)產(chǎn)生光信號，光信號分別射入左右兩個(gè)光電倍增管，經(jīng)光電倍增管轉(zhuǎn)換成電脈沖信號放大；經(jīng)甄別、符合后送入計(jì)算機(jī)接口。經(jīng)過本探測器，只有同時(shí)到達(dá)兩個(gè)光電倍增管的信號才被記錄，從而減少了器件的本底噪聲。利用它可以隨時(shí)跟蹤掃描任意時(shí)刻、任意點(diǎn)的散射輻射；而且數(shù)據(jù)收集簡單，不經(jīng)變換可以直接數(shù)字化；它具有效率高、對散射點(diǎn)張的立體角大，不需陣列準(zhǔn)直器和陣列探測器等特點(diǎn)。本實(shí)用新型還可根據(jù)實(shí)際情況以增加靈敏度為目的，采用多個(gè)這種探測器或者變化本探測器形狀可以是圓柱狀也可以是扁平的或者其他任何形狀。
本實(shí)用新型的實(shí)施例還使用了專用的準(zhǔn)直器17(如圖4所示)，該準(zhǔn)直器是一個(gè)包覆在所述探測器8上的器件，采用3～5毫米的鉛板制成。其形狀可以采用半圓形或其它形狀，用于屏蔽非反散射的射線，進(jìn)一步達(dá)到準(zhǔn)直效果。
圖5為本實(shí)用新型提供的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，它是在在被檢物體4的另一側(cè)對準(zhǔn)射棒狀射線束11的方向上又裝了一個(gè)帶準(zhǔn)直器17的探測器8，用于獲取X射線透射圖象。
本實(shí)用新型采用的射線源可為200KeV以下的各種類型的低能量的X、γ射線源。
權(quán)利要求1.一種反散射式X射線掃描儀，主要包括X射線源，飛點(diǎn)射線束發(fā)生器，設(shè)置在X射線源前面的扇形準(zhǔn)直器，探測器以及信號采集與處理系統(tǒng)，所述的X射線源(1)，飛點(diǎn)射線束發(fā)生器(9)，扇形準(zhǔn)直器(2)，探測器(8)置于被檢物體(4)的同一側(cè)，其特征在于所述的飛點(diǎn)射線束發(fā)生器采用一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的圓桶狀直線飛點(diǎn)掃描結(jié)構(gòu)，在圓桶的同一圓周上均勻開有1～4個(gè)圓形或方形小孔(10)，其內(nèi)側(cè)鑲有鉛或重金屬屏蔽層；所述的X射線源和扇形準(zhǔn)直器均設(shè)置在圓桶內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的射線掃描儀，其特征在于所述的探測器(8)是由閃爍計(jì)數(shù)器、兩個(gè)分別設(shè)置在閃爍計(jì)數(shù)器兩端的光電倍增管、分別與兩個(gè)光電倍增管相連接的兩個(gè)前放及成形電路、分別與成形電路的輸出端相連的兩個(gè)定比甄別電路以及與兩個(gè)定比甄別電路的輸出端相連的符合電路構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求1所述的射線掃描儀，其特征在于該掃描儀還包括一個(gè)包覆在所述探測器上方的準(zhǔn)直器(17)，該準(zhǔn)直器采用3～5毫米的鉛板制成。
4.按照權(quán)利要求1～3任一權(quán)利要求所述的X射線掃描儀，其特征在于在被檢物體(4)的另一側(cè)對準(zhǔn)射線束的方向上還裝有一個(gè)帶準(zhǔn)直器(17)的探測器(8)。
專利摘要一種反散射式X射線掃描儀，涉及一種反散射式飛點(diǎn)射線掃描檢測裝置。本實(shí)用新型采用低能X射線和飛點(diǎn)直線掃描，其主要技術(shù)特點(diǎn)是飛點(diǎn)射線束發(fā)生器采用一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的圓桶狀直線飛點(diǎn)掃描結(jié)構(gòu)，在圓桶的同一圓周上均勻開有1～4個(gè)圓形或方形小孔，其內(nèi)側(cè)鑲有鉛或重金屬屏蔽層；所述的X射線源和扇形準(zhǔn)直器均設(shè)置在圓桶內(nèi)；并采用專用的探測器。該裝置散射輻射小、對人體損傷小，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制造。采用了專用的探測器，可以跟蹤掃描任意時(shí)刻、任意地點(diǎn)的散射輻射，具有效率高、易屏蔽、自行去噪聲，探測器對散射點(diǎn)所張立體角大，不需陣列準(zhǔn)直器、陣列探測器等特點(diǎn)。本實(shí)用新型不僅可用于人體掃描，亦可用于工業(yè)(探傷)、軍事等方面的安全檢測。
文檔編號G01N23/203GK2645079SQ0327644
公開日2004年9月29日 申請日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月22日
發(fā)明者貊大衛(wèi), 王永慶, 張力生, 吳利存 申請人:貊大衛(wèi)