CN113238297B

CN113238297B - 辐射检查***及方法

Info

Publication number: CN113238297B
Application number: CN202110777658.3A
Authority: CN
Inventors: 王伟珍; 刘必成; 宗春光; 孙尚民
Original assignee: Nuctech Co Ltd
Current assignee: Nuctech Co Ltd
Priority date: 2021-07-09
Filing date: 2021-07-09
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2041-07-09
Also published as: WO2023280056A1; CN113238297A; EP4369052A1

Abstract

本公开涉及一种辐射检查***及方法。辐射检查***包括：单射线源（10），具有多个加速管（13），所述多个加速管（13）分别产生多条具有不同能量的射线，且所述多个加速管（13）的出束方向包括至少两种不同的出束方向；多个探测器（30），被配置为探测所述单射线源（10）发出的射线作用于被检物（40）时的信号；和处理器（20），与所述单射线源（10）通讯连接，被配置为分别对所述多个加速管（13）进行控制。本公开实施例能够在满足多视角扫描的需求的同时，降低***复杂度。

Description

辐射检查***及方法

技术领域

本公开涉及辐射检查领域，尤其涉及一种辐射检查***及方法。

背景技术

在一些相关技术中，集装箱/车辆检查***包括单视角扫描***和多视角扫描***。单视角扫描***是从被检物的一侧向被检物发出射线，产生一幅扫描图像，获得的扫描图像是射线经过被检物的路径上所有信息的叠加。多视角扫描***是从被检物的几个不同方位向被检物发出射线，产生不同角度的扫描图像，以便获得更丰富的被检物信息，从而更容易找到违禁品。

对于多视角扫描***来说，一些相关技术采用多个射线源来分别以不同视角对被检物发出射线。另一些相关技术采用机械结构移动射线源来实现不同视角的射线发射。

发明内容

发明人经研究发现，相关技术中具有多个射线源的多视角扫描***的部件多、总重量较大、成本较高，而采用机械结构移动射线源的多视角扫描***在机械结构方面比较复杂。

有鉴于此，本公开实施例提供一种辐射检查***及方法，能够在满足多视角扫描的需求的同时，降低***复杂度。

在本公开的一个方面，提供一种辐射检查***，包括：单射线源，具有多个加速管，所述多个加速管分别产生多条具有不同能量的射线，且所述多个加速管的出束方向包括至少两种不同的出束方向；多个探测器，被配置为探测所述单射线源发出的射线作用于被检物时的信号；和处理器，与所述单射线源通讯连接，被配置为分别对所述多个加速管进行控制。

在一些实施例中，所述多个加速管中的一部分被配置为产生具有第一能量的射线脉冲，所述多个加速管中的另一部分被配置为选择性地产生具有第二能量的射线脉冲和具有第三能量的射线脉冲，所述第一能量低于所述第二能量，所述第二能量低于所述第三能量。

在一些实施例中，所述第一能量小于1MeV，所述第二能量和所述第三能量均大于1MeV。

在一些实施例中，所述单射线源还包括：电子束产生装置，被配置为产生多个电子束；微波产生装置，被配置为产生微波；微波环行器，具有功率输入口和至少两个功率输出口，所述功率输入口通过波导结构与所述微波产生装置连接；和控制器，与所述处理器、所述电子束产生装置和所述微波产生装置信号连接，被配置为根据所述处理器的指令，对所述微波产生装置的微波功率进行时序控制，以及对所述电子束产生装置产生的分别对应于所述多个加速管的电子束的束流负载进行时序控制，

其中，所述多个加速管与所述电子束产生装置连接，并分别与所述至少两个功率输出口连接，被配置为分别接收所述电子束产生装置产生的多个电子束，并通过从所述至少两个功率输出口接收的微波分别对所述多个电子束进行加速，以便分别产生多个具有不同辐射能量的辐射脉冲。

在一些实施例中，所述单射线源包括：第一电子枪，被配置为产生第一电子束；第一电子枪电源，与所述控制器信号连接，并与所述第一电子枪连接，被配置为根据所述控制器提供的时序控制信号调整所述第一电子束的束流负载；第二电子枪，被配置为产生第二电子束；和第二电子枪电源，与所述控制器信号连接，并与所述第二电子枪连接，被配置为根据所述控制器提供的时序控制信号调整所述第二电子束的束流负载，其中，所述控制器被配置为在至少一个周期的每个周期中的第一时段使所述第一电子枪电源调整所述第一电子束的束流负载为第一束流负载，并在每个周期中的第二时段使所述第二电子枪电源调整所述第二电子束的束流负载为第二束流负载，所述第一时段与所述第二时段不重合。

