專利名稱：一種便攜式閃光x射線檢查儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種便攜式閃光X射線檢查儀，屬輻射成像技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
便攜式閃光X射線檢查儀在安全檢查，無損檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮了很大作用。便攜式閃光X射線檢查儀采用數(shù)字成像技術(shù)，可以實(shí)時(shí)顯示所得到的圖像，克服了傳統(tǒng)膠片成像的缺點(diǎn)。同時(shí)它體積小，重量輕，無需市電支持，在特定的應(yīng)用場(chǎng)合(非固定場(chǎng)所的行包檢查，爆炸物檢查，違禁物品檢查等)，是傳統(tǒng)的大型X光機(jī)所不能比擬的。
目前廣泛使用的便攜式閃光X射線檢查儀，其閃光X射線圖像接收方式為X射線閃爍屏將X射線圖像轉(zhuǎn)換為可見光圖像，采用PAL制CCD攝像機(jī)將可見光圖像抓拍，CCD攝像機(jī)輸出標(biāo)準(zhǔn)的視頻圖像，經(jīng)過同軸電纜傳輸至筆記本計(jì)算機(jī)，通過插在筆記本計(jì)算機(jī)的PCMCIA圖像采集卡將視頻圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，進(jìn)行圖像顯示，存儲(chǔ)等。這種結(jié)構(gòu)的便攜式閃光X射線檢查儀由于采用標(biāo)準(zhǔn)PAL制的CCD攝像機(jī)，其曝光時(shí)間是一定的，為20ms。便攜式閃光X射線源的脈沖頻率僅為5Hz左右。這樣在CCD攝像機(jī)的一幅圖像中只能接收一個(gè)X射線脈沖。要提高圖像信噪比，只能通過多幅圖像疊加達(dá)到，但這樣的效果不太明顯。同時(shí)多幅圖像疊加不能有效提高系統(tǒng)的穿透能力。
本實(shí)用新型采用了長(zhǎng)積分(最長(zhǎng)2s)的CCD攝像機(jī)，該CCD攝像機(jī)具有較高的掃描線數(shù)，靈敏度高，而且積分時(shí)間可以控制，它在一幅圖像中可以接收多個(gè)(最多15個(gè))閃光X射線圖像，這樣就大大改善了圖像的信噪比，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的穿透能力。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的在于提供一種一幅圖像可接收多個(gè)X射線閃光的便攜式閃光X射線檢查儀。本實(shí)用新型含有便攜式閃光X射線源；便攜式圖像記錄儀，含有記錄儀箱；閃爍屏，位于記錄儀箱一側(cè)；反射鏡，它與閃爍屏成38度角；CCD攝像機(jī)，曝光時(shí)間可根據(jù)要檢查的物體性質(zhì)來設(shè)定，最長(zhǎng)2秒。它對(duì)準(zhǔn)閃爍屏全視野；射線源和CCD曝光控制電路，它的輸入端與下述筆記本計(jì)算機(jī)的并行口互聯(lián)，輸出端與上述便攜式X射線源的控制信號(hào)輸入端相連，另一個(gè)輸出端與CCD攝像機(jī)曝光控制端相連；它含有單穩(wěn)，它的輸入端與上述筆記本計(jì)算機(jī)并行口的START相連；與門，它的一個(gè)輸入端與上述單穩(wěn)的輸出端相連，另一個(gè)輸入端通過第一個(gè)反向器與START信號(hào)相連；它的輸出端通過第二個(gè)反向器與CCD攝像機(jī)曝光控制輸入端相連；N型三極管，它的基極與上述與門的輸出端相連；P型三極管，它的基極與上述N型三極管的集電極相連，它的集電極和發(fā)射極分別接上述便攜式閃光X射線源的充電回路兩端。
電源電路，它為CCD攝像機(jī)及射線源和CCD曝光控制電路提供電源；筆記本圖像采集卡，為PCMCIA接口，其輸入端與便攜式圖像記錄儀的信號(hào)相連；筆記本計(jì)算機(jī)，帶有PCMCIA接口和并行口。它的并行口與便攜式圖像記錄儀的信號(hào)端相連。
本CCD攝像機(jī)可美國(guó)Uniq Vision公司的UM101，201，301，401四個(gè)型號(hào)。
