專利名稱：一種dr+ls復合型x射線通道式安檢機的制作方法
技術領域：
本發明涉及輻射檢測技術領域，具體為一種DR+LS復合型X射線通道式安檢機，
是在一臺通道式安檢機同時具有雙能X射線透視(DR-Digital Radiography)和基于康
普頓背散射掃描技術(CBS-Compton Backscatter Scanning)的液體安全檢測(LS-
Liquid Security Inspection)兩項功能的安檢系統。
背景技術：
安檢機借助于輸送帶將被檢查行李送入X射線檢查通道而完成檢查的電子設備。行李進入X射線檢查通道，將阻擋包裹檢測傳感器，檢測信號被送往系統控制部分，產生X射線觸發信號，觸發X射線射線源發射X射線束。一束經過準直器的扇形X射線束穿過輸送帶上的被檢物品，X射線被被檢物品吸收，最后轟擊安裝在通道內的雙能量半導體探測器。探測器把X射線轉變為信號，這些很弱的信號被放大，并送到信號處理機箱做進一步處理。國內外現有的X射線通道式安檢機只具有雙能X射線透視功能，即只能有效地檢測箱包內的金屬違禁品，如槍支、刀具等，而現有的各種各樣液體安檢儀，只能檢測單獨容器所盛的液體，即必須由箱包里把液體瓶取出來檢測。這樣，造成機場和地鐵等安檢口安全檢查十分費時和麻煩，遠遠不能滿足現場安檢的需要。
發明內容
本發明所解決的技術問題在于提供一種DR+LS復合型X射線通道式安檢機，實現了在不打開手提箱包的情況下，同時對箱包內所裝的金屬物和液體進行檢測，既可以將物質區分為無機物、有機物、混合物并分別以藍色、橙色、綠色顯示，又可以對易燃、易爆、腐蝕性、放射性液體進行無損檢測并予以報警顯示功能。一種復合型(DR+LS) X射線通道式安檢機結構由X射線機、DR探測器陣列及其采傳電子學系統、LS探測器陣列及其采傳電子學系統、傳送帶機及其機械系統、電氣控制系統和輻射防護系統等組成。其特征在于機械系統包括機架和機罩。傳送帶機安裝在機架的中部構成通道；X射線機安裝在機架的正下方；DR探測器陣列裝在門形屏蔽盒內安裝在機架的上方；LS探測器陣列分成兩排分別對稱地安裝在通道兩側的安裝支架上，位于DR探測器陣列門的下方；電氣控制系統包括工業控制計算機，光電開關的控制器及供電系統等安裝在機架的兩側下方；LS采傳電子學系統包括多道脈沖幅度分析器(MCA)和高低壓電源等安裝在機架的下方。復合型(DR+LS) X射線通道式安檢機的DR探測采傳系統，包括多塊探測器頭板及其接插的多個探測器模塊，一塊數字信號處理板，當地總線終端器，線路終端器和USB接口板。LS探測采傳系統，包括多路探測器，高低壓電源，多道脈沖幅度分析器，通信接口。多路探測器通過多路選擇器共用一個多道脈沖幅度分析器(MCA)，其輸出通過接口送給工控機，多道脈沖幅度分析器(MCA)采用外置式結構，不必插入微機擴展槽內；MCA采用嵌入式微處理器(ARM)和模數變換器(ADC)，使LS探測采傳系統高度智能；MCA能設定和卡住能量閾值，達到區分液體物質的目的。軟件系統主要由設備自檢模塊、系統登陸模塊、探測器校準模塊、系統管理模塊、物質標定模塊、物質區分模塊、偽彩處理模塊、圖像顯示模塊、多道分析模塊、LS模塊、圖像處理模塊、歷史數據查詢模塊等。DR檢測的技術原理是對于多能量X射線透射，能夠根據被檢物的有效原子序數，準確地分辨出有機物、無機物和混合物(或輕金屬)，并在圖像上賦于不同的顏色
有機物(有效原子序數< 10)，橙色，主要組成元素為氫、碳、氧、氮，如衣物、食品、書籍、塑料制品、木材、毒品、酒精、汽油……
無機物(有效原子序數> 18)，藍色，主要組成元素為鐵、銅、鋅、鉀、鈣、錳，如金屬工具，匕首、槍支、衣物拉鏈……，對于密度較小的物體顯示為淺藍色，密度較大的物體顯示為深藍角 .