在一些实施例中，所述微波环行器的至少两个功率输出口包括第一功率输出口和第二功率输出口，所述第一功率输出口被分配来自从所述功率输入口馈入的微波信号，所述第二功率输出口被分配来自从所述第一功率输出口馈入的微波信号；所述多个加速管包括：第一加速管，与所述第一功率输出口和所述第一电子枪连接，被配置为通过所述第一功率输出口输出的第一输出微波信号对所述第一电子束进行加速；和第二加速管，与所述第二功率输出口和所述第二电子枪连接，被配置为通过所述第二功率输出口输出的第二输出微波信号对所述第二电子束进行加速。

在一些实施例中，所述微波环行器的至少两个功率输出口还包括第三功率输出口，所述第三功率输出口被分配来自从所述第二功率输出口馈入的微波信号；所述单射线源还包括：吸收负载，与所述第三功率输出口连接，被配置为吸收所述第三功率输出口输出的微波信号。

在一些实施例中，所述微波环行器包括四端环流器。

在一些实施例中，所述控制器被配置为在所述第一时段使所述微波产生装置馈入到所述微波环行器的功率输入口的微波信号包括至少一个第一输入微波信号，并在所述第二时段使所述微波产生装置馈入到所述微波环行器的功率输入口的微波信号包括至少一个第二输入微波信号，所述至少一个第一输入微波信号的功率大于所述至少一个第二输入微波信号。

在一些实施例中，所述微波产生装置包括磁控管。

在一些实施例中，所述第一加速管的出束方向与所述第二加速管的出束方向不同，且在不同时刻出束；所述探测器包括多个探测器阵列；所述辐射检查***还包括：第一加速器舱，容纳所述第一加速管；第二加速器舱，容纳所述第二加速管；至少一个第一探测器臂，安装有所述多个探测器阵列的一部分；和

至少一个第二探测器臂，安装有所述多个探测器阵列的另一部分，

其中，所述电子束产生装置、微波产生装置和微波环行器均位于所述第一加速器舱和所述第二加速器舱之一中。

在一些实施例中，所述第一加速器舱和所述至少一个第一探测器臂位于第一平面，所述第二加速器舱和所述至少一个第二探测器臂位于第二平面，所述第一平面与所述第二平面不共面。

在一些实施例中，所述第一平面与所述第二平面平行。

在一些实施例中，所述至少一个第一探测器臂包括第一探测器横臂和第一探测器竖臂，所述至少一个第二探测器臂包括第二探测器横臂、第二探测器竖臂和第三探测器竖臂；

所述辐射检查***还包括支撑结构，所述第一加速器舱、所述第二加速器舱、所述第一探测器横臂和所述第二探测器竖臂均与所述支撑结构连接，所述第一探测器竖臂位于所述支撑结构的对侧，所述第二探测器横臂位于所述第二加速器舱的下侧，所述第三探测器竖臂位于所述第二探测器竖臂的对侧。

在一些实施例中，所述第一加速管的出束方向与所述第二加速管的出束方向不同，且在不同时刻出束；所述探测器包括多个探测器阵列；所述辐射检查***还包括：单加速器舱，容纳所述第一加速管和所述第二加速管；至少一个第一探测器臂，安装有所述多个探测器阵列的一部分；至少一个第二探测器臂，安装有所述多个探测器阵列的另一部分；第一准直器，位于所述第一加速管与所述至少一个第一探测器臂之间，被配置为将所述第一加速管产生的射线准直到所述至少一个第一探测器臂；第二准直器，位于所述第二加速管与所述至少一个第二探测器臂之间，被配置为将所述第二加速管产生的射线准直到所述至少一个第二探测器臂，其中，所述电子束产生装置、微波产生装置和微波环行器均位于所述单加速器舱中。

在一些实施例中，所述第一加速管、所述第一准直器和所述至少一个第一探测器臂位于第三平面，所述第二加速管、所述第二准直器和所述至少一个第二探测器臂位于第四平面，所述第三平面与所述第四平面呈锐角。

在一些实施例中，所述单射线源为电子直线加速器。

在本公开的一个方面，提供一种前述辐射检查***的辐射检查方法，包括：使多个加速管中的一部分在扫描周期的第一时刻产生具有第一能量的射线脉冲；接收探测器探测所述具有第一能量的射线脉冲作用于被检物后的探测信号，并判断所述探测信号是否低于预设阈值，如果低于预设阈值，则使多个加速管中的另一部分在所述扫描周期的下一时刻产生具有均高于第一能量的第二能量和第三能量之一的射线脉冲，否则使多个加速管中的另一部分在所述扫描周期的下一时刻不产生射线脉冲。

在一些实施例中，所述第一能量小于1MeV，所述第二能量和所述第三能量均大于1MeV，且所述第二能量低于所述第三能量。

因此，根据本公开实施例，处理器控制单射线源通过多个加速管来发出不同出束方向、且具有不同能量的射线脉冲，并通过多个探测器来探测单射线源发出的射线作用于被检物时的信号，一方面可以满足多视角扫描的需求，获得更丰富的被检物信息，另一方面部件较少，***复杂度较低。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开辐射检查***的一些实施例的方框示意图；