試驗(yàn)證明，該系統(tǒng)由于CCD攝像機(jī)采用長(zhǎng)積分技術(shù)，使得圖像清晰度和穿透能力大大提高。該檢查儀體積小，重量輕，使用方便，圖像清晰，特別適合于非固定場(chǎng)所的安全檢查和無損檢測(cè)，可廣泛應(yīng)用于公安、武警、海關(guān)等部門。


圖1是一種便攜式閃光X射線檢查儀結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是圖像記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是射線源和CCD曝光控制電路原理框圖。
圖4是START信號(hào)，射線源充電信號(hào)和CCD曝光控制信號(hào)間的時(shí)序關(guān)系圖。
圖5是電源電路原理框圖5-a+5V電壓產(chǎn)生電路，5-b電壓比較電路，5-c電源狀態(tài)指示電路。
具體實(shí)現(xiàn)方式本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種新型的便攜式閃光X射線檢查儀，該檢查儀由便攜式閃光X射線源，便攜式圖像記錄儀和筆記本計(jì)算機(jī)組成。結(jié)構(gòu)框圖如圖1。系統(tǒng)工作過程為設(shè)定UM201型CCD攝像機(jī)4曝光時(shí)間為1秒，它是根據(jù)要檢查的包裹大小設(shè)定的，通過筆記本計(jì)算機(jī)并行口5給出1秒時(shí)間寬度脈沖，該脈沖使便攜式閃光X射線源1的充電電路接通，射線源發(fā)出多個(gè)X射線閃光，同時(shí)該脈沖啟動(dòng)CCD開始曝光，曝光時(shí)間為1秒。X射線穿過被檢查物體打到圖像記錄儀的閃爍屏，轉(zhuǎn)換為熒光圖像，在CCD中形成視頻圖像，筆記本PCMCIA圖像采集卡6將視頻圖像數(shù)字化。在筆記本計(jì)算機(jī)7上顯示所拍到的圖像。圖1中2為射線源和CCD攝像機(jī)曝光控制電路，3為電源電路。筆記本PCMCIA圖像采集卡將CCD輸出的視頻圖像數(shù)字化，圖像象素為768×576，256級(jí)灰度。本檢查儀采用了長(zhǎng)積分的CCD攝像機(jī)，在一幅圖像中可以獲取多個(gè)X射線閃光，這樣大大增加了圖像的有效量子數(shù)，降低了圖像的量子噪聲，提高了圖像的信噪比，使得圖像清晰度得到大大提高，同時(shí)由于量子數(shù)的增加，系統(tǒng)的穿透能力也得到改善。
圖2是圖像記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖像記錄儀由X射線閃爍屏8、反射鏡9、CCD攝像機(jī)4、射線源和CCD曝光控制電路2和電源電路3組成。X射線閃爍屏8位于記錄儀箱10的一側(cè)，反射鏡9與其夾38°角。CCD攝像機(jī)4固定在記錄儀箱10內(nèi)，通過調(diào)節(jié)攝像機(jī)鏡頭，可以使攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)閃爍屏8的全視野。射線源和CCD曝光控制電路2置于記錄儀箱10內(nèi)，其輸入與記錄儀箱上的四芯接頭相連，輸出一端與便攜式X射線源的控制信號(hào)輸入端相連，另一個(gè)輸出端與CCD曝光控制端相連。筆記本計(jì)算機(jī)通過射線源和CCD曝光控制電路2啟動(dòng)X射線源，同時(shí)也啟動(dòng)CCD開始曝光。CCD攝像機(jī)和各電路電源均由電源電路供電。圖像記錄儀箱內(nèi)部涂黑，減少光線的散射。
圖3是射線源和CCD曝光控制電路原理框圖。含有單穩(wěn)，它的輸入端與上述筆記本計(jì)算機(jī)并行口的START相連；與門，它的一個(gè)輸入端與上述單穩(wěn)的輸出端相連，另一個(gè)輸入端通過第一個(gè)反向器與START信號(hào)相連；它的輸出端通過第二個(gè)反向器與CCD攝像機(jī)曝光控制輸入端相連；N型三極管，它的基極與上述與門的輸出端相連；P型三極管，它的基極與上述N型三極管的集電極相連，它的集電極和發(fā)射極分別接上述便攜式閃光X射線源的充電回路兩端。
