车载式辐射检查系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种车载式辐射检查系统，包括行走车体、探测臂、辐射源和探测器。所述车载式辐射检查系统还包括与所述探测臂分离的跟随机构，所述跟随机构中包括防辐射材料，并且在检查被检物品时所述跟随机构以非接触的方式跟随所述探测臂一起移动，以防止辐射外泄。本发明不需要在探测臂中灌注铅等大密度防辐射材料，因此，能够有效降低探测臂的重量，从而不需要在搭载该探测臂的行走车体上设置平衡配重，因此，能有效解决车载式辐射检查系统质量过大的问题。同时，本发明还能对跟随机构的行走过程进行精密控制，防止跟随机构与主动机构发生碰撞。
【专利说明】车载式辐射检查系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及辐射检测【技术领域】，尤其涉及一种车载式辐射检查系统。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，车载式集装箱/车辆检查系统是大型集装箱/车辆检查系统中的一种，能够进行有机物/无机物识别、快速扫描和放射性监测，其核心技术为辐射成像技术，其将辐射源和可伸缩式探测器臂装载在商用汽车底盘上，进行检查时探测器臂伸出，形成扫描通道，被扫描车直接驶入并通过扫描通道，在此过程中，安装在商用汽车上的辐射源产生射线，穿过被扫描车，探测器臂接收射线形成扫描图像。由于辐射防护的需要，探测器臂中必须灌入适量铅。这种技术实现方式的问题在于探测器臂端的质量较大，导致探测器臂控制端的质量加倍增大，为了保证搭载该探测器臂的商用汽车底盘的平衡，必须在该商用汽车底盘上设置平衡用的配重，这就增加了整个设备的质量及成本，损害了整个设备的灵活性，不利于车载式集装箱/车辆检查系统的快速转场。因此，很有必要对此进行改进。
【发明内容】
[0003]本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
[0004]根据本发明的一个方面，提供一种车载式辐射检查系统，包括:行走车体；探测臂，搭载在所述行走车体上，所述探测臂和所述行走车体之间限定扫描通道；辐射源，安装在所述行走车体上，用于向经过所述扫描通道的被检物品发射辐射；和探测器，安装在所述探测臂上，用于接收从所述辐射源发射的辐射。其中，所述车载式辐射检查系统还包括与所述探测臂分离的跟随机构，所述跟随机构中包括防辐射材料，并且在检查被检物品时所述跟随机构以非接触的方式跟随所述探测臂一起移动，以防止辐射外泄。
[0005]根据本发明的一个优选实施例，所述跟随机构中灌注有辐射防护用的铅，并且所述探测臂中不灌注铅。
[0006]根据本发明的另一个优选实施例，所述跟随机构具有一个容纳凹部，在检查被检物品时，所述探测臂的安装有探测器的部分容纳在所述跟随机构的容纳凹部中。
[0007]根据本发明的另一个优选实施例，在检查被检物品时，所述跟随机构与所述探测臂之间保持预定间距。
[0008]根据本发明的另一个优选实施例，所述跟随机构上设置有至少一个传感器，用于检测所述跟随机构与所述探测臂之间的实际间距。
[0009]根据本发明的另一个优选实施例，所述跟随机构上还设置有控制器，用于根据设定的预定间距和所述传感器检测到的实际间距之间的距离差计算驱动所述跟随机构的电机的目标转速，并用该目标转速控制所述电机，使得所述跟随机构与所述探测臂之间保持预定间距。
[0010]根据本发明的另一个优选实施例，所述控制器根据所述距离差利用PID算法计算所述电机的目标转速。[0011]根据本发明的另一个优选实施例，所述跟随机构上还设置有控制所述电机的转速的变频器，所述目标转速作为所述变频器控制所述电机的指令数值。
[0012]根据本发明的另一个优选实施例，所述跟随机构上还设置有检测所述电机的实际转速的编码器，并且所述控制器根据所述目标转速和所述编码器检测到的实际转速之间的转速差控制所述电机的转速使之等于所述目标转速。