图2是根据本公开辐射检查***的一些实施例中单射线源的方框示意图；

图3是根据本公开辐射检查***的另一些实施例中单射线源的方框示意图；

图4是根据本公开辐射检查***的一些实施例中两个加速管在不同时刻的出束方式的示意图；

图5是根据本公开辐射检查***的一些实施例中四端环流器的结构示意图；

图6是根据本公开辐射检查***的一些实施例的结构示意图；

图7是图6所示实施例中两个加速管的出束范围的示意图；

图8是根据本公开辐射检查***的另一些实施例的结构示意图；

图9是根据本公开辐射检查方法的一些实施例的流程示意图；

图10是根据本公开辐射检查***的另一些实施例中两个加速管在不同时刻的出束方式的示意图。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语（包括技术术语或者科学术语）与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

图1是根据本公开辐射检查***的一些实施例的方框示意图。参考图1，在一些实施例中，辐射检查***包括：单射线源10、多个探测器30和处理器20。这里的辐射检查***所检查的对象可以为货物、车辆等。在检查过程中，被检对象与辐射检查***之间可相对运动。在一些实施例中，单射线源10保持静止，被检物40通过自身动力实现移动或被其他机构驱动而移动。在另一些实施例中，被检物40保持静止，单射线源10通过自身动力实现移动或被其他机构驱动而移动。

单射线源10具有多个加速管13，所述多个加速管13分别产生多条具有不同能量的射线，且所述多个加速管13的出束方向包括至少两种不同的出束方向。加速管13发出的射线脉冲可以为X射线脉冲，也可以为伽马射线脉冲等。

在一些实施例中，单射线源为电子直线加速器。这里的单射线源指的是使用同一微波源（例如同一磁控管）的射线源。在一些实施例中，单射线源具有一个微波源、多个加速管和多个电子枪。为了使多个加速管13中的至少两个的出束方向不同，可使加速管被布置在不同的方位，并指向位于不同的方位的探测器。

多个探测器30被配置为探测所述单射线源10发出的射线作用于被检物40时的信号。在一些实施例中，探测器30可被设置在单射线源10的加速管13的对侧。例如在加速管13发出X射线脉冲时，X射线穿过被检物40衰减后被位于另一侧的探测器30探测到，从而形成探测信号。根据该探测信号可以绘制反映被检物内部内容的图像。多个探测器30的布置位置可根据加速管13的布置位置进行设置，相应地，对于不同的加速管可设置多组探测器来分别进行探测，多组探测器的设置位置也相应有所不同。

处理器20与所述单射线源10通讯连接，被配置为分别对所述多个加速管13进行控制。例如处理器20可对多个加速管13的出束顺序、出束频率和能量进行控制。这里处理器20对单射线源10的控制可基于来自其他传感单元的感测信号和预出束策略进行。

本实施例通过处理器对单射线源进行控制，使得多个加速管发出不同出束方向、且具有不同能量的射线脉冲，并通过多个探测器来探测单射线源发出的射线作用于被检物时的信号，一方面可以满足多视角扫描的需求，以获得更丰富的被检物信息，另一方面需要的部件较少，使得***复杂度较低。

对于单射线源来说，其可实现至少两种具有不同能量的射线。例如，多个加速管13中的一部分被配置为产生具有第一能量的射线脉冲，所述多个加速管13中的另一部分被配置为选择性地产生具有第二能量的射线脉冲和具有第三能量的射线脉冲。第一能量低于第二能量，第二能量低于第三能量。其中，第一能量可小于1MeV，例如225keV、300keV、450keV等。第二能量和第三能量均大于1MeV，例如3MeV和6MeV、4MeV和6MeV、4MeV和7MeV、或6MeV和9MeV等。其中不同能量的射线脉冲可作为不同质量厚度条件下提高穿透力的备用射线。

针对于不同的被检物，可根据其特点通过不同的加速管来提供不同能量的射线脉冲。例如通过一部分加速管发出的第一能量的射线脉冲，来提高辐射安全性，降低不必要的能量消耗。又例如通过另一部分加速管发出的第二能量和/或第三能量的射线脉冲来提高扫描图像质量，并获得更丰富的被检物的内部信息。

举例，通过3MeV和6MeV的射线脉冲交替扫描来获得有机物、无机物和混合物的分类，或者通过6MeV和9MeV的射线脉冲交替扫描来获得有机物、无机物、混合物和重金属的分类等。通过不同加速管所提供的不同能量的射线脉冲，可获得更优的物质识别功能，一方面可通过较高能量的射线脉冲实现对厚材料区和高Z材料区的良好识别能力，另一方面可通过较低能量的射线脉冲的射线脉冲实现对薄材料区和低Z材料区的良好识别能力。

图2是根据本公开辐射检查***的一些实施例中单射线源的方框示意图。参考图2，在一些实施例中，所述单射线源10包括：电子束产生装置12、微波产生装置14、微波环行器15、多个加速管13和控制器11。电子束产生装置12被配置为产生多个电子束。在一些实施例中，电子束产生装置12可通过脉冲调制器产生的不同高压幅值来使多个电子枪分别产生多个相同或不同束流负载的电子束。

