雙通道高能x射線透視成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型通過(guò)電子加速器、屏蔽準(zhǔn)直裝置、第一探測(cè)器陣列、第二探測(cè)器陣列、各種機(jī)械組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，利用僅一臺(tái)電子加速器、兩組X射線束流和兩組探測(cè)器系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)兩個(gè)通道內(nèi)的受檢查對(duì)象進(jìn)行透視成像。根據(jù)本實(shí)用新型的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)為固定式、組合式、軌道移動(dòng)式或車載移動(dòng)式等具體形勢(shì)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、功能強(qiáng)、圖像質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及在無(wú)損探傷、透視成像、以及大型集裝箱檢查、車輛檢查、航空貨物檢查、火車檢查等安檢設(shè)備中利用高能電子加速器產(chǎn)生高能X射線進(jìn)行透視成像的系統(tǒng)，特別涉及使用單臺(tái)高能X射線源對(duì)兩個(gè)通道中的受檢查對(duì)象同時(shí)進(jìn)行透視成像的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]X射線在工業(yè)無(wú)損檢測(cè)、安全檢查等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。對(duì)于大型的檢測(cè)對(duì)象，如鍋爐、航天發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)場(chǎng)/鐵路/海關(guān)的大宗貨物、轎車/卡車/集裝箱/火車等整車貨物，對(duì)其進(jìn)行透視檢查需要使用高能X射線，通常使用能量2MeV以上的電子加速器產(chǎn)生。電子加速器產(chǎn)生X射線的基本方法為:利用電子槍產(chǎn)生電子束流，利用電場(chǎng)對(duì)電子束流進(jìn)行加速使其獲得高能量，高能電子束流打靶產(chǎn)生X射線。高能X射線透視成像系統(tǒng)是利用X射線的高穿透能力，X射線穿透受檢查對(duì)象時(shí)，其強(qiáng)度會(huì)減弱，減弱的程度與受檢查對(duì)象的密度、形狀、厚度、物質(zhì)材料等相關(guān)，使用探測(cè)器獲取X射線穿透受檢查對(duì)象后的強(qiáng)度信息，并經(jīng)過(guò)信號(hào)處理、算法分析、圖像重建等過(guò)程得出反映受檢查對(duì)象的形狀、結(jié)構(gòu)甚至物質(zhì)材料等信息的透視圖像，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)分析、缺陷檢查、貨物名稱與類型檢驗(yàn)、危險(xiǎn)品識(shí)別、違禁物品檢查等目的。
[0003]大型貨物檢查系統(tǒng)，分為使用高能X射線源和同位素放射源兩大類。其中使用高能X射線源的系統(tǒng)，通常使用能量2MeV及以上的電子加速器打靶產(chǎn)生X射線。目前，同方威視技術(shù)股份有限公司是該技術(shù)應(yīng)用的世界領(lǐng)先者，具有大量的專利和成熟產(chǎn)品。其中使用同位素放射源的系統(tǒng)，通常使用放射性同位素鈷一 60 (Co — 60)產(chǎn)生Y射線作為射線源，Y射線的能量分別為1.17 MeV及1.33 MeV0使用鈷一 60的大型貨物檢查系統(tǒng)，一方面射線能量較低，穿透能量有限，受檢查對(duì)象的體積有限；另一方面，鈷一 60具有固定的半衰期，為5.27年，因此一定時(shí)間后必須更換射線源，否則因?yàn)樯渚€強(qiáng)度變?nèi)?，圖像質(zhì)量變差。使用鈷一 60的大型貨物檢查系統(tǒng)更因?yàn)殁捯?60的固有放射性，在安全管理上存在比較多的問(wèn)題，不像電子加速器系統(tǒng)，只有上電并出束才有X射線產(chǎn)生，停束或斷電即安全。因此，目前的大型貨物檢查系統(tǒng)90%以上都是使用高能X射線源。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)高能X射線的使用都是從打靶電子束的正前方取X射線束流進(jìn)行透視成像應(yīng)用，是盡量利用X射線的能量最高和強(qiáng)度最大部分，基本上都是弓I出一個(gè)X射線束流，用于一個(gè)檢查通道的系統(tǒng)，檢查速度慢，效率低。
[0005]中國(guó)專利“一種雙通道組合移動(dòng)式集裝箱或車輛檢查系統(tǒng)(專利號(hào):CN2840027Y)”公開(kāi)了一種使用鈷一 60產(chǎn)生的Y射線作為射線源，兩個(gè)L形探測(cè)器構(gòu)成左右兩個(gè)門式結(jié)構(gòu)的檢查通道的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“檢測(cè)通過(guò)率提高2 — 4倍”。鈷一 60 Y射線源在使用處理上有其特殊性，如快門裝置等，而且具有能量低，穿透能力有限；固有衰減，壽命短，需定期更換；長(zhǎng)期放射性，安全管理難度大等不足之處。
[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種使用高能電子加速器為射線源，通過(guò)兩個(gè)側(cè)向位置的準(zhǔn)直器分別獲取兩個(gè)X射線束流，同時(shí)對(duì)兩個(gè)通道中的受檢查對(duì)象進(jìn)行透視成像。相比現(xiàn)有技術(shù)具有成本低、速度快、功能多、圖像質(zhì)量好、安全性高等優(yōu)勢(shì)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型提供了一種雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，所述雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)包括:單臺(tái)高能電子加速器、屏蔽準(zhǔn)直裝置、第一檢查通道、第二檢查通道、第一探測(cè)器陣列、第二探測(cè)器陣列、電源與控制子系統(tǒng)、信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)；其中，高能電子加速器包括電子發(fā)射單元、電子加速單元、靶，產(chǎn)生的電子束流具有2MeV以上的能量；屏蔽準(zhǔn)直裝置包括屏蔽結(jié)構(gòu)和至少兩個(gè)準(zhǔn)直器，兩個(gè)準(zhǔn)直器分別設(shè)置在電子束流的軸線的兩側(cè)；所述第一檢查通道和第二檢查通道分別位于電子加速器的兩側(cè)；第一準(zhǔn)直器、第一探測(cè)器陣列與電子束流打靶的靶點(diǎn)處于第一平面內(nèi)，第二準(zhǔn)直器、第二探測(cè)器陣列與電子束流打靶的靶點(diǎn)處于第二平面內(nèi)。
[0008]本實(shí)用新型通過(guò)電子加速器、屏蔽準(zhǔn)直裝置、第一探測(cè)器陣列、第二探測(cè)器陣列、各種機(jī)械組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，利用僅一臺(tái)電子加速器、兩組X射線束流和兩組探測(cè)器系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)兩個(gè)通道內(nèi)的受檢查對(duì)象進(jìn)行透視成像，具有以下優(yōu)點(diǎn):兩個(gè)通道同時(shí)檢查，速度快；只使用單臺(tái)電子加速器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；相比鈷一 60系統(tǒng)，使用電子加速器為射線源，安全可靠性更高；通過(guò)準(zhǔn)直器的設(shè)計(jì)，可以引出更多組X射線束流，可以實(shí)現(xiàn)雙視角功能，使透視圖像能夠分層次可辨；可以引出不同能量的X射線束流，實(shí)現(xiàn)對(duì)受檢查對(duì)象的材料識(shí)別；而且可以實(shí)現(xiàn)多種綜合功能的雙通道/雙能/雙視角高能X射線透視成像系統(tǒng)。且本實(shí)用新型中的X射線束流在其平面扇形區(qū)域內(nèi)，具有能散小、強(qiáng)度分布均勻、靶點(diǎn)尺寸小、可大角度引出等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可以提高X射線透視成像系統(tǒng)的圖像質(zhì)量。根據(jù)本實(shí)用新型的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)為固定式、組合式、軌道移動(dòng)式或車載移動(dòng)式等具體形勢(shì)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、功能強(qiáng)、圖像質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電子加速器和屏蔽準(zhǔn)直裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的屏蔽準(zhǔn)直裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的布局示意圖；
