專利名稱：一種可攜帶式x射線反散射成像檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種X射線檢測設(shè)備，屬于無損檢測和安全防衛(wèi)檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
X射線的特點(diǎn)是穿透力強(qiáng)，X射線反散射成像檢測儀就是利用這個(gè)特點(diǎn)，讓X射線穿透人們的衣物等外包裝材料，射向隱藏在衣物等包裝材料后面的物體，X射線在這些物體上產(chǎn)生不同的反散射，測量這些不同的反散射射線的位置、強(qiáng)度，就可以給出隱藏在衣物等包裝材料后面物體(檢測對(duì)象)的大小、形狀和位置等信息并給出其圖像，從而判斷它是否違禁物品。把X射線射向墻壁就可以檢測墻體內(nèi)是否有異物。射向地面，可以檢查是否有地雷埋在地下等等。實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)的設(shè)備目前有兩種方式，一是飛點(diǎn)掃描方式，它要求掃描 裝備，將X射線準(zhǔn)直成一個(gè)細(xì)束，使其運(yùn)動(dòng)起來把被檢測物體全部掃描一遍，這種設(shè)備尺寸大，重量也大，目前只有美國有幾家公司如AS&E和Rapiscan等可以生產(chǎn)；另一種是用錐形X射線束照射一定面積的待檢物體，利用X射線透鏡技術(shù)將被檢物體反散射射線勿需掃描，一次成像，檢測一定面積的被檢測物體的反散射圖像，提供被檢測物體表面后隱藏違禁品的信息。這種設(shè)備目前美國物理光學(xué)公司生產(chǎn)一種產(chǎn)品‘LEXID’，具有簡單、輕巧，且易于攜帶的特點(diǎn)，但X射線透鏡技術(shù)復(fù)雜，不易制作，價(jià)格也昂貴。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可攜帶式X射線反散射成像檢測儀，即采用編碼孔成像技術(shù)，恢復(fù)重建出單個(gè)小孔形成的真實(shí)反散射圖像，從而提供一種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單、輕巧，且成本較低的X射線反散射成像檢測儀。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下包括可攜帶式X射線源、編碼孔板、反散射X射線成像探測器、可見光圖像探測器、計(jì)算機(jī)圖像重建及顯示系統(tǒng)、X射線源屏蔽材料以及反散射X射線范圍限定器；所述的X射線圖像探測器依次由反散射X射線-可見光圖像轉(zhuǎn)換器、圖像傳輸光纖板和可見光圖像放大器組成，三者緊密接觸；所述的編碼孔板和反散射X射線成像探測器被放置在可攜帶式整機(jī)屏蔽機(jī)殼內(nèi)；所述反散射X射線范圍限定器設(shè)置在所述編碼孔板前端，并置于可攜帶式整機(jī)機(jī)殼屏蔽的外部；x射線源發(fā)出X射線射向被檢物體，被檢物體反散射X射線經(jīng)編碼孔板射在反散射X射線-可見光圖像轉(zhuǎn)換器上生成可見光圖像，再經(jīng)圖像傳輸光纖板和可見光圖像放大器將可見光圖像放大后，由可見光圖像探測器采集，然后將采集的圖像信息送入計(jì)算機(jī)圖像重建及顯示系統(tǒng)，顯示出被檢物體散射物。本實(shí)用新型所述的編碼孔板采用二維編碼孔模板，所述的編碼孔板上的孔為環(huán)形孔、方形孔或圓形孔。編碼孔板為重金屬或其合金軋制成的薄板，其厚度小于I. O毫米，孔的面積占整個(gè)編碼孔板面積的40% 55%。本實(shí)用新型所述的反散射X射線范圍限定器由屏蔽材料做成，其形狀為圓錐形或四棱錐形。本實(shí)用新型所述的X射線源采用高壓為30 140千伏的低功率X射線發(fā)生器，或是冷陰極的脈沖X射線發(fā)生器。