微波产生装置14被配置为产生微波。在一些实施例中，微波产生装置14可通过脉冲调制器输出的不同幅值的电压来产生变化的工作电流，从而产生不同功率的微波信号。在另一些实施例中，微波产生装置14还可以通过磁场强度的变化来产生不同功率的微波信号。所述微波产生装置14包括磁控管141。

微波环行器15具有功率输入口和至少两个功率输出口，所述功率输入口通过波导结构与所述微波产生装置14连接。微波环行器15具有隔离特性和功率分配特性，能够沿单一方向传输微波能量。通过将单一的微波产生装置14与微波环行器15的功率输入口连接，可将从功率输入口馈入的微波能量分配到某个特定的功率输出口，而该功率输出口所接收的反射微波能量能够被分配到另一个功率输出口。利用微波环行器15的这种特性配合微波产生装置14的时序控制，就可以通过作为单一微波功率源的微波产生装置14来实现两个以上的端口的微波能量输出。

多个加速管13与所述电子束产生装置12连接，并分别与所述至少两个功率输出口连接。多个加速管13能够分别接收所述电子束产生装置12产生的多个电子束，并通过从所述至少两个功率输出口接收的微波分别对所述多个电子束进行加速，以便分别产生多条具有不同能量的射线。被加速的电子束可通过轰击靶来产生射线，例如X射线。

控制器11与所述电子束产生装置12和所述微波产生装置14信号连接，被配置为对所述微波产生装置14的微波功率进行时序控制，以及对所述电子束产生装置12产生的分别对应于所述多个加速管13的电子束的束流负载进行时序控制。通过控制器11对微波产生装置14和电子束产生装置12的时序控制，能够通过一个微波功率源使多个加速管13分别产生不同能量的射线，从而满足物品的多能谱覆盖的检测需求，在保证穿透性的同时，提高***丝分辨指标。

图3是根据本公开辐射检查***的另一些实施例中单射线源的方框示意图。图4是根据本公开辐射检查***的一些实施例中两个加速管在不同时刻的出束方式的示意图。图5是根据本公开辐射检查***的一些实施例中四端环流器的结构示意图。参考图3，在一些实施例中，所述电子束产生装置2包括：第一电子枪122、第一电子枪电源121、第二电子枪124和第二电子枪电源123。第一电子枪122被配置为产生第一电子束。第二电子枪124被配置为产生第二电子束。各个电子枪电源和微波产生装置可采用同一个交流电源（例如380V）进行供电。

第一电子枪电源121与所述控制器11信号连接，并与所述第一电子枪122连接，被配置为根据所述控制器11提供的时序控制信号调整所述第一电子束的束流负载。第二电子枪电源123与所述控制器11信号连接，并与所述第二电子枪124连接，被配置为根据所述控制器11提供的时序控制信号调整所述第二电子束的束流负载。控制器11可通过向电子枪电源发送时序控制信号（例如脉宽调制信号）来调整施加给电子枪的电压，以便进一步地调整电子束的束流负载。

参考图3和图5，在一些实施例中，微波环行器15的至少两个功率输出口包括第一功率输出口b和第二功率输出口c，所述第一功率输出口b被分配来自从所述功率输入口a馈入的微波信号，所述第二功率输出口c被分配来自从所述第一功率输出口b馈入的微波信号。从第一功率输出口b馈入的微波信号可以是从第一功率输出口b向外输出之后被反射回的反射微波信号。

在图3中，多个加速管13包括：第一加速管131和第二加速管132。第一加速管131与所述第一功率输出口b和所述第一电子枪122连接，被配置为通过所述第一功率输出口b输出的第一输出微波信号对所述第一电子束进行加速。第二加速管132与所述第二功率输出口c和所述第二电子枪124连接，被配置为通过所述第二功率输出口c输出的第二输出微波信号对所述第二电子束进行加速。被加速的第一电子束和第二电子束可通过轰击靶来获得不同能量的X射线。

在另一些实施例中，电子束产生装置可包括三个以上电子枪及其对应的电子枪电源，且射线产生设备包括三个以上加速管，相应地，各个加速管分别与微波环行器上的三个以上功率输出口连接，通过控制器的时序控制来实现更多种射线能量的输出，满足物品的多能谱检测需求和多视角的扫描需求。

参考图3，在一些实施例中，微波环行器15的至少两个功率输出口还包括第三功率输出口d，所述第三功率输出口d被分配来自从所述第二功率输出口c馈入的微波信号。从第二功率输出口c馈入的微波信号可以是从第二功率输出口c向外输出之后被反射回的反射微波信号。射线产生设备还可包括与所述第三功率输出口d连接的吸收负载16。该吸收负载能够吸收所述第三功率输出口d输出的微波信号，以实现隔离作用，避免微波信号返回到微波环行器的功率输入口。

