專利名稱：鈷60γ射線源－碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及核技術應用領域，特別是涉及一種鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備。
背景技術：
目前集裝箱檢測系統或設備，從所使用的射線源和探測器的組合角度看大致可分成電子加速器(包括電子直線或靜電加速器)與閃爍探測器或氣體探測器組合；鈷60γ射線源或銫137γ射線源(銫137γ射線源)與氣體探測器組合。以電子加速器作為射線源，閃爍探測器作為射線的探測器，二者搭配制成檢測系統或設備。例如，英國宇航公司(British AerospaceCo.)和俄羅斯電物理所用電子直線加速器和鎢酸鎘(CdWO4)閃爍探測器(同位素雜志，1995年2月，第8卷第1期，大型集裝箱檢測系統的研制，安繼剛；俄羅斯電物理所資料)。德國海曼公司(Heimann Co.)用電子直線加速器和碘化銫(CsI)探測器(Radiation source and DetectorConfiguration of the HEIMANN Container Inspection system)。
以電子加速器為射線源，氣體探測器為射線探測器構成的檢測系統或設備。例如法國斯侖貝謝公司(Schlumberger)用電子靜電加速器和氣體多絲正比室；中國的清華同方公司用電子直線加速器和高壓氣體電離室(CN1242519A)。
以鈷60作為γ射線源，氣體探測器作為射線探測器構成的檢測系統或設備。例如，中國北京華力興科技發展有限公司用鈷60γ射線源和高壓氣體電離室(CN1242519A)。
根據上述公開的三種組合而成的檢測系統或設備存在下列缺陷1、用電子加速器作為射線源有如下缺陷電子加速器結構復雜，巨大沉重，制造難度大，周期長，造價很高。電子加速器需要專門的技術人員負責運行操作和維護保養，且耗電量大(數十KW)，電壓高(數萬伏至數十萬伏)，核心部件(如速調管等)需定期更換，每年的運行費用很高。加速器發生故障的幾率很大，不但維修、保養的費用很高(加速器型集裝箱檢測系統每年的維修費高達80-128萬美元)，而且停機維修的時間長，直接影響海關查私。電子加速器的輻射強度很高，防護建筑物主要部分的混凝土屏蔽墻的厚度需要2-2.5米。并且加速器產生的高能X射線照射野張角小(～30°)，要求加速器靶到探測器的距離大，通常在10米以上，因此，加速器作射線源的檢測系統所需的建筑面積很大，以致建筑費用很高，有的可達2000-3000萬元人民幣。加上檢測系統本身的造價，使得檢測系統或設備的總價高達800-1000萬美元。
2、用氣體探測器有以下缺陷氣體探測器的探測效率比碘化銫，鎢酸鎘等閃爍探測器的探測效率低很多。例如多絲正比室的探測效率為25％左右，超高壓氣體電離室當電極長度為20厘米，充入5×106帕斯卡(50個大氣壓)的氙氣時，對鈷60γ射線的探測效率也只有13％左右。氣體多絲正比室是個流氣型探測器，正比室內的陽極絲很細(數＋微米)，長度為200～300毫米，故易于因震動而產生噪聲信號。高壓氣體電離室結構復雜，加工工藝難度很大，電離室充氣壓1.0×106～1.0×107帕斯卡(即10～100個大氣壓)，當充氣氣壓為5×106帕斯卡(即50個大氣壓)時，電離室外殼耐壓即應達到8×106帕斯卡(即80個大氣壓)。為此，電離室外殼相當厚，還要加上加強筋。密封外殼的總漏氣率必須小于1×10-9乇升/秒，否則將直接影響使用壽命。電離室所用的絕緣子的絕緣電阻應大于1×1012歐姆，其漏氣率應小于1×10-10乇升/秒。此外，復雜的電極系統，厚重的耐壓密封外殼，顯著增大了探測單元的體積和重量。極嚴格的密封和絕緣要求使電離室的制作非常困難。氣體探測器容易受溫度、濕度、震動和電磁等外界因素的干擾。