START信號(hào)，射線源充電信號(hào)XRAYSRC和CCD曝光控制信號(hào)INTGR之間的時(shí)序關(guān)系如圖4，當(dāng)START信號(hào)上升沿來時(shí)，單穩(wěn)輸出變成高電平，但由于START的反信號(hào)為低電平，所以與門輸出仍為低電平，只有START信號(hào)變成低電平后，與門輸出才變?yōu)楦唠娖?。即XRAYSC變?yōu)楦唠娖?，X射線源開始工作，同時(shí)INTGR變?yōu)榈碗娖剑珻CD攝像機(jī)開始積分。寬度T即決定了射線源的工作時(shí)間和CCD攝像機(jī)的曝光時(shí)間。當(dāng)START信號(hào)變成高電平后，射線源停止工作，同時(shí)CCD攝像機(jī)也停止積分。通過并行口發(fā)出如圖4所示的START信號(hào)的作用是為了避免諸如計(jì)算機(jī)啟動(dòng)、關(guān)機(jī)等給系統(tǒng)造成的誤觸發(fā)。
圖5是電源電路原理框圖。工作電池為12伏，4AH的鎳氫充電電池。圖5-a為+5伏電壓產(chǎn)生電路，其中的LM7805芯片將12V轉(zhuǎn)換為+5伏。圖5-b為電壓比較電路，具有電壓比較功能；圖5-c為電源狀態(tài)指示電路，當(dāng)電池電壓高于10伏時(shí)，雙色二極管Q1發(fā)綠光，系統(tǒng)可以正常工作；而當(dāng)電池電壓低于10伏時(shí)，Q1發(fā)紅光，系統(tǒng)無法正常工作。
該檢查儀體積小，重量輕，圖像清晰，穿透力強(qiáng)。
權(quán)利要求1.一種便攜式閃光X射線檢查儀，其特征在于，它含有便攜式閃光X射線源；便攜式圖像記錄儀，含有記錄儀箱；閃爍屏，位于記錄儀箱一側(cè)；反射鏡，它與閃爍屏成38度角；CCD攝像機(jī)，曝光時(shí)間小于或等于2秒，它的鏡頭對(duì)準(zhǔn)閃爍屏全視野；射線源和CCD曝光控制電路，它的輸入端與下述筆記本計(jì)算機(jī)的并行口互聯(lián)，輸出端與上述便攜式X射線源的控制信號(hào)輸入端相連，另一個(gè)輸出端與CCD攝像機(jī)曝光控制端相連；電源電路，它為上述CCD攝像機(jī)及射線源和CCD曝光控制電路提供電源；筆記本圖像采集卡，為PCMCIA接口，其輸入端與上述便攜式圖像記錄儀的輸出信號(hào)相連；筆記本計(jì)算機(jī)，帶有PCMCIA接口和并行口，PCMCIA接口與上述筆記本圖象采集卡輸出端相連，它的并行口與便攜式圖像記錄儀的信號(hào)端互聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式閃光X射線檢查儀，其特征在于，所述射線源和CCD曝光控制電路，含有單穩(wěn)，它的輸入端與上述筆記本計(jì)算機(jī)并行口的START相連；與門，它的一個(gè)輸入端與上述單穩(wěn)的輸出端相連，另一個(gè)輸入端通過第一個(gè)反向器與START信號(hào)相連；它的輸出端通過第二個(gè)反向器與CCD攝像機(jī)曝光控制輸入端相連；N型三極管，它的基極與上述與門的輸出端相連；P型三極管，它的基極與上述N型三極管的集電極相連，它的集電極和發(fā)射極分別接上述便攜式閃光X射線源的充電回路兩端。
專利摘要一種便攜式閃光X射線檢查儀屬于輻射成像技術(shù)領(lǐng)域，該檢查儀由便攜式閃光X射線源，便攜式圖像記錄儀和筆記本計(jì)算機(jī)組成。該檢查儀采用長(zhǎng)積分CCD攝像機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)在一幅圖像中獲取多個(gè)X射線閃光。圖像清晰度大大改善，同時(shí)系統(tǒng)穿透能力也得到提高。該檢查儀體積小，重量輕，使用方便，圖像清晰，特別適合于非固定場(chǎng)所的安全檢查和無損檢測(cè)?？蓮V泛應(yīng)用于公安，武警、海關(guān)等部門。
文檔編號(hào)H05G1/00GK2762122SQ200520022710
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2005年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者王 義, 李遠(yuǎn)景, 程建平, 唐樂 申請(qǐng)人:清華大學(xué)