檢查設(shè)備、方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及基于相干X射線散射技術(shù)的檢查系統(tǒng)，具體涉及一種確定被檢查物體 中是否包含爆炸物或者危險(xiǎn)品之類特定內(nèi)容的檢查設(shè)備、方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)行李箱等物品中爆炸物、毒品的檢測，受到了越來越多的重視。現(xiàn)有的一些常用 檢測手段，例如CT檢測技術(shù)，可以獲得物品箱中各種物質(zhì)的空間位置分布以及密度、質(zhì)量、 有效原子序數(shù)等重要信息，用此來分辨不同物質(zhì)的類別。當(dāng)系統(tǒng)檢測到可疑物質(zhì)時(shí)，將報(bào)警 并交給下一級(jí)的檢測裝置檢測或進(jìn)行人工檢測。
[0003] 但是，利用密度和原子序數(shù)等信息判斷某物質(zhì)是否為爆炸物的報(bào)錯(cuò)率依然比較 高。為了降低整體系統(tǒng)的報(bào)錯(cuò)率，減少人工檢測的次數(shù)，以及提高系統(tǒng)可信度，提出了在CT 檢測系統(tǒng)后串聯(lián)上基于相干X射線散射的檢測系統(tǒng)，可以較明顯的降低系統(tǒng)的報(bào)錯(cuò)率。
[0004] 相干X射線散射（X射線衍射）技術(shù)檢測物質(zhì)（主要為晶體物質(zhì)），主要基于布拉 格衍射公式：
[0006] 其中，n為衍射增強(qiáng)級(jí)別，在爆炸物檢測中一般n= 1 ;A為入射射線的波長；d為 晶格間距，也為晶格常數(shù)；e為射線散射后的偏轉(zhuǎn)角；h為普朗克常數(shù)；c為光速；E為入射 光子的能量。各個(gè)參數(shù)滿足上述公式的時(shí)候，將發(fā)生相干加強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的散射為彈性散射，X光 子能量不變。
[0007]在基于能量分布的衍射圖樣中，固定探測器測量的角度e，即在固定的散射角度 測量散射X射線的能譜。滿足上述公式的晶格常數(shù)d與入射光子能量成分E具有一對(duì)一的 關(guān)系。這樣，根據(jù)能譜峰的位置Ei、E2、..En，可以確定晶體物質(zhì)的指紋特征--晶格常數(shù)屯、 d2、...dn，從而可以鑒別不同的物質(zhì)。例如，典型的爆炸物質(zhì)主要是由不同的晶體物質(zhì)組成 的，通過晶格常數(shù)分辨晶體類型，因此該方法是一種有效的爆炸物檢測手段。
[0008] 同樣也可以采用單能的X射線源，然后在不同散射角度下對(duì)X光子進(jìn)行計(jì)數(shù)。通 過0與d的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系來獲得晶體信息。這種方法對(duì)探測器的要求降低，但是對(duì)光源的 單色性要求提高。并且改變角度測量效率較低，在實(shí)驗(yàn)設(shè)備中有應(yīng)用，但在實(shí)際設(shè)計(jì)與應(yīng)用 中，采用的較少。
[0009] 專利文件1 (專利US6693988, 2004年2月17日）提出了一種倒扇束檢測方法。倒 扇束的系統(tǒng)使用較少的探測器做到固定式的測量，但是失去了三維定位的能力，經(jīng)過檢測 平面內(nèi)垂直于射束方向的、不同位置處物體的散射線將匯聚到探測器上的一點(diǎn)，使得兩位 置處的物體的譜線疊加，影響信噪比，降低物質(zhì)的分辨能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問題，提出了一種基于相干射線散射技術(shù)的檢查 設(shè)備、方法和系統(tǒng)，具備三維定位能力，并且具有較高分辨能力并降低了系統(tǒng)成本。
[0011] 根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提出了一種檢查設(shè)備，包括：分布式射線源，包括多個(gè)源 點(diǎn)，產(chǎn)生射線；光源準(zhǔn)直器，設(shè)置在分布式射線源的射線出束端，將所述分布式射線源產(chǎn)生 的射線沿著扇形的徑線匯聚，形成倒扇形射線束；散射準(zhǔn)直器，配置為僅允許射線與被檢查 物體的相互作用產(chǎn)生的具有一個(gè)或多個(gè)特定散射角的散射射線通過；至少一個(gè)探測器，設(shè) 置在所述散射準(zhǔn)直器的下游，每個(gè)探測器包括多個(gè)探測單元，所述多個(gè)探測單元具備能量 分辨能力并且基本上設(shè)置在柱面上，以接收通過所述散射準(zhǔn)直器的散射射線；以及處理裝 置，基于所述探測器輸出的信號(hào)計(jì)算被檢查物體的散射射線能譜信息。
[0012] 優(yōu)選地，所述處理裝置還基于所述散射射線能譜信息中包含的峰位信息計(jì)算晶格 常數(shù)，將計(jì)算的晶格常數(shù)與預(yù)定值進(jìn)行比較來判斷該被檢查物體中是否包含爆炸物或者危 險(xiǎn)品。
[0013] 優(yōu)選地，所述的檢查設(shè)備還包括控制裝置，根據(jù)輸入的被檢查物品中的感興趣區(qū) 域的位置信息控制所述分布式射線源中的特定源點(diǎn)產(chǎn)生射線，對(duì)所述感興趣區(qū)域進(jìn)行檢 查。
[0014] 優(yōu)選地，所述分布式光源的多個(gè)源點(diǎn)按照如下方式分布：圓弧、直線、U型、倒U型、 L型或者倒L型。
[0015] 優(yōu)選地，所述散射準(zhǔn)直器包括底面和底面上的多個(gè)嵌套的柱面，所述多個(gè)嵌套的 柱面上相隔預(yù)定的距離開有圓形縫隙，并且所述底面上沿著柱面的軸向方向開有縫隙。
[0016] 優(yōu)選地，所述散射準(zhǔn)直器包括底面和在底面上的多個(gè)嵌套的球面，所述多個(gè)嵌套 的球面上相隔預(yù)定的距離開有圓形縫隙，并且所述底面上沿著底面的徑線開有縫隙。
