專利名稱：移動(dòng)式γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)方法與裝置及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)方法及其裝置，更具體地說，本發(fā)明尤其涉及一種移動(dòng)式γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)方法與裝置及其用途，用于檢查集裝箱、貨車、導(dǎo)彈、小型零部件等客體的內(nèi)部情況，屬核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
現(xiàn)有各種型號(hào)的數(shù)字輻射成象集裝箱檢測(cè)裝置(以后簡(jiǎn)稱“檢測(cè)裝置”)，如法國施侖貝謝公司、德國海曼公司、英國宇航公司的產(chǎn)品資料以及中國專利ZL93102728.4所述，都使用電子加速器(靜電加速器或直線加速器)作其高能X射線源，設(shè)備巨大、沉重、輻射強(qiáng)度很高，均必需固定安裝在厚重的屏蔽防護(hù)建筑內(nèi)運(yùn)行。此類加速器型檢測(cè)裝置能滿足海關(guān)的查私要求，但是存在下列缺陷①檢測(cè)裝置為固定式裝置，進(jìn)行掃描檢測(cè)時(shí)，必須有專門的拖動(dòng)機(jī)構(gòu)使被檢客體按所要求的具備一定精度的掃描速度通過照射區(qū)。大型集裝箱貨車的重量可達(dá)50噸左右。所需拖動(dòng)機(jī)構(gòu)要能準(zhǔn)確、穩(wěn)定地拖動(dòng)如此重大客體，其技術(shù)難度與價(jià)格都非常高，而且易出故障，經(jīng)常是影響整體運(yùn)作可靠性的一項(xiàng)主要薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)被檢客體很長(zhǎng)、很重(如整列鐵路貨車)時(shí)，其拖動(dòng)機(jī)構(gòu)將更難以實(shí)現(xiàn)。
②檢測(cè)裝置所用加速器輻射源的輻射強(qiáng)度很高，防護(hù)建筑主要部位的屏蔽墻厚度達(dá)2米以上。此外，由于所用加速器所產(chǎn)生的高能X輻射不是各向同性，所用照射野的張角一般為30°左右，因而為使照射野能包容集裝箱貨車等被檢客體，所用陣列檢測(cè)器與加速器靶的距離要相距十米以遠(yuǎn)。因此，這類裝置所需建筑面積很大，往往還需要更大的輔助面積。
③所用加速器需要專門的運(yùn)行操作人員，而且維修、保養(yǎng)工作量很大，價(jià)格高昂。
在實(shí)際工作中，更需要輻射強(qiáng)度低、屏蔽簡(jiǎn)易、占地面積小、運(yùn)行人員少、價(jià)格低廉，而且檢測(cè)精度與掃描速度仍能滿足要求的檢測(cè)裝置。有許多需要，例如檢查堆放分散的集裝箱或整列鐵路貨車等，更難以由這種固定在厚重防護(hù)建筑內(nèi)的加速器型檢測(cè)裝置來滿足。
本發(fā)明的目的在于提供一種能滿足實(shí)際需要的整體裝置容易移動(dòng)、安置的移動(dòng)式γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)方法與裝置及其作用。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種輻射強(qiáng)度低、屏蔽簡(jiǎn)易、價(jià)格低廉的γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)方法與裝置及其用途。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的內(nèi)容。


圖1是本發(fā)明的移動(dòng)式γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意正視圖。
圖2是本發(fā)明的移動(dòng)式γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意俯視圖。
圖3是本發(fā)明的檢測(cè)裝置另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是輻射源與前準(zhǔn)直器所處平臺(tái)垂直位置較高，沒有輔助支撐輪，而后準(zhǔn)直器與陣列探測(cè)器為雙拆線形式的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是弧線型后準(zhǔn)直器和陣列探測(cè)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖6是直立形后準(zhǔn)直器和陣列探測(cè)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖7是用于檢測(cè)整列鐵路貨車的檢測(cè)裝置示意圖。
