專利名稱：具有真實雙能量的多視角x射線行李爆炸物自動探測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種危險物品探測裝置，特別是涉及一種采用雙能量X射線對行李爆炸物進(jìn)
行自動探測的探測裝置。
背景技術(shù)：
目前，對通過重要出入口的人員所攜帶的行李實施安全檢査已成為國際上廣泛采用的安
全措施，而對于行李的安全檢査來說，釆用x射線進(jìn)行安全檢査的裝置已是目前使用最為廣 泛的一類非接觸式安全檢査裝置，近年來，x射線安全檢查裝置在航空、鐵路、海關(guān)安全等
需要的驅(qū)使，得到迅速發(fā)展。
在最早使用的x射線安全檢査裝置中，其為采用單視角單能x射線技術(shù)，這類檢查裝置通 常主要由單個x射線發(fā)生器、準(zhǔn)直器、探測器、通道、傳送帶和箱體組成。系統(tǒng)在工作時， 傳送帶將被檢查行李送入通道，經(jīng)過準(zhǔn)直的扇形x射線束穿過傳送帶上的行李，探測器接收 材料吸收時所產(chǎn)生的x射線信號，且經(jīng)過后序特殊處理后進(jìn)一步形成圖像信號并顯示在顯示 器上。該所述單視角單能x射線安全檢查裝置為通過觀察圖像信號中各區(qū)域的形狀特征來判
斷是否可能存在已知的違禁物。
隨著安全檢查要求的提高，采用雙能量x射線技術(shù)的安全檢査裝置正在逐漸的得到廣泛 應(yīng)用，目前有兩種類型的雙能量x射線安全檢査裝置， 一種是標(biāo)準(zhǔn)的或常規(guī)的雙能量x射線行 李檢查裝置，其采用一源兩探，準(zhǔn)雙能量x射線，這種裝置的行李通過速度慢，且需要人工
檢查，通常應(yīng)用于常規(guī)手提行李和交運行李的檢查；另一種是先進(jìn)的雙能量X射線安檢裝置 (AT機)，其采用雙源雙探，產(chǎn)生真實雙能量X射線，這種裝置的行李通過速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)自 動探測，通常應(yīng)用于多級自動交運行李檢查系統(tǒng)。其中，雙能量X射線安全檢査裝置可以估 計材料有效原子序數(shù)，且可以利用某種材料對不同能量的X射線吸收性能上的差異來分辨該 材料，使得不能通過形狀來辨別的物質(zhì)可以通過材料特性來進(jìn)行辨別。
為了滿足更高探測精度的安全檢査需求，X-CT技術(shù)被引入到了安全檢査領(lǐng)域，因此出現(xiàn) 了采用X-CT技術(shù)的CT型爆炸物安全檢査裝置。目前一種典型的X-CT安全檢査裝置主要是包 括DR檢測獲取二維圖像投影的裝置和CT掃描獲取斷層圖像的裝置兩部分。該種類型的安全 檢測裝置具有極高的密度分辨率，但是在檢測過程中，它需要處理巨大的數(shù)據(jù)量，且獲得圖 像的時間也比其它系統(tǒng)要長得多，并且制造成本也非常高。
針對上述情況，多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置應(yīng)運而生，其采用多個固定視角雙能量X射線對物質(zhì)進(jìn)行掃描，且通過雙能量X射線圖像信號去獲得物體的材料特征，并通 過多視角的投影圖像重建被檢物截面，獲得物質(zhì)密度特征，從而達(dá)到對被檢物較精確的物性 探測。
現(xiàn)在，多視角X射線檢測裝置在醫(yī)學(xué)和工業(yè)檢測上已經(jīng)得到了應(yīng)用，譬如，美國VIVID 公司的多視角X射線爆炸物自動探測裝置是采用3源3探的三視角工作模式，其在多視角布 局上為采用兩個底照視角和一個水平視角，這種布局的優(yōu)點是在通道內(nèi)各視角的相關(guān)性較小， 有利于被檢物的三維重建，但是這種多視角布局容易導(dǎo)致水平放置的行李中物品重疊嚴(yán)重， 在各視角投影圖像中提取被檢物特征困難。另外，德國Heimann公司的多視角X射線爆炸 物自動探測裝置，其采用3源5探的五視角工作模式，在多視角布局上采用2個底照射線源 和1個頂照射線源，每1個底照射線源分別對應(yīng)2組探測器，頂照射線源對應(yīng)1組探測器， 共形成5個視角，這種多視角裝置通過5個視角的投影圖像進(jìn)行三維重建，優(yōu)點是重建的冗 余度較大，模糊度較小，但是5個視角的特征匹配較困難。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有的多視角X射線檢測裝置存在的問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種既可避 免單視角下重疊物品無法辨識的弊病，又可通過多角度X射線成像獲得被檢查物體的材料特