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混合物(10 <有效原子序數< 18)，主要組成元素為鋁、硅，如玻璃、陶瓷、鋁合金、電路板、炸藥、禮花、皮革……，有機物和無機物形成的混合物也顯示為綠色，如混合物，以有機物為主顯示為淡綠色，如以無機物為主顯示為藍綠色。LS檢測的技術原理是探測器測量X射線康普頓背散射的光子數，通過數據處理或重建，得出被測物電子密度分布、二維密度分布圖像以及被測物體的質量密度，有效原子序數和相對百分比含量等參數，從而唯一地判定是否為炸藥、毒品，據此建立標準樣品數據庫，再設定各種材質容器所裝液體物質的相應上下閾值，自動地區分液體物質。本發明具有如下優點
1、所用結構將DR和LS兩種檢測模式結合在一起，共用一臺X射線機，性價比高，輻射安全性好；
2、依據本發明制成用于安檢口檢測的通道式安檢機，可以直接檢測箱包是否裝有違禁液體物品，而不必打開箱包取出。這樣，使用方便，檢測速度快。當然，在安檢口就不必另外配置一臺液體安檢儀了；
3、基于康普頓背散射掃描技術(CBS)的LS，區分液體物質的準確度高，對各種液體物質的適應范圍廣。
圖1為本發明的結構示意圖。圖2為本發明DR的探測采傳系統圖。圖3為本發明LS的探測采傳系統圖。圖4為本發明的總體軟件模塊組成圖。圖5為本發明的系統流程框圖。圖6為本發明的主控程序框圖。圖中附件1、機罩，2、機架，3、傳送帶機，4、DR探測器屏蔽盒，5、LS探測器安裝支架，6、X射線機，7、X射線機扇形孔準直器，8、X射線機安裝臺9、DR探測器頭板，10、LS探測器，11、機架底板，12、輪子，13,X射線機發射的X射線，14、被檢測物體散射的X射線，15、被檢測物體，16、供電盤，17、工業控制計算機，18、高低壓電源，19,LS采傳電子學系統，20、當地總線終端器，21、DR探測器頭板1#，22,DR探測器頭板2#，23,DR探測器頭板N#，24,DR數字信號處理板，25、線路終端器，26,DR用USB接口板，27,LS探測器，28,LS探測器，29,LS探測器，30、LS探測器，31、多路選擇器，32、緩沖放大器，33、峰保持器，34、尋峰電路，35、模數轉換器(ADC)，36、時序發生器，37、嵌入式微處理器，38、存儲器，39、接口電路，40、計算機，41、低壓直流電源，42、高壓直流電源。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。參見圖1、圖2和圖3，當被檢查物15放置在傳送帶機3上，當傳送到某個位置時，X射線機6自動打開，發射的X射線通過X射線機準直器7形成扁扇形的X射線束13穿過被檢測物15投射到各個DL探測器頭板21、22和23，這些探測器頭板輸出的信號送到數字信號處理板24進行處理，然后通過線路終端器25和USB接口板26輸送給計算機40進行數據處理和DR圖像偽彩顯示。X射線機發射的X射線束13經過被檢測15生成的背散射X射線14進入到通道兩側的LS探測器27、28、29和30，這些探測器輸出的負脈沖信號經多路選擇器31選通道進入緩沖放大器32，獲得一定的增益并倒相為正脈沖，此正脈沖的一路送峰保持器33，另一路送尋峰電路34，得到一個指示信號峰值位置的數字脈沖信號。這個脈沖信號觸發時序發生器36，獲得一系列的同步的脈沖信號，如延時脈沖，用于給嵌入式微處理器37送中斷信號和保證模數轉換器(ADC) 35有足夠的采樣跟蹤時間，還有使能信號，用于開始ADC變換，ADC變換的時鐘信號CLK也由時序發生器36完成。嵌入式微處理器37被中斷觸發后，等到ADC變換結束，讀取ADC的結果，從相應的存儲器38讀取原計數值，力口I后再寫回存儲器單元38，完成多道計數，并設定區分液體物質的計數閾位。嵌入式微處理器37還負責通道接口電路39與工業控制計算機40通信，將存儲器38中數據發送給計算機40。參見圖4、5和6，DR的圖像顯示模塊，即利用DR圖像重建算法將預處理后的數據重建灰度圖像，再用圖像處理模塊對重建的灰底圖像進行一系列處理，使圖像更清晰，易于分析。最后用偽彩處理模塊對重建的灰度圖像并利用各種材質的灰度參數對其進行偽彩色處理并顯示。LS部分，在多道分析模塊內，通過實現對MCA能譜圖的人工干預分析，設置工作閥值，來選擇各探測器最佳工作閥值，以確定所需要的能量范圍。通過LS模塊輸出MCA當前數據，設置報警閥值，進行報警顯示。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.一種DR+LS復合型X射線通道式安檢機，同時利用X射線透視技術(DR)和X射線康普頓背散射掃描技術(CBS)，實現了在不打開手提箱包的情況下，同進對箱包內所裝的金屬違禁品和液體違禁品進行無損檢測，其特征在于DR和LS兩種功能模式共用一臺X射線機，LS探測器陣列對稱地安裝在通道兩側，位于門式DR探測器陣列門兩邊的下方，LS和DR兩種探測器陣列位于通道的同一個橫斷面上，X射線機安裝在通道中間的正下方，這樣，既保證X射線源與兩側的LS探測器陣列構成背散射測量幾何學，又保證DR和LS同時進行檢測。
2.根據權利要求1所述的一種DR+LS復合型X射線通道式安檢機，其特征在于，DR和LS兩種功能模式共用一臺工業控制計算機。
3.根據權利要求1所述的一種DR+LS復合型X射線通道式安檢機，其特征在于，所用的X射線機的選型和運行參數在DR和LS兩者間進行折衷和優化。
4.根據權利要求1所述的一種DR+LS復合型X射線通道式安檢機，其特征在于，所用的DR和LS兩種探測采傳系統單次采樣時間差異大，在DR和LS探測采傳系統的總測量時間和傳送帶機運行速度之間進行協調。
全文摘要
本發明公開了一種DR+LS復合型X射線通道式安檢機，由X射線機、DR探測采傳系統、LS探測采傳系統、傳送帶機、電氣控制系統和輻射防護系統組成。LS探測器陣列對稱地安裝于通道兩側，位于門式DR探測器陣列門兩邊的下方，X射線機安裝在通道中間的正下方。原理上，基于X射線透視技術(DR)檢測金屬違禁品，基于X射線康普頓背散射掃描技術(CBS)檢測液體違禁品。實用上，實現了在不打開手提箱包的情況下同時對箱包內所裝的金屬和液體違禁品進行無損的安檢。本發明具有智能化、檢測速度快、簡便安全、準確性高和性價比高等優點，完全滿足機場、地鐵等安檢口現場安檢要求。
文檔編號G01N23/203GK103018263SQ20131000046
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月4日 優先權日2013年1月4日
發明者丁厚本, 丁青, 包微微, 丁莉, 丁蓉 申請人:合肥希貝愛斯光電科技有限公司