DE19532965C2 - Röntgenprüfanlage für großvolumige Güter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenprüfanlage für großvolumige Güter, nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Derartige Röntgenprüfanlagen dienen im wesentlichen der Kontrolle von Containern und Lastkraftwagen und erzeugen sehr hoch auflösende Röntgenbilder, welche durch die Möglichkeit des Vergleichs mit deklarierten Ladepapieren ein sehr wirkungsvolles und bewährtes Kontrollwerkzeug mit hoher Detektionsgenauigkeit darstellen. Untersuchun­ gen haben ergeben, daß in der Regel bei 3 bis 5% der kontrollierten Transporte ca. 70% der Waren falsch deklariert sind und nur 30% aller Transporte ohne Beanstandungen bleiben. Insbesondere der Schmuggel bzw. das Verschieben von Luxusgütern und High- Tech-Elektronik ist in den letzten Jahren stark angestiegen. Das immense Wachstum im internationalen Frachtverkehr erschwert die Überprüfung von Gütertransporten in zunehmendem Maße. Zur Gewinnung von sehr guten Bildern ist die Verwendung von hoher Röntgenenergie, beispielsweise zwischen 2 bis 10 MeV, erforderlich, wobei jedoch die Erzeugung solcher hoch auflösender Strahlungsbilder einen sehr hohen Aufwand bei der Strahlenerzeugung und bei der Detektoranordnung erfordert. Dar­ überhinaus führt das für solche Anlagen benötigte autonome Transportsystem, der Aufwand zur Sicherung des Strahlenschutzes und die Infrastruktur zu einem hohen Flächenbedarf. Ein mobiler Einsatz an unterschiedlichen Standorten ist für solche Systeme nicht möglich.

Aus der DE-43 11 174 A1 ist eine Röntgenprüfanlage bekannt, bei der das Prüfgut vom Lastkraftwagen-Fahrer entlang einer Prüfstrecke bewegt wird. Auch bei dieser Röntgen­ prüfanlage sind der Strahlengenerator und die Detektorvorrichtung feste stationäre Komponeten der Prüfstrecke. Aufgrund der Sicherstellung des Strahlenschutzes des Fahrers gestattet diese Röntgenprüfanlage keine vollständige Durchstrahlung des Prüfgutes, beispielsweise eines kompletten Lastkraftwagens.

Aus der EP-0412190 A1 ist eine weitere Röntgenprüfanlage als bekannt zu entnehmen, die in einem auf dem Boden abstützbaren Container angeordnet ist. Das zu prüfende Gut, vorzugsweise auch Fahrzeuge, müssen für die Untersuchung aufwendig auf einer separaten Palette quer durch einen Tunnel des Containers bewegt werden.

In ähnlicher Weise werden zu untersuchende Prüfobjekte auch bei einer aus JP. Abstract 07027721A 31.01.95 bekannten Röntgenprüfanlage quer durch ein die Röntgenprüfanlage aufnehmendes Fahrzeug bewegt. Auch bei dieser Röntgenprüfanlage müssen die Prüfobjek­ te auf einen separaten Tisch gehoben werden, der für die Untersuchung quer zur Fahrzeu­ glängsachse durch den Detektionsbereich hindurch bewegt werden muß. Diese Prüfung erfordert durch zusätzliche Justagearbeiten eine erhöhte Ablauflogistik, wodurch Nachteile hinsichtlich des Prüfdurchsatzes entstehen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mobile Röntgenprüfanlage für die Kontrolle von großvolumigen Gütern, wie Containern, Lastkraftwagen, Autos, etc. zu schaffen, die insbesondere das Aufspüren von Schmuggelware, wie Luxusgüter und High-Tech-Elektronik, auf einfache und kostengünstige Weise bei hohem Prüfdurchsatz gestattet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Der Erfindung liegt im wesentlichen die Erkenntnis zugrunde, daß die Röntgenprüfanlage selbstfahrend über das ruhende Prüfobjekt hinweg bewegt wird. Dabei ist die Röntgen­ prüfanlage derart auf einem Fahrzeug angeordnet, daß während der Vorbeifahrt des Fahrzeuges an dem zu kontrollierenden Gut dieses durch die Röntgenprüfanlage auf einfache, kostengünstige und zeitsparende Weise kontrolliert wird. Das Fahrzeug kann von einem Fahrer, aber auch automatisch geführt werden. Eine Beeinträchtigung des Fahrers durch die Röntgenstrahlen ist nicht zu befürchten, weil das Führerhaus zur Sicherstellung des Strahlenschutzes des Fahrers außerhalb des sicherheitstechnischen Bereiches gegenüber der fest auf dem Fahrzeug installierten Röntgenprüfanlage angeordnet ist.