[0013]圖5 (A)-5 (E)示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的幾種不同形狀的探測(cè)器陣列的結(jié)構(gòu)及布置方法示意圖；
[0014]圖6示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的組合固定式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖7示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖8示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的車載移動(dòng)式雙通道/雙能/雙視角高能X 射線透視成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1、圖2和圖3所示，一種雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)包括:單臺(tái)高能電子加速器1、屏蔽準(zhǔn)直裝置2、第一檢查通道3、第二檢查通道4、第一探測(cè)器陣列5、第二探測(cè)器陣列6、電源與控制子系統(tǒng)7、信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)8 ;其中，高能電子加速器I包括電子發(fā)射單元101、電子加速單元102、靶103，產(chǎn)生的電子束流E具有2MeV以上的能量；屏蔽準(zhǔn)直裝置2包括屏蔽結(jié)構(gòu)201和至少兩個(gè)準(zhǔn)直器202a和202b，兩個(gè)準(zhǔn)直器分別設(shè)置在電子束流E的軸線的兩側(cè)；所述第一檢查通道3和第二檢查通道4分別位于電子加速器I的兩側(cè)；第一準(zhǔn)直器202a、第一探測(cè)器陣列5與電子束流E打靶的靶點(diǎn)處于第一平面內(nèi)，第二準(zhǔn)直器202b、第二探測(cè)器陣列6與電子束流E打靶的靶點(diǎn)處于第二平面內(nèi)。
[0018]所述第一平面和第二平面分別與電子束流E的軸線形成第一夾角和第二夾角，優(yōu)選地，所述第一夾角和第二夾角的角度范圍為30度至150度，分別在所述第一平面和第二平面內(nèi)引出強(qiáng)度分布均勻的第一 X射線束流和第二 X射線束流。
[0019]優(yōu)選地，所述第一夾角和第二夾角大小相等，所述第一 X射線束流和第二 X射線束流是平面對(duì)稱的。
[0020]優(yōu)選地，電子加速器的軸線與第一檢查通道及第二檢查通道的夾角均小于60度，更優(yōu)選地，電子加速器的軸線與第一檢查通道及第二檢查通道相互平行。電子加速器I的軸線L與檢查通道形成夾角的情形如圖4所示。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，第一平面planel與第一通道3形成的夾角、以及第二平面plane2與第二通道4形成的夾角均大于45度，優(yōu)選地，第一平面planel與第一通道3形成的夾角、以及第二平面plane2與第二通道4形成的夾角均為90度。第一平面planel與第一通道3形成夾角Y 1，第二平面plane2與第二通道4形成夾角Y 2的情形如圖1所示。
[0022]圖1示出了一種雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意，電子加速器I產(chǎn)生高能電子束流E，其軸線為L(zhǎng)，電子束流E打靶，在靶點(diǎn)位置O產(chǎn)生4 π立體角發(fā)射的X射線。包圍靶點(diǎn)O的屏蔽準(zhǔn)直裝置2吸收阻擋大部分X射線，通過(guò)位于電子束流軸線L不同側(cè)的兩個(gè)準(zhǔn)直器202a和202b分別引出第一平面扇形X射線束流Xl和第二平面扇形X射線束流X2。第一檢查通道3和第二檢查通道4分別布置在電子加速器I的兩側(cè)，且三者互相平行。靶點(diǎn)O，第一準(zhǔn)直器202a，第一探測(cè)器陣列5，位于第一平面planel內(nèi)，第一平面planel與第一檢查通道3形成夾角Y I ;靶點(diǎn)O，第二準(zhǔn)直器202b，第二探測(cè)器陣列6，位于第二平面plane2內(nèi)，第二平面plane2與第二檢查通道4形成夾角Y 2。Xl和X2同時(shí)透射位于第一檢查通道3和第二檢查通道4中的多個(gè)受檢查對(duì)象9的不同位置，X射線的強(qiáng)度受到不同程度的減弱，并分別被第一探測(cè)器陣列5和第二探測(cè)器陣列6接收，第一探測(cè)器陣列5和第二探測(cè)器陣列6將反映X射線強(qiáng)度的信號(hào)進(jìn)行初步處理后，發(fā)送給信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)8，經(jīng)過(guò)信號(hào)分析、算法計(jì)算、圖像構(gòu)建等過(guò)程得出反映兩個(gè)通道中多個(gè)受檢查對(duì)象9的兩個(gè)被X射線穿透的切面的透視圖像。工作過(guò)程中，如果讓受檢查對(duì)象9與X射線透視成像系統(tǒng)保持相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即讓受檢查對(duì)象9的各部分先后經(jīng)過(guò)兩個(gè)檢查通道中的X射線透視區(qū)域，則可以獲得兩個(gè)檢查通道中受檢查對(duì)象9的兩幅完整透視圖像，一幅是由第一 X射線穿透第一檢查通道中的受檢查對(duì)象、并被第一探測(cè)器陣列5接收的第一幅透視圖像，另一幅是由第二X射線穿透第二檢查通道中的受檢查對(duì)象、并被第二探測(cè)器陣列6接收的第二幅透視圖像。
[0023]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的一種電子加速器與屏蔽準(zhǔn)直裝置的具體結(jié)構(gòu)。電子加速器I包括電子發(fā)射單元101、電子加速單元102和靶103，電子發(fā)射單元產(chǎn)生電子束流E，電子加速單元對(duì)電子束流E進(jìn)行加速，使其成為高能量的電子束流，電子束流的軸線L也稱為電子加速器I的軸線，高能電子束流轟擊靶，在靶點(diǎn)位置O產(chǎn)生向空間各個(gè)角度發(fā)射的X射線。屏蔽準(zhǔn)直裝置2包圍靶，由屏蔽結(jié)構(gòu)201和準(zhǔn)直器202組成；準(zhǔn)直器202有兩個(gè)(202a和202b，如圖2所示)，分別位于電子束流E的軸線L的兩側(cè)。準(zhǔn)直器202a與電子束流的偏轉(zhuǎn)角Θ 1，引出平面扇形第一 X射線束流Xl ;準(zhǔn)直器202b與電子束流的偏轉(zhuǎn)角Θ 2，引出平面扇形第二 X射線束流X2 ; Θ I與Θ 2是相對(duì)電子束流軸線L不同方向的偏轉(zhuǎn)，為了描述方便，都定義為“正”的角度。圖2中Θ1與Θ2大小相等，成對(duì)稱關(guān)系，這樣的布置使得能夠容易地控制各X射線束流的強(qiáng)度(例如，使得各X射線束流的強(qiáng)度相等)，并且易于布置各檢查通道。
[0024]圖3示出了屏蔽準(zhǔn)直裝置的剖面視圖，其對(duì)應(yīng)于圖2中Θ1= Θ2 = 90°的情形。屏蔽準(zhǔn)直裝置包圍靶點(diǎn)O，靶點(diǎn)產(chǎn)生的X射線，大部分被屏蔽結(jié)構(gòu)201阻擋吸收，只有準(zhǔn)直器202的縫隙可以引出平面扇形X射線束流?？p隙的厚度、張角大小、及開(kāi)口位置決定了平面扇形X射線束流的形狀分布。優(yōu)選地，X射線束流厚度(即，在圖2中的準(zhǔn)直器202a、202b的縫隙厚度)為2mm，總張角為90度，以水平面(0° )為參考，其中向下張角15度(一 15° )，向上張角75度(+ 75° )，第一 X射線束流Xl與第二 X射線束流X2左右對(duì)稱。