征和密度特征，探測靈敏度高，準(zhǔn)確性高以及抗干擾能力強的具有真實雙能量的多視角x射
線行李爆炸物自動探測裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述具有真實雙能量的多視角x射線行李爆炸物自動探測裝
置采用了下述技術(shù)方案
所述具有真實雙能量的多視角x射線行李爆炸物自動探測裝置包括系統(tǒng)控制及信號處理
電路單元、與系統(tǒng)控制及信號處理電路單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木C合處理計算機、受控于系統(tǒng)控
制及信號處理電路單元的探測單元、輸送機和輸送通道；其中，所述探測單元為裝設(shè)于輸送 通道中，且包括采用一源兩探雙能量X射線探測方式的左側(cè)頂照視角模塊、釆用一源兩探雙 能量X射線探測方式的右側(cè)底照視角模塊以及采用真實雙能量X射線探測方式的左側(cè)底照視 角模塊；所述左側(cè)頂照視角模塊包括左側(cè)頂照X射線源和第一探測器；所述右側(cè)底照視角模 塊包括右側(cè)底照X射線源和第二探測器;所述左側(cè)底照視角模塊包括左側(cè)底照低能X射線源、 對應(yīng)該左側(cè)底照低能X射線源的第三探測器、左側(cè)底照高能X射線源以及對應(yīng)該左側(cè)底照高 能X射線源的第四探測器；且在所述左側(cè)頂照X射線源、右側(cè)底照X射線源、左側(cè)底照低 能X射線源以及左側(cè)底照高能X射線源位置處均分別設(shè)置有將X射線束形成薄扇形射束的 準(zhǔn)直器。此外，所述第一探測器和第二探測器為具有低能和高能兩種不同能譜響應(yīng)的探測器，且 該第一探測器、第二探測器和第三探測器、第四探測器均采用L型探測器，其中，第三探測 器為L型低能探測器，第四探測器為高能探測器。
當(dāng)本發(fā)明所述具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置啟動時，所述輸 送機將行李送入輸送通道中，利用所述探測裝置的多視角X射線對行李進(jìn)行透射掃描，當(dāng)所 述第一探測器、第二探測器、第三探測器和第四探測器接收的信號經(jīng)系統(tǒng)控制及信號處理電 路單元處理后且傳送給綜合處理計算機，進(jìn)而在所述綜合處理計算機中對行李中爆炸物進(jìn)行 自動探測，并將探測的結(jié)果在綜合處理計算機的顯示器上顯示出來。
本發(fā)明所述具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置具有以下優(yōu)點
1) 可以通過材料和密度兩維特征對行李爆炸物進(jìn)行自動探測，探測精度高；
2) 探測速度快，每小時可探測1800個包裹；
3) 探測靈敏度高，抗干擾能力強，適用于民航、鐵路、海關(guān)等重要場所的安檢體系。


圖1為本發(fā)明所述具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置的結(jié)構(gòu)示意
圖2為本發(fā)明所述具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置中輸送通道 與射線源位置正視示意圖3為本發(fā)明所述具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置中輸送通道 與探測器位置俯視示意圖4為本發(fā)明所述具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置中輸送通道 與射線源、探測器位置側(cè)視示意圖5為本發(fā)明所述具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置工作流程
圖6為準(zhǔn)雙能量X射線能譜示意圖； 圖7為真實雙能量X射線能譜示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖以及具體實施例來對本發(fā)明所述具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸 物自動探測裝置作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
