專利名稱：掃描系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及掃描系統(tǒng)，特別是安全掃描系統(tǒng)，并且在使用高能量X射線輻射對(duì)于包裹、貨物、集裝箱載貨以及汽車檢查違法物質(zhì)和設(shè)備的存在中具有特別的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
用于檢測(cè)核物質(zhì)和其它違禁品的貨物集裝箱的X射線照相術(shù)成像需要高強(qiáng)度的X射線輻射源。特定源能量的源強(qiáng)度越高，X射線束可以穿透的物質(zhì)的量越大且對(duì)比分辨率越好。在當(dāng)前的實(shí)踐中，檢查系統(tǒng)的X射線源強(qiáng)度通常設(shè)定為在系統(tǒng)和檢查區(qū)域的特定環(huán)境下所允許的最高能級(jí)(level)(這里被稱為輸出設(shè)定點(diǎn)或0SP)，并且使用這個(gè)固定的強(qiáng)度檢查所有的貨物，不管貨物的精確檢查是否需要這個(gè)強(qiáng)度。然而這個(gè)OSP通常不是源能夠產(chǎn)生的最高額定強(qiáng)度。經(jīng)常地，OSP設(shè)定為在預(yù)定的排除區(qū)域的邊界處不超過(guò)指定的輻射劑量限制，或在入口檢查系統(tǒng)的情況下(其中卡車司機(jī)開著他們的卡車通過(guò)檢查系統(tǒng))，設(shè)定為保持在對(duì)被檢查的卡車的司機(jī)的某一劑量限制以下。因此，當(dāng)前的實(shí)踐有兩個(gè)缺點(diǎn)1.通常源的額定最大強(qiáng)度高于0SP，并且因此檢查系統(tǒng)本質(zhì)上能夠提供比其被設(shè)定提供的更高的貨物穿透；2.該系統(tǒng)對(duì)某些貨物(或其部分)使用比所需要的高得多的強(qiáng)度，導(dǎo)致平均起來(lái)在檢查系統(tǒng)附近不必要的高輻射能級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種掃描儀系統(tǒng)。該掃描儀系統(tǒng)可以包括福射產(chǎn)生器，被配置為產(chǎn)生輻射以照射物體。輻射產(chǎn)生器可以包括被配置為產(chǎn)生輻射的輻射源和被配置為提供對(duì)來(lái)自源的輻射可變的過(guò)濾的過(guò)濾器。該系統(tǒng)還可包括檢測(cè)裝置，例如檢測(cè)系統(tǒng)，被配置為在輻射已經(jīng)和物體相互作用之后檢測(cè)該輻射，且其可以在所述物體相對(duì)于產(chǎn)生器移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生檢測(cè)器數(shù)據(jù)集的序列。該系統(tǒng)還可包括處理裝置，例如至少一個(gè)處理器，被配置為處理每個(gè)檢測(cè)器數(shù)據(jù)集由此產(chǎn)生控制輸出，該控制輸出被配置為控制例如輻射產(chǎn)生器從而改變所述過(guò)濾，由此改變當(dāng)掃描物體時(shí)由輻射產(chǎn)生器輸出的輻射。該處理裝置可以被配置為定義檢測(cè)器數(shù)據(jù)的參數(shù)，以對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)集確定該參數(shù)的值，以及例如如果該參數(shù)的值不滿足預(yù)定的條件則產(chǎn)生配置為取決于該值改變輻射輸出的控制輸出。該檢測(cè)裝置可以包括多個(gè)檢測(cè)器。該檢測(cè)器數(shù)據(jù)可以包括指示在每個(gè)檢測(cè)器處的輻射強(qiáng)度的一組強(qiáng)度值。該過(guò)濾器可以包括過(guò)濾元件，該過(guò)濾元件可以在多個(gè)位置之間移動(dòng)從而提供多個(gè)不同的過(guò)濾級(jí)別。該過(guò)濾器可以包括多個(gè)過(guò)濾截面(section)且被配置為移動(dòng)從而使得每個(gè)過(guò)濾截面依次與所述輻射對(duì)準(zhǔn)。