[0025]圖4示出 了一種雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的布局示意。第一檢查通道3與電子加速器I的軸線L形成夾角β I，第二檢查通道4與電子加速器I的軸線L形成夾角β2;當(dāng)β?或β 2越大時(shí)，第一檢查通道3與第二檢查通道4越早地產(chǎn)生交匯，不利于受檢查對(duì)象的輸送運(yùn)動(dòng)，影響系統(tǒng)的檢查效率。因此在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，β?<60°，β2<60°，優(yōu)選的是β?= β2 = 0，即第一檢查通道、第二檢查通道、電子加速器三者之間互相平行。
[0026]圖1中，第一平面planel與第一通道形成夾角Y I，第二平面plane2與第二通道形成夾角Y 2。在Y I或者Y 2角度越小時(shí)，第一平面planel或第二平面plane2內(nèi)的X射線路徑越長(zhǎng)，一方面使探測(cè)器的數(shù)量增加，使成本變高，另一方面視角太偏，也影響重建圖像的分層效果。因此本實(shí)用新型中，Yl與Y 2均大于45度，優(yōu)選的是在90度附近。
[0027]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，探測(cè)器陣列(5、6)是由多個(gè)探測(cè)器構(gòu)成的直線形排列，或者分段直線排列，或者標(biāo)準(zhǔn)L形排列，或者C形排列。
[0028]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，探測(cè)器陣列(5、6)是由多個(gè)探測(cè)器排列成一排或者多排。
[0029]圖5 (A)-5 (E)示出了幾種探測(cè)器陣列的不同形狀和不同布置方式。
[0030]圖5 (A)示出了一種探測(cè)器陣列按分段直線的方式布置的情形。第一探測(cè)器陣列分為兩個(gè)直線段，第一探測(cè)器陣列頂部段51和第一探測(cè)器陣列側(cè)面段52 ;同樣，第二探測(cè)器陣列6也分為第二探測(cè)器陣列頂部段61和第二探測(cè)器陣列側(cè)面段62。從靶點(diǎn)O產(chǎn)生的X射線被2個(gè)準(zhǔn)直器引出為平面扇形第一 X射線束流Xl和第二 X射線束流X2，分別穿透受檢查對(duì)象，被第一探測(cè)器陣列或者第二探測(cè)器陣列接收。探測(cè)器陣列和靶點(diǎn)構(gòu)成的扇形區(qū)域能完整覆蓋受檢查對(duì)象9的截面。這種結(jié)構(gòu)的探測(cè)器陣列，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝和固定。
[0031]圖5 (B)示出了一種探測(cè)器陣列按標(biāo)準(zhǔn)L形的方式布置的情形。第一探測(cè)器陣列5分為兩個(gè)互相垂直的直線段，上部“ 一 ”段為第一探測(cè)器陣列頂部段51，側(cè)面“ I ”段為第一探測(cè)器陣列側(cè)面段52 ;同樣，第二探測(cè)器陣列6也分為上部“一”段的第二探測(cè)器陣列頂部段61和側(cè)面“I”段的第二探測(cè)器陣列側(cè)面段62。從靶點(diǎn)O產(chǎn)生的X射線被2個(gè)準(zhǔn)直器引出為平面扇形第一 X射線束流Xl和第二 X射線束流X2，分別穿透受檢查對(duì)象，被第一探測(cè)器陣列或者第二探測(cè)器陣列接收。探測(cè)器陣列和靶點(diǎn)構(gòu)成的扇形區(qū)域能完整覆蓋受檢查對(duì)象的截面。這種結(jié)構(gòu)的探測(cè)器陣列，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，規(guī)則，易于形成可折疊收攏的結(jié)構(gòu)。
[0032]圖5 (C)示出了一種探測(cè)器陣列按C形方式布置的情形。第一探測(cè)器陣列5和第二探測(cè)器陣列6分別位于兩個(gè)弧線段上，該弧線段可以是以靶點(diǎn)位置O為圓心的。從靶點(diǎn)O產(chǎn)生的X射線被2個(gè)準(zhǔn)直器引出為平面扇形第一 X射線束流Xl和第二 X射線束流X2，分別穿透受檢查對(duì)象，被第一探測(cè)器陣列或者第二探測(cè)器陣列接收。探測(cè)器陣列和靶點(diǎn)O構(gòu)成的扇形區(qū)域能完整覆蓋受檢查對(duì)象的截面。這種結(jié)構(gòu)的探測(cè)器陣列，各探測(cè)器到靶點(diǎn)的距離相等，而準(zhǔn)直器引出的又恰好是各角度上強(qiáng)度分布均勻的X射線束流，因此各探測(cè)器接收到的原始X射線信號(hào)強(qiáng)度是一致的。故可以選用放大倍數(shù)完全一致的探測(cè)器組成第一和第二探測(cè)器陣列，有利于簡(jiǎn)化系統(tǒng)，降低成本。
[0033]圖5 (D)示出了從X射線的方向觀察探測(cè)器布置方式的情形。探測(cè)器陣列可以是由多個(gè)探測(cè)器排成一排，也可以是由多個(gè)探測(cè)器排成多排。探測(cè)器排列為多排時(shí)，探測(cè)器的相對(duì)位置可以是并列的，也可以是錯(cuò)開(kāi)的。使用多排探測(cè)器，會(huì)增加探測(cè)器的成本，但是每次獲取的受檢查對(duì)象的截面厚度(或稱為切片個(gè)數(shù))也成倍增加，可以成倍提高系統(tǒng)的檢查速度。
[0034]圖5 (E)示出了各位置探測(cè)器的端面與X射線都是垂直的。X射線透視成像系統(tǒng)中，所有探測(cè)器通常都是正面接收X射線的入射，也即所有探測(cè)器都布置為端面指向靶點(diǎn)O。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)還包括第一探測(cè)器臂架IOa和第二探測(cè)器臂架10b，用于探測(cè)器的安裝和固定，并形成所述的直線形，或者分段直線形，或者標(biāo)準(zhǔn)L形，或者C形布置結(jié)構(gòu)。探測(cè)器臂架可為管狀，可以對(duì)安裝在其內(nèi)部的探測(cè)器形成保護(hù)，在探測(cè)器端面的對(duì)應(yīng)位置具有開(kāi)口，不影響X射線直接到達(dá)探測(cè)器端面。
[0036]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)還包括設(shè)備室13，用于電子加速器等設(shè)備的安裝固定，提供合適的溫度、濕度工作環(huán)境，符合國(guó)家對(duì)X射線設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行管理規(guī)定。設(shè)備室可以是各種艙體，如集裝箱改造的設(shè)備艙，也可以是臨時(shí)房屋或者固定建筑。
[0037]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)還包括控制室14，為系統(tǒng)工作人員提供合適的設(shè)備運(yùn)行和工作場(chǎng)所?？刂剖铱梢允歉鞣N艙體，如集裝箱改造的設(shè)備艙，也可以是臨時(shí)房屋或者固定建筑。
[0038]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)還包括連接固定裝置11，用于將第一探測(cè)器臂架IOa和第二探測(cè)器臂架IOb進(jìn)行連接固定；或者，第一探測(cè)器臂架10a、第二探測(cè)器臂架IOb與設(shè)備室13固定連接，使得第一探測(cè)器陣列5位于第一平面planel內(nèi)，并且第二探測(cè)器陣列6位于第二平面plane2內(nèi)；所述雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的整體橫截面形成“ Π ”形、“M”形、或者“ Ω ”形結(jié)構(gòu)。
[0039]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)還包括第一可調(diào)固定裝置15a和第二可調(diào)固定裝置15b，分別用于將第一探測(cè)器臂架IOa和第二探測(cè)器臂架IOb各自固定在地面，并且可對(duì)探測(cè)器臂架的位置、開(kāi)口的方向進(jìn)行靈活調(diào)整，使第一探測(cè)器陣列5位于第一平面planel內(nèi)，使第二探測(cè)器陣列6位于第二平面plane2內(nèi)，雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)整體形成“III”形結(jié)構(gòu)。