[0013]根据本发明的另一个优选实施例，所述控制器根据所述转速差利用PID算法控制所述电机的转速。
[0014]根据本发明的另一个优选实施例，所述控制器为PLC控制器。
[0015]根据本发明的另一个优选实施例，所述跟随机构包括第一传感器和第二传感器，当检查被检物品时，所述第一传感器和第二传感器分别位于所述探测臂的两侧。
[0016]根据本发明的另一个优选实施例，所述传感器为接近开关。
[0017]根据本发明的另一个优选实施例，所述跟随机构包括:一对相互面对的方形柱状侧壁部分；和一个平板状底壁部分，位于一对侧壁部分之间。
[0018]根据本发明的另一个优选实施例，所述行走车体上没有设置用于平衡所述探测臂
的重量的配重。
[0019]根据本发明的另一个优选实施例，所述探测臂包括:水平的第一臂，其连接到所述行走车体；和竖直的第二臂，其连接到所述水平的第一臂，所述探测器安装在所述竖直的第
二臂上。
[0020]根据本发明的另一个优选实施例，所述探测臂是可伸缩的探测臂，在不需要检查被检物品时，所述可伸缩的探测臂折叠在所述行走车体上，以便于运输，并且在需要检查被检物品时，所述可伸缩的探测臂伸展开以形成所述扫描通道。
[0021]根据本发明的另一个优选实施例，在不需要检查被检物品时，所述跟随机构能够搭载在所述行走车体上，以便于随车运输。
[0022]根据本发明的另一个优选实施例，所述跟随机构和所述行走车体为沿相互平行的轨道行走的有轨式跟随机构和有轨式行走车体。
[0023]根据本发明的另一个优选实施例，所述跟随机构和所述行走车体为仅通过滚轮行走的无轨式跟随机构和无轨式行走车体。
[0024]与现有技术相比，本发明的优点在于，由于提供了一个与探测臂分离的具有辐射防护功能的单独的跟随机构，因此，不需要在探测臂中灌注铅等大密度防辐射材料，因此，能够有效降低探测臂的重量，从而不需要在搭载该探测臂的行走车体上设置平衡配重，因此，能有效解决车载式辐射检查系统质量过大的问题，并保证安全性，有效地进行辐射防护。同时，本发明还能对跟随机构的行走过程进行精密控制，防止跟随机构与主动机构发生碰撞。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1a显示根据本发明的一个实施例的车载式辐射检查系统的立体示意图；
[0026]图1b显示图1a中的车载式辐射检查系统的俯视图，用于显示跟随机构与探测臂之间保持非接触；
[0027]图2显示图1中所示的跟随机构的立体示意图；[0028]图3显示图1中所示的具有探测臂的行走车体的立体示意图；
[0029]图4显示图1所示的车载式辐射检查系统的控制过程；
[0030]图5显示图1所示的车载式辐射检查系统的控制跟随机构与探测臂之间的距离的控制框图；和
[0031]图6显示图1所示的车载式辐射检查系统的控制跟随机构的驱动电机的转速的控制框图。
【具体实施方式】
[0032]下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。下面参考附图描述的实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0033]图1a显示根据本发明的一个实施例的车载式辐射检查系统的立体示意图。图1b显示图1a中的车载式辐射检查系统的俯视图，用于显示跟随机构与探测臂之间保持非接触。图2显不图1a和图1b中所不的跟随机构的立体不意图；和图3显不图1a和图1b中所示的具有探测臂的行走车体的立体示意图。
[0034]如图la、图1b-图3所示，在本发明的一个实施例中，车载式辐射检查系统主要包括:检查车200和与检查车200分离的跟随机构100。
[0035]如图3所示，检查车200主要包括行走车体201和搭载在行走车体201上的探测臂 202、203。
[0036]参见图la、图1b和图3，在探测臂202、203和行走车体201之间限定一个让被检物品(未图示，例如集装箱或车辆等)通过的扫描通道。