實(shí)際上，本發(fā)明還提供一種掃描儀系統(tǒng)，包括輻射源，其被配置為產(chǎn)生輻射；檢測(cè)裝置，其被配置為在輻射已經(jīng)和物體相互作用之后檢測(cè)該輻射由此產(chǎn)生數(shù)據(jù)集；過(guò)濾器，其包括多個(gè)過(guò)濾截面且被配置為移動(dòng)從而使得每個(gè)過(guò)濾截面依次與所述輻射對(duì)準(zhǔn)；以及處理系統(tǒng)，被配置為控制所述過(guò)濾器、源和檢測(cè)裝置中的至少一個(gè)，由此控制檢測(cè)的輻射的過(guò)濾級(jí)別。該輻射生成器被配置為以脈沖形式產(chǎn)生輻射，以及例如在處理系統(tǒng)的控制下，被配置為改變脈沖的定時(shí)從而使得當(dāng)收集數(shù)據(jù)集時(shí)改變哪個(gè)過(guò)濾截面與輻射對(duì)準(zhǔn)。處理系統(tǒng)被配置為改變數(shù)據(jù)集的收集的定時(shí)，從而使得當(dāng)收集數(shù)據(jù)集時(shí)改變哪個(gè)過(guò)濾截面與輻射對(duì)準(zhǔn)。該過(guò)濾截面可以具有不同的過(guò)濾特征。例如其可以具有不同的厚度，并且其可以由相同的材料制成或其可以由不同的材料制成。該過(guò)濾器可以是可轉(zhuǎn)動(dòng)的，或者其可以線性地移動(dòng)，或者以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式移動(dòng)?，F(xiàn)在將參照附圖通過(guò)只是示例的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的輻射成像系統(tǒng)的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的輻射成像系統(tǒng)的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的形成輻射成像系統(tǒng)的部分的過(guò)濾輪(filterwheel)的前視圖。圖4是通過(guò)圖2的過(guò)濾輪的截面。圖5是通過(guò)圖2的過(guò)濾輪的又一個(gè)截面；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的通過(guò)過(guò)濾輪的類似于圖5的截面。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，X射線成像系統(tǒng)包括被配置為產(chǎn)生X射線束11的X射線產(chǎn)生器10，和被配置為在X射線已經(jīng)穿過(guò)成像體(volume) 14后檢測(cè)X射線的檢測(cè)器陣列12。X射線產(chǎn)生器被配置為產(chǎn)生垂直延伸的扇形射束形式的射線束，且檢測(cè)器陣列12包括垂直線性檢測(cè)器陣列12a和水平線性檢測(cè)器陣列12b。因此成像體14是薄的垂直切片的形式。處理系統(tǒng)16配置為從檢測(cè)器陣列12中的每個(gè)檢測(cè)器接收檢測(cè)器信號(hào)，并處理檢測(cè)器信號(hào)從而產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)?？勺冞^(guò)濾器系統(tǒng)18包括過(guò)濾元件20，該過(guò)濾元件在此情形中由金屬薄片形成且是可移動(dòng)地安裝的，從而其可以在位于X射線束11的路徑中的使用(deploy)位置和不位于X射線束的路徑中的收回(retract)位置之間移動(dòng)。致動(dòng)器(actuator) 22連接到過(guò)濾元件20,且被配置為在過(guò)濾元件20的使用位置和收回位置之間移動(dòng)過(guò)濾元件20。處理系統(tǒng)16被配置為分析檢測(cè)器信號(hào)以及控制制動(dòng)器22響應(yīng)于該分析來(lái)控制過(guò)濾元件的位置。工作時(shí)，系統(tǒng)從過(guò)濾元件位于其使用位置開始，且源10配置為以脈沖形式產(chǎn)生X射線，并且處理系統(tǒng)16配置為對(duì)于每個(gè)脈沖采樣該檢測(cè)器信號(hào)以產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)集，可以從該圖形數(shù)據(jù)集產(chǎn)生二維圖像。在此例中的圖像數(shù)據(jù)集包括一組強(qiáng)度值，每一個(gè)針對(duì)陣列12中的一個(gè)檢測(cè)器。當(dāng)物體移動(dòng)通過(guò)成像體時(shí)，在進(jìn)入圖1的紙面或從圖1的紙面出來(lái)的方向上收集一系列的數(shù)據(jù)集，其隨后可以用于構(gòu)建形成物體的二維圖像。