圖中相同的部件用相用的標(biāo)號(hào)表示。
本發(fā)明的第一個(gè)方面涉及一種移動(dòng)式γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)方法。該方法是將檢測(cè)裝置設(shè)置在一剛性構(gòu)架上，一安裝在剛性構(gòu)架上或與之相連接的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)整個(gè)裝置作前后掃描運(yùn)動(dòng)，或者，剛性構(gòu)架固定不動(dòng)，而被檢客體由其下面或與之相連的拖動(dòng)機(jī)構(gòu)拖動(dòng)，穿過剛性構(gòu)架內(nèi)的照射區(qū)作前后掃描運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，γ輻射源發(fā)出的被準(zhǔn)直成片狀的γ射線束穿過被檢客體后被陣列探測(cè)器接收，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢客體的無損檢測(cè)。
上述方法中采用的γ輻射源為60Co，137Cs，192Ir等高比活度γ放射性同位素輻射源。
上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)指令驅(qū)動(dòng)剛性構(gòu)架沿軌道相對(duì)于被檢客體作前后平移掃描運(yùn)動(dòng)，從而完成對(duì)整個(gè)被檢客體的無損檢測(cè)。上述拖動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)指令拖動(dòng)被檢客體穿過剛性構(gòu)架內(nèi)的照射區(qū)使之相對(duì)于剛性構(gòu)架作前后平移掃描運(yùn)動(dòng)，從而完成對(duì)整個(gè)被檢客體的無損檢測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑情況時(shí)，可令驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或拖動(dòng)機(jī)構(gòu)減慢其速度返回復(fù)查，以便進(jìn)一步細(xì)致地進(jìn)行檢查判斷。
本發(fā)明第二個(gè)方面涉及一種移動(dòng)式γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)裝置。
參見圖1、圖2，本發(fā)明的檢測(cè)裝置由安裝在同一可移動(dòng)的剛性構(gòu)架3上的高比活度γ輻射源及其容器1、陣列探測(cè)器5、前準(zhǔn)直器2、后準(zhǔn)直器4、信號(hào)與圖象處理單元6以及安裝在剛性構(gòu)架上或與其相連的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7組成。剛性構(gòu)架3的兩側(cè)分別設(shè)置有1#平臺(tái)10和2#平臺(tái)11，γ輻射源及其容器1和前準(zhǔn)直器2設(shè)置在1#平臺(tái)10上，后準(zhǔn)直器4、陣列探測(cè)器5、信號(hào)與圖象處理單元6以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7設(shè)置在另一側(cè)的2#平臺(tái)11上，從而形成了一個(gè)檢測(cè)區(qū)。被檢客體8設(shè)置在剛性構(gòu)架3中，放置在擱置臺(tái)9上。1#平臺(tái)10的下面由輔助支撐輪12支撐，2#平臺(tái)11的下面有兩排驅(qū)動(dòng)承重輪13，該承重輪13設(shè)置在軌道14上，可沿軌道作前后平移掃描運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7按指令驅(qū)動(dòng)承重輪13，使安裝了檢測(cè)裝置的剛性構(gòu)架3沿軌道14按前后方面(如圖2中箭頭所示)以一定速度作平移掃描運(yùn)動(dòng)。1#平臺(tái)10下面的輔助支撐輪12可輔助承受γ輻射源及其容器1與前準(zhǔn)直器2的重量，有助于框形剛性構(gòu)架3運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。輔助支撐輪12可不必有軌道，而直接落在平整地面上滾動(dòng)。