[0040]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)還包括第一傳輸裝置16a和第二傳輸裝置16b，分別位于第一檢查通道和第二檢查通道中，用于拖動(dòng)受檢查對(duì)象9以設(shè)定的速度通過(guò)具有X射線輻射的第一平面和第二平面。傳輸裝置可以是皮帶、輥道、鏈條、滾輪、拖桿等各種傳送方式中的一種或者兩種。
[0041]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)還包括布置在檢查通道一側(cè)或兩側(cè)的第一散射屏蔽結(jié)構(gòu)12a和第二散射屏蔽結(jié)構(gòu)12b，用于屏蔽X射線穿透受檢查對(duì)象時(shí)形成的反射射線和散射射線，保障工作人員和公眾的安全。準(zhǔn)直器側(cè)的散射屏蔽結(jié)構(gòu)，在與準(zhǔn)直器對(duì)應(yīng)的位置有長(zhǎng)條形開(kāi)口，便于X射線束流的通過(guò)；位于探測(cè)器側(cè)的散射屏蔽結(jié)構(gòu)，位置在探測(cè)器臂架后方。
[0042]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)還包括坡臺(tái)，用于升高受檢查對(duì)象的位置高度，使受檢查對(duì)象的截面的各個(gè)部分都能處于第一 X射線束流或第二 X射線束流的覆蓋范圍之內(nèi)。
[0043]需要特別指出的是，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的兩組探測(cè)器陣列的類型、數(shù)量、排列形式、排列結(jié)構(gòu)等可以相同也可以不同。
[0044]需要特別指出的是，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的屏蔽準(zhǔn)直裝置可以面向每個(gè)檢查通道設(shè)置更多的準(zhǔn)直器，提供更多的X射線束流，在每條通道上形成多視角的、或者多能量的X射線透視成像系統(tǒng)。
[0045]需要特別指出的是，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的各組成部分可以全部布置在地面，形成固定式系統(tǒng)；也可以一部分固定在地面，一部分布置在短距離移動(dòng)設(shè)備上，形成部分移動(dòng)式系統(tǒng)；還可以全部布置在可遠(yuǎn)距離移動(dòng)的底盤車上，形成車載移動(dòng)式系統(tǒng)。
[0046]圖6示出了一種組合固定式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的示例。
[0047]組合固定式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)包括單臺(tái)電子加速器1、屏蔽準(zhǔn)直裝置2、第一檢查通道3、第二檢查通道4、第一探測(cè)器陣列5、第二探測(cè)器陣列6、電源與控制子系統(tǒng)7、信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)8、第一探測(cè)器臂架10a、第二探測(cè)器臂架10b、連接固定裝置11、第一散射屏蔽結(jié)構(gòu)12a、第二散射屏蔽結(jié)構(gòu)12b、設(shè)備室13、控制室14、第一可調(diào)固定裝置15a、第二可調(diào)固定裝置15b、第一傳輸裝置16a、以及第二傳輸裝置16b。
[0048]電子加速器I與屏蔽準(zhǔn)直裝置2等安裝在設(shè)備室13中，位于平行設(shè)置的第一檢查通道3和第二檢查通道4的中間，且電子加速器的軸線也平行于檢查通道，準(zhǔn)直器202a所在的第一平面Planel和準(zhǔn)直器202b所在第二平面plane2分別垂直于第一檢查通道3和第二檢查通道4。準(zhǔn)直器202a和202b的扇形薄縫的總張角90度，其中向下一 15度向上+75度。C形探測(cè)器臂架IOa位于第一檢查通道3的外側(cè)，內(nèi)部安裝第一探測(cè)器陣列5，C形探測(cè)器臂架IOb位于第二檢查通道4的外側(cè)，內(nèi)部安裝第二探測(cè)器陣列6。兩個(gè)C形探測(cè)器臂架IOa和IOb的頂部通過(guò)跨越設(shè)備室13的連接固定裝置11進(jìn)行連接，底部分別通過(guò)第一可調(diào)安裝固定裝置15a和第二可調(diào)安裝固定裝置15b固定在地面，與準(zhǔn)直器202a和202b分別相對(duì)應(yīng)的位置，即靶點(diǎn)位置O、準(zhǔn)直器202a與第一探測(cè)器陣列5三者位于第一平面planel內(nèi)，靶點(diǎn)位置O、準(zhǔn)直器202b與第二探測(cè)器陣列6三者位于第二平面plane2內(nèi)。探測(cè)器臂架10、連接固定裝置11與可調(diào)安裝固定裝置15構(gòu)成一個(gè)大“ Ω ”形。第一傳輸裝置16a和第二傳輸裝置16b分別安裝在第一檢查通道3和第二檢查通道4中，可承載航空集裝箱、航空托盤等大型箱體通過(guò)X射線檢查區(qū)域。第一散射屏蔽結(jié)構(gòu)12a，一部分設(shè)置在設(shè)備室13與第一檢查通道3之間，一部分設(shè)置在第一探測(cè)器臂架IOa后方。第二散射屏蔽結(jié)構(gòu)12b，一部分設(shè)置在設(shè)備室13與第二檢查通道4之間，一部分設(shè)置在第二探測(cè)器臂架IOb后方。它們是一種鉛板和鋼板的復(fù)合結(jié)構(gòu)，鉛板用于屏蔽X射線，鋼板用于結(jié)構(gòu)支撐和固定。散射屏蔽結(jié)構(gòu)在與準(zhǔn)直器202a和202b對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置有長(zhǎng)條形開(kāi)口，不會(huì)對(duì)第一X射線束流Xl和第二 X射線束流X2形成阻擋。電源與控制子系統(tǒng)7，信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)8，及辦公設(shè)備等布置在控制室14中。設(shè)備室13和控制室14是帶保溫層的鋼結(jié)構(gòu)艙體，具備基本的窗、門、空調(diào)、照明、通風(fēng)等設(shè)施，上部有吊裝結(jié)構(gòu)，底部有固定結(jié)構(gòu)，可以靈活擺放安裝。設(shè)備室、控制室、傳輸裝置、探測(cè)器臂架之間通過(guò)電線電纜連接，各部分結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，可現(xiàn)場(chǎng)靈活固定安裝，因此稱為組合固定式。這種組合固定式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)適合于在機(jī)場(chǎng)、貨運(yùn)車站等場(chǎng)所對(duì)大型、中型的貨柜、行李集中裝運(yùn)的箱體等受檢查對(duì)象進(jìn)行透視成像檢查。
[0049]圖7示出了一種車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的示例。
[0050]車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)包括單臺(tái)電子加速器1、屏蔽準(zhǔn)直裝置2、第一檢查通道3、第二檢查通道4、第一探測(cè)器陣列5、第二探測(cè)器陣列6、電源與控制子系統(tǒng)7、信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)8、底盤車30、電源艙31、X射線源艙32、設(shè)備艙33、工作艙34，還包括由可折疊L形第一探測(cè)器臂架10a、第一升降與旋轉(zhuǎn)裝置41、第一連接支撐裝置42、第一折疊連接裝置43組成的第一臂架系統(tǒng)，和由可折疊L形第二探測(cè)器臂架10b、第二升降與旋轉(zhuǎn)裝置45、第二連接支撐裝置46、第二折疊連接裝置47組成的第二臂架系統(tǒng)。
[0051]其中，底盤車30為大型卡車，如Volvo的三軸重型底盤車，上面設(shè)計(jì)有多個(gè)艙體，分別為電源艙31、X射線源艙32、設(shè)備艙33、工作艙34等。各艙體根據(jù)需要設(shè)計(jì)有保溫層、窗、門、空調(diào)、照明、通風(fēng)等設(shè)施。
[0052]其中，電源艙31內(nèi)安裝有供電設(shè)備，可以是發(fā)電設(shè)備，如柴油發(fā)電機(jī)，和/或市電電源連接裝置，如包括電纜和自動(dòng)卷筒在內(nèi)的可與市電連接的設(shè)備。電源艙為整個(gè)系統(tǒng)提供電力支持，功率容量通常在15kVA以上。