Die Röntgenprüfanlage ist aus einer raumsparenden Transportstellung, beispielsweise von einem hinteren Ende eines Spezialfahrzeuges in eine seitliche torbogenförmige Kontrollstellung ausschwenkbar, so daß sie sich während der Vorbeifährt des Spezial­ fahrzeuges an dem Prüfgut mit geringer Geschwindigkeit über das Prüfgut hinwegbewe­ gen und dieses kontrollieren kann. Herbei durchdringt ein im Torbogen erzeugter Strahlenfächer das zu untersuchende Objekt. Eine im Torbogen dem Röntgengenerator gegenüberliegende L-förmige Detektoreinheit empfängt das Schattenbild des Prüf­ objektes. Mittels einer nicht näher beschriebenen Signalaufbereitungs- und Bildver­ arbeitungselektronik wird dieses Strahlungsbild sinnvoll aufbereitet und in einem Bildspeicher abgespeichert. Die Bildinformation ist mittels eines Monitors darstellbar. Versuche haben gezeigt, daß Röntgenenergien bis 500 keV, vorzugsweise 340 keV oder 300 keV, zur einfachen Erkennung von markanten Objekten in Umgebungen mit mittlerer Dichte ausreichen.

Die Ausführung als mobile, selbstfahrende Anlage zur Kontrolle von ruhenden Prüfob­ jekten trägt erheblich zur Vereinfachung und Effizienz bei. Wesentliche Vorteile sind neben der hohen Flexibilität, Mobiltät und einfachen Bedienung die vollständige Erfassung des gesamten Prüfobjektes, die geringe Anzahl an Bedienungspersonen. wobei der Fahrer gleichzeitig Bildauswerter ist, der Wegfall von Justagearbeiten, die Verein­ fachung von Ablauflogistik und nicht zuletzt ein hoher zu erwartender Prüfdurchsatz hervorzuheben.

Anwendungsgebiete für derartige Prüfanlagen sind beispielsweise Grenzübergänge, See- und Flughäfen, Mautstellen, Frachtzentren, allgemeine Sicherheitszonen, industrielle und militärische Anlagen bis hin zur Materialprüfung zur Sicherstellung der weiteren Verwendung von Containern und Transportbehältern.

Neben der Ausführung als Integration in ein motorisiertes Fahrzeug ist auch eine Ausführung auf einem Anhänger (Trailer) denkbar.

Durch die Auslegung des Systems für Röntgenquellen bis 500 keV können selbst Waffen in größeren Mengen von Drogen in Umgebungen mit mittlerer Dichte detektiert werden. Außerdem ist die Anlage auch als Mehrstralsystem ausführbar, wobei bei entsprechender mechanischer Auslegung zwei oder mehrere parallele Strahlenfächer im Torbogen erzeugt werden. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, daß bei jeweils unter­ schiedlich gewählter Geometrie (Strahlrichtung) verschiedene Ansichten des Prüfobjetes erzeugt werden können und damit die Objekterkennung verbessert werden kann. Auf diese Weise ist eine Durchleuchtung des Prüfobjektes während der Vorbeifahrt beidsei­ tig und von oben möglich. In der Regel ist der Einsatz eines einzigen Strahlenfächers jedoch ausreichend.

Die Erfindung wird anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles, näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht des motorisierten Spezialfahrzeuges mit der seitlich torbogenförmig ausgefahrenen Röntgenprüfvorrichtung während des Scanvorganges eines Prüfobjektes (LkW).

Fig. 2 eine Seitenansicht des Spezialfahrzeuges;

Fig. 3a, 3b und 3c den Prüfvorgang in verschiedenen Zeitabläufen.

Die Fig. 1 und 2 lassen ein Spezialfahrzeug 6 erkennen, auf dem im hinteren Fahrzeugbereich eine Röntgenprüfanlage 1 um eine senkrechte Achse 12 seitlich ausschwenkbar angeordnet ist. Die Röntgenprüfanlage ist torbogenförmig ausgebildet, damit sie während der Vorbeifahrt an dem zu prüfenden Gut 2 dieses von beiden Längsseiten und von oben übergreift. Als Träger der Röntgenprüfanlage 1 ist ein Ausleger 7 mit dem Fahrzeug verbunden, der für das Übergreifen des Gutes 2 einen Torbogen bildet.