參照圖1、圖2、圖3和圖4中所示，本發(fā)明所述具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置的探測單元包括左側(cè)頂照視角模塊、右側(cè)底照視角模塊以及左側(cè)底照視
角模塊。該具有真實雙能量的多視角x射線行李爆炸物自動探測裝置中還包括系統(tǒng)控制及信
號處理電路單元8，綜合處理計算機9，輸送機12和輸送通道7。
見圖2、圖3和圖4，本發(fā)明具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置 的左側(cè)頂照X射線源1、右側(cè)底照X射線源4、左側(cè)底照高能X射線源IO、左側(cè)底照低能X 射線源11為分別位于輸送通道7的不同方位，S卩，在所述輸送通道7的正視方向上，所述左 側(cè)頂照X射線源1為設(shè)置于輸送通道7的左側(cè)頂部位置，所述右側(cè)底照X射線源4為設(shè)置于 輸送通道7的底部右側(cè)，所述左側(cè)底照高能X射線源10和左側(cè)底照低能X射線源11為設(shè)置 于輸送通道7的底部左側(cè)。
同樣，對應(yīng)于上述左側(cè)頂照X射線源1、右側(cè)底照X射線源4、左側(cè)底照高能X射線源 10、左側(cè)底照低能X射線源ll，與其對應(yīng)的L型的第一探測器2、第二探測器3、第四探測 器5、第三探測器6亦分別附著于所述輸送通道7的不同位置。
此外，相對于上述左側(cè)頂照X射線源1、右側(cè)底照X射線源4、左側(cè)底照高能X射線源 10、左側(cè)底照低能X射線源ll，且為了便于每一個X射線源發(fā)出的X射線束能夠形成一薄 扇形射束，在每一X射線源位置處均設(shè)置一準(zhǔn)直器。
其中，左側(cè)頂照X射線源1與第一探測器2對應(yīng)且組成左側(cè)頂照視角模塊，右側(cè)底照X 射線源4與第二探測器3對應(yīng)，且在所述輸送通道7的正視方向，它們分別形成了左側(cè)頂照 視角VI和右側(cè)底照視角V2，并且在探測方式上，V1視角和V2視角利用了一源兩探的雙能 量X射線探測方式；而左側(cè)底照高能X射線源IO、左側(cè)底照低能X射線源11與第四探測器 5、第三探測器6對應(yīng)，共同形成左側(cè)底照視角V3，該所述V3視角利用兩個射線源與兩個 探測器，從而形成了真實雙能量X射線探測方式。
再結(jié)合圖5所示，應(yīng)用時，首先將被檢查行李13放置在輸送機12上，當(dāng)所述自動探測 裝置啟動后，輸送機12勻速行進(jìn)，將行李13運送至輸送通道7中，行李13分別觸發(fā)左側(cè)底 照低能X射線源11、左側(cè)底照高能X射線源10、右側(cè)底照X射線源4和左側(cè)頂照X射線源 1，各個射線源先后發(fā)出X射線束，X射線束經(jīng)過位于射線源前方的準(zhǔn)直器后成為薄扇形射 束，透射被檢査行李13，第三探測器6、第四探測器5、第二探測器3和第一探測器2分別 接收對應(yīng)的透射過行李13的衰減信號并將其傳送給系統(tǒng)控制及信號處理電路單元8進(jìn)行模數(shù) 轉(zhuǎn)換和信號校正處理，從而形成相應(yīng)的V3、 V2和V1視角的投影圖像信號，然后，該形成 的投影圖像信號被傳入綜合處理計算機9，且在綜合處理計算機9中進(jìn)行爆炸物自動探測并 顯示探測結(jié)果。
此外，由于利用雙能量X射線探測方式可以對被檢査物體進(jìn)行材料屬性的判別，因此，在本發(fā)明中，VI視角和V2視角均采用單個X射線源，且發(fā)射出連續(xù)能譜的X射線；所述第 一探測器2和第二探測器3分別采用重疊放置，即，該所述第一探測器2和第二探測器3均 為具有低能在前高能在后的兩種不同能譜響應(yīng)的探測器，為此其可同時分別得到低能透射信 號和高能透射信號；進(jìn)而對被檢査行李13中物體進(jìn)行材料屬性判別，該種探測方式亦可被稱 為標(biāo)準(zhǔn)或者常規(guī)的雙能量X射線檢査，在此探測方式中的雙能量X射線通常亦可被叫做準(zhǔn)雙 能量X射線，該準(zhǔn)雙能量X射線的能譜是重疊的，見圖6中所示。
