CN202870002U - 双源x射线透射与背散射安检装置 - Google Patents
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Abstract
本新型公开了一种双源X射线透射与背散射安检装置。在底座的右侧、安检通道前半部下方安装非对称宽扇形角透射X射线源，在安检通道的正上方和通道的左侧安装L形透射探测器阵列。L形透射探测器阵列与透射X射线源经过准直器的非对称扇形射线束构成透射测量及成像的几何学结构。在底座的中间、安检通道后半部下方安装左右对称宽扇形角背散射X射线源，安检通道的左右两侧分别安装平行背散射探测器阵列，背散射探测器阵列与背散射X射线源经过前准直器的左右对称扇形射线束构成背散射测量及成像的几何学结构。本新型不仅能检测出金属武器、刀具等违禁品，还能检测出***、毒品、汽油等违禁品，且检测速度快、灵敏度高，价格便宜，适合中国国情。
Description
一、技术领域
本实用新型涉及一种X射线安检***，具体是一种在安检***使用的新型双源射线透视与背散射安检装置。
二、背景技术
现有的安检装置采用如下几种类型：
1. X射线透射方法：
国内外普遍采用这种方法，由于物质对X射线的吸收作用，当X射线穿过被检物后会有一部分能量被吸收，不同种类的材料对X射线的吸收能力不同，穿过不同材料的X射线束到达探测器时的能量也是不同的。经过处理，探测器接收的能量大小以灰度级图像显示，这种方法只能检查出金属武器、刀具等，具有较大的局限性。
2. 双能X射线透射方法：
近年来国内外采用双能X射线透射方法，双能X射线检测法识别材料的精度用分辨有效原子序数的精度来衡量。用于机场、海关、铁路等重要部门的安全检查设备大都是双能量、线扫描、透射型X射线检查设备，该类设备能同时得到被检物的低能和高能信息，并根据这两种信息计算出被检物品组成物质的有效原子序数Zeff信息，从而实现对被检物品的分类和识别，可以将无机物从有机物中分离出来，如将行李中常见的玻璃等无机物分离出。但对 Zeff值接近的塑料、织物、***物和毒品无法分辨。
3. X射线背散射方法： X射线与物质相互作用会发生透射、吸收和散射三种情况, 国内外的X 射线背散射(CBS) 方法就是用斩波轮和飞点扫描技术，在与透射光子方向成≧900方向用背散射探测器阵列测量由被测物品上射出的背散射光子。背散射信号与被测物品的有效原子序数Zeff有关，用背散射图像灰度显示可以将有机物、***物、毒品等进行分辨。而这种X 射线背散射安检装置检测效果还有不足，最严重的事故是：在美国亚特兰大***期间用这种背散射安检装置没有检查出***而造成现场***。美国近来研制和生产出背散射人体检查设备，仅2010年美国的78座机场就要安装450台，其结构复杂，检测速度较慢，价格昂贵，难于在发展中国家推广应用。
4. X 射线的计算机断层扫描成像(CT)方法：该方法适用大型行李包裹，美国通用智能科技公司生产的CTX9000行李检查***、美国L-3CSDS公司生产3DX***物探测***，其结构复杂。价格十分昂贵，更难于在发展中国家推广应用。
三、发明内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种适合中国国情、检测效果好的双源X射线透射与背散射安检装置。
本实用新型的目的是这样达到的：
一种双源X射线透射与背散射安检装置，安装于行李安检机上，行李安检机包括机架、底座、安检通道和传送带。其特征在于：采用双X射线源、分别为非对称宽扇形角的透射X射线源和左右对称宽扇形角背散射X射线源，在底座的一侧、安检通道前半部下方安装透射X射线源，在安检通道的正上方和通道的另一侧安装L形透射探测器阵列，L形透射探测器阵列与透射X射线源经过准直器的非对称扇形射线束构成透射测量及成像的几何学结构。在底座的中间、安检通道后半部下方安装背散射X射线源，安检通道的左右两侧分别安装平行背散射探测器阵列，背散射探测器阵列与背散射X射线源经过前准直器的左右对称扇形射线束构成背散射测量及成像的几何学结构。
透射X射线源安装在底座右侧，L形透射探测器阵列安装在通道的正上方和左侧。
透射X射线源采用的是非对称宽扇形角200W X射线机，背散射X射线源采用左右对称宽扇形角500W X射线机。透射探测器阵列是采用微型硅光电二极管和碘化铯闪烁晶体制成具有国际标准接口的探测器组件。背散射探测器阵列采用小型硅光电二极管和碘化铯闪烁晶体制成具有国际标准接口的探测器组件。
本实用新型的优点是：
1、充分利用X射线透射和背散射的特点，利用X射线透射（TR – Transmission）技术检测出行李包裹中隐藏的金属武器、刀具等违禁品，利用X射线背散射(CBS – Compton Backscatter Scanning)技术检测出行李包裹中隐藏的***、毒品、汽油等违禁品。特别适用于机场、大型会场等需要重点防范的公共安全场所。
2、体积较小、稳定性高、检测速度快、灵敏度高。
3、价格便宜、使用方便实惠，适合中国国情。
四、附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是检测示意图，图中，被检测物包括非违禁品以及***等违禁品。
图3是图2的侧视图。