圖3展示了本發(fā)明的檢測(cè)裝置的另一種實(shí)施方式。被檢客體8設(shè)置在拖動(dòng)機(jī)構(gòu)17上，用來拖動(dòng)被檢客體相對(duì)于檢測(cè)裝置作前后平移掃描運(yùn)動(dòng)。1#平臺(tái)10和2#平臺(tái)11的下面設(shè)置有若干個(gè)高度可調(diào)節(jié)的支撐部件16，用于安裝固定整個(gè)檢測(cè)裝置。上述支撐部件16可以是液壓機(jī)構(gòu)、機(jī)械升降機(jī)構(gòu)等。拖動(dòng)機(jī)構(gòu)17可按指令拖動(dòng)被檢客體相對(duì)于檢測(cè)裝置以一定速度作前后平移掃描運(yùn)動(dòng)。
γ輻射源采用高比活度的60Co，137Cs，192Ir等γ放射性同位素輻射源，活性區(qū)線度為數(shù)毫米，活度為數(shù)居里至數(shù)百居里(1×1011～3×1C13貝可)。對(duì)于集裝箱等大型被檢客體，應(yīng)選用γ射線能量高的60Co輻射源。對(duì)于質(zhì)量厚度較小的客體，可選用γ射線能量較低的放射性同位素輻射源。本發(fā)明所采用的γ放射性同位素輻射源的比活度與活度范圍與工業(yè)探傷用γ輻射源的基本相符，而且后者已有大量定型產(chǎn)品供應(yīng)。本發(fā)明的檢測(cè)裝置可采用此類自帶屏蔽容器的工業(yè)探傷γ源，從而增加了整個(gè)裝置運(yùn)行的可靠性，同時(shí)顯著降低了成本。
前準(zhǔn)直器2是由鉛、鐵等金屬或其合金制成，與γ輻射源容器緊密配接。前準(zhǔn)直器中間的準(zhǔn)直狹縫將輻射源所發(fā)射的γ射線準(zhǔn)直成水平張角為0.1°至1°而垂直方向張角達(dá)數(shù)十度的片狀射線束。
剛性構(gòu)架3是一種框形結(jié)構(gòu)，它是檢測(cè)裝置中連接安裝各個(gè)單元的剛性構(gòu)架?？蛐蝿傂詷?gòu)架3必須具備足夠的強(qiáng)度與剛性，以保證輻射源及其容器1、準(zhǔn)直器2和4、陣列探測(cè)器5等單元之間的相對(duì)位置固定不變?？蛐蝿傂詷?gòu)架3的跨度與高度應(yīng)由輻射源照射野垂直方向的張角及被檢客體的位置、大小和輻射源到陣列探測(cè)器5之間的距離共同決定，而且在掃描檢測(cè)時(shí)必須能無阻礙地越過整個(gè)被檢客體。只要框形剛性構(gòu)架3的強(qiáng)度與剛性足夠大，輔助支撐輪12可以取消。
后準(zhǔn)直器4也由鉛、鐵等金屬及其合金制成。它牢固地安裝在框形剛性構(gòu)架上，其中間的準(zhǔn)直狹縫的寬度等于或略大于陣列探測(cè)器5的象素寬度，而且嚴(yán)格地對(duì)準(zhǔn)前準(zhǔn)直器2的準(zhǔn)直縫及輻射源的活性區(qū)。為使得各探測(cè)器元與γ輻射源的距離差異小，后準(zhǔn)直器4應(yīng)如圖1中所示的單折線形，其中直立部分的長(zhǎng)度與被檢客體的高度基本一致。
當(dāng)1#平臺(tái)10的垂直位置不同時(shí)，后準(zhǔn)直器4的形狀也要相應(yīng)改變，但始終需保持基本上以輻射源活性區(qū)為幾何中心。
在某些情況下，需要提高輻射源的位置。為了使包容被檢客體的片狀射線束全部被陣列探測(cè)器接收，同時(shí)使各探測(cè)器元到輻射源的距離差異小，特將后準(zhǔn)直器4設(shè)計(jì)成雙折線形，其中，直立部分的長(zhǎng)度與被檢客體的高度基本一致。如圖4所示，圖中的高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)15可用以調(diào)節(jié)1#平臺(tái)10的垂直高度。還可以將后準(zhǔn)直器4設(shè)計(jì)成弧線形，如圖5所示。后準(zhǔn)直器4的另一種實(shí)施方式是直立形結(jié)構(gòu)，如圖6所示?；【€形后準(zhǔn)直器有助于改善探測(cè)條件，但在加工方面會(huì)增加難度，提高成本。
陣列探測(cè)器5一般由多個(gè)包含一定數(shù)量探測(cè)器元的探測(cè)單元順序排列組成。各探測(cè)單元均應(yīng)對(duì)準(zhǔn)γ輻射源的活性區(qū)，并分別固定在剛性構(gòu)架3上。必須使各探測(cè)單元間的探測(cè)盲區(qū)小于一個(gè)探測(cè)器元象素的高度，以避免信息的丟失而獲得良好的γ輻射投影圖象。剛性構(gòu)架3以及相關(guān)的安裝、固定措施要確保各探測(cè)器元、前、后準(zhǔn)直器以及輻射源活性區(qū)相互一一對(duì)準(zhǔn)。要使輻射源1所發(fā)出的γ射線經(jīng)前準(zhǔn)直器2準(zhǔn)直成片狀射線束后，再通過后準(zhǔn)直器4而準(zhǔn)確地射入陣列探測(cè)器5的各探測(cè)器元之靈敏體積內(nèi)。探測(cè)器元的總數(shù)目要使陣列探測(cè)器5的總靈敏體積能同包容了被檢客體8的γ輻射照射野相匹配。
