專利名稱：便攜式雙能量x射線檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種社會公共安全檢查設(shè)備，特別涉及一種便攜式雙能量X射線檢查裝置。
背景技術(shù)：
便攜式X射線檢查裝置主要用于海關(guān)，機(jī)場等公共場所，用于檢查隱藏在行李包裹等物品內(nèi)的金屬武器、爆炸物、毒品等違禁品。
目前已有的各類便攜式X射線檢查裝置一般采用傳統(tǒng)的X射線成像技術(shù)，通過被檢物品透射圖像的灰度層次和圖形輪廓進(jìn)行識別，透射圖像的灰度層次和圖形輪廓是由X射線透照路徑中各種物品的透視圖像疊加而成。
對于隱藏在衣物、書籍中的槍支、刀具等金屬違禁品來說，由于其密度比衣物、書籍的密度大的多，且具有明顯的形狀，傳統(tǒng)的X射線成像技術(shù)能顯示出較多的灰度層次和明顯的輪廓，從而比較容易識別。而對于爆炸物或毒品等有機(jī)物，由于其密度小，X射線的衰減量小，無法顯示出較多的灰度層次；并且爆炸物或毒品沒有特定的形狀特征，因而較難分辨。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種可以明顯分辨爆炸物或毒品等有機(jī)物的便攜式雙能量X射線檢查裝置。
本發(fā)明采用面探測器成像法，雙曝光方式，在射線出口用濾過板切換裝置獲得兩種不同能量的X射線，X射線透射被探測物體，在熒光屏上先后得到被探測物體的兩幅透視圖像，此透視圖像在計(jì)算機(jī)中經(jīng)過軟件處理后，無機(jī)物與有機(jī)物便用不同的顏色區(qū)別顯示，從而達(dá)到分辨爆炸物或毒品的目的。
本發(fā)明包括X射線源攜帶箱，投影暗箱攜帶箱和控制器攜帶箱。所述X射線源攜帶箱內(nèi)包括X射線發(fā)生器，微電機(jī)，在攜帶箱的箱體上X射線源射線出口處安裝有射線濾過板和濾過板切換裝置，所述微電機(jī)驅(qū)動(dòng)濾過板切換裝置來實(shí)現(xiàn)對射線濾過板的切換，從而取得兩種不同能量的X射線。
所述投影暗箱攜帶箱內(nèi)包括熒光探測器，數(shù)字相機(jī)，反光鏡，熒光屏，熒光屏支撐體及采集控制模塊。所述的熒光屏支撐體固定于投影暗箱攜帶箱的箱體內(nèi)側(cè)壁上，在熒光屏支撐體上粘接有熒光屏；在投影暗箱攜帶箱的箱體內(nèi)有一與熒光屏成一定角度的反光鏡，所述反光鏡為表面鍍鋁膜反光鏡，其反光面位為熒光屏方向，在反光鏡的反光面上方的箱體項(xiàng)壁上安裝有數(shù)字相機(jī)和熒光探測器，反光鏡與熒光屏所成角度為可以將熒光屏上呈現(xiàn)的被探測物體的熒光圖像在反光鏡的反光面上反射后射入數(shù)字相機(jī)和熒光探測器內(nèi)；所述的采集控制模塊由圖像采集，快速以太網(wǎng)接口和系統(tǒng)控制三部分組成，是一個(gè)以嵌入式微控制器為核心的軟硬件系統(tǒng)，一方面，在系統(tǒng)控制部分控制下圖像采集部分從數(shù)字相機(jī)處獲取圖像信息，通過快速以太網(wǎng)接口傳送到傳輸模塊，再由傳輸模塊傳送給計(jì)算機(jī)；另一方面，系統(tǒng)控制接收計(jì)算機(jī)的控制命令，通過傳輸模塊傳送控制命令到X射線源攜帶箱內(nèi)的微電機(jī)，由微電機(jī)驅(qū)動(dòng)濾過板切換裝置來調(diào)節(jié)濾過板位置。