綜上所述，電子加速器和氣體探測器用于集裝箱檢測系統或設備中，不僅制作工藝復雜，設備笨重，價格昂貴，而且運行和維護費用很高，使許多用戶望而生畏。這極大地限制了輻射成像無損檢測技術的推廣應用，以至用集裝箱檢測設備進行海關查私工作發展非常緩慢。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中集裝箱檢測系統或設備存在的上述不足，提供一種制造容易，價格低廉，性能獨特優異，穩定可靠，探測效率高，圖象清晰，運行和維護費很少，輻射強度低，易于屏蔽，安全的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備。
本發明的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備包括射線源1及其屏蔽容器2，前準直器3和后準直器5，探測器6及相應的電子線路，信號與圖象處理系統10，集裝箱拖動系統8和自動控制系統11，其特征在于射線源為鈷60γ射線源，探測器為碘化銫或鎢酸鎘陣列探測器6，所述鈷60γ射線源設有自動啟閉的射線快門2′，與鈷60γ射線源的屏蔽容器2相連；所述碘化銫或鎢酸鎘陣列探測器6由多個碘化銫或鎢酸鎘閃爍晶體和與之耦合的硅光電二極管及電子線路組成—板塊順序排列組成的長條形陣列；鈷60γ射線源的屏蔽容器2及其射線快門2′和前準直器3固定在同一機座上形成一整體，放置于源室I內；后準直器5，碘化銫或鎢酸鎘陣列探測器6和射線捕集器7固定在同一機座上形成一個整體，放置于探測器室III內；所述源室I和探測器室III之間為集裝箱檢測通道II；信號與圖象處理系統10和自動控制系統11設置在控制與圖像處理室IV內。
按照本發明提供的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備中，所述射線源為鈷60γ射線源或銫137γ射線源，優選為鈷60γ射線源。鈷60γ射線源是高比活度的，其活度不超過20.35TBq(550Ci)，其活性區線度僅為5-7毫米。用于檢查航空集裝箱或其它小型客休的檢測設備也可以用高比活度的銫137γ射線源。鈷60γ射線源的運輸容器12為鉛罐，它對源的屏蔽效果能滿足在運輸過程中對輻射安全的要求。所述鈷60γ射線源的屏蔽容器是由鎢，鉛，鐵等金屬或其合金制成的。鈷60γ射線源在鎢合金半球的中心，鉛半球在鎢合金半球和運輸容器之間，鎢合金半球和鉛半球組合在一起，被不銹鋼外殼包裹，形成一個完整的屏蔽容器。距容器一米處的劑量當量率≤100μSv/h。屏蔽容器2與運輸容器12對接，在連接處有鉛防護環，確保在源從運輸容器向工作用屏蔽容器轉移過程中沒有γ射線泄漏。
所述鈷60γ射線源的射線快門2′是鐵制擺動式快門，通過電磁推動器和復位彈簧實現啟閉，并與屏蔽容器的鎢合金相連，它們中間的準直狹縫與前準直器的狹縫正好對準，狹縫的寬度為6至8毫米，把鈷60γ射線源發出的γ射線準直成水平張角為0.1°～1°，而垂直方向張角為60°～70°的片狀扇形γ射線束。在開始檢測集裝箱時，由電磁推動器推動使其在0.3秒，優選為0.1秒內開啟，γ射線發射出來。在結束檢查集裝箱以后，由復位彈簧推動，使其在0.3秒內，優選為0.1秒內關閉，不再有γ射線發射出來。快門的行程只有3厘米，在斷電或復位彈簧疲勞失效的情況下，射線快門會憑借自身的重力自動關閉，確保維修人員的安全。鈷60γ射線源的γ射線能量恒定不變，強度穩定可靠；工作狀態不需調整，監視、維護和保養，無需人員值守，更不需要停機檢修，而加速器需定期更換核心部件，停機檢修，每年的維護費高達百萬美元左右；鈷60γ射線源沒有大功率用電設備，不會出現高電壓，強微波干擾，因而系統運行安全可靠；鈷60γ射線源輻射輸出量比加速器小數百倍，易于防護；被檢測的物件受到輻射劑量少，特別對膠卷安全；鈷源檢測系統占地面積小，建筑費用低；總體價格低，僅為加速器型檢測系總價格的三分之一左右。