陣列探測(cè)器5的作用是將穿過被檢客體后射入其靈敏體積的γ射線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再饋入后面的電信號(hào)與圖象處理單元。要求它的探測(cè)效率與電荷靈敏度高，而且穩(wěn)定可靠，能承受掃描過程中的震動(dòng)及較差的環(huán)境條件。現(xiàn)可采用的可能滿足此等要求的陣列探測(cè)器有多種，例如中國專利ZL93102728.4所闡述的“氣體電離型高能x、γ輻射成象陣列探測(cè)裝置”、正比室、正比管或蓋格管陣列、閃爍探測(cè)器陣列或半導(dǎo)體探測(cè)器陣列等。
電信號(hào)與圖象處理單元6中包含接受探測(cè)器輸出信號(hào)并進(jìn)行放大的前端電路等全部模擬量處理電路、模數(shù)變換(ADC)電路以及部分或全部數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)。操作人員及計(jì)算機(jī)等可以同時(shí)都安置在2#平臺(tái)11上，隨剛性構(gòu)架3一同運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)地檢測(cè)客體內(nèi)部情況，并及時(shí)采取相應(yīng)措施，也可以安置在一定距離外的恰當(dāng)位置上，完成同樣的工作但不隨剛性構(gòu)架3一起移動(dòng)。在前一情況下，2#平臺(tái)11上要設(shè)立必須的操作人員防護(hù)設(shè)施，如鉛、鐵屏障等。
為使剛性構(gòu)架3運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，而且能適應(yīng)取消輔助支撐輪12的情況，整個(gè)剛性構(gòu)架連同安裝其上的檢測(cè)裝置各單元的重心應(yīng)當(dāng)落在兩排驅(qū)動(dòng)承重輪13之間。為此，必要時(shí)可在2#平臺(tái)11上加一些重物當(dāng)作配重體用。此配重體也可以就設(shè)計(jì)成為操作人員的防護(hù)屏障。
安裝在剛性構(gòu)架3的2#平臺(tái)11上或與之相連接的驅(qū)動(dòng)裝置7包含功率足夠大的電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或其它動(dòng)力機(jī)械以及控制機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。它能按指令使剛性構(gòu)架3連同安裝其上的檢測(cè)裝置，沿著軌道按一定的速度要求，作前、后方向的掃描運(yùn)動(dòng)。
軌道14鋪設(shè)在平整地面上，能保證在其上滾動(dòng)前進(jìn)的剛性構(gòu)架3運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，震動(dòng)微小。
擱置臺(tái)9用來擱置在檢測(cè)過程中靜止不動(dòng)的被檢客體8。它可以是單純的臺(tái)架結(jié)構(gòu)，要便于將被檢客體置于其上或移走。它也可附帶一組輸送被檢客體8的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，但此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用僅僅是放置或移出被檢客體，而在檢測(cè)過程中并不動(dòng)作，更無速度及速度穩(wěn)定性方面的要求，是簡(jiǎn)易的。
被檢客體8可以是大型客體，也可是小型客體。大型客體是指集裝箱、集裝箱貨車、列車車箱、導(dǎo)彈甚至可以是整列火車。圖7顯示的是被檢客體是整列火車時(shí)的情形。圖中被檢列車靜止不動(dòng)，是由列車制動(dòng)裝置完成而無需擱置臺(tái)9。檢測(cè)時(shí)，由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7帶動(dòng)檢測(cè)裝置整體沿軌道14相對(duì)于列車作前后平移掃描運(yùn)動(dòng)。小型客體是指曲軸、缸體、翼片、鑄件、鍛件、機(jī)器零部件、火工品及其零部件或壓力容器及其零部件等。