参考图5，在一些实施例中，微波环行器15包括四端环流器（Four-portCirculator）151。该四端环流器151具有四个端口，沿着功率传输顺序分别为功率输入口a、第一功率输出口b、第二功率输出口c和第三功率输出口d，即该四端环流器151的功率传输规律为a->b->c->d。在另一些实施例中，微波环行器15还可以包括多个三端环流器或四端环流器串联的组合结构。

图5示出了一种铁氧体四端环流器的结构。该四端环流器为包括一个双T接头，一个基于铁氧体场移效应的非互易移相器和一个三分贝（3dB）耦合器的耦合器件。在射线产生设备工作时，振幅为E₀的电磁波由功率输入口a输入。由于双T（H分支）的特性，在A-B面处，波导I和II中将有振幅相等为E₀/(2^(1/2))且相位相同的电磁波输出。非互易相移器能够在电磁波从A-B面正向传至C-D面时，使得波导I中电磁波相对波导II中的相位领先90°（反之，若从C-D面反向传至A-B面上时，波导II中的相位相对波导I领先90°），从C-D面至第一功率输出口b和第三功率输出口d之间的3dB耦合器能够使波导I和波导II中的微波功率分别等分给第一功率输出口b和第三功率输出口d，但在耦合传输时相移增加90°，从而使得从波导I和波导II分别输出到第一功率输出口b和第三功率输出口d的微波功率全部从第一功率输出口b输出，而在第三功率输出口d没有输出。

同理，从第一功率输出口b输入的微波功率被分配到第二功率输出口c输出，从第二功率输出口c输入的微波功率被分配到第三功率输出口d输出。相应地，从第一功率输出口b输入的反射微波被分配到第二功率输出口c输出，而从第二功率输出口c的反射波将传输到第三功率输出口d，并被吸收负载所吸收。

参考图4，在一些实施例中，通过控制器11的时序控制使得第一功率输出口b所连接的第一加速管获得较大的功率和能量，以输出至少一种较高能量的X射线，例如在时刻t₁、t₃、t₅、t₇交替地输出能量为6MeV和3MeV的X射线脉冲；以及通过控制器11的时序控制使得第二功率输出口c所连接的第二加速管获得较小的功率和能量，以输出至少一种较低能量的X射线，例如在时刻t0、t2、t4、t6均输出能量为0.3~0.6MeV的X射线脉冲。这样，通过微波环行器的不同功率输出口所输出微波功率的不同，实现了功率分配的作用，利用微波环行器的功率分配特性能够驱动不同能量的加速管，以满足各种检测需求。

图6是根据本公开辐射检查***的一些实施例的结构示意图。图7是图6所示实施例中两个加速管的出束范围的示意图。参考图6和图7，在一些实施例中，所述第一加速管131的出束方向与所述第二加速管132的出束方向不同，且在不同时刻出束。辐射检查***还包括：第一加速器舱51、第二加速器舱52、至少一个第一探测器臂61和至少一个第二探测器臂62。第一加速器舱51容纳所述第一加速管131。第二加速器舱52容纳所述第二加速管132。例如在图6和图7中，当被检物40进入扫描通道后，第一加速器舱51位于被检物40的左侧或右侧，第二加速器舱52位于被检物40的上方。

电子束产生装置12、微波产生装置14和微波环行器15可均位于所述第一加速器舱51和所述第二加速器舱52之一中。例如电子束产生装置12、微波产生装置14和微波环行器15均设置在第一加速器舱51中，而第二加速管132通过波导17与四端环流器151的第二功率输出口c连接，这样可有效地简化第二加速器舱52的结构，降低其重量。而第一加速管131在第一加速器舱51内通过波导与微波环行器15连接。

探测器30包括多个探测器阵列。至少一个第一探测器臂61安装有所述多个探测器阵列的一部分。至少一个第二探测器臂62安装有所述多个探测器阵列的另一部分。至少一个第一探测器臂61上的探测器阵列能够与第一加速管131相匹配，通过接收到的探测信号来生成被检物水平视角的扫描图像，而至少一个第二探测器臂62上的探测器阵列能够与第一加速管131相匹配，通过接收到的探测信号来生成被检物垂直视角的扫描图像。

参考图4，第一加速管131与所述第二加速管132在不同时刻出束，使得水平视角和垂直视角的扫描图像互不干扰。而从多个角度对被检物进行扫描，相比于单一角度扫描时射线路径上物质图像在扫描图像中的重叠，多角度的扫描可显著地提高图像质量，实现更全面地扫描效果。

为了消除不同角度形成的扫描图像的相互干扰，在一些实施例中，所述第一加速器舱51和所述至少一个第一探测器臂61位于第一平面，所述第二加速器舱52和所述至少一个第二探测器臂62位于第二平面，所述第一平面与所述第二平面不共面。参考图7，第一平面即为第一加速管131所发出的射线束面E，第二平面即为第二加速管132所发出的射线束面F。进一步，可使得第一平面与第二平面平行，这样可更进一步地消除第一探测器臂61和第二探测器臂62分别接收的探测信号的相互干扰。