所述前準直器由鐵、鉛或其合金制成，為單折線形，其高度由被檢測集裝箱的尺寸和源至探測器的距離決定；狹縫寬度由γ射線源至探測器的距離及像素尺寸決定，一般為6—8毫米。前準直器的狹縫可與快門的狹縫非常靠近，以便從快門狹縫出來的γ射線直接進入前準直器的狹縫，減少散射射線；前準直器的長度可大大減小從而減輕重量；前準直器與屏蔽容器、射線快門組成一個整體，便于移動、安裝、調試。
后準直器由鐵，鉛或其合金制成，與陣列探測器一樣成單折線形，它與探測器、射線捕集器組成一個整體，便于安裝調試。后準直器的狹縫等于或略大于陣列探測器的晶體的寬度，并且嚴格對準前準直器的狹縫和鈷60γ射線源的活性區。后準直器的橫截面可以是矩形，也可以是圓形的，在保證屏蔽散射γ射線效果相同的情況下，圓形截面的準直器可減少重量約20％(見圖8)。
后準直器在與探測器結合處可以做成一長條凹槽，探測器放在凹槽內，它可以接收到從狹縫射入的γ射線。從側面來的散射線被擋住了，這樣可以使圖像更清晰(見圖9)。
所述碘化銫或鎢酸鎘陣列探測器系由多個包含一定數量像素探測器元的探測器單元(或稱板塊)垂直方向順序排列組成的長條形的陣列，可多達1400個探測器元。探測器單元由碘化銫或鎢酸鎘閃爍晶體和與之耦合的硅光電二極管及電子線路組成的一板塊，并安裝在緊靠后準直器的支架里，每塊板的平面垂直于它的中心與射線源的連線，使得每個探測器元基本上都能對準射線源的活性區，確保從鈷60γ射線源發出的γ射線經過射線快門，前準直器，集裝箱，后準直器以后能準確地射入各探測器晶體的靈敏體積內。用作探測器的晶體可以是碘化銫，鎢酸鎘，BiGe3O12(BGO)，Gd2SiO5(Ce)(GSO)，Gd3O2S(GOS)，Lu2(SiO)O(Ce)(LSO)中的一種，優選為碘化銫或鎢酸鎘。
各晶體之間有反射白膠，防止光線串行。由于各晶體互相緊密地靠在一起，故不會出現死角，使圖像更均勻。晶體的截面由硅光電二極管光敏面而定，為10～50毫米2，優選為20～30毫米2，其長度≤8厘米。
晶體長度的選擇使它對γ射線的探測效率應該≥80％。由于各種材料對γ射線的阻止本領不同，故為達到80％探測效率所需的長度也不同。由于晶體的截面(10～50毫米2)比氣體探測器像素截面(≥100毫米2)小得多，所以碘化銫探測器的空間分辨率可達4毫米，比氣體探測器系統要小得多，而且圖像更清晰、細膩。在氣體探測器系統得到的圖像中看得見的“馬騫克”，在CsI探測器系統中基本上看不見了。
每個探測器元探測到的γ射線強度與它穿行路徑上的物體對γ射線的吸收能力有關，物體密度大，吸收γ射線的能力強，穿過去的γ射線就弱，即探測器上得到的γ射線也弱，輸出的信號也弱，從而為后續步驟顯示提供強弱不同信號。
本發明提供的碘化銫或鎢酸鎘陣列探測器的特點為探測效率高，在50％以上，因而圖像清晰質量好，而最好的氣體探測器的探測效率也只有13％；不受溫度、壓力、震動和電磁干擾；所用材料非常堅固，便于加工，不易損壞，體積小重量輕；操作方便，工作時只需加10V電壓即可正常工作，而氣體探測器則需要加數百伏的高壓，容易產生火花，必須經常有人檢查；在常壓下工作沒有高氣壓問題，而氣體探測器需充氣達到50-100大氣壓，因而有氣密封和漏氣問題，使用壽命可達10年以上。由后準直器，探測器及支架和射線捕集器組成的整體，放置在一個鐵制的外殼之中，用鼓風機把干燥的冷空氣從殼體的底端吹入殼體，保證探測器單元工作在規定的溫度、濕度氣氛之中，從而提高儀器的穩定性和延長使用壽命。
在陣列探測器垂直于地面的部分的背后設有一鉛制或鐵制的射線捕集器，用來吸收穿過探測器的γ射線。
所述集裝箱的拖動系統包括一個承載集裝箱貨車的檢測臺車，變頻調速驅動電機與控制系統和軌道及其承軌梁。檢測臺車采用數字式交流變頻調速系統，在主控制系統發出的指令下，由變頻電機驅動，以規定的速度沿軌道勻速前進，速度分三檔6米/分；12米/分和18米/分。停在臺車上的集裝箱貨車隨臺車一起勻速通過檢測通道，完成檢查集裝箱的工作。
根據條件及需要還可采用下列兩種辦法檢測集裝箱(1)集裝箱貨車可以在卷揚機13鋼絲繩的牽引下，在平滑的水泥地面或走臺鋼板地面上勻速前進，使集裝箱在被準直成片狀的γ射線束中作掃描運動，完成檢測工作(見圖5)。