[0053]其中，電子加速器I與屏蔽準(zhǔn)直裝置2等安裝在X射線源艙32中，電子加速器的軸線L與底盤車的左右對(duì)稱線平行，且電子加速器處于對(duì)稱線上，屏蔽準(zhǔn)直裝置的兩個(gè)準(zhǔn)直器202a和202b處于電子加速器軸線的兩側(cè)，且與軸線垂直，引出的第一 X射線束流Xl和第二 X射線束流X2通過(guò)X射線源艙32兩側(cè)的長(zhǎng)條形開(kāi)孔從底盤車的兩側(cè)射出。車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)還可進(jìn)一步包括輻射安全防護(hù)子系統(tǒng)，由按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定要求的輔助屏蔽設(shè)施、輻射標(biāo)示、聲光警示、環(huán)境劑量監(jiān)測(cè)、攝像監(jiān)控、安全連鎖等裝置組成，輻射安全防護(hù)子系統(tǒng)的全部或者部分設(shè)備也可安裝在射線源艙中。[0054]其中，設(shè)備艙33安裝有設(shè)備電源與控制子系統(tǒng)7、信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)8等其它相關(guān)設(shè)備。電源與控制子系統(tǒng)7進(jìn)一步包括第一臂架系統(tǒng)和第二臂架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制分子系統(tǒng)。
[0055]其中，工作艙34安裝在底盤車的尾部，內(nèi)部安裝有辦公桌椅、顯示設(shè)備及操作控制設(shè)備等，是工作人員對(duì)車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行操作的場(chǎng)所。
[0056]其中，X射線源艙32的上部?jī)蓚?cè)，與準(zhǔn)直器202a和202b對(duì)應(yīng)的位置分別安裝有第一升降與旋轉(zhuǎn)裝置41和第二升降與旋轉(zhuǎn)裝置45。可折疊L形第一探測(cè)器臂架IOa通過(guò)第一連接支撐裝置42和第一升降與旋轉(zhuǎn)裝置41連接，可折疊L形第一探測(cè)器臂架IOa分為“一”和“ I ”兩個(gè)直線段，“一”段內(nèi)安裝有第一探測(cè)器頂部陣列51，“ I ”段內(nèi)安裝有第一探測(cè)器側(cè)面陣列52，兩段相連處通過(guò)第一折疊連接裝置43連接，組成第一臂架系統(tǒng)。第一升降與旋轉(zhuǎn)裝置41用于第一臂架系統(tǒng)相對(duì)底盤車的升降和一定角度的旋轉(zhuǎn)，有多種實(shí)現(xiàn)方法，如利用液壓裝置、氣動(dòng)裝置或電機(jī)等。第一折疊連接裝置43用于L形探測(cè)器臂架的“一”和“ I ”兩個(gè)直線段的連接，以及在特定狀態(tài)下將這兩段折疊為“=”形或者打開(kāi)為“L”形，也有多種實(shí)現(xiàn)方法，如利用液壓連桿裝置、氣動(dòng)連桿裝置或電機(jī)齒輪組合裝置等。第一臂架系統(tǒng)在非工作狀態(tài)，以折疊收攏的方式放置在底盤車頂部虛線框35所示的位置，在工作狀態(tài)，在底盤車右側(cè)打開(kāi)，而且使第一探測(cè)器頂部陣列51和側(cè)面陣列52處于第一 X射線束流Xl所在的第一平面planel內(nèi)。打開(kāi)的第一臂架系統(tǒng)與底盤車一起形成“門”式結(jié)構(gòu)，“門”內(nèi)即為第一檢查通道3。
[0057]可折疊L形第二探測(cè)器臂架IOb通過(guò)第二連接支撐裝置46和第二升降與旋轉(zhuǎn)裝置45連接，可折疊L形第二探測(cè)器臂架IOb分為“一”和“ I ”兩個(gè)直線段，“一”段內(nèi)安裝有第二探測(cè)器頂部陣列61，“ I ”段內(nèi)安裝有第二探測(cè)器側(cè)面陣列62，兩段相連處通過(guò)第二折疊連接裝置47連接，組成第二臂架系統(tǒng)。第二升降與旋轉(zhuǎn)裝置45用于第二臂架系統(tǒng)相對(duì)底盤車的升降和一定角度的旋轉(zhuǎn)，有多種實(shí)現(xiàn)方法，如利用液壓裝置、氣動(dòng)裝置或電機(jī)等。第二折疊連接裝置47用于L形探測(cè)器臂架的“一”和“ I ”兩個(gè)直線段的連接，以及在特定狀態(tài)下將這兩段折疊為“=”形或者打開(kāi)為“L”形，也有多種實(shí)現(xiàn)方法，如利用液壓連桿裝置、氣動(dòng)連桿裝置或電機(jī)齒輪組合裝置等。第二臂架系統(tǒng)在非工作狀態(tài)，以折疊收攏的方式放置在底盤車頂部虛線框36所示的位置，在工作狀態(tài)，在底盤車左側(cè)打開(kāi)，而且使第二探測(cè)器頂部陣列61和側(cè)面陣列62處于第二 X射線束流X2所在的第二平面plane2內(nèi)。打開(kāi)的第二臂架系統(tǒng)與底盤車一起形成“門”式結(jié)構(gòu)，“門”內(nèi)即為第二檢查通道4。
[0058]車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的所有設(shè)備都集成在一輛底盤車上，形成一種特種設(shè)備車輛。平時(shí)，探測(cè)器臂架系統(tǒng)折疊收放在位置35區(qū)域和36區(qū)域(圖7中虛線框所示)。車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)通過(guò)底盤車可以在縣級(jí)公路及以上的各種道路上行使，從而可以靈活地滿足各種場(chǎng)合的應(yīng)用需求。
[0059]工作原理和過(guò)程:
[0060]車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)駕駛到達(dá)某個(gè)應(yīng)用需求場(chǎng)所，具體工作過(guò)程如下:
[0061](I)車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)停置到平整空曠的工作場(chǎng)所，工作人員進(jìn)入工作艙，啟動(dòng)系統(tǒng)；[0062](2)電源艙31中的供電設(shè)備開(kāi)始工作，如發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，或者電力電纜連接到市電供電設(shè)備，車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)獲得電力供應(yīng)；
[0063](3)電源與控制子系統(tǒng)7的探測(cè)器臂架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制分子系統(tǒng)工作，使得:(a)第一臂架系統(tǒng)，第一升降與旋轉(zhuǎn)裝置41先升高到一定高度，然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度，如90度，使第一探測(cè)器頂部陣列41、第一探測(cè)器側(cè)面陣列42位于靶點(diǎn)位置O、準(zhǔn)直器202a所在的第一平面Planel內(nèi)；第一折疊連接裝置43驅(qū)動(dòng)可折疊L形第一探測(cè)器臂架IOa從“=”的折疊狀態(tài)打開(kāi)為“L”狀態(tài)；(b)第二臂架系統(tǒng)，第二升降與旋轉(zhuǎn)裝置45先升高到一定高度，然后逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度，如90度，使第二探測(cè)器頂部陣列61、第二探測(cè)器側(cè)面陣列62位于靶點(diǎn)位置O、準(zhǔn)直器202b所在的第二平面plane2內(nèi)；第二折疊連接裝置47驅(qū)動(dòng)可折疊L形第二探測(cè)器臂架IOb從“=”的折疊狀態(tài)打開(kāi)為“L”狀態(tài)；(a)和(b)可以先后進(jìn)行，也可以同時(shí)進(jìn)行。兩組探測(cè)器臂架系統(tǒng)在底盤車的兩側(cè)與底盤車構(gòu)成一個(gè)“M”式結(jié)構(gòu)；
[0064](4)受檢查對(duì)象，如集裝箱卡車、廂式貨車、客車、小型轎車等，按隊(duì)列分成兩排分別停放到第一檢查通道3或第二檢查通道4上，駕駛員等人員離開(kāi)受檢查對(duì)象；
[0065](5)電源與控制子系統(tǒng)7啟動(dòng)電子加速器I的工作，通過(guò)準(zhǔn)直器202a在第一平面內(nèi)輸出第一 X射線束流XI，同時(shí)通過(guò)準(zhǔn)直器202b在第二平面內(nèi)輸出第二 X射線束流X2 ；X1直接到達(dá)或者穿透受檢查對(duì)象后到達(dá)位于第一探測(cè)器臂架IOa “一”段內(nèi)的探測(cè)器陣列51和“ I ”段內(nèi)的探測(cè)器陣列52 ；X2直接到達(dá)或者穿透受檢查對(duì)象后到達(dá)位于第二探測(cè)器臂架IOb “-”段內(nèi)的探測(cè)器陣列61和“ I ”段內(nèi)的探測(cè)器陣列62 ;所有探測(cè)器陣列將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)化后傳送到信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)8 ；