在图6中，至少一个第一探测器臂61包括第一探测器横臂611和第一探测器竖臂612，所述至少一个第二探测器臂62包括第二探测器横臂621、第二探测器竖臂622和第三探测器竖臂623。辐射检查***还包括支撑结构70。所述第一加速器舱51、所述第二加速器舱52、所述第一探测器横臂611和所述第二探测器竖臂622均与所述支撑结构70连接，所述第一探测器竖臂612位于所述支撑结构70的对侧，所述第二探测器横臂621位于所述第二加速器舱52的下侧，所述第三探测器竖臂623位于所述第二探测器竖臂622的对侧。

不同部件之间的走线可在上述加速器舱、探测器臂和支撑结构内设置，例如第二加速管132与微波环行器15之间的波导可设置在支撑结构70内，这样既有利于布线，也使得信号传递更稳定可靠。

在另一些实施例中，第一加速管131和第二加速管132可采用其他射线发出角度，例如分别为水平角度和斜上方45度等。

图8是根据本公开辐射检查***的另一些实施例的结构示意图。如图8所示，本公开辐射检查***也可以采用双目视***。在一些实施例中，辐射检查***还包括：单加速器舱53、至少一个第一探测器臂61、至少一个第二探测器臂62、第一准直器81和第二准直器82。单加速器舱53容纳所述第一加速管131和所述第二加速管132。所述电子束产生装置12、微波产生装置14和微波环行器15均位于所述单加速器舱53中。这样可使得***结构更加紧凑，且重量更轻。

第一加速管131的出束方向与所述第二加速管132的出束方向不同，且在不同时刻出束。第一加速管131与所述第二加速管132在不同时刻出束，使得水平视角和垂直视角的扫描图像互不干扰。

所述探测器30可包括多个探测器阵列。至少一个第一探测器臂61安装有所述多个探测器阵列的一部分。至少一个第二探测器臂62，安装有所述多个探测器阵列的另一部分。在本实施例中，第一探测器臂61可包括探测器横臂和探测器竖臂，第二探测器臂62也可包括探测器横臂和探测器竖臂。第一探测器臂61和第二探测器臂62也可仅包括探测器横臂或探测器竖臂。

第一准直器81位于所述第一加速管131与所述至少一个第一探测器臂61之间，被配置为将所述第一加速管131产生的射线准直到所述至少一个第一探测器臂61。第二准直器82位于所述第二加速管132与所述至少一个第二探测器臂62之间，被配置为将所述第二加速管132产生的射线准直到所述至少一个第二探测器臂62。

第一探测器臂和第二探测器臂上分别安装的探测器阵列所接收到的探测信号可通过数学处理来形成三维信号，解决单一视角观察所造成的被检物图像重叠而无法分辨被检物真实形状及材质的问题。而且通过在双目视***中分别实现不同能量的射线扫描，更进一步提高对被检物的分辨能力。

在图8中，以从上向下的垂直视角来看，所述第一加速管131、所述第一准直器81和所述至少一个第一探测器臂61位于第三平面，所述第二加速管132、所述第二准直器82和所述至少一个第二探测器臂62位于第四平面，所述第三平面与所述第四平面呈锐角。这样可使得被检物40在通过扫描通道时，其各部位可分别从两个角度进行扫描，从而使得获得三维扫描图像成为可能。第三平面即为第一加速管131所发出的射线束面G，第四平面即为第二加速管132所发出的射线束面H。

基于前述辐射检查***的各实施例，本公开还提供了对应的辐射检查方法。图9是根据本公开辐射检查方法的一些实施例的流程示意图。图10是根据本公开辐射检查***的另一些实施例中两个加速管在不同时刻的出束方式的示意图。参考图9，在一些实施例中，前述辐射检查***的辐射检查方法包括：步骤S1到步骤S5。在步骤S1中，使多个加速管13中的一部分在扫描周期的第一时刻产生具有第一能量的射线脉冲。在步骤S2中，接收探测器30探测所述具有第一能量的射线脉冲作用于被检物40后的探测信号。在步骤S3中，判断所述探测信号是否低于预设阈值，如果低于预设阈值，则执行步骤S4，否则执行步骤S5。这里判断探测信号与预设阈值的关系，可通过扫描图像的灰度值大小关系来确定。

在步骤S4中，使多个加速管13中的另一部分在所述扫描周期的下一时刻产生具有均高于第一能量的第二能量和第三能量之一的射线脉冲。在步骤S5中，使多个加速管13中的另一部分在所述扫描周期的下一时刻不产生射线脉冲。