(2)由司機開著集裝箱貨車通過檢測通道(見圖6)。當車頭A—A線到達X—X線時，安裝在X點的對射式光電管的光線被車頭擋住，光電管給出信號讓射線快門關閉，并且橫桿14自動升起，允許集裝箱貨車通行。若射線快門沒關閉，則橫桿不能升起，即橫桿與射線快門聯鎖。當集裝箱的前邊緣B—B線達到Y—Y線時，在Y—Y處的對射式光電管的光線被擋住，并給出信號使射線快門開啟，γ射線穿進集裝箱，開始進行檢測。此時，司機已離開片狀的γ射線約2米遠，經計算散射線已低于計量限值。必要時在駕駛室后面立一塊鉛或鐵板，使司機更安全。當集裝箱的后邊緣C—C線離開Y—Y線時，光電管的光線不被擋住，并給出關射線快門的信號。同時橫桿落下檢測結束。
上述二種方法可省去拖動系統從而節省出拖動系統的造價；節省與之相應的建筑費用；減少了出故障的幾率，從而減少停機檢修的時間和維護經費。
按照本發明提供的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱設備中，所述信號與圖像處理系統采用數字化電路和高檔微型計算機，被放置在遠離鈷60γ射線源和輻射通道的主控與圖像處理室內。四個工作站供海關工作人員顯示圖像，檢查、分析、判斷集裝箱中的物品使用。配有圖像存貯、輸出設備。圖像處理系統的主要功能有局域窗放大，邊緣增強，灰度窗和偽彩窗調節，ZOOM漫游窗，貯存，再現，留檔，輸出，比較，打印檢測報告等。
所述自動控制系統，采用分級分部控制，由主計算機(PC)，可編程序邏輯控制器(PLC)，劑量監測及位置、溫度、濕度等傳感器組成，另配有閉路電視監控，自動控制系統的功能為對γ射線的快門，拖動系統，源室和探測器室的門，成像系統，檢測通道及其大門，以及對檢測集裝箱的全過程進行自動控制與監視，確保人員安全和檢測工作的順利進行，并且具有自檢，故障診斷，顯示、隔離，參數可視化和數據存貯等功能。具有優良的可靠性和實用性。
本發明提供的檢測設備可以安裝在固定的建筑物內，也可以方便地拆卸并運到指定地點。
γ射線源的屏蔽容器及其射線快門和前準直器安裝在同一個機座上形成一個組合體(以下稱源組合體，重約一噸)，后準直器、陣列探測器和射線捕集器安裝在同一機架內形成一個組合體(以下稱探測器組合體，重約4.5噸)。由于兩組合體都可以裝在普通卡車上運送到任意地方。例如混凝土地面的集裝箱停放場，公路兩側或鐵路兩側。兩上述組合體落地后，用經緯儀調整垂直和水平方向，對準前后準直器的狹縫。信號與圖像處理系統和控制系統安裝在一輛由大型客車改裝成的儀器車內。
本發明提供的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備的特點為本發明的集裝箱檢測設備將鈷60γ射線源與碘化銫或鎢酸鎘陣列探測器集合于集裝箱檢測設備中，使該集裝箱檢測設備克服了用電子加速器作γ射線源和氣體探測器存在的缺點，兼備了用鈷60γ射線源和用碘化銫或鎢酸鎘陣列探測器的優點，使該檢測設備性能優異穩定可靠，探測效率高，圖像質量好、清晰；使用廣泛、靈活、方便、安全；基本上不需要停機檢修，運行和維修費用很低，每年維修費(約3萬美元)為電子加速器型檢測設備維護費用(80-128萬美元)的1/25至1/40利用效率高；輻射強度低，易于屏蔽、防護，安全性好；造價低，售價僅為加速器型檢測設備的1/3左右；占地面積小(1000米2)，僅為加速器型檢測設備的1/5(5000米2)，建筑費用低，例如混凝土屏蔽墻的厚度僅為40厘米，而加速器型檢測設備的屏蔽墻厚度為2-2.5米；設備制造容易，生產周期短，僅為6-8個月，而加速器型在美、英需18個月，鈷60γ射線源的屏蔽容器用鎢合金半球與鉛半球制成，并設有鐵制的γ射線快門，自動啟閉靈活、方便、安全、可靠。由于鈷60γ源屏蔽容器及射線快門和前準直器組成一個整體，后準直器、探測器和射線捕集器組成另一個整體，便于整體安裝調試，并能保持最佳的工作狀態，延長使用壽命。