所述控制器攜帶箱內(nèi)有傳輸模塊和計(jì)算機(jī)。傳輸模塊由圖像數(shù)據(jù)傳輸和射線源控制命令傳輸兩部分組成，所述的圖像數(shù)據(jù)傳輸部分包括快速以太網(wǎng)接口，無線以太網(wǎng)接入器和無線以太網(wǎng)網(wǎng)卡；圖像數(shù)據(jù)傳輸部分將從采集控制模塊獲取的圖像信息以無線或有線的方式傳送至計(jì)算機(jī)。所述的射線源控制命令傳輸部分包括控制命令編碼器，控制命令發(fā)射機(jī)，控制命令接收機(jī)和控制命令譯碼器。計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制信號經(jīng)傳輸模塊傳送至采集控制模塊，采集控制模塊再對微電機(jī)發(fā)出控制信號，此信號經(jīng)編碼器編碼，由發(fā)射機(jī)發(fā)射，由接收機(jī)接收，再經(jīng)過譯碼器譯碼，最終控制微電機(jī)驅(qū)動(dòng)濾過板切換裝置。計(jì)算機(jī)主要通過FISCAN復(fù)合算法軟件包完成系統(tǒng)控制、材料分析、圖像處理、顯示、存儲和檢索。
本發(fā)明體積小、便于攜帶運(yùn)輸、操作靈活方便，可以有效的識別爆炸物或毒品等有機(jī)物。


圖1為本發(fā)明的工作原理圖；圖2為本發(fā)明的投影暗箱攜帶箱結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的采集控制模塊結(jié)構(gòu)原理圖；圖4為本發(fā)明的傳輸模塊結(jié)構(gòu)原理圖；圖5為本發(fā)明X射線源攜帶箱結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-X射線源攜帶箱，2-被探測物體，3-投影暗箱攜帶箱，4-控制器攜帶箱，5-傳輸模塊，6-計(jì)算機(jī)，7-投影暗箱攜帶箱箱體，8-數(shù)字相機(jī)，9-熒光探測器，10-熒光屏支撐體，11-熒光屏，12-反光鏡，13-采集控制模塊，14-圖像采集，15-快速以太網(wǎng)接口，16-系統(tǒng)控制，17-無線以太網(wǎng)接入器，18-無線以太網(wǎng)網(wǎng)卡，19-控制命令編碼器，20-控制命令發(fā)射機(jī)，21-控制命令接收機(jī)，22-控制命令譯碼器，23-X射線發(fā)生器，24-射線濾過板，25-濾過板切換裝置，26-微電機(jī)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理做進(jìn)一步說明如附圖1，2，3，4所示，本發(fā)明包括X射線源攜帶箱1，投影暗箱攜帶箱3和控制器攜帶箱4。
所述X射線源攜帶箱1內(nèi)包括X射線發(fā)生器23，微電機(jī)26，在X射線源攜帶箱1的箱體上X射線源射線出口處安裝有射線濾過板24和濾過板切換裝置25，所述微電機(jī)26驅(qū)動(dòng)濾過板切換裝置25來實(shí)現(xiàn)對射線濾過板24的切換，從而取得兩種不同能量的X射線。所述X射線源既可以選擇以連續(xù)方式工作的射線源，也可以選擇以脈沖方式工作的射線源，對射線源的峰值電壓沒有嚴(yán)格要求，因此可根據(jù)用戶需求和被檢物品性質(zhì)靈活選配。