Der Ausleger 7 besteht aus einer mit dem Fahrzeug 6 verbundenen Stütze 8, einem am oberen Ende der Stütze angeschlossenen Querträger 9 und einem an dem von der Stütze 8 abgewandten Ende des Querträgers angeschlossenen sowie senkrecht nach unten weisenden Freiarm 10. Die Stütze 8 ist für eine horizontale Schwenkbewegung 11 (Fig. 3b) des Querträgers 9 um eine senkrechte mit dem Fahrzeug 6 verbundene Achse 12 drehbar, während der Freiarm 10 für die Einnahme der senkrecht nach unten weisenden Stellung 13 um eine horizontale Achse 14 des Querträgers 9 abklappbar ist.

Am Fahrzeug 6 sind nicht dargestellte Mittel für eine Höhenverstellung des Auslegers 7 angeordnet, wodurch die Röntgeneinheit 1, 3, 4 in der Höhe, beispielsweise im Abstand der Unterkante des Strahlenfächers zur Fahrbahnoberfläche, variierbar ist und damit optimale Anpassungen an unterschiedlich hohe Untersuchungsobjekte bzw. Bordwand­ höhen der Beförderungsfahrzeuge erreicht werden können.

Am Querträger 9 und am Freiarm 10 des Auslegers 7 sind Detektoren 4 befestigt, die in der ausgeklappten Stellung 13 des Freiarmes 10 eine L-förmige Detektoreinheit bilden. In nicht dargestellter Weise können am Querträger 9 und/oder am Freiarm 10 des Auslegers 7 Röntgensysteme für eine Detektion aus unterschiedlichen Blickwinkeln angeordnet sein, so daß, beispielsweise für eine Detektion aus entgegengesetzten Richtungen, am Querträger 9 und/oder am Freiarm 10 hintereinander in Fahrtrichtung 16 wenigstens eine Detektoreinheit 4 und wenigstens ein Strahlengenerator 3 für einen jeweilige fächerförmige Durchstrahlung 5 angeordnet sind.

Bei einer Anordnung eines Strahlengenerators, beispielsweise am außenliegenden Freiarm 10 können zusätzlich weitere nicht dargestellte Röntgendetektoren 4 an der Stütze 8 angeordnet sein.

Zur Durchführung einer einfachen, fächerförmigen Durchstrahlung ist die Röntgenquelle 3 schwenkbeweglich mit der Stütze 8 verbunden, wodurch eine fächerförmige Strah­ lungsebene zwischen Röntgenquelle und Röntgendetektoren in der torbogenförmigen Kontrollstellung sichergestellt ist.

Die Fig. 2 verdeutlicht, daß nicht nur die Röntgenquelle 3 und die am Ausleger 7 befindlichen Detektoren 4, sondern auch ein um die Achse 12 schwenkbares Gewicht 15 als Ausgleich für den Ausleger, des weiteren eine Elektronik 18 und eine im Führerhaus 17 befindliche Auswertestation auf dem Prüffahrzeug 6 angeordnet sind. Durch diese feste Anordnung aller Komponenten der Röntgenprüfanlage 1 am Fahrzeug entfallen aufwendige Justiereinrichtungen und zusätzliche Arbeiten, wie sie beispielsweise in der Anordnung nach der DE 43 11 174 A1 erforderlich sind.

Die gesamte Röntgenprüfanlage ist unter Berücksichtigung des Strahlenschutzes so ausgelegt bzw. abgeschirmt, daß der Betrieb von Röntgenquellen 3 bis 500 keV möglich ist.

Untersuchungen haben gezeigt, daß die vom Prüfobjekt 2 erzeugten Streustrahlungs­ anteile bei sinnvoller Kollimierung des Hauptstrahles keinen relevanten Beitrag zur Ortsdosisleistung im näheren und weiteren Umfeld des Systems erzeugen. Durch die gewählte Ausführungsform ist gewährleistet, daß der Fahrer des Prüfungsfahrzeuges 6 sich jederzeit außerhalb des sicherheitsrelevanten Bereiches der Röntgenstrahlung befindet. Durch die Anordnung der Auswertestation 19 im Führerhaus 17 ist der ganze Kontrollvorgang nur mit einer Bedienperson möglich.