本發明提供的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱測檢設備的主要用途為安裝在港口，陸路邊界口岸，航空港，交通要道，火車站等地，主要檢查大型集裝箱，集裝箱貨車，列車車廂，航空集裝箱，查找走私物品和非法販運的武器和其它危險品。也可以安裝在導彈和大型火箭的裝配場地。用以檢測導彈、火箭等大型客體的裝料及裝配中的異常情況。
本發明提供的檢測設備也可以用于工業無損探傷領域，檢測曲軸，鍛件，鑄件，缸體，翼片，機器零部件，火工品及其零部件，壓力容器及其零部件等小型客體的內部情況，查找有無裂縫，夾渣，縮孔沙眼等缺陷。
圖1為本發明的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備結構示意剖視圖。
圖2為本發明的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備結構示意俯視圖。
圖3為鈷60γ射線源的運輸容器，屏蔽容器及其射線快門，前準直器的組合體示意圖。
圖4為后準直器、陣列探測器和射線捕集器組合體的示意正視、側視圖。
圖5為用卷揚機鋼絲繩牽引集裝箱貨車進行檢測工作示意圖。
圖6為司機駕駛集裝箱貨車進行檢測工作示意圖。
圖7為正在檢測列車車廂的檢測設備示意圖。
圖8為橫截面為方形和圓形的后準直器示意圖。
圖9為帶凹槽的后準直器示意圖。
結合附圖，對本發明進行詳細描述本發明提供的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱設備采用高比活度鈷60γ射線源或高比活度銫137γ射線源1的屏蔽容器2及其射線快門2′和前準直器3固定在同一個機座上形成一個整體，放置于源室I內的水泥平臺上。用驅動鋼纜把鈷60γ射線源1從運輸源用的屏蔽容器12的中心送到工作時用的屏蔽容器2的中心。后準直器5，碘化銫或鎢酸鎘探測器6和射線捕集器7固定在同一個機座上形成一個整體，放置于探測器室III內。在源室I和探測器室III之間是集裝箱檢測通道II。通道內有一長條形地坑，鋼軌及其承軌梁固定在坑底的混凝土地面上。當運載集裝箱4的卡車8開上檢測臺車9并停穩后，卡車司機離開卡車。檢測臺車9按照自動控制系統11發來的指令，由變頻調速電機驅動，以規定的速度勻速地沿軌道前進。在臺車上面的集裝箱和卡車勻速地通過檢測通道II。當集裝箱接近源和探測器之間的連線時，自動控制系統11發出指令，使射線快門2′自動開啟，這時，鈷60γ射線源或銫γ射線源1發出的γ射線通過快門2′和前準直器3的狹縫被準直成水平張角約0.1°，垂直張角約為65°的片狀扇形γ射線束。該射線束穿過集裝箱4后再通過后準直器5的狹縫射入正好對準狹縫的碘化銫或鎢酸鎘陣列探測6的各個探測器元的靈敏體積，碘化銫閃爍體發光，大約50％的γ射線被探測器吸收并產生電信號，經過電子線路成形、放大后輸出，輸出信號的大小與其所在位置接收到的γ射線的強度成正比，而此處的γ射線的強度又與γ射線穿行路徑上集裝箱內的物體對γ射線的吸收能力(即質量厚度)有關，把各路探測器元輸出的信號經過電纜送入主控與圖像處理室III內的信號與圖像處理系統10。收集、處理、按順序排列、顯示出來，在計算機監視器屏幕上顯示出一條反映片狀射線束所穿過的一片集裝箱內物質密度分布狀況的圖像掃描線。隨著集裝箱的勻速向前移動，片狀γ射線束從集裝箱的前部向后部一片挨著一片地掃過箱內的物體，反映每一片物體的質量分布的掃描線一條挨著一條地顯示在計算機屏幕上，當片狀γ射線束掃完整個集裝箱后，在監視器屏幕上就呈現出一幅集裝箱內物體的完整二維輻射投影圖像。應用計算機圖像處理系統，可對圖像進行局部放大，邊緣增強，灰度窗和偽彩窗調節，ZOOM和漫游窗等處理，從而對圖像的不同層次組行細致的觀察，若有走私和違禁物品以及與集裝箱申報單不相符的物品，就可以查找出來。穿出陣列探測器6的直射γ射線和來自集裝箱4及其它地方的散射γ射線被射線捕集器7和II～III間的混凝土屏蔽墻所吸收。確保主控與圖像處理室III內輻射計量在國家輻射防護標準限值以下。
