专利名称：一种可携带式x射线反散射成像检测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种X射线检测设备，属于无损检测和安全防卫检测设备技术领域。
背景技术：
X射线的特点是穿透力强，X射线反散射成像检测仪就是利用这个特点，让X射线穿透人们的衣物等外包装材料，射向隐藏在衣物等包装材料后面的物体，X射线在这些物体上产生不同的反散射，测量这些不同的反散射射线的位置、强度，就可以给出隐藏在衣物等包装材料后面物体(检测对象)的大小、形状和位置等信息并给出其图像，从而判断它是否违禁物品。把X射线射向墙壁就可以检测墙体内是否有异物。射向地面，可以检查是否有地雷埋在地下等等。实现这种技术的设备目前有两种方式，一是飞点扫描方式，它要求扫描装备，将X射线准直成一个细束，使其运动起来把被检测物体全部扫描一遍，这种设备尺寸大，重量也大，目前只有美国有几家公司如AS&E和Rapiscan等可以生产；另一种是用锥形X射线束照射一定面积的待检物体，利用X射线透镜技术将被检物体反散射射线勿需扫描，一次成像，检测一定面积的被检测物体的反散射图像，提供被检测物体表面后隐藏违禁品的信息。这种设备目前美国物理光学公司生产一种产品‘LEXID’，具有简单、轻巧，且易于携带的特点，但X射线透镜技术复杂，不易制作，价格也昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种可携带式X射线反散射成像检测仪，即采用编码孔成像技术，恢复重建出单个小孔形成的真实反散射图像，从而提供一种结构相对简单、轻巧，且成本较低的X射线反散射成像检测仪。本发明的技术方案如下包括可携带式X射线源、编码孔板、反散射X射线成像探测器、可见光图像探测器、计算机图像重建及显示系统、X射线源屏蔽材料以及反散射X射线范围限定器；所述的X射线图像探测器依次由反散射X射线-可见光图像转换器、图像传输光纤板和可见光图像放大器组成，三者紧密接触；所述的编码孔板和反散射X射线成像探测器被放置在可携带式整机屏蔽机壳内；所述反散射X射线范围限定器设置在所述编码孔板前端，并置于可携带式整机机壳屏蔽的外部；x射线源发出X射线射向被检物体，被检物体反散射X射线经编码孔板射在反散射X射线-可见光图像转换器上生成可见光图像，再经图像传输光纤板和可见光图像放大器将可见光图像放大后，由可见光图像探测器采集，然后将采集的图像信息送入计算机图像重建及显示系统，显示出被检物体散射物。 本发明所述的编码孔板采用二维编码孔模板，所述的编码孔板上的孔为环形孔、方形孔或圆形孔。编码孔板为重金属或其合金轧制成的薄板，其厚度小于I. O毫米，孔的面积占整个编码孔板面积的40% 55%。本发明所述的反散射X射线范围限定器由屏蔽材料做成，其形状为圆锥形或四楞锥形。
本发明所述的X射线源采用高压为30 140千伏的低功率X射线发生器，或是冷阴极的脉冲X射线发生器。本发明具有以下优点及突出性效果本发明由于采用了一个按一定规律编码的编码孔板，即将多个小孔成像叠加，再将多个小孔成像叠加的图像恢复重建出单个小孔形成的真实反散射图像。既利用多个小孔成像叠加提高了采集的信息量，又利用图像重建技术获得具有一定质量的图像；有效克服了 X射线透镜技术所带来的设备结构复杂和飞点扫描技术的设备庞大以及信息量少等缺陷，具有原理简单、信息量大、加工制作方便、重量巧和价格便宜等特点，可以制成可携带式设备。
图I为本发明的原理结构示意图。图2为反散射X射线成像探测器及射线走向示意图。图3为采用改进冗余数组模式的编码孔板的形状示意图。图中1-X射线源；2_射出的锥形X射线束；3_被照射物体或人；4_反散射X射线；5-编码孔板；6_反散射X射线成像；7_反散射X射线成像探测器；8_计算机图像重建及显示系统；9-X射线源屏蔽材料；10_图像传输光纤板；11_可见光图像放大器；12_可见光图像探测器；13_反散射X射线-可见光图像转换器；14-可携带式整机机壳屏蔽；15_反散射X射线范围限定器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的原理、结构和工作过程做进一步的说明。本发明提供的一种可携带式X射线反散射成像检测仪(如图I所示)，该检测仪包括可携带式X射线源I、编码孔板5、反散射X射线成像探测器7、可见光图像探测器12、计算机图像重建及显示系统8、X射线源屏蔽材料9以及反散射X射线范围限定器15 ;所述的X射线图像探测器7依次由反散射X射线-可见光图像转换器13、图像传输光纤板10和可见光图像放大器11组成，反散射X射线-可见光图像转换器13、图像传输光纤板10和可见光图像放大器11三者紧密接触；所述的编码孔板5和反散射X射线成像探测器7被放置在可携带式整机屏蔽机壳14内；所述反散射X射线范围限定器15设置在所述编码孔板5前端，并置于可携带式整机机壳屏蔽14的外部。