在收集每個(gè)數(shù)據(jù)集時(shí)，處理系統(tǒng)16配置為對(duì)其分析以確定其是否滿足條件，該條件在此例中是檢測(cè)器陣列12中的所有檢測(cè)器接收至少最小能級(jí)的輻射。如果滿足這個(gè)條件，則處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單等待下一個(gè)輻射脈沖從而其可以收集下一個(gè)數(shù)據(jù)集。然而，如果不滿足該條件，則處理系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)給致動(dòng)器22，制動(dòng)器22被配置為通過(guò)將過(guò)濾元件移動(dòng)到其收回位置來(lái)響應(yīng)。這減少了過(guò)濾器阻擋的輻射量，因此增加了 X射線束11的強(qiáng)度，這轉(zhuǎn)而增加了由檢測(cè)器陣列12檢測(cè)的輻射的能級(jí)。該過(guò)濾器保持在收回位置直到滿足又一個(gè)條件，該條件在此例中是所有的檢測(cè)器都檢測(cè)到大于最小能級(jí)的第二能級(jí)的輻射。如果滿足這個(gè)條件，則處理系統(tǒng)被配置為控制致動(dòng)器移動(dòng)過(guò)濾元件回到使用位置。在較高和較低設(shè)定能級(jí)之間的差距(gap)提供了切換點(diǎn)附近的滯后(hysteresis)程度。參照?qǐng)D2，在與第一實(shí)施例類似但是這里以平面圖示出的本發(fā)明的第二實(shí)施例中，過(guò)濾元件120具有變化的厚度，其具有不同厚度的多個(gè)截面120a、120b、120c、120d。在此例中，過(guò)濾元件位于X射線扇形射束111的側(cè)面從而最小化該過(guò)濾器需要移動(dòng)的距離。在這個(gè)實(shí)施例中，該過(guò)濾元件具有五個(gè)位置，對(duì)應(yīng)于與X射線在一條線上的四個(gè)截面120a、120b、120c、120d的每個(gè)截面，以及如圖2所示過(guò)濾元件120完全離開X射線的位置。在此例中，處理系統(tǒng)(未示出)配置為分析每個(gè)圖像數(shù)據(jù)集(其還是與二維圖像切片有關(guān))以及為隨后的切片圖像選擇過(guò)濾元件120的合適的位置。該處理系統(tǒng)然后配置發(fā)送信號(hào)給致動(dòng)器122以將過(guò)濾元件120移動(dòng)到要求的位置。對(duì)于第一實(shí)施例，可以以多種方式限定要移動(dòng)的過(guò)濾元件必須滿足的條件。參照?qǐng)D3和圖4，根據(jù)第三實(shí)施例的掃描儀系統(tǒng)類似于圖2，除了過(guò)濾器320包括過(guò)濾輪，該過(guò)濾輪包括被配置為繞平行于X射線束311的中心線的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的可轉(zhuǎn)動(dòng)盤321，盤上形成有多個(gè)繞其旋轉(zhuǎn)軸均勻地分開的過(guò)濾塊330。盤321包括中心部分321a，以及從中心部分向外徑向地延展的多個(gè)輻條或葉片321b，并且321b之間有空隙332。每個(gè)過(guò)濾塊330安裝在對(duì)應(yīng)的一個(gè)輻條321b上。參照作為沿過(guò)濾輪320的弧的截面的圖5，每個(gè)過(guò)濾塊330由多個(gè)在圓周方向上并排(side by side)的截面330a和330b組成,并且每個(gè)在徑向方向上延伸橫跨塊330的整個(gè)寬度，且其厚度不同。在這個(gè)實(shí)施例中有20個(gè)輪的輻條和20個(gè)過(guò)濾塊330。安置過(guò)濾器320使得當(dāng)盤321繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與過(guò)濾塊之間的空隙332交替的每個(gè)過(guò)濾塊330的每個(gè)過(guò)濾截面330a和330b依次置于在X射線源310和檢測(cè)器陣列312之間的X射線束311的路徑中，從而其過(guò)濾X射線束311。