當(dāng)被檢客體為大型客體時(shí)，被檢客體靜止不動(dòng)，檢測(cè)裝置整體相對(duì)于被檢客體作前后平移掃描運(yùn)動(dòng)，如圖1、圖2和圖7所示。當(dāng)被檢客體為小型客體或易于拖動(dòng)時(shí)，檢測(cè)裝置可固定不動(dòng)，由拖動(dòng)機(jī)構(gòu)17拖動(dòng)被檢客體穿過剛性構(gòu)架3內(nèi)的照射野作前后平移掃描運(yùn)動(dòng)，如圖3所示。
本發(fā)明的第三個(gè)方面涉及上述移動(dòng)式γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)裝置的用途。該裝置可以用來檢測(cè)大型客體和小型客體。將該裝置設(shè)置于海關(guān)陸路邊界口岸、港口、航空港、交通要道、鐵路等地，用于檢測(cè)集裝箱、集裝箱貨車、列車車箱、貨車甚至整列火車等大型客體的內(nèi)部情況，查找走私、違禁、危險(xiǎn)、錯(cuò)誤裝運(yùn)物品的情況。也可以將該裝置設(shè)置于導(dǎo)彈、大型火箭的裝配場(chǎng)地等場(chǎng)所，用于檢測(cè)導(dǎo)彈、大型火箭等大型客體的內(nèi)部情況，識(shí)別裝配錯(cuò)誤等異?，F(xiàn)象。
本發(fā)明的檢測(cè)裝置還可以應(yīng)用于客體體積小而要求檢測(cè)精度高的工業(yè)無損檢測(cè)領(lǐng)域，用于檢測(cè)曲軸、缸體、翼片、鑄件、鍛件、機(jī)器零部件、火工品及其零部件、壓力容器及其零部件等小型客體的內(nèi)部情況，以便檢查發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部的縮孔、夾渣、裂縫等缺陷?？梢栽谏a(chǎn)線上進(jìn)行連續(xù)的在線無損檢測(cè)工作。
本發(fā)明檢測(cè)裝置的工作過程如下γ輻射源發(fā)出的γ射線經(jīng)前準(zhǔn)置器2準(zhǔn)直成片狀射線束后穿過被檢客體8，再經(jīng)后準(zhǔn)直器4準(zhǔn)直后射入陣列探測(cè)器5的各探測(cè)器元的靈敏體積。各探測(cè)器元的輸出信號(hào)與其所在位置接受到的γ射線強(qiáng)度成正比，而此處γ射線強(qiáng)度又與射線穿行路徑上所經(jīng)被檢客體8相應(yīng)部位的吸收能力(即質(zhì)量厚度)相關(guān)。把一次采樣時(shí)間內(nèi)所獲取的各路探測(cè)器元的輸出信號(hào)收集、處理，并按序排列、顯示出來，就在計(jì)算機(jī)屏幕獲得一條呈垂直方向的反映片狀射線束所穿過的一層客體內(nèi)質(zhì)量分布狀況的圖象掃描線。隨著檢測(cè)裝置與被檢客體間的相對(duì)平移掃描運(yùn)動(dòng)，片狀γ射線束將按掃描運(yùn)動(dòng)方向依次逐層掃描過被檢客體的各個(gè)部位，反映被檢體內(nèi)部質(zhì)量分布狀況的一條一條“圖象掃描線”將順序顯示出來，最終獲得被檢客體的二維γ數(shù)字輻射投影圖象。運(yùn)用各種計(jì)算機(jī)圖象處理技術(shù)，可對(duì)此圖象進(jìn)行局域窗放大、灰度窗和偽彩色窗調(diào)節(jié)等，從而觀察圖象不同層次的細(xì)部，并可將檢測(cè)結(jié)果記錄、存檔或輸出。
在本發(fā)明的檢測(cè)裝置中，被檢客體8在掃描檢測(cè)過程中一般是靜止不動(dòng)的，而由安裝在剛性構(gòu)架3上的檢測(cè)裝置沿軌道14作掃描運(yùn)動(dòng)。此時(shí)被檢客體8與檢測(cè)裝置之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度完全由剛性構(gòu)架3上(或與之相連接)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7按所接受的指令來決定。由輻射統(tǒng)計(jì)漲落理論可知，在輻射源活度以及其它條件相同的情況下，掃描運(yùn)動(dòng)速度越慢，所采集到數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)漲落越小，因而所得γ數(shù)字輻射投影圖象越清晰。在按常規(guī)掃描速度檢查客體8的過程中，如果發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)，可令檢測(cè)裝置降低速度，在可疑部位處住復(fù)掃描，以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的檢測(cè)。
一個(gè)被檢客體8的全部檢測(cè)過程結(jié)束后，檢測(cè)時(shí)靜止不動(dòng)的客體被移走，并換入新的被檢客體，進(jìn)行下一輪掃描檢測(cè)過程。如此重復(fù)，可持續(xù)不斷地一直檢測(cè)下去。