對于本發(fā)明中的V3視角，其采用了真實雙能量X射線探測方式，用以對被檢査行李13 中的物體進(jìn)行材料屬性的判別，且該種真實雙能量X射線檢査采用雙源雙探的配置，見圖l、 圖4、圖5和圖7，左側(cè)底照低能X射線源11經(jīng)過低能X射線濾波，在第三探測器6上產(chǎn)生 窄帶低能X射線透射信號，左側(cè)底照高能X射線源10經(jīng)過高能X射線濾波，在第四探測器 5上產(chǎn)生窄帶高能X射線透射信號，其與VI視角和V2視角使用的一源兩探形式的準(zhǔn)雙能量 X射線檢查方式相比，真實雙能量X射線的能譜幾乎是不重疊的，材料分辨能力強。
結(jié)合圖l、圖3、圖4和圖5，當(dāng)輸送機12將行李13送入輸送通道7中之后，行李13 按射線源與探測器的分布形式依次經(jīng)過左側(cè)底照低能X射線源11和第三探測器6，左側(cè)底照 高能X射線源10和第四探測器5，右側(cè)底照X射線源4和第二探測器3，左側(cè)頂照X射線 源1和第一探測器2。
權(quán)利要求
1.一種具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置，其特征在于，包括系統(tǒng)控制及信號處理電路單元、與系統(tǒng)控制及信號處理電路單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木C合處理計算機、受控于系統(tǒng)控制及信號處理電路單元的探測單元、輸送機和輸送通道；其中，所述探測單元為裝設(shè)于輸送通道中，且包括采用一源兩探雙能量X射線探測方式的左側(cè)頂照視角模塊、采用一源兩探雙能量X射線探測方式的右側(cè)底照視角模塊以及采用真實雙能量X射線探測方式的左側(cè)底照視角模塊；所述左側(cè)頂照視角模塊包括左側(cè)頂照X射線源和第一探測器；所述右側(cè)底照視角模塊包括右側(cè)底照X射線源和第二探測器；所述左側(cè)底照視角模塊包括左側(cè)底照低能X射線源、對應(yīng)該左側(cè)底照低能X射線源的第三探測器、左側(cè)底照高能X射線源以及對應(yīng)該左側(cè)底照高能X射線源的第四探測器；且在所述左側(cè)頂照X射線源、右側(cè)底照X射線源、左側(cè)底照低能X射線源以及左側(cè)底照高能X射線源位置處均分別設(shè)置有將X射線束形成薄扇形射束的準(zhǔn)直器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置，其 特征在于，所述第一探測器和第二探測器為具有低能和高能兩種不同能譜響應(yīng)的探測器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置，其 特征在于，所述第一探測器、第二探測器、第三探測器以及第四探測器為L型探測器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置，其 特征在于，所述第三探測器為L型低能探測器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置，其 特征在于，所述第四探測器為L型高能探測器。
全文摘要
一種具有真實雙能量的多視角X射線行李爆炸物自動探測裝置，包括系統(tǒng)控制及信號處理電路單元、綜合處理計算機、探測單元、輸送機和輸送通道；其中，探測單元裝設(shè)于輸送通道中，且包括采用真實雙能量X射線探測方式的左側(cè)底照視角模塊以及均采用一源兩探雙能量X射線探測方式的左側(cè)頂照視角模塊和右側(cè)底照視角模塊。應(yīng)用時，輸送機將行李送入輸送通道中，利用三視角X射線對行李進(jìn)行透射掃描，所述探測器接收信號并傳送給系統(tǒng)控制及信號處理電路單元處理，傳送給綜合處理計算機，而在該綜合處理計算機中對行李中爆炸物進(jìn)行自動探測，并將探測結(jié)果在綜合處理計算機上顯示出來。本發(fā)明優(yōu)點在于探測精度高、探測速度快、探測靈敏度高，抗干擾能力強。
文檔編號G01N23/02GK101592622SQ20091008849
公開日2009年12月2日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者孔維武, 李宏偉, 李永清, 楊桂文, 楊立瑞, 勇 王 申請人:公安部第一研究所;北京中盾安民分析技術(shù)有限公司