處理系統(tǒng)316配置為從檢測(cè)器陣列312接收檢測(cè)器信號(hào)，并且還被配置為接收來(lái)自布置為檢測(cè)過(guò)濾輪320的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器324的信號(hào)。處理系統(tǒng)316可以從位置信號(hào)確定任何時(shí)間過(guò)濾塊330a和330b的哪一個(gè)在X射線束的路徑中。處理系統(tǒng)316還配置為控制X射線源310的操作從而以脈沖形式產(chǎn)生X射線，并且可以由處理系統(tǒng)控制脈沖的定時(shí)。以過(guò)濾輪320的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率乘以過(guò)濾塊330的數(shù)目(在此例中是20)產(chǎn)生該脈沖。因此可以在過(guò)濾輪320的每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)期間發(fā)送20個(gè)脈沖(每個(gè)過(guò)濾塊一個(gè))，每個(gè)脈沖與和X射線束311對(duì)準(zhǔn)的過(guò)濾塊330a、330b或空隙332中相應(yīng)的一個(gè)一致。處理系統(tǒng)配置為將延遲增加到脈沖串或從中移除，以偏移(shift)脈沖定時(shí)從而與不同組的過(guò)濾塊截面330a、330b或空隙332的對(duì)準(zhǔn)(alignment) —致，由此改變X射線脈沖的過(guò)濾程度。這個(gè)系統(tǒng)的操作與上述那些的類似之處在于，在收集每個(gè)數(shù)據(jù)集(通常包括來(lái)自線性陣列312的每個(gè)檢測(cè)器的單獨(dú)的采樣)之后，處理系統(tǒng)分析檢測(cè)器信號(hào)以檢查是否滿足一個(gè)或更多個(gè)條件，然后確定是否需要對(duì)于下一個(gè)或另一個(gè)隨后的數(shù)據(jù)集增加或減少過(guò)濾的程度。如果需要，則處理系統(tǒng)配置為將X射線脈沖的定時(shí)偏移與到期望的過(guò)濾截面的過(guò)濾截面轉(zhuǎn)變時(shí)段相等的定時(shí)偏移，即在隨后的過(guò)濾截面與X射線束對(duì)準(zhǔn)之間的時(shí)間，由此選擇所要求的厚度的不同組的工作過(guò)濾截面。取決于使用的檢測(cè)器的類型，處理系統(tǒng)316還可以配置為偏移檢測(cè)器信號(hào)采樣時(shí)間，以使其與X射線脈沖保持同步。因此可以在收集了每個(gè)檢測(cè)器數(shù)據(jù)集之后調(diào)整過(guò)濾的程度，以及因此調(diào)整到達(dá)物體的X射線束的強(qiáng)度。參照?qǐng)D6，在對(duì)圖5的實(shí)施例的改進(jìn)中，每個(gè)階梯式的過(guò)濾塊320由具有連續(xù)變化的厚度的過(guò)濾塊420取代，該厚度在過(guò)濾輪的圓周方向上變化。因此控制X射線脈沖的定時(shí)以確定其穿過(guò)過(guò)濾塊320的哪個(gè)部分，這確定了其經(jīng)歷多少過(guò)濾。在對(duì)圖5和圖6的實(shí)施例的又一個(gè)修改中，處理系統(tǒng)322配置為控制驅(qū)動(dòng)過(guò)濾輪的電動(dòng)機(jī)的速度，這使得在X射線脈沖頻率保持固定時(shí)，處理系統(tǒng)可以通過(guò)改變過(guò)濾輪的速度選擇不同厚度的過(guò)濾截面作為工作的過(guò)濾截面。
權(quán)利要求
1.一種掃描儀系統(tǒng)，包括輻射產(chǎn)生器，被配置為產(chǎn)生輻射以照射物體，該輻射產(chǎn)生器包括被配置為產(chǎn)生輻射的輻射源和被配置為對(duì)來(lái)自源的輻射提供可變的過(guò)濾的過(guò)濾器；檢測(cè)裝置，被配置為在輻射已經(jīng)和物體相互作用之后檢測(cè)該輻射并隨著物體相對(duì)于產(chǎn)生器移動(dòng)而產(chǎn)生檢測(cè)器數(shù)據(jù)集的序列；以及處理裝置，被配置為處理每個(gè)檢測(cè)器數(shù)據(jù)集，由此產(chǎn)生被配置為控制輻射產(chǎn)生器從而改變所述過(guò)濾的控制輸出，由此改變當(dāng)掃描物體時(shí)由輻射產(chǎn)生器輸出的福射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的掃描儀系統(tǒng)，其中處理裝置被配