[0066](6)電源與控制子系統(tǒng)7啟動(dòng)電子加速器工作的同時(shí)，啟動(dòng)底盤車自動(dòng)駕駛，以設(shè)定的速度沿直線行使，讓X射線束流Xl和X2先后掃過(guò)檢查通道上的所有受檢查對(duì)象；
[0067](7)信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)8同步地(與上述步驟(5)、(6)同步地)獲得反映受檢查對(duì)象幾何結(jié)構(gòu)和材料信息的第一檢查通道X射線透視數(shù)據(jù)和第二檢查通道X射線透視數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)信號(hào)分析、算法計(jì)算、圖像構(gòu)建等過(guò)程產(chǎn)生受檢查對(duì)象的透視圖像，并在顯示設(shè)備上實(shí)時(shí)顯示出來(lái)；工作人員根據(jù)圖像信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)走私品檢查、危險(xiǎn)品檢查、違禁物品檢查等檢查目的；
[0068](8)受檢查對(duì)象，如集裝箱卡車、廂式貨車、客車、小型轎車等，在完成檢查，且沒(méi)有需要處理的問(wèn)題時(shí)，駛離檢查通道；
[0069](9)如果有多批次受檢查對(duì)象，則重復(fù)(4) - (8);如果檢查工作結(jié)束，則停止電子加速器I的工作，停止X射線的產(chǎn)生，并:(a)第一臂架系統(tǒng)，第一折疊連接裝置43先驅(qū)動(dòng)可折疊L形第一探測(cè)器臂架IOa從“L”的打開(kāi)狀態(tài)收攏為“=”折疊狀態(tài)；第一升降與旋轉(zhuǎn)裝置41逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度，如90度，使折疊后的L形第一探測(cè)器臂架IOa到達(dá)35虛線框區(qū)域上方，然后下降一定高度到達(dá)存放位置；(b)第二臂架系統(tǒng)，第二折疊連接裝置47先驅(qū)動(dòng)可折疊L形第二探測(cè)器臂架IOb從“L”的打開(kāi)狀態(tài)收攏為“=”折疊狀態(tài)；第二升降與旋轉(zhuǎn)裝置45順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度，如90度，使折疊后的L形第二探測(cè)器臂架IOb到達(dá)36虛線框區(qū)域上方，然后下降一定高度到達(dá)存放位置；(a)和(b)可以先后進(jìn)行，也可以同時(shí)進(jìn)行；
[0070]( 10)工作人員停止系統(tǒng)工作，關(guān)閉電源，離開(kāi)工作室，并可以將車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)開(kāi)往下一個(gè)工作地點(diǎn)。[0071]車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)還可以包括坡臺(tái)37，用于提高受檢查對(duì)象的高度，實(shí)現(xiàn)對(duì)受檢查對(duì)象的完整成像，如對(duì)小汽車檢查時(shí)，可以連汽車輪胎一起成像，檢查是否在汽車輪胎中夾帶毒品等違禁物品。坡臺(tái)37具有已知的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，如鋼架結(jié)構(gòu)或固定平臺(tái)等，可以在系統(tǒng)成像時(shí)，對(duì)部分坡臺(tái)的結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行消隱，從而減除坡臺(tái)對(duì)受檢對(duì)象的圖像影響。坡臺(tái)37為鋼架結(jié)構(gòu)時(shí)，在非工作狀態(tài)，可以分塊分段掛在底盤車下方，隨底盤車一起移動(dòng)。
[0072]車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)可以布置在海關(guān)、陸路口岸、機(jī)場(chǎng)、重要場(chǎng)所等地對(duì)集裝箱車輛、大中小型貨車、各種轎車、小型客車等進(jìn)行透視成像，獲取清晰的透視圖像，快速、高效地對(duì)可能含有走私品、危險(xiǎn)品、違禁物品的對(duì)象進(jìn)行檢查。
[0073]圖8示出了一種車載移動(dòng)式雙通道/雙能/雙視角高能X射線透視成像系統(tǒng)的示例。
[0074]車載移動(dòng)式雙通道/雙能/雙視角高能X射線透視成像系統(tǒng)與圖7所述的普通車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)相比，底盤車等基本結(jié)構(gòu)類似，主要的區(qū)別在于具有:屏蔽準(zhǔn)直裝置202具有分布在電子束流E軸線兩側(cè)的4個(gè)準(zhǔn)直器202a，202b，202c，202d，分別產(chǎn)生第一 X射線束流XI，第二 X射線束流X2，第三X射線束流X3，第四X射線束流X4。其中Xl與X3從底盤車的右側(cè)引出，具有高低不同的能量，Xl為低能X射線束流，X3為高能X射線束流。且Xl所在的第一平面Planel與X3所在的第三平面plane3相對(duì)檢查通道3具有不同的視角。其中X2與X4從底盤車的左側(cè)引出，具有高低不同的能量，X2為低能X射線束流，X4為高能X射線束流。且X2所在的第二平面plane2與X4所在的第四平面plane4相對(duì)檢查通道4具有不同的視角。對(duì)應(yīng)的，探測(cè)器臂架系統(tǒng)也有四組，每組的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理與圖7所述的普通車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)基本相同。在工作狀態(tài)，第一組探測(cè)器臂架IOa使得內(nèi)部安裝的第一低能探測(cè)器陣列位于第一平面planel內(nèi)，第三組探測(cè)器臂架IOc使得內(nèi)部安裝的第一高能探測(cè)器陣列位于第三平面plane3內(nèi)，構(gòu)成第一檢查通道3 ;第二組探測(cè)器臂架IOb使得內(nèi)部安裝的第二低能探測(cè)器陣列位于第二平面plane2內(nèi)，第四組探測(cè)器臂架IOd使得內(nèi)部安裝的第二高能探測(cè)器陣列位于第四平面plane4內(nèi)，構(gòu)成第二檢查通道4。
[0075]車載移動(dòng)式雙通道/雙能/雙視角高能X射線透視成像系統(tǒng)的工作過(guò)程與圖7所述的普通車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)基本相似，只是圖像處理中還有一步，由信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)8對(duì)4組探測(cè)器系統(tǒng)獲取的4幅透視圖像做進(jìn)一步的算法分析和處理，最后形成兩幅反映第一檢查通道3和第二檢查通道4內(nèi)的受檢查對(duì)象的具有層次結(jié)構(gòu)和物質(zhì)材料信息的透視圖像。
[0076]專利CN101210895對(duì)使用兩個(gè)不同視角的X射線束流對(duì)受檢查對(duì)象進(jìn)行透視成像，最終構(gòu)建出多層次圖像的方法進(jìn)行了具體描述。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)planel和plane3這兩個(gè)平面獲取的圖像采用雙視角圖像重建算法獲得第一檢查通道3的雙視角透視圖像，對(duì)plane2和plane4這兩個(gè)平面獲取的圖像采用雙視角圖像重建算法獲得第二檢查通道4的雙視角透視圖像。
[0077]CN101435783等專利對(duì)使用兩種不同能量的X射線束流先后對(duì)受檢查對(duì)象分別進(jìn)行透視成像，最終構(gòu)建出反映物質(zhì)材料信息的透視圖像的方法進(jìn)行了具體描述。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)planel和plane3這兩個(gè)平面獲取的圖像采用雙能物質(zhì)識(shí)別算法獲得第一檢查通道3的雙能透視圖像,對(duì)plane2和plane4這兩個(gè)平面獲取的圖像采用雙能物質(zhì)識(shí)別算法獲得第二檢查通道4的雙能透視圖像。