所述投影暗箱攜帶箱3內(nèi)包括熒光探測器9，數(shù)字相機(jī)8，反光鏡12，熒光屏11，熒光屏支撐體10及采集控制模塊13。所述投影暗箱攜帶箱3的內(nèi)壁處理成發(fā)黑消光，以防止可見光的透入。所述的熒光屏支撐體10固定于投影暗箱攜帶箱3的箱體內(nèi)側(cè)壁上，在熒光屏支撐體10上粘接有熒光屏11。所述的熒光屏11是閃爍體熒光屏，與數(shù)字相機(jī)的光譜相匹配，在保證高分辨率的條件下，還具有較高的可見光轉(zhuǎn)換效率。在投影暗箱攜帶箱3的箱體內(nèi)有一與熒光屏11成一定角度的反光鏡12，所述反光鏡12為表面鍍鋁膜反光鏡，其反光面位為熒光屏方向，它的作用是減小投影暗箱攜帶箱箱體7的厚度，并使數(shù)字相機(jī)8移出射線照射場。在反光鏡12的反光面上方的箱體7頂壁上安裝有數(shù)字相機(jī)8和熒光探測器9，反光鏡12與熒光屏11所成角度為可以將熒光屏11上呈現(xiàn)的被探測物體2的熒光圖像在反光鏡12的反光面上反射后射入數(shù)字相機(jī)8內(nèi)，此處所說熒光探測器9也可安裝于熒光屏11后面，只需避開數(shù)字相機(jī)8的成像視野即可。數(shù)字相機(jī)8采用CCD作為感光器件，可根據(jù)X射線能量的不同，以改變分辨率的方式改變相機(jī)的光靈敏度，其外殼包有鉛屏蔽層防止雜散輻射對CCD器件的影響，鏡頭采用百萬像素級可變焦廣角工業(yè)鏡頭。熒光屏11、反光鏡12、數(shù)字相機(jī)8構(gòu)成了X射線至可見光圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。熒光探測器9由高靈敏度、快速響應(yīng)的光敏器件、信號放大電路和聚光部件組成，它探測熒光屏12發(fā)出的可見光，輸出數(shù)字信號，其上升沿和下降沿決定數(shù)字相機(jī)8采集圖像的開始時(shí)刻和停止時(shí)刻，從而能夠根據(jù)熒光屏11亮度的變化自動(dòng)控制數(shù)字相機(jī)8的積累時(shí)間，不需要X射線發(fā)生器為數(shù)字相機(jī)輸出積累控制信號。所述的采集控制模塊13由圖像采集14，快速以太網(wǎng)接口15和系統(tǒng)控制16三部分組成，是一個(gè)以嵌入式微控制器為核心的軟硬件系統(tǒng)，在系統(tǒng)控制16的控制下圖像采集14從數(shù)字相機(jī)8處獲取圖像信息，通過快速以太網(wǎng)接口15傳送到傳輸模塊5，再傳送到計(jì)算機(jī)6；并且可以接收由傳輸模塊5傳送來的計(jì)算機(jī)6的控制命令，來控制微電機(jī)26驅(qū)動(dòng)濾過板切換裝置25來調(diào)節(jié)濾過板24位置。
所述控制器攜帶箱4內(nèi)有傳輸模塊5和計(jì)算機(jī)6。傳輸模塊5由圖像數(shù)據(jù)傳輸和射線源控制命令傳輸兩部分組成，所述的圖像數(shù)據(jù)傳輸部分包括快速以太網(wǎng)接口15，無線以太網(wǎng)接入器17和無線以太網(wǎng)網(wǎng)卡18；圖像數(shù)據(jù)傳輸部分將從采集控制模塊13獲取的圖像信息以無線或有線的方式傳送至計(jì)算機(jī)6。所述的射線源控制命令傳輸包括控制命令編碼器19，控制命令發(fā)射機(jī)20，控制命令接收機(jī)21和控制命令譯碼器22。計(jì)算機(jī)6發(fā)出的控制信號經(jīng)傳輸模塊5傳送至采集控制模塊13，采集控制模塊13再對微電機(jī)26發(fā)出控制信號，此信號經(jīng)編碼器19編碼，由發(fā)射機(jī)20發(fā)射，由接收機(jī)21接收，再經(jīng)過譯碼器22譯碼，最終控制微電機(jī)26驅(qū)動(dòng)濾過板切換裝置25。