在像整列鐵路貨車這種被檢客體十分長(zhǎng)、大的情況下，本發(fā)明的檢測(cè)裝置將在設(shè)置于列車旁邊的平行軌道上運(yùn)動(dòng)，可連續(xù)地對(duì)整列貨車進(jìn)行掃描檢測(cè)。所獲各節(jié)車箱的γ數(shù)字輻射投影圖象可及時(shí)判別、處理，也可先存儲(chǔ)下來再觀察，或是傳輸?shù)侥骋粰z測(cè)中心來統(tǒng)一觀測(cè)與處理。
在某些情況下，例如被檢客體較小或易于拖動(dòng)，剛性構(gòu)架3及其上的檢測(cè)系統(tǒng)可由其支撐部件固定在某一位置上靜止不動(dòng)，而令被檢客體在檢測(cè)時(shí)按一定速度要求移動(dòng)(如圖3所示)，同樣可獲取被檢客體的γ數(shù)字輻射投影圖象。
本發(fā)明的移動(dòng)式γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)裝置的“移動(dòng)式”不僅表現(xiàn)在檢測(cè)過程中一般是由檢測(cè)系統(tǒng)作掃描運(yùn)動(dòng)，而且表現(xiàn)在整個(gè)檢測(cè)裝置易于搬運(yùn)、移動(dòng)到需要的場(chǎng)所去運(yùn)行。由于檢測(cè)裝置對(duì)配套條件的要求僅是鋪設(shè)于地面的軌道14、擱置臺(tái)9、輔助支撐輪1 2所需的平整地面以及一般的防護(hù)措施等，而且整個(gè)檢測(cè)裝置的重量不過數(shù)噸，因此這種按需求在不同地點(diǎn)間的搬運(yùn)與移動(dòng)是能夠而且易于實(shí)現(xiàn)的。
當(dāng)全部電信號(hào)與圖象處理單元6及操作人員都安置在2#平臺(tái)11之上時(shí)，全部檢測(cè)及信號(hào)處理與判斷過程均在剛性構(gòu)架3上實(shí)現(xiàn)并完成。當(dāng)操作人員及圖象顯示與處理計(jì)算機(jī)等不放在2#平臺(tái)11上時(shí)，將被安置在恰當(dāng)位置的監(jiān)測(cè)室內(nèi)，這可使操作人員及計(jì)算機(jī)具有更好的工作環(huán)境。
實(shí)施例本發(fā)明的實(shí)施例為一種主要用于集裝箱或集裝箱貨車檢測(cè)的移動(dòng)式γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)裝置此裝置采用活度為數(shù)百居里(小于2×1013貝可)的高比活度60Co輻射源，其準(zhǔn)直射線束的水平張角小1°，重直方向張角約為60°。前準(zhǔn)直器為鉛制，后準(zhǔn)直器為鐵制。選用了中國專利ZL93102728.4所闡述的陣列探測(cè)器。采用直流工作模式的前端電路以及12bit以上精度的模數(shù)變換電路。由高檔微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)與圖象處理。其剛性構(gòu)架的掃描速度為10～30厘米/秒。此實(shí)施例所達(dá)到的檢測(cè)性能指標(biāo)將是對(duì)100毫米鐵屏吸收體的密度反差靈敏度(CI值)將優(yōu)于1.5％，同樣吸收體條件下的圖象質(zhì)量指標(biāo)(IQI值)將為3～4.5％；穿透本領(lǐng)(SP值)則可達(dá)到200毫米鐵。這已能相當(dāng)好地滿足海關(guān)查私工作的需要。選擇所給輻射源活度范圍中的較大值，上述指標(biāo)將進(jìn)一步得到改善。CI值可小于1％，IQI值將小于3％，而掃描檢測(cè)速度則可達(dá)到30厘米/秒。
本發(fā)明的特點(diǎn)是①所采用的工業(yè)用γ探傷源本來就是為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)、制造的，其所帶屏蔽容器的防護(hù)性能就可確保它能在露天場(chǎng)地上安全地運(yùn)作。由此，本發(fā)明的檢測(cè)裝置并不需要厚重的防護(hù)建筑，易于保障輻射安全，而且也可以在設(shè)有一定警戒范圍的露天場(chǎng)地上運(yùn)作。
②采用由檢測(cè)系統(tǒng)作掃描運(yùn)動(dòng)，而被檢客體靜止不同的檢測(cè)模式，這特別有利于笨重、長(zhǎng)、大、不便拖動(dòng)的被檢客體的無損檢測(cè)。這種可以省去載荷要達(dá)數(shù)十噸以上而又要求一定的移動(dòng)速度與速度精度的龐大、復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)。這將顯著降低檢測(cè)裝置的造價(jià)，并提高可靠性程度。