[0017] 優(yōu)選地，所述散射準(zhǔn)直器由對(duì)射線吸收材料制成。
[0018] 優(yōu)選地，所述散射準(zhǔn)直器具體為用射線吸收物質(zhì)制作成多個(gè)列平行的共軸圓錐 面。
[0019] 優(yōu)選地，所述散射準(zhǔn)直器具體為多個(gè)平行的薄片。
[0020] 優(yōu)選地，所述探測器具體為CZT探測器或者HPGe探測器。
[0021] 根據(jù)本公開的另一方面，提出了一種檢查系統(tǒng)，包括：承載機(jī)構(gòu)，承載被檢查物體 直線運(yùn)動(dòng)；第一掃描級(jí)，包括透射成像裝置或者CT成像裝置，對(duì)被檢查物體進(jìn)行透射檢查 或者CT檢查；處理裝置，接收第一掃描級(jí)產(chǎn)生的信號(hào)，并且基于該信號(hào)確定被檢查物體中 的至少一個(gè)感興趣區(qū)域，第二掃描級(jí)，沿著物體運(yùn)動(dòng)方向與所述第一掃描級(jí)間隔預(yù)定的距 離設(shè)置，所述第二掃描級(jí)包括：分布式射線源，包括多個(gè)源點(diǎn)，產(chǎn)生射線；光源準(zhǔn)直器，設(shè)置 在分布式射線源的射線出束端，將所述分布式射線源產(chǎn)生的射線沿著扇形的徑線匯聚，形 成倒扇形射線束；散射準(zhǔn)直器，配置為僅允許散射射線與被檢查物體的相互作用產(chǎn)生的具 有一個(gè)或多個(gè)特定散射角的散射射線通過；探測器，設(shè)置在所述散射準(zhǔn)直器的下游，包括多 個(gè)探測單元，所述多個(gè)探測單元具備能量分辨能力，設(shè)置在柱面上并接收通過所述散射準(zhǔn) 直器的散射射線；其中，所述處理裝置指示所述第二掃描級(jí)針對(duì)所述至少一個(gè)感興趣區(qū)域 進(jìn)行檢查，并且基于所述探測器輸出的信號(hào)計(jì)算被檢查物體的散射射線能譜信息。
[0022] 根據(jù)本公開的再一方面，提出了一種檢查方法，包括：通過包括多個(gè)源點(diǎn)的分布式 射線源產(chǎn)生射線；將所述分布式射線源產(chǎn)生的射線沿著扇形的徑線匯聚，形成倒扇形射線 束；通過設(shè)置在探測器前端的散射準(zhǔn)直器對(duì)射線進(jìn)行準(zhǔn)直，使得僅允許射線與被檢查物體 的相互作用產(chǎn)生的具有一個(gè)或多個(gè)特定散射角的散射射線通過；由具備能量分辨能力并設(shè) 置在柱面上的探測器接收通過所述散射準(zhǔn)直器的散射射線；以及基于所述探測器輸出的信 號(hào)計(jì)算被檢查物體的散射射線能譜信息。
[0023] 優(yōu)選地，所述的檢查方法還包括步驟：基于所述散射射線能譜信息中包含的峰位 信息計(jì)算晶格常數(shù)，將計(jì)算的晶格常數(shù)與預(yù)定值進(jìn)行比較來判斷該被檢查物體中是否包含 爆炸物或者危險(xiǎn)品。
[0024] 優(yōu)選地，所述的檢查方法還包括步驟：根據(jù)輸入的被檢查物品中的感興趣區(qū)域的 位置信息控制所述分布式射線源中的特定源點(diǎn)產(chǎn)生射線，對(duì)所述感興趣區(qū)域進(jìn)行檢查。
[0025] 利用上述的技術(shù)方案，通過控制分布式光源中特定的幾個(gè)光源點(diǎn)出束，來照射物 體的對(duì)應(yīng)部分，進(jìn)行針對(duì)性的檢測。此外，由于使用了柱面探測器，能夠獲取某些位置的探 測單元的信號(hào)，從而具備了三維定位能力。
【附圖說明】
[0026] 下面的附圖有助于更好地理解接下來對(duì)本公開不同實(shí)施例的描述。這些附圖并非 按照實(shí)際的特征、尺寸及比例繪制，而是示意性地示出了本公開一些實(shí)施方式的主要特征。 這些附圖和實(shí)施方式以非限制性、非窮舉性的方式提供了本公開的一些實(shí)施例。為簡明起 見，不同附圖中具有相同功能的相同或類似的組件或結(jié)構(gòu)采用相同的附圖標(biāo)記。
[0027] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢查設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的檢查設(shè)備中的光源分布示意圖以及探測區(qū)域示 意圖；
[0029] 圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例描述檢查設(shè)備探測固定角度下散射射線的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0030] 圖4描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的散射線準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的散射線準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的檢查設(shè)備的側(cè)視圖；
[0033] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的檢查設(shè)備的側(cè)視圖；
[0034] 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的檢查設(shè)備的側(cè)視圖；
[0035] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的檢查設(shè)備中的光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的檢查設(shè)備中的光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖11示出了物體矩形截面（實(shí)際檢測區(qū)）散射信息柱面探測器上的分布區(qū)域。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面將詳細(xì)說明本公開的一