實施例本發明提供的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備采用活度為11.1TBq(300Ci>的高比活度鈷60γ射線源1，活性區線度為6毫米。屏蔽容器2由鎢合金和鉛制成。射線快門2′和前準直器3由鐵制成，它們的狹縫將源發出的γ射線準直成水平張角為0.1°，垂直方向張角為65°的片狀扇形射線束。探測器6選用碘化銫探測器，像素尺寸＜50毫米2，碘化銫閃爍體加硅光電二極管以及相應的電子線路組成陣列探測器6，對鈷60γ射線源的γ射線探測效率達50％以上。源的屏蔽容器2、射線快門2′和前準直器3固定在同一個機座上，形成一個完整的組合體(以下簡稱源組合體>，長度≤1.5米，寬度≤0.7米，高度≤1.1米，重約1噸。源組合體放置在源室I內的水泥平臺上，其位置可以前后移動，以便改變源探距，從而改善圖像質量和延長鈷60γ射線源的使用時間。后準直器5，碘化銫探測器6和射線捕集器7固定在同一個機座上，形成一個完整的組合體(以下稱探測器組合體)，高約6.5米，截面面積700×700毫米2。后準直器和射線捕集器用鐵制成。
集裝箱拖動系統由60t電動檢測臺車9及其變頻調速電機驅動與控制系統和軌道及其承軌梁組成。檢測臺車9長18米，寬3米，三檔勻速行駛6米/分；12米/分和18米/分。檢測臺車沿地坑內的軌道往復行駛，集裝箱貨車8開上并停穩在臺車上，由臺車承載勻速通過片狀扇形γ射線束，完成檢測工作。檢測臺車平面與地面相平，便于集裝箱貨車的上下。臺車的行駛，停靠和返回等由主控制系統進行自動控制自動控制系統由主計算機(PC)，可編程邏輯控制器<PLC>，劑量監測及位置、溫度、濕度等傳感器組成，另配有閉路電視監視。控制的主要對象是射線快門，集裝箱拖車，源室和探測器室的門，檢測通道的大門，探測器及成像系統的啟動及停止以及一些輔助設備的工作狀態等。控制系統能按規定程序、條件給出這些設備的動作控制信號，并能檢測、顯示這些設備的工作狀態。
信號與圖像處理系統采用數字化電路和高檔微型計算機，被放置在遠離鈷60源室和輻射通道的主控與圖像處理室內。四個工作站供海關工作人員顯示圖像，檢查、分析、判斷集裝箱中的物品使用。配有圖像存貯、輸出設備。圖像處理系統的主要功能有局域窗放大，邊緣增強，灰度窗和偽彩窗調節，ZOOM漫游窗，貯存，再現，留檔，輸出，比較，打印檢測報告等。
本實施例所能達到的檢測性能指標是①能發現放在100mm厚鐵板后面的直徑為2.5mm的鐵絲或0.7mm厚的鐵片，即IQI＝2.5％，CI＝0.7％；②能發現放在230mm厚鐵板后面的鉛塊(或其它全吸收客體)，即穿透鋼的本領SP＝230mm(鐵>；③每小時檢測集裝箱的最大數量20個(40英尺長的標準集裝箱>；④最大檢測劑量≤16μGY。這些指標完全能滿足海關緝私的需要。
權利要求
1.一種鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備，包括射線源(1)及其屏蔽容器(2)，前準直器(3)和后準直器(5)，探測器及相應的電子線路(6)，信號與圖象處理系統(10)，集裝箱拖動系統(9)和自動控制系統(11)，其特征在于所述射線源為鈷60γ射線源或銫137γ射線源(1)，探測器為碘化銫或鎢酸鎘陣列探測器(6)；所述鈷60γ射線源設有自動啟閉的射線快門(2′)，與γ射線源的屏蔽容器(2)相連；所述碘化銫或鎢酸鎘陣列探測器(6)由多個碘化銫或鎢酸鎘閃爍晶體和與之耦合硅光電二極管及電子線路組成一板塊順序排列組成的長條形陣列；鈷60γ射線源(1)的屏蔽容器(2)及其射線快門(2′)和前準直器(3)固定在同一機座上成一整體，放置于源室(I)內；后準直器(5)、碘化銫或鎢酸鎘陣列探測器(6)和射線捕集器(7)固定在同一機座上成一個整體，放置于在探測器室III內；所述源室(I)與探測器室(III)之間為集裝箱檢測通道(II)。