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果本實(shí)用新型由于采用了一個(gè)按一定規(guī)律編碼的編碼孔板，即將多個(gè)小孔成像疊加，再將多個(gè)小孔成像疊加的圖像恢復(fù)重建出單個(gè)小孔形成的真實(shí)反散射圖像。既利用多個(gè)小孔成像疊加提高了采集的信息量，又利用圖像重建技術(shù)獲得具有一定質(zhì)量的圖像；有效克服了 X射線透鏡技術(shù)所帶來的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜和飛點(diǎn)掃描技術(shù)的設(shè)備龐大以及信息量少等缺陷，具有原理簡單、信息量大、加工制作方便、重量巧和價(jià)格便宜等特點(diǎn)，可以制成可攜帶式設(shè)備。

圖I為本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)示意圖?！0011]圖2為反散射X射線成像探測器及射線走向示意圖。圖3為采用改進(jìn)冗余數(shù)組模式的編碼孔板的形狀示意圖。圖中1-X射線源；2_射出的錐形X射線束；3_被照射物體或人；4_反散射X射線；5-編碼孔板；6_反散射X射線成像；7_反散射X射線成像探測器；8_計(jì)算機(jī)圖像重建及顯示系統(tǒng)；9-X射線源屏蔽材料；10_圖像傳輸光纖板；11_可見光圖像放大器；12_可見光圖像探測器；13_反散射X射線-可見光圖像轉(zhuǎn)換器；14-可攜帶式整機(jī)機(jī)殼屏蔽；15_反散射X射線范圍限定器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理、結(jié)構(gòu)和工作過程做進(jìn)一步的說明。本實(shí)用新型提供的一種可攜帶式X射線反散射成像檢測儀(如圖I所示)，該檢測儀包括可攜帶式X射線源I、編碼孔板5、反散射X射線成像探測器7、可見光圖像探測器12、計(jì)算機(jī)圖像重建及顯示系統(tǒng)8、X射線源屏蔽材料9以及反散射X射線范圍限定器15 ；所述的X射線圖像探測器7依次由反散射X射線-可見光圖像轉(zhuǎn)換器13、圖像傳輸光纖板10和可見光圖像放大器11組成，反散射X射線-可見光圖像轉(zhuǎn)換器13、圖像傳輸光纖板10和可見光圖像放大器11三者緊密接觸；所述的編碼孔板5和反散射X射線成像探測器7被放置在可攜帶式整機(jī)屏蔽機(jī)殼14內(nèi)；所述反散射X射線范圍限定器15設(shè)置在所述編碼孔板5前端，并置于可攜帶式整機(jī)機(jī)殼屏蔽14的外部。X射線源發(fā)出X射線，經(jīng)X射線源屏蔽材料9射出的錐形X射線束2射向被檢物體3，被檢物體反散射X射線4由反散射X射線范圍限定器15限定，經(jīng)編碼孔板5將被檢物體的反散射射線成像在反散射X射線-可見光圖像轉(zhuǎn)換器13上，生成可見光圖像，可見光圖像轉(zhuǎn)換器由碘化銫或GOS構(gòu)成，碘化銫或GOS將X射線圖像轉(zhuǎn)換成可見光圖像后，由圖像傳輸光纖板10將可見光連接到微通道板構(gòu)成的可見光圖像放大器11 (又稱圖像增強(qiáng)器)將圖像信息放大，由可見光圖像探測器12(CCD或CMOS)將所得的圖像信息采集并送入計(jì)算機(jī)圖像重建及顯示系統(tǒng)8進(jìn)行處理，圖像重建后得到真實(shí)的反散射圖像顯示在計(jì)算機(jī)的顯示器上(如圖2所示)。X射線源I應(yīng)采用高壓為30 140千伏的低功率X射線發(fā)生器(小于500瓦)，或是冷陰極的脈沖X射線發(fā)生器。因?yàn)樗碾娚?，重量輕，在某些特定情況下，X射線源可以脫離主機(jī)，由操作助手?jǐn)y帶，這樣更便于檢測。如有特殊要求(如檢測更厚的物體后面的情況)則應(yīng)增加射線能量。X射線源的屏蔽材料9 一般選用約2-6毫米厚的鉛皮即可(視選用X射線能量定)；反散射X射線范圍限定器15由屏蔽材料制成，可被加工成圓錐形或四棱錐形，以限定采集反散射X射線范圍(即確定采集散射圖像的視野大小)?？蓴y帶式整機(jī)機(jī)殼屏蔽14應(yīng)由屏蔽材料制成，用來屏蔽反散射X射線成像探測器