③整個(gè)檢測(cè)裝置的重量不過數(shù)噸，而所要求的外部條件主要是軌道及平整地面等易于實(shí)現(xiàn)的設(shè)施，因而它可以方便地搬運(yùn)、轉(zhuǎn)移、安置到需要的地點(diǎn)去運(yùn)作，而不必把所有被檢客體都運(yùn)到一固定的某處檢測(cè)裝置所在地去。這對(duì)于港口等集裝箱堆放比較分散的地方是很有利的。
④由于不需要很厚重的輻射防護(hù)建筑以及巨大的拖動(dòng)裝置，這將顯著減少所需要的建筑面積以及要占用的輔助場(chǎng)地。
⑤由于采用重量輕、體積小、基本不需要維修保養(yǎng)的γ放射性同位素輻射源來取代價(jià)格昂貴并需要配備專門的運(yùn)行、維修隊(duì)伍的加速器，因而將顯著降低本發(fā)明的檢測(cè)裝置的價(jià)格和所需要的運(yùn)行與維修人員的數(shù)目。
綜上可以看出，本發(fā)明的檢測(cè)裝置將是一種移動(dòng)式的，屏蔽簡(jiǎn)易、運(yùn)作可靠、價(jià)格低廉、而又易于操作的γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)裝置。它的價(jià)格將僅為加速器型檢測(cè)裝置的幾分之一，甚至十分之一。這對(duì)推廣應(yīng)用是很有利的。
權(quán)利要求
1.一種γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)方法，其特征在于將檢測(cè)裝置設(shè)置在一剛性構(gòu)架上，一安裝在剛性構(gòu)架上或與其相連的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)整個(gè)裝置作前后平移掃描運(yùn)動(dòng)，或者，使剛性構(gòu)架固定不動(dòng)，被檢客體下面或與之相連的拖動(dòng)機(jī)構(gòu)拖動(dòng)被檢客體穿過照射區(qū)作前后平移掃描運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，γ輻射源發(fā)出的被準(zhǔn)直成片狀的γ射線束穿過被檢客體后被陣列探測(cè)器接收，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢客體的無損檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述輻射源為60Co，137Cs，或192Ir高比活度γ放射性同位素輻射源。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和拖動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)指令驅(qū)動(dòng)剛性構(gòu)架或拖動(dòng)被檢客體作前、后平移掃描運(yùn)動(dòng)。
4.一種移動(dòng)式γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)裝置，包括γ輻射源及其容器、前準(zhǔn)直器、后準(zhǔn)直器、陣列探測(cè)器、電信號(hào)與圖象處理單元及拖動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于該裝置還包括剛性構(gòu)架及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，γ輻射源及其容器、前準(zhǔn)直器、后準(zhǔn)直器、陣列探測(cè)器、電信號(hào)與圖象處理單元及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定安裝在同一剛性構(gòu)架上，且γ輻射源及其容器與前準(zhǔn)直器、后準(zhǔn)直器和陣列探測(cè)器及其電信號(hào)與圖象處理單元分別設(shè)置在剛性構(gòu)架相對(duì)兩側(cè)的1#平臺(tái)和2#平臺(tái)上，以形成一個(gè)檢測(cè)區(qū)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于上述輻射源是高比活度γ放射性同位素源。
6.如權(quán)利要求4和5所述的裝置，其特征在于上述輻射源為60Co，137Cs，或192Ir。
7.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于上述前準(zhǔn)直器和后準(zhǔn)直器由鉛、鐵或其合金制成。