2.根據權利要求1所述的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備，其特征在于所述鈷60γ射線源的活度≤20.35TBq。
3.根據權利要求1所述的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備，其特征在于所述鈷60γ射線源的屏蔽容器(2)為鎢合金半球和鉛半球組成，被不銹鋼外殼包裹，形成一完整的屏蔽容器。
4.根據權利要求1所述的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備，其特征在于所述射線快門是鐵制擺動式快門，通過電磁推動器和復位彈簧實現啟閉，啟閉時間＜0.3秒；并與屏蔽容器的鎢合金相連，它們中間的準直狹縫與前準直器的狹縫正好對準，狹縫寬度為6-8毫米。
5.根據權利要求1所述的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備，其特征在于所述前后準直器都由鐵、鉛或其合金制成，為單折線形，狹縫寬度為6-8毫米。
6.根據權利要求1所述的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備，其特征在于所述碘化銫或鎢酸鎘陣列探測器由多個由碘化銫或鎢酸鎘閃爍晶體和與之耦合的硅光電二極管及電子線路組成的一板塊按垂直方向順序排列組成的長條形的陣列。
7.根據權利要求6所述的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備，其特征在于所述閃爍晶體截面為10-50毫米2的長條形，其長度為≤8厘米。
8.根據權利要求1所述的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備，其特征在于所述集裝箱拖動系統包括一個承載集裝箱貨車的檢測臺車，變頻調速驅動電機與控制系統和軌道及其承軌梁。
9.根據權利要求1所述的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備，其特征在于所述信號與圖像處理系統用數字化電路和微型計算機，設置在遠離鈷60γ射線源室和輻射通道的主控與圖像處理室內。
10.根據權利要求1所述的鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備，其特征在于所述自動控制系統包括主計算機，可編程序邏輯控制器，劑量監測及位置、溫度、濕度、傳感器及閉路電視監控。
全文摘要
本發明涉及一種鈷60γ射線源—碘化銫或鎢酸鎘探測器集裝箱檢測設備,該設備包括鈷60γ射線源及其屏蔽容器,前準直器和后準直器,碘化銫或鎢酸鎘陣列探測器,信號與圖象處理系統,集裝箱拖動系統和自動控制系統,鈷60γ射線源的屏蔽容器及其射線快門和前準直器固定在同一機座上成一整體,放置在源室內。后準直器、碘化銫或鎢酸鎘陣列探測器和射線捕集器固定在一機座上成一整體,放置在探測器室內,所述源室與探測器室之間為集裝箱檢測通道。該設備檢測性能優異,穩定可靠,安全性好,故障率很低維修方便,制造容易、價低,用途廣泛,使用方便、靈活,主要用于檢查大型集裝箱、集裝箱貨車,列車車箱、航空集裝箱,查找走私物品等,既可安裝在港口、陸地邊界口岸,又可安裝在航空港、交通要道、車站等地方。
文檔編號G01N23/04GK1333462SQ0113114
公開日2002年1月30日 申請日期2001年9月3日 優先權日2001年9月3日
發明者趙景岐, 陳惠民, 韓其方, 黃志誠, 王翌善, 陳力, 李永清, 孟波, 孫漢成, 羅金漢, 李虹, 金川, 董國平, 黃校垣, 董明文, 劉俊慶, 楊永紅, 李 東, 姚曉冬, 周全 申請人:北京埃索特核電子機械有限公司