本發(fā)明的工作原理如下首先，計(jì)算機(jī)6將命令通過傳輸模塊5傳送至采集控制模塊13，采集控制模塊13內(nèi)的系統(tǒng)控制16控制X射線源攜帶箱1內(nèi)的微電機(jī)26驅(qū)動(dòng)濾過板切換裝置25將濾過板24置于能量“一”位置，同時(shí)計(jì)算機(jī)6控制X射線發(fā)生器23按預(yù)先設(shè)定好的曝光量曝光，X射線透照被探測物體2，并在熒光屏11上出現(xiàn)被探測物體2的熒光圖像，此熒光圖像經(jīng)反光鏡12反射后由熒光探測器9檢測到，從而啟動(dòng)數(shù)字相機(jī)8采集此熒光圖像。曝光完成后，數(shù)字相機(jī)8將數(shù)字圖像通過采集控制模塊13傳送至傳輸模塊5，再傳輸?shù)接?jì)算機(jī)6上，計(jì)算機(jī)6依據(jù)FISCAN專用軟件包處理并顯示被探測物體2不同灰度層次的透視圖像，供檢查者初步判斷。
然后，在計(jì)算機(jī)6的控制下，微電機(jī)26驅(qū)動(dòng)濾過板切換裝置25將濾過板24置于能量“二”位置，在不改變X射線源攜帶箱1、投影暗箱攜帶箱3和被探測物體2的位置，并保持曝光量相同的情況下，再次曝光，最終在計(jì)算機(jī)6上得到被探測物體2的新一幅透視圖像，計(jì)算機(jī)6中FISCAN專用軟件包的材料分析軟件對上述先后兩幅數(shù)字圖像進(jìn)行材料分析和處理，計(jì)算出各種物品的等效原子序數(shù)，從而區(qū)分出有機(jī)物、無機(jī)物和混合物，并在顯示時(shí)賦予不同的顏色。通常，如等效原子序數(shù)小于10，則將材料歸類為有機(jī)物，顯示為橙色；如等效原子序數(shù)為10至17，則將材料歸類為混合物，顯示為綠色；如等效原子序數(shù)大于17，則將材料歸類為無機(jī)物，顯示為藍(lán)色；過厚或密度過大的物體，由于不能被X射線穿透，均顯示為紅色。由此可見，當(dāng)計(jì)算機(jī)中圖像顯示為橙色時(shí)，則應(yīng)給予特別的注意，因?yàn)楸ㄎ锖投酒反蠖酁橛袡C(jī)物。
權(quán)利要求
1.一種便攜式雙能量X射線檢查裝置，包括X射線源攜帶箱(1)，投影暗箱攜帶箱(3)和控制器攜帶箱(4)，其特征在于所述X射線源攜帶箱(1)內(nèi)包括X射線發(fā)生器(23)，微電機(jī)(26)，在X射線源攜帶箱(1)的箱體上X射線源射線出口處安裝有射線濾過板(24)和濾過板切換裝置(25)；所述投影暗箱攜帶箱(3)內(nèi)包括熒光探測器(9)，數(shù)字相機(jī)(8)，反光鏡(12)，熒光屏(11)，熒光屏支撐體(10)及采集控制模塊(13)；所述的熒光屏支撐體(10)固定于投影暗箱攜帶箱(3)的箱體內(nèi)側(cè)壁上，在熒光屏支撐體(10)上粘接有熒光屏(11)；在投影暗箱攜帶箱(3)的箱體內(nèi)有一與熒光屏(11)成一定角度的反光鏡(12)，其反光面位為熒光屏方向；在反光鏡(12)的反光面上方的箱體(7)頂壁上安裝有數(shù)字相機(jī)(8)和熒光探測器(9)；所述的采集控制模塊(13)由圖像采集(14)，快速以太網(wǎng)接口(15)和系統(tǒng)控制(16)三部分組成，在系統(tǒng)控制(16)的控制下圖像采集(14)從數(shù)字相機(jī)(8)處獲取圖像信息，通過快速以太網(wǎng)接口(15)傳送到傳輸模塊(5)，再傳送到計(jì)算機(jī)(6)；并且可以接收由傳輸模塊(5)傳送來的計(jì)算機(jī)(6)的控制命令，來控制微電機(jī)(26)驅(qū)動(dòng)濾過板切換裝置(25)來調(diào)節(jié)濾過板(24)位置；所述控制器攜帶箱(4)內(nèi)有傳輸模塊(5