[0078]由于電子束流打在靶上時(shí)，在相對(duì)于靶的不同的方位角上產(chǎn)生的X射線束流的強(qiáng)度和能量分布是不同的，因此當(dāng)多個(gè)屏蔽準(zhǔn)直裝置布置在相對(duì)于靶的不同的方位角上時(shí)，由電子加速器和多個(gè)屏蔽準(zhǔn)直裝置組成的子系統(tǒng)能夠引出多組角度不同、強(qiáng)度不同、能量分布不同的X射線束流，并且這所述多組X射線束流除了強(qiáng)度不同，能量不同，角度不同外，還具有在各自平面扇形區(qū)域內(nèi)X射線強(qiáng)度分布均勻、能散較小、焦點(diǎn)較小等特點(diǎn)。
[0079]綜上所述，圖8所示的一種車載移動(dòng)式雙通道/雙能/雙視角高能X射線透視成像系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì)兩個(gè)檢查通道內(nèi)的受檢查對(duì)象進(jìn)行具有結(jié)構(gòu)分層次信息和材料信息的透視成像。該系統(tǒng)可以布置在海關(guān)、陸路口岸、機(jī)場(chǎng)、重要場(chǎng)所等地對(duì)各種集裝箱車輛、大中小型貨車、各種轎車、小型客車等進(jìn)行透視成像，獲取清晰的具有結(jié)構(gòu)分層次信息和材料信息的透視成像，對(duì)可能含有走私品、危險(xiǎn)品、違禁物品的對(duì)象進(jìn)行快速、高效的檢查。
[0080]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，通過(guò)電子加速器、屏蔽準(zhǔn)直裝置、第一探測(cè)器陣列、第二探測(cè)器陣列、各種機(jī)械組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，利用僅一臺(tái)電子加速器、兩組X射線束流和兩組探測(cè)器系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)兩個(gè)通道內(nèi)的受檢查對(duì)象進(jìn)行透視成像，具有以下優(yōu)點(diǎn):兩個(gè)通道同時(shí)檢查，速度快；只使用單臺(tái)電子加速器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；相比鈷一 60系統(tǒng)，使用電子加速器為射線源，安全可靠性更高；通過(guò)準(zhǔn)直器的設(shè)計(jì)，可以引出更多組X射線束流，可以實(shí)現(xiàn)雙視角功能，使透視圖像能夠分層次可辨；可以引出不同能量的X射線束流，實(shí)現(xiàn)對(duì)受檢查對(duì)象的材料識(shí)別；而且可以實(shí)現(xiàn)多種綜合功能的雙通道/雙能/雙視角高能X射線透視成像系統(tǒng)。且本實(shí)用新型中的X射線束流在其平面扇形區(qū)域內(nèi)，具有能散小、強(qiáng)度分布均勻、靶點(diǎn)尺寸小、可大角度引出等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可以提高X射線透視成像系統(tǒng)的圖像質(zhì)量。根據(jù)本實(shí)用新型的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)為固定式、組合式、軌道移動(dòng)式或車載移動(dòng)式等具體形勢(shì)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、功能強(qiáng)、圖像質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。
[0081]盡管已經(jīng)在附圖和前文的描述中詳細(xì)地說(shuō)明和描述了本實(shí)用新型，但是這樣的說(shuō)明和描述應(yīng)被看作是說(shuō)明性或示例性的而不是限制性的；本實(shí)用新型不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。
[0082]本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)施所要求保護(hù)的實(shí)用新型時(shí)，通過(guò)研究附圖、公開(kāi)內(nèi)容和隨附的權(quán)利要求，能夠理解和實(shí)施所公開(kāi)實(shí)施例的其它變型。在權(quán)利要求中，詞語(yǔ)“包括”不排除其它元件或步驟。在相互不同的從屬權(quán)利要求中記載特定措施的純粹事實(shí)并不表明這些措施的組合不能夠被有利地使用。在權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)被解釋為對(duì)范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，包括:單臺(tái)高能電子加速器、屏蔽準(zhǔn)直裝置、第一檢查通道、第二檢查通道、第一探測(cè)器陣列、第二探測(cè)器陣列、電源與控制子系統(tǒng)、信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)；其中，高能電子加速器包括電子發(fā)射單元、電子加速單元、靶，產(chǎn)生的電子束流具有2MeV以上的能量；屏蔽準(zhǔn)直裝置包括屏蔽結(jié)構(gòu)和至少兩個(gè)準(zhǔn)直器；兩個(gè)準(zhǔn)直器分別設(shè)置在電子束流的軸線的兩側(cè)；所述第一檢查通道和第二檢查通道分別位于電子加速器的兩側(cè)；第一準(zhǔn)直器、第一探測(cè)器陣列與電子束流打靶的靶點(diǎn)處于第一平面內(nèi)，第二準(zhǔn)直器、第二探測(cè)器陣列與電子束流打靶的靶點(diǎn)處于第二平面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，其中所述第一平面和第二平面分別與電子束流的軸線形成第一夾角和第二夾角，所述第一夾角和第二夾角的角度范圍為30度至150度，分別在所述第一平面和第二平面內(nèi)引出強(qiáng)度分布均勻的第一 X射線束流和第二 X射線束流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，其中所述第一夾角和第二夾角大小相等，所述第一 X射線束流和第二 X射線束流是對(duì)稱的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，其中電子加速器的軸線與第一檢查通道及第二檢查通道的夾角均小于60度。
5.根據(jù)權(quán)利 要求4所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，其中電子加速器的軸線與第一檢查通道及第二檢查通道相互平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，其中第一平面與第一通道形成的夾角、以及第二平面與第二通道形成的夾角均大于45度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，其中第一平面與第一通道形成的夾角、以及第二平面與第二通道形成的夾角均為90度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，其中探測(cè)器陣列是由多個(gè)探測(cè)器構(gòu)成的直線形排列，或者分段直線排列，或者標(biāo)準(zhǔn)L形排列，或者C形排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，其中探測(cè)器陣列是由多個(gè)探測(cè)器排列成一排或者多排。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，還包括第一探測(cè)器臂架和第二探測(cè)器臂架，用于探測(cè)器的安裝和固定；所述探測(cè)器臂架為管狀，對(duì)安裝在其內(nèi)部的探測(cè)器形成保護(hù)；在探測(cè)器端面的對(duì)應(yīng)位置具有開(kāi)口，不影響X射線直接到達(dá)探測(cè)器端面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，其中還包括連接固定裝置，用于將第一探測(cè)器臂架和第二探測(cè)器臂架進(jìn)行連接固定。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，還包括設(shè)備室，用于電子加速器的安裝固定，并提供合適的溫度、濕度工作環(huán)境。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，其中第一探測(cè)器臂架、第二探測(cè)器臂架與設(shè)備室固定連接，使得第一探測(cè)器陣列位于第一平面內(nèi)，并且第二探測(cè)器陣列位于第二平面內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，還包括控制室，為系統(tǒng)工作人員提供合適的設(shè)備運(yùn)行和工作場(chǎng)所。