Die Fig. 3a bis 3c verdeutlichen, daß mit der vorbeschriebenen, auf dem Spezialfahr­ zeug 6 angeordneten, torbogenförmigen Röntgenprüfanlage wahrend des Vorbeifahrens an dem ruhenden Prüfobjekt beliebig lange Objekte, beispielsweise ein LkW mit Anhänger, kontrolliert werden können. Die Fig. 3a zeigt die Stellung des Spezialfahr­ zeuges 6 am Anfang die Fig. 3b während und die Fig. 3c am Ende des Kontroll­ vorganges.

Nach Beendigung des Kontrollvorganges wird der Freiarm 10 durch einen nicht dargestellten Antrieb um die Achse 14 in eine zum Querträger 9 parallele Ruhestellung zurückgeschwenkt. Für einen weiteren mobilen Einsatz schwenkt der Ausleger 7 an­ schließend die Röntgenprüfanlage 1 um die senkrechte Achse 12 in eine zur Fahrzeug­ längsachse parallele Transportstellung (Fig. 2) zurück.

Bezugszeichenliste

1

Röntgenprüfanlage

2

Güter

3

Röntgenquelle

4

Röntgendetektor

5

Durchstrahlung

6

Fahrzeug

7

Ausleger

8

Stütze

9

Querträger

10

Freiarm

11

Drehbewegung

12

Achse

13

Stellung

14

Achse

15

Gewicht

16

Fahrtrichtung

17

Führerhaus

18

Elektronik

19

Auswertestation

Claims (8)

1. Röntgenprüfanlage (1) für großvolumige Güter mit wenigstens einer Röntgenquelle (3) und wenigstens einem Röntgendetektor (4) für eine fächerförmige Durchstrahlung (5) des zu kontrollierenden Gutes (2), wobei die Röntgenprüfanlage (1) auf einem Fahrzeug (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger der Röntgen­ prüfanlage (1) ein Ausleger (7) mit dem Fahrzeug (6) ausschwenkbar verbunden ist, der in ausgeschwenkter Stellung das zu prüfende Gut (2) von beiden Längsseiten und von oben übergreift und dadurch während einer Vorbeifahrt des Fahrzeuges an dem zu prüfenden Gut dieses kontrolliert.

2. Röntgenprüfanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (7) aus einer mit dem Fahrzeug (6) verbundenen Stütze (8), einem am oberen Ende der Stütze (8) angeschlossenen Querträger (9) und einem an dem von der Stütze (8) abgewandten Ende des Querträgers (9) angeschlossenen sowie senkrecht nach unten weisenden Freiarm (10) besteht, wobei die Stütze (8) für eine horizontale Schwenk­ bewegung (11) des Trägers (9) um eine senkrechte mit dem Fahrzeug (6) ver­ bundene Achse (12) drehbar ist und der Freiarm (10) für die Einnahme der senk­ recht nach unten weisenden Stellung (13) um eine horizontale Achse (14) des Quer­ tragers (9) abklappbar ist.

3. Röntgenprüfanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrzeug (6) Mittel zur Höhenverstellung des Auslegers (7) angeordnet sind.

4. Röntgenprüfanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (9) und der Freiarm (10) des Auslegers (7) Detektoren (4) tragen, die in der ausgeklappten Stellung (13) des Freiarmes (10) eine L-förmige Detektoreinheit (4) bilden.

5. Röntgenprüfanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger (9) und/oder am Freiarm (10) des Auslegers (7) Röntgensysteme für eine Detektion aus unterschiedlichen Blickwinkeln angeordnet sind.

6. Röntgenprüfanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger (9) und/oder am Freiarm (10) für eine Detektion aus entgegen­ gesetzten Richtungen in Fahrtrichtung (16) hintereinander wenigstens eine Detekto­ reinheit (4) und wenigstens ein Strahlengenerator (3) angeordnet sind.

7. Röntgenprüfanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Strahlengenerator (3) drehbeweglich um die Achse (12) mit der Stütze (8) verbunden ist.

8. Röntgenprüfanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Detektoren (4) und Strahlengeneratoren (3) bestehenden Röntgensyste­ me außerhalb des sicherheitstechnischen Bereiches gegenüber dem Führerhaus (17) auf dem Fahrzeug (6) angeordnet sind.