举例来说，单射线源在t₀时刻发出具有第一能量（小于1MeV）的射线脉冲，如果探测器探测到的对应的探测信号如果处于正常范围，则表示该第一能量的射线脉冲可以满足辐射成像要求，无需使用更大能量的射线脉冲进行扫描，从而节省能源，减少被检物所受辐射剂量。如果探测器探测到的对应的探测信号低于预设阈值（预设阈值可根据成像质量等因素确定），则表示该第一能量的射线脉冲不能满足辐射成像要求，则在下一时刻（t₁时刻）使单射线源发出具有第二能量或第三能量（第二能量和所述第三能量均大于1MeV，且所述第二能量低于所述第三能量）的射线脉冲，从而提高射线对被检物的穿透能力，提高成像质量。

在图10，可由第二加速管在等时间间隔下的t₀、t₂、t₄、t₆时刻发出具有第一能量的射线脉冲，并在探测信号正常之后的下一时刻（即t₃和t₇时刻）使第一加速管不出束，以及在探测信号低于预设阈值之后的下一时刻（即t₁和t₅时刻）使第一加速管发出具有更高的第二能量或第三能量的射线脉冲。

本说明书中多个实施例采用递进的方式描述，各实施例的重点有所不同，而各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于方法实施例而言，由于其整体以及涉及的步骤与***实施例中的内容存在对应关系，因此描述的比较简单，相关之处参见***实施例的部分说明即可。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种辐射检查***，包括：

单射线源（10），具有多个加速管（13），所述多个加速管（13）分别产生多条具有不同能量的射线，且所述多个加速管（13）的出束方向包括至少两种不同的出束方向；

多个探测器（30），被配置为探测所述单射线源（10）发出的射线作用于被检物（40）时的信号；和

处理器（20），与所述单射线源（10）通讯连接，被配置为分别对所述多个加速管（13）进行控制，

其中，所述单射线源（10）还包括：

电子束产生装置（12），被配置为产生多个电子束；

微波产生装置（14），被配置为产生微波；

微波环行器（15），具有功率输入口和至少两个功率输出口，所述功率输入口通过波导结构与所述微波产生装置（14）连接；和

控制器（11），与所述处理器（20）、所述电子束产生装置（12）和所述微波产生装置（14）信号连接，被配置为根据所述处理器（20）的指令，对所述微波产生装置（14）的微波功率进行时序控制，以及对所述电子束产生装置（12）产生的分别对应于所述多个加速管（13）的电子束的束流负载进行时序控制，

其中，所述多个加速管（13）与所述电子束产生装置（12）连接，并分别与所述至少两个功率输出口连接，被配置为分别接收所述电子束产生装置（12）产生的多个电子束，并通过从所述至少两个功率输出口接收的微波分别对所述多个电子束进行加速，以便分别产生多个具有不同辐射能量的辐射脉冲。

2.根据权利要求1所述的辐射检查***，其中，所述多个加速管（13）中的一部分被配置为产生具有第一能量的射线脉冲，所述多个加速管（13）中的另一部分被配置为选择性地产生具有第二能量的射线脉冲和具有第三能量的射线脉冲，所述第一能量低于所述第二能量，所述第二能量低于所述第三能量。

3.根据权利要求2所述的辐射检查***，其中，所述第一能量小于1MeV，所述第二能量和所述第三能量均大于1MeV。

4.根据权利要求1所述的辐射检查***，其中，所述单射线源（10）包括：

第一电子枪（122），被配置为产生第一电子束；

第一电子枪电源（121），与所述控制器（11）信号连接，并与所述第一电子枪（122）连接，被配置为根据所述控制器（11）提供的时序控制信号调整所述第一电子束的束流负载；

第二电子枪（124），被配置为产生第二电子束；和

第二电子枪电源（123），与所述控制器（11）信号连接，并与所述第二电子枪（124）连接，被配置为根据所述控制器（11）提供的时序控制信号调整所述第二电子束的束流负载，

其中，所述控制器（11）被配置为在至少一个周期的每个周期中的第一时段使所述第一电子枪电源（121）调整所述第一电子束的束流负载为第一束流负载，并在每个周期中的第二时段使所述第二电子枪电源（123）调整所述第二电子束的束流负载为第二束流负载，所述第一时段与所述第二时段不重合。

5.根据权利要求4所述的辐射检查***，其中，所述微波环行器（15）的至少两个功率输出口包括第一功率输出口和第二功率输出口，所述第一功率输出口被分配来自从所述功率输入口馈入的微波信号，所述第二功率输出口被分配来自从所述第一功率输出口馈入的微波信号；

所述多个加速管（13）包括：

第一加速管（131），与所述第一功率输出口和所述第一电子枪（122）连接，被配置为通过所述第一功率输出口输出的第一输出微波信号对所述第一电子束进行加速；和

第二加速管（132），与所述第二功率输出口和所述第二电子枪（124）连接，被配置为通过所述第二功率输出口输出的第二输出微波信号对所述第二电子束进行加速。

6.根据权利要求5所述的辐射检查***，其中，所述微波环行器（15）的至少两个功率输出口还包括第三功率输出口，所述第三功率输出口被分配来自从所述第二功率输出口馈入的微波信号；所述单射线源（10）还包括：吸收负载（16），与所述第三功率输出口连接，被配置为吸收所述第三功率输出口输出的微波信号。