15.根據(jù)權(quán)利要求10~14中任一項(xiàng)所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，其中所述雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的整體橫截面形成“ Π ”形、“M”形、或者“ Ω ”形結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10~14中任一項(xiàng)所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，還包括第一可調(diào)固定裝置和第二可調(diào)固定裝置，分別用于將第一探測(cè)器臂架和第二探測(cè)器臂架各自固定在地面，并且可對(duì)探測(cè)器臂架的位置、開(kāi)口的方向進(jìn)行靈活調(diào)整，使第一探測(cè)器陣列位于第一平面內(nèi)，使第二探測(cè)器陣列位于第二平面內(nèi)；所述雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)的整體橫截面形成“III”形結(jié)構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)傳輸裝置，所述至少一個(gè)傳輸裝置安裝在第一檢查通道和/或第二檢查通道中，用于拖動(dòng)受檢查對(duì)象以設(shè)定的速度通過(guò)被X射線輻射的區(qū)域。
18.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，還包括布置在檢查通道一側(cè)或兩側(cè)的散射屏蔽結(jié)構(gòu)，用于屏蔽X射線穿透受檢查對(duì)象時(shí)形成的反射射線和散射射線，保障工作人員和公眾的安全。
19.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，還包括坡臺(tái)，用于升高受檢查對(duì)象的位置高度，使受檢查對(duì)象的截面的各個(gè)部分都能處于第一 X射線束流或第二 X射線束流的覆蓋范圍之內(nèi)。
20.一種組合固定式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，還包括: 設(shè)備室，固定于第一 檢查通道和第二檢查通道之間的地面，內(nèi)部安裝有電子加速器與屏蔽準(zhǔn)直裝置； 至少一個(gè)傳輸裝置，所述至少一個(gè)傳輸裝置安裝在第一檢查通道和/或第二檢查通道中，用于拖動(dòng)受檢查對(duì)象以設(shè)定的速度通過(guò)被X射線輻射的區(qū)域； 第一探測(cè)器臂架，位于第一檢查通道外側(cè)，內(nèi)部安裝第一探測(cè)器陣列，且使得第一探測(cè)器陣列位于第一準(zhǔn)直器所在的第一平面內(nèi)； 第二探測(cè)器臂架，位于第二檢查通道外側(cè)，內(nèi)部安裝第二探測(cè)器陣列，且使得第二探測(cè)器陣列位于第二準(zhǔn)直器所在的第二平面內(nèi)； 控制室，內(nèi)部安裝有電源與控制子系統(tǒng)，以及信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)。
21.一種車載移動(dòng)式雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，還包括底盤車；所述底盤車上至少安裝有:X射線源艙、設(shè)備艙、工作艙、第一臂架系統(tǒng)和第二臂架系統(tǒng)；其中: 電子加速器與屏蔽準(zhǔn)直裝置安裝在X射線源艙中，通過(guò)第一準(zhǔn)直器向底盤車的一側(cè)引出第一 X射線束流，通過(guò)第二準(zhǔn)直器向底盤車的另一側(cè)引出第二 X射線束流； 第一臂架系統(tǒng)包括第一探測(cè)器陣列；在工作狀態(tài)下，所述第一臂架系統(tǒng)在底盤車的一側(cè)打開(kāi)，與底盤車構(gòu)成“門”式結(jié)構(gòu)，且使第一探測(cè)器陣列位于第一準(zhǔn)直器所在的第一平面內(nèi)；在非工作狀態(tài)下，所述第一臂架系統(tǒng)折疊存放于底盤車頂部； 第二臂架系統(tǒng)包括第二探測(cè)器陣列；在工作狀態(tài)下，所述第二臂架系統(tǒng)在底盤車的另一側(cè)打開(kāi)，與底盤車構(gòu)成“門”式結(jié)構(gòu)，且使第二探測(cè)器陣列位于第二準(zhǔn)直器所在的第二平面內(nèi)；在非工作狀態(tài)下，所述第二臂架系統(tǒng)折疊存放于底盤車頂部； 電源與控制子系統(tǒng)，以及信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)安裝在設(shè)備艙中； 工作艙中安裝有系統(tǒng)操作及辦公設(shè)備。
22.—種車載移動(dòng)式雙通道、雙能、雙視角高能X射線透視成像系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的雙通道高能X射線透視成像系統(tǒng)，還包括底盤車；所述底盤車上至少安裝有:X射線源艙、設(shè)備艙、工作艙、第一臂架系統(tǒng)、第二臂架系統(tǒng)、第三臂架系統(tǒng)和第四臂架系統(tǒng)；其中: 電子加速器與屏蔽準(zhǔn)直裝置安裝在X射線源艙中，通過(guò)第一準(zhǔn)直器和第三準(zhǔn)直器向底盤車的一側(cè)引出能量和角度均不相同的第一 X射線束流和第三X射線束流，通過(guò)第二準(zhǔn)直器和第四準(zhǔn)直器向底盤車的另一側(cè)引出能量和角度均不相同的第二X射線束流和第四X射線束流； 第一臂架系統(tǒng)包括第一低能探測(cè)器陣列；在工作狀態(tài)下，所述第一臂架系統(tǒng)在底盤車的一側(cè)打開(kāi)，與底盤車構(gòu)成“門”式結(jié)構(gòu)，且使第一低能探測(cè)器陣列位于第一準(zhǔn)直器所在的第一平面內(nèi)；在非工作狀態(tài)下，所述第一臂架系統(tǒng)折疊放置于底盤車頂部； 第三臂架系統(tǒng)包括第一高能探測(cè)器陣列；在工作狀態(tài)下，所述第三臂架系統(tǒng)在底盤車的一側(cè)打開(kāi)，與底盤車構(gòu)成“門”式結(jié)構(gòu)，且使第一高能探測(cè)器陣列位于第三準(zhǔn)直器所在的第三平面內(nèi)，在非工作狀態(tài)下，所述第三臂架系統(tǒng)折疊放置于底盤車頂部； 第一臂架系統(tǒng)和第三臂架系統(tǒng)與底盤車構(gòu)成的前后兩個(gè)“門”式結(jié)構(gòu)，形成第一檢查通道； 第二臂架系統(tǒng)包括第二低能探測(cè)器陣列；在工作狀態(tài)下，所述第二臂架系統(tǒng)在底盤車的另一側(cè)打開(kāi)，與底盤車構(gòu)成“門”式結(jié)構(gòu)，且使第二低能探測(cè)器陣列位于第二準(zhǔn)直器所在的第二平面內(nèi)；在非工作狀態(tài)下，所述第二臂架系統(tǒng)折疊放置于底盤車頂部； 第四臂架系統(tǒng)包括第二高能探測(cè)器陣列；在工作狀態(tài)下，所述第四臂架系統(tǒng)在底盤車的另一側(cè)打開(kāi)，與底盤車構(gòu)成“門”式結(jié)構(gòu)，且使第二高能探測(cè)器陣列位于第四準(zhǔn)直器所在的第四平面內(nèi)；在非工作狀態(tài)下，所述第四臂架系統(tǒng)折疊放置于底盤車頂部； 第二臂架系統(tǒng)和第四臂架系統(tǒng)與底盤車構(gòu)成的前后兩個(gè)“門”式結(jié)構(gòu)，形成第二檢查通道； 電源與控制子系統(tǒng)，以及信號(hào)分析與圖像處理子系統(tǒng)安裝在設(shè)備艙中； 工作艙中安裝有系統(tǒng)操作及辦公設(shè)備。
【文檔編號(hào)】G01N23/04GK203772764SQ201320879291
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】唐華平, 陳志強(qiáng), 唐傳祥, 陳懷璧, 李元景, 趙自然, 劉耀紅, 孫尚民, 閻忻水, 秦占峰 申請(qǐng)人:同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學(xué)