)和計(jì)算機(jī)(6)；傳輸模塊(5)由圖像數(shù)據(jù)傳輸和射線源控制命令傳輸兩部分組成，所述的圖像數(shù)據(jù)傳輸部分包括快速以太網(wǎng)接口(15)，無線以太網(wǎng)接入器(17)和無線以太網(wǎng)網(wǎng)卡(18)；圖像數(shù)據(jù)傳輸部分將從采集控制模塊(13)獲取的圖像信息以無線或有線的方式傳送至計(jì)算機(jī)(6)；所述的射線源控制命令傳輸包括控制命令編碼器(19)，控制命令發(fā)射機(jī)(20)，控制命令接收機(jī)(21)和控制命令譯碼器(22)；計(jì)算機(jī)(6)發(fā)出的控制信號經(jīng)傳輸模塊(5)傳送至采集控制模塊(13)，采集控制模塊(13)再對微電機(jī)(26)發(fā)出控制信號，此信號經(jīng)編碼器(19)編碼，由發(fā)射機(jī)(20)發(fā)射，由接收機(jī)(21)接收，再經(jīng)過譯碼器(22)譯碼，最終控制微電機(jī)(26)驅(qū)動(dòng)濾過板切換裝置(25)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種便攜式雙能量X射線檢查裝置，其特征在于所述投影暗箱攜帶箱(3)的內(nèi)壁處理成發(fā)黑消光。
3.如權(quán)利要求1所述的一種便攜式雙能量X射線檢查裝置，其特征在于所述反光鏡(12)為表面鍍鋁膜反光鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的一種便攜式雙能量X射線檢查裝置，其特征在于反光鏡(12)與熒光屏(11)所成角度為可以將熒光屏(11)上呈現(xiàn)的被探測物體(2)的熒光圖像在反光鏡(12)的反光面上反射后射入數(shù)字相機(jī)(8)內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種便攜式雙能量X射線檢查裝置，其特征在于數(shù)字相機(jī)(8)外殼包有鉛屏蔽層。
6.如權(quán)利要求1所述的一種便攜式雙能量X射線檢查裝置，其特征在于熒光探測器(9)安裝于熒光屏(11)后面，位于數(shù)字相機(jī)(8)視野外。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式雙能量X射線檢查裝置，包括X射線源攜帶箱(1)，投影暗箱攜帶箱(3)和控制器攜帶箱(4)。本發(fā)明首先控制X射線源攜帶箱(1)內(nèi)的濾過板(24)置于能量“一”位置，此時(shí)可在計(jì)算機(jī)(6)獲得被探測物體(2)的透視圖像，計(jì)算機(jī)(6)依據(jù)FISCAN專用軟件包處理并顯示被探測物體(2)不同灰度層次的透視圖像，供檢查者初步判斷。然后，將濾過板(24)置于能量“二”位置，并獲得被探測物體(2)的新一幅透視圖像，計(jì)算機(jī)(6)中FISCAN專用軟件包的材料分析軟件對上述先后兩幅數(shù)字圖像進(jìn)行材料分析和處理，計(jì)算出各種物品的等效原子序數(shù)，從而區(qū)分出有機(jī)物、無機(jī)物和混合物，并在顯示時(shí)賦予不同的顏色。
文檔編號G01N23/22GK1749742SQ20051008502
公開日2006年3月22日 申請日期2005年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者廖建新, 董明文 申請人:北京中盾安民分析技術(shù)有限公司, 公安部第一研究所