7.根据权利要求6所述的辐射检查***，其中，所述微波环行器（15）包括四端环流器（151）。

8.根据权利要求6所述的辐射检查***，其中，所述控制器（11）被配置为在所述第一时段使所述微波产生装置（14）馈入到所述微波环行器（15）的功率输入口的微波信号包括至少一个第一输入微波信号，并在所述第二时段使所述微波产生装置（14）馈入到所述微波环行器（15）的功率输入口的微波信号包括至少一个第二输入微波信号，所述至少一个第一输入微波信号的功率大于所述至少一个第二输入微波信号。

9.根据权利要求1所述的辐射检查***，其中，所述微波产生装置（14）包括磁控管（141）。

10.根据权利要求5所述的辐射检查***，其中，所述第一加速管（131）的出束方向与所述第二加速管（132）的出束方向不同，且在不同时刻出束；所述探测器（30）包括多个探测器阵列；

所述辐射检查***还包括：

第一加速器舱（51），容纳所述第一加速管（131）；

第二加速器舱（52），容纳所述第二加速管（132）；

至少一个第一探测器臂（61），安装有所述多个探测器阵列的一部分；和

至少一个第二探测器臂（62），安装有所述多个探测器阵列的另一部分，

其中，所述电子束产生装置（12）、微波产生装置（14）和微波环行器（15）均位于所述第一加速器舱（51）和所述第二加速器舱（52）之一中。

11.根据权利要求10所述的辐射检查***，其中，所述第一加速器舱（51）和所述至少一个第一探测器臂（61）位于第一平面，所述第二加速器舱（52）和所述至少一个第二探测器臂（62）位于第二平面，所述第一平面与所述第二平面不共面。

12.根据权利要求11所述的辐射检查***，其中，所述第一平面与所述第二平面平行。

13.根据权利要求10所述的辐射检查***，其中，所述至少一个第一探测器臂（61）包括第一探测器横臂（611）和第一探测器竖臂（612），所述至少一个第二探测器臂（62）包括第二探测器横臂（621）、第二探测器竖臂（622）和第三探测器竖臂（623）；

所述辐射检查***还包括支撑结构（70），所述第一加速器舱（51）、所述第二加速器舱（52）、所述第一探测器横臂（611）和所述第二探测器竖臂（622）均与所述支撑结构（70）连接，所述第一探测器竖臂（612）位于所述支撑结构（70）的对侧，所述第二探测器横臂（621）位于所述第二加速器舱（52）的下侧，所述第三探测器竖臂（623）位于所述第二探测器竖臂（622）的对侧。

14.根据权利要求5所述的辐射检查***，其中所述第一加速管（131）的出束方向与所述第二加速管（132）的出束方向不同，且在不同时刻出束；所述探测器（30）包括多个探测器阵列；

所述辐射检查***还包括：

单加速器舱（53），容纳所述第一加速管（131）和所述第二加速管（132）；

至少一个第一探测器臂（61），安装有所述多个探测器阵列的一部分；

至少一个第二探测器臂（62），安装有所述多个探测器阵列的另一部分；

第一准直器（81），位于所述第一加速管（131）与所述至少一个第一探测器臂（61）之间，被配置为将所述第一加速管（131）产生的射线准直到所述至少一个第一探测器臂（61）；

第二准直器（82），位于所述第二加速管（132）与所述至少一个第二探测器臂（62）之间，被配置为将所述第二加速管（132）产生的射线准直到所述至少一个第二探测器臂（62），

其中，所述电子束产生装置（12）、微波产生装置（14）和微波环行器（15）均位于所述单加速器舱（53）中。

15.根据权利要求14所述的辐射检查***，其中，所述第一加速管（131）、所述第一准直器（81）和所述至少一个第一探测器臂（61）位于第三平面，所述第二加速管（132）、所述第二准直器（82）和所述至少一个第二探测器臂（62）位于第四平面，所述第三平面与所述第四平面呈锐角。

16.根据权利要求1所述的辐射检查***，其中，所述单射线源为电子直线加速器。

17.一种根据权利要求1~16任一所述的辐射检查***的辐射检查方法，包括：

使多个加速管（13）中的一部分在扫描周期的第一时刻产生具有第一能量的射线脉冲；

接收探测器（30）探测所述具有第一能量的射线脉冲作用于被检物（40）后的探测信号，并判断所述探测信号是否低于预设阈值，如果低于预设阈值，则使多个加速管（13）中的另一部分在所述扫描周期的下一时刻产生具有均高于第一能量的第二能量和第三能量之一的射线脉冲，否则使多个加速管（13）中的另一部分在所述扫描周期的下一时刻不产生射线脉冲。

18.根据权利要求17所述的辐射检查方法，其中，所述第一能量小于1MeV，所述第二能量和所述第三能量均大于1MeV，且所述第二能量低于所述第三能量。