8.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于陣列探測(cè)器為陣列電離室、正比室、正比管或蓋格管陣列、閃爍探測(cè)器陣列或半導(dǎo)體探測(cè)器陣列，由多個(gè)包含一定數(shù)量探測(cè)器元的探測(cè)單元順序排列組成。
9.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于上述后準(zhǔn)直器為直立形、單折線形、雙折線形或弧線形，上述陣列探測(cè)器要與上述后準(zhǔn)直器相匹配。
10.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于上述1#平臺(tái)下面設(shè)置有輔助支撐輪，上述2#平臺(tái)下面帶有承重驅(qū)動(dòng)輪。
11.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于上述1#平臺(tái)和2#平臺(tái)下面還設(shè)置有固定支撐整個(gè)剛性構(gòu)架的支撐部件。
12.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于上述電信號(hào)與圖象處理單元的一部分固定安裝在上述剛性構(gòu)架上，其余部分設(shè)置在距剛性構(gòu)架一定距離的恰當(dāng)位置。
13.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)指令帶動(dòng)整個(gè)剛性構(gòu)架相對(duì)被檢客體作前后平移掃描運(yùn)動(dòng)，上述拖動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)指令拖動(dòng)被檢客體穿過剛性構(gòu)架內(nèi)的照射區(qū)作前后平移掃描運(yùn)動(dòng)。
14.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于上述剛性構(gòu)架的跨度與高度應(yīng)大于被檢客體的寬度與高度。
15.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于上述剛性構(gòu)架上設(shè)置有高度調(diào)節(jié)部件，以調(diào)節(jié)1#平臺(tái)的垂直高度。
16.一種γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)裝置的用途，其特征在于用該裝置對(duì)大型客體或小型客體進(jìn)行γ輻射數(shù)字成象無損檢測(cè)。
17.如權(quán)利要求16所述的用途，其特征在于上述大型客體是集裝箱、集裝箱貨車、火車車箱、貨車、導(dǎo)彈或整列火車。
18.如權(quán)利要求16所述的用途，其特征在于上述小型客體是曲軸、缸體、翼片、鑄件、鍛件、機(jī)器零部件、火工品及其零部件或壓力容器及其零部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)式γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)方法與裝置及其用途，將輻射源及其容器、前后準(zhǔn)直器、陣列探測(cè)器、信號(hào)與圖象處理單元固定安裝在剛性構(gòu)架上，一安裝在剛性構(gòu)架上或與其相連的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)整個(gè)裝置作前后掃描運(yùn)動(dòng)，或剛性構(gòu)架不動(dòng)，由拖動(dòng)機(jī)構(gòu)拖動(dòng)被檢客體穿過照射區(qū)作前后掃描運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢客體的無損檢測(cè)。該裝置用于對(duì)大型客體如集裝箱、貨車、火車、導(dǎo)彈等，或小型客體如機(jī)器零部件、鑄件、鍛件、火工品、壓力容器等進(jìn)行γ數(shù)字輻射成象無損檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N23/18GK1142609SQ96102080
公開日1997年2月12日 申請(qǐng)日期1996年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月6日
發(fā)明者安繼剛, 周立業(yè), 劉以思, 鄔海峰, 卿上玉, 鄭沅水, 王立強(qiáng) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)