图中，1-1. 透射X射线源，1-2.背散射X射线源，2.传送带，3.透射探测器阵列，4.背散射探测器阵列，5.透射光子， 6.背散射光子，7.底座， 8.安检通道， 9.背散射探测器阵列准直器，10. 透射探测器阵列准直器，11-1.透射源前准直器，11-2.背散射源前准直器，12.被检测物， 13.检测物中的水、织物等非违禁物， 14.被检测物中的违禁物汽油， 15.被检测物中的违禁品***。
五、具体实施方式
在本实施例中，采用选用体积较小、高稳定性、非对称宽扇形角的200W X射线机作为透射X射线源。选用体积较小、高稳定性、左右对称宽扇形角的500W X射线机作为背散射源。
参见附图1。，
透射X射线源1-1安装在底座7的右侧、安检通道8的前半部下方。在安检通道的正上方和通道的左侧安装L形透射探测器阵列3，L形透射探测器阵列3与透射X射线源1-1经过准直器11-1的非对称扇形射线束构成透射测量及成像的几何学结构。
背散射X射线源1-2安装在底座7的中间、安检通道8后半部下方，安检通道的左右两侧分别安装平行背散射探测器阵列4-1、4-2背散射探测器阵列4-1、4-2与背散射X射线源1-2经过前准直器11-2的左右对称扇形射线束构成背散射测量及成像的几何学结构。
透射探测器阵列3采用国产象数尺寸为1.6×2.0mm2微型硅光电二极管(Si-PIN)和碘化铯(CsI(Tl))闪烁晶体制成具有国际标准接口的探测器组件。背散射探测器阵列4是用国产象数尺寸为5.8×5.8mm2的小型硅光电二极管(Si-PIN)和碘化铯(CsI(Tl))闪烁晶体制成具有国际标准接口的探测器组件。
本实施例中，透射和背散射采传***分别由64、16路低噪声前置放大器、主放大器、多路模拟信号采集模块、模数变换器、可编程数据处理电路、USB接口、低噪声电源等组成。
本实用新型的安检过程参见附图2、3。
当被检测物进入安检通道后，将分别进行透视和背散射的检测：
透射测量：当隐藏有金属武器、刀具、***、毒品的被测物12放到安检通道8的入口的传送带2上后，传送到通道前半部的透射测量区域时，透射X射线源1-1发出并经过前准直器的非对称扇形光子束穿过被测物后的透射光子5由L形透射探测器阵列3进行透射扫描测量，获得被测物12的形状大小及其密度厚度信息，由此测出清晰的透射图像，显示为灰度图像，并根据被测物中不同材料属性、原子序数范围， 将图像着成兰、绿、橙三种颜色。
背散射测量：当被测物12在传送带2上传送到通道后半部的背散射测量区域时，由背散射X射线源1-2发出并经过前准直器11-2的对称扇形光子束通过被测物后而射出背散射光子6，由左右平行的背散射探测器阵列4进行背散射测量。由背散射测量结果获得被测物12中隐藏***15、毒品、汽油14等违禁品的密度、有效原子系数信息，用康普顿背散射与透射测量相结合进行数据处理成像，进一步将Zeff<10的有效原子系数低，其密度又比织物、塑料等日常用品大而显橙色的物质显示成红色、黄色，如***、毒品等危险品，而根据水、饮料等食品与汽油、酒精等易燃品的密度、等效原子系数差异将其汽油等易燃品显示为粉红色。
测试结果： 用X射线透射安检装置只能检查出用金属武器、刀具等，难于分辨织物、塑料、***、毒品等有效原子系数低的物质，用双源X射线透射与背散射安检装置既能检测出金属武器、刀具等，又能检测出***、毒品、汽油等有效原子系数低的违禁品，用以提高安检质量。
Claims (4)
1.一种双源X射线透射与背散射安检装置，安装于行李安检机上，行李安检机包括机架、底座、安检通道和传送带，其特征在于：采用双X射线源、分别为非对称宽扇形角透射X射线源（1-1）和左右对称宽扇形角背散射X射线源（1-2），在底座（7）的一侧、安检通道（8）前半部下方安装透射X射线源（1-1），在安检通道的正上方和通道的另一侧安装L形透射探测器阵列（3），L形透射探测器阵列（3）与透射X射线源（1-1）经过准直器（11-1）的非对称扇形射线束构成透射测量及成像的几何学结构；在底座（7）的中间、安检通道（8）后半部下方安装背散射X射线源（1-2），安检通道的左右两侧分别安装平行背散射探测器阵列（4-1、4-2），背散射探测器阵列（4-1、4-2）与背散射X射线源（1-2）经过前准直器（11-2）的左右对称扇形射线束构成背散射测量及成像的几何学结构。
2.如权利要求1所述的双源X射线透射与背散射安检装置，其特征在于：透射X射线源（1-1）安装在底座右侧，L形透射探测器阵列（3）安装在通道的正上方和左侧。
3.如权利要求1所述的双源X射线透射与背散射安检装置，其特征在于：非对称宽扇形角透射X射线源（1-1）采用的是非对称宽扇形角200W X射线机，左右对称宽扇形角背散射X射线源（1-2）采用左右对称宽扇形角500W X射线机；透射探测器阵列（3）是采用微型硅光电二极管和碘化铯闪烁晶体制成具有国际标准接口的探测器组件；背散射探测器阵列（4）采用小型硅光电二极管和碘化铯闪烁晶体制成具有国际标准接口的探测器组件。
4.如权利要求3所述的双源X射线透射与背散射安检装置，其特征在于：所述透射探测器阵列（3）中采用的微型硅光电二极管象数尺寸为1.6×2.0mm2，背散射探测器阵列（4）中的小型硅光电二极管象数尺寸为5.8×5.8mm2 。
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