置為定義檢測(cè)器數(shù)據(jù)的參數(shù)，以對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)集確定參數(shù)的值，并且如果該參數(shù)的值不滿足預(yù)定的條件則產(chǎn)生配置為改變輻射輸出的控制輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的掃描儀系統(tǒng)，其中所述檢測(cè)裝置包括多個(gè)檢測(cè)器，且所述檢測(cè)器數(shù)據(jù)包括指示每個(gè)檢測(cè)器處的輻射強(qiáng)度的一組強(qiáng)度值。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的掃描儀系統(tǒng)，其中所述過(guò)濾器包括過(guò)濾元件，該過(guò)濾元件可以在多個(gè)位置之間移動(dòng)從而提供多個(gè)不同的過(guò)濾級(jí)別。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個(gè)權(quán)利要求所述的掃描儀系統(tǒng)，其中所述過(guò)濾器包括多個(gè)過(guò)濾截面且被配置為進(jìn)行移動(dòng)使得每個(gè)過(guò)濾截面依次與所述輻射對(duì)準(zhǔn)。
6.一種掃描儀系統(tǒng)，包括輻射源，其被配置為產(chǎn)生輻射；檢測(cè)裝置，其被配置為在輻射已經(jīng)和物體相互作用之后檢測(cè)該輻射由此產(chǎn)生數(shù)據(jù)集；過(guò)濾器，其包括多個(gè)過(guò)濾截面且被配置為進(jìn)行移動(dòng)使得每個(gè)過(guò)濾截面依次與所述輻射對(duì)準(zhǔn)；以及處理系統(tǒng)，被配置為控制所述過(guò)濾器、源和檢測(cè)裝置中的至少一個(gè)，由此控制檢測(cè)的輻射的過(guò)濾級(jí)別。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的掃描儀系統(tǒng)，其中所述處理系統(tǒng)被配置為以脈沖形式產(chǎn)生輻射，并改變脈沖的定時(shí)使得改變當(dāng)收集數(shù)據(jù)集時(shí)哪個(gè)過(guò)濾截面與輻射對(duì)準(zhǔn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的掃描儀系統(tǒng)，其中所述處理系統(tǒng)被配置為改變數(shù)據(jù)集的收集的定時(shí)，使得數(shù)據(jù)集與輻射脈沖保持同步。
9.根據(jù)權(quán)利要求5到8中任一個(gè)權(quán)利要求所述的掃描儀系統(tǒng)，其中所述過(guò)濾截面具有不同的過(guò)濾特征。
10.根據(jù)權(quán)利要求5到9中任一個(gè)權(quán)利要求所述的掃描儀系統(tǒng)，其中所述過(guò)濾截面具有不同的厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求5到10中任一個(gè)權(quán)利要求所述的掃描儀，其中所述過(guò)濾器是可轉(zhuǎn)動(dòng)的。
全文摘要
一種掃描儀系統(tǒng)，包括輻射產(chǎn)生器，被配置為產(chǎn)生輻射以照射物體，輻射產(chǎn)生器包括被配置為產(chǎn)生輻射的輻射源和被配置為對(duì)來(lái)自源的輻射提供可變的過(guò)濾的過(guò)濾器；檢測(cè)裝置，被配置為在輻射已經(jīng)和物體相互作用之后檢測(cè)輻射并且隨著物體相對(duì)于產(chǎn)生器移動(dòng)而產(chǎn)生檢測(cè)器數(shù)據(jù)集的序列，以及處理裝置，被配置為處理每個(gè)檢測(cè)器數(shù)據(jù)集由此產(chǎn)生被配置為控制輻射產(chǎn)生器從而改變?cè)撨^(guò)濾的控制輸出，由此改變當(dāng)掃描物體時(shí)由輻射產(chǎn)生器輸出的輻射。
文檔編號(hào)G01N23/00GK103003689SQ201180017643
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
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