X射线源发出X射线，经X射线源屏蔽材料9射出的锥形X射线束2射向被检物体3，被检物体反散射X射线4由反散射X射线范围限定器15限定，经编码孔板5将被检物体的反散射射线成像在反散射X射线-可见光图像转换器13上，生成可见光图像，可见光图像转换器由碘化铯或GOS构成，碘化铯或GOS将X射线图像转换成可见光图像后，由图像传输光纤板10将可见光连接到微通道板构成的可见光图像放大器11 (又称图像增强器)将图像信息放大，由可见光图像探测器12(CCD或CMOS)将所得的图像信息采集并送入计算机图像重建及显示系统8进行处理，图像重建后得到真实的反散射图像显示在计算机的显示器上(如图2所示)。X射线源I应采用高压为30 140千伏的低功率X射线发生器(小于500瓦)， 或是冷阴极的脉冲X射线发生器。因为它耗电少，重量轻，在某些特定情况下，X射线源可以脱离主机，由操作助手携带，这样更便于检测。如有特殊要求(如检测更厚的物体后面的情况)则应增加射线能量。X射线源的屏蔽材料9 一般选用约2-6毫米厚的铅皮即可(视选用X射线能量定)；反散射X射线范围限定器15由屏蔽材料制成，可被加工成圆锥形或四楞锥形，以限定采集反散射X射线范围(即确定采集散射图像的视野大小)。可携带式整机机壳屏蔽14应由屏蔽材料制成，用来屏蔽反散射X射线成像探测器
7,防止没有经过编码孔板的反散射X射线射入图像探测器，形成虚假信号。
编码孔板是由各种各样的编码模式制成的一种广泛使用的二维编码孔模板，通常使用的模式是改进冗余数组模式，简称MURA。图3为采用改进冗余数组模式的编码孔板的形状示意图，是一个边长为质数(31X31)的正方形编码模板，模板的黑白部分由孔和板物质构成，由0，I构成的矩阵元Ay，决定模板的结构构，矩阵Ay的形成规律是
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Il 德其中i，j分别为O到p-1的整数。q是以P为模的二次残余，Cq = I否则Cq = _1，Auj是由0，I构成的矩阵分别表示孔和模板材料实体。编码孔板可以有各种形状的孔，如环形孔或方形孔等，但孔的大小、形状和布置都要有一定的规律，以保证图像重建的质量。编码孔板是采用重金属材料，如钨、钽、金和铅等高原子序数、高密度的金属或它们的合金轧制成的薄板，其厚度应小于I. O毫米。编码孔板上孔的面积应占孔板面积的40 55%，这样才能保证采集的信息量足够大，图像的质量才有保证。
权利要求
1.一种可携带式X射线反散射成像检测仪，包括可携带式X射线源(I)、编码孔板(5)、反散射X射线成像探测器(7)、可见光图像探测器(12)、计算机图像重建及显示系统(8)、X射线源屏蔽材料(9)以及反散射X射线范围限定器(15);所述的X射线图像探测器(7)依次由反散射X射线-可见光图像转换器(13)、图像传输光纤板(10)和可见光图像放大器(11)组成，三者紧密接触；所述的编码孔板(5)和反散射X射线成像探测器(7)被放置在可携带式整机屏蔽机壳(14)内；所述反散射X射线范围限定器，(15)设置在编码孔板(5)前端，并置于可携带式整机机壳屏蔽14的外部；X射线源发出X射线射向被检物体(3)，被检物体反散射X射线(4)经编码孔板(5)射在反散射X射线-可见光图像转换器(13)上生成可见光图像，再经图像传输光纤板(10)和可见光图像放大器(11)将可见光图像放大后，由可见光图像探测器(12)采集，然后将采集的图像信息送入计算机图像重建及显示系统(8)，显示出被检物体散射物。
2.按照权利要求I所述的一种可携带式X射线反散射成像检测仪，其特征在于所述的编码孔板采用二维编码孔模板，所述的编码孔板上的孔为环形孔、或方形孔。
3.按照权利要求I或2所述的一种可携带式X射线反散射成像检测仪，其特征在于编码孔板为重金属或其合金轧制成的薄板，其厚度小于I. O毫米，孔的面积占整个编码孔板面积的40 % 55%。
4.按照权利要求I所述的一种可携带式X射线反散射成像检测仪，其特征在于所述的反散射X射线范围限定器由屏蔽材料做成，其形状为圆锥形或四楞锥形。
5.按照权利要求I所述的一种可携带式X射线反散射成像检测仪，其特征在于所述的X射线源采用高压为30-140千伏的低功率X射线发生器，或是冷阴极的脉冲X射线发生器。
全文摘要
一种可携带式X射线反散射成像检测仪，属于无损检测和安全防卫检测设备技术领域。该检测仪包括可携带式X射线源、编码孔板、反散射X射线成像探测器、可见光图像探测器、计算机图像重建及显示系统、X射线源屏蔽材料以及反散射X射线范围限定器。本发明由于采用了按一定规律编码的编码孔板，即将多个小孔成像叠加，再将多个小孔成像叠加的图像恢复重建出单个小孔形成的真实反散射图像，有效克服了X射线透镜技术所带来的设备结构复杂和飞点扫描技术的设备庞大以及信息量少等缺陷，具有原理简单、信息量大、加工制作方便、重量轻巧和价格便宜等特点，可以制成可携带式设备。
文档编号G01V5/00GK102621587SQ201210082710
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月26日 优先权日2012年3月26日
发明者貊大卫, 貊梁 申请人:貊梁