7,防止沒有經(jīng)過編碼孔板的反散射X射線射入圖像探測器，形成虛假信號(hào)。編碼孔板是由各種各樣的編碼模式制成的一種廣泛使用的二維編碼孔模板，通常使用的模式是改進(jìn)冗余數(shù)組模式，簡稱MURA。圖3為采用改進(jìn)冗余數(shù)組模式的編碼孔板的形狀示意圖，是一個(gè)邊長為質(zhì)數(shù)(31X31)的正方形編碼模板，模板的黑白部分由孔和板物質(zhì)構(gòu)成，由0，I構(gòu)成的矩陣元Ay，決定模板的結(jié)構(gòu)構(gòu)，矩陣Ay的形成規(guī)律是
權(quán)利要求1.一種可攜帶式X射線反散射成像檢測儀，包括可攜帶式X射線源(I)、編碼孔板(5)、反散射X射線成像探測器(7)、可見光圖像探測器(12)、計(jì)算機(jī)圖像重建及顯示系統(tǒng)(8)、X射線源屏蔽材料(9)以及反散射X射線范圍限定器(15);所述的X射線圖像探測器(7)依次由反散射X射線-可見光圖像轉(zhuǎn)換器(13)、圖像傳輸光纖板(10)和可見光圖像放大器(11)組成，三者緊密接觸；所述的編碼孔板(5)和反散射X射線成像探測器(7)被放置在可攜帶式整機(jī)屏蔽機(jī)殼(14)內(nèi)；所述反散射X射線范圍限定器(15)，設(shè)置在編碼孔板(5)前端，并置于可攜帶式整機(jī)機(jī)殼屏蔽(14)的外部；X射線源發(fā)出X射線射向被檢物體(3)，被檢物體反散射X射線(4)經(jīng)編碼孔板(5)射在反散射X射線-可見光圖像轉(zhuǎn)換器(13)上生成可見光圖像，再經(jīng)圖像傳輸光纖板(10)和可見光圖像放大器(11)將可見光圖像放大后，由可見光圖像探測器(12)采集，然后將采集的圖像信息送入計(jì)算機(jī)圖像重建及顯示系統(tǒng)(8)，顯示出被檢物體散射物。
2.按照權(quán)利要求I所述的一種可攜帶式X射線反散射成像檢測儀，其特征在于所述的編碼孔板采用二維編碼孔模板，所述的編碼孔板上的孔為環(huán)形孔、或方形孔。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的一種可攜帶式X射線反散射成像檢測儀，其特征在于編碼孔板為重金屬或其合金軋制成的薄板，其厚度小于I. O毫米，孔的面積占整個(gè)編碼孔板面積的40% 55%。
4.按照權(quán)利要求I所述的一種可攜帶式X射線反散射成像檢測儀，其特征在于所述的反散射X射線范圍限定器由屏蔽材料做成，其形狀為圓錐形或四棱錐形。
5.按照權(quán)利要求I所述的一種可攜帶式X射線反散射成像檢測儀，其特征在于所述的X射線源采用高壓為30-140千伏的低功率X射線發(fā)生器，或是冷陰極的脈沖X射線發(fā)生器。
專利摘要一種可攜帶式X射線反散射成像檢測儀，屬于無損檢測和安全防衛(wèi)檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。該檢測儀包括可攜帶式X射線源、編碼孔板、反散射X射線成像探測器、可見光圖像探測器、計(jì)算機(jī)圖像重建及顯示系統(tǒng)、X射線源屏蔽材料以及反散射X射線范圍限定器。本實(shí)用新型由于采用了按一定規(guī)律編碼的編碼孔板，即將多個(gè)小孔成像疊加，再將多個(gè)小孔成像疊加的圖像恢復(fù)重建出單個(gè)小孔形成的真實(shí)反散射圖像，有效克服了X射線透鏡技術(shù)所帶來的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜和飛點(diǎn)掃描技術(shù)的設(shè)備龐大以及信息量少等缺陷，具有原理簡單、信息量大、加工制作方便、重量輕巧和價(jià)格便宜等特點(diǎn)，可以制成可攜帶式設(shè)備。
文檔編號(hào)G01V5/00GK202600160SQ20122011782
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者貊梁, 貊大衛(wèi) 申請(qǐng)人:貊梁