[0037]如图la、图1b所示，在行走车体201上安装有辐射源206，该辐射源206用于向经过扫描通道的被检物品发射辐射。
[0038]如图la、图1b和图3所示，在探测臂上安装有与辐射源对应的探测器204，该探测器204用于接收从辐射源发射的并穿过被检物品的辐射。
[0039]在图示的一个实施例中，探测臂202、203主要包括水平的第一臂202和竖直的第二臂203。如图la、图1b和图3所示，水平的第一臂202连接到行走车体201上，竖直的第二臂203连接到水平的第一臂202，探测器204安装在竖直的第二臂203上。
[0040]尽管未图示，在本发明的一个实施例中，水平的第一臂202可以相对于行走车体201在一个方向或多个方向上自由旋转，同时，竖直的第二臂203可以相对于水平的第一臂202在一个方向或多个方向上自由旋转。这样，第一和第二探测臂202、203就构成了可伸缩和可折叠的探测臂，在不需要检查被检物品时，第一和第二探测臂202、203折叠在行走车体201上，以便于运输，并且在需要检查被检物品时，第一和第二探测臂202、203伸展开以形成扫描通道。
[0041]如图la、图1b和图2所示，车载式辐射检查系统还包括与探测臂202、203分离的跟随机构100。该跟随机构100包括一对相互面对的方形柱状侧壁部分101、102和位于一对侧壁部分101、102之间的一个平板状底壁部分103。前述一对侧壁部分101、102和平板状底壁部分103共同限定一个容纳凹部104，第二探测臂203容纳在该容纳凹部104中。
[0042]请注意，本发明的跟随机构100的机械结构不局限于图示的实施例，可以是其它结构，只要其具有一个适于容纳第二探测臂203的容纳凹部104即可。
[0043]在本发明中，跟随机构100包括防辐射材料，例如，铅。在本发明的一个优选实施例中，在跟随机构100中灌注有辐射防护用的铅。
[0044]如图1a和图1b所示，在检查被检物品时，探测臂202、203的安装有探测器204的第二臂203容纳在跟随机构100的容纳凹部104中，以防止辐射外泄。
[0045]因为探测器204安装在第二探测臂203上，因此，来自辐射源的射线会辐射向第二探测臂203，本发明通过将第二探测臂203容纳在具有辐射防护功能的容纳凹部104中，这样就能够防止辐射到第二探测臂203的射线外泄，起到很好的辐射防护作用，防止对周围环境和工作人员的危害。
[0046]同时，由于跟随机构100是与探测臂203分离的独立机构，因此，不需要在探测臂203中灌注铅等大密度防辐射材料，从而能够有效降低探测臂203的重量，因而不需要在搭载该探测臂203的行走车体201上设置平衡配重，从而能有效解决车载式辐射检查系统质量过大的问题，并保证安全性，有效地进行辐射防护。
[0047]如图1a和图1b所示，在检查被检物品时，跟随机构100跟随探测臂202、203 —起移动。
[0048]在本发明的一个优选实施例中，为了防止跟随机构100在检查被检物品时碰撞探测臂202、203，因此，在检查被检物品时，跟随机构100被控制成与探测臂202、203之间始终处于非接触状态。
[0049]图4显示图1a和图1b所示的车载式辐射检查系统的控制过程。
[0050]如图1a和图lb、图2和图4所示，为了对跟随机构100进行如上的控制，因此，在跟随机构100上设置有至少一个传感器111、112，用于检测跟随机构100与探测臂202、203之间的实际间距y。
[0051]在本发明的一个优选实施例中，在跟随机构100上设置有一对传感器111、112,包括第一传感器111和第二传感器112。当检查被检物品时,如图1a和图1b所不,第一传感器111和第二传感器112分别位于探测臂202、203的两侧。
[0052]但是，请注意，本发明不局限于图示的实施例，在本发明的跟随机构100上也可以仅设置一个传感器，之所以设置多个传感器，其目的是提高设备的可靠性，例如，当一个传感器失效，其它传感器也可以正常工作，从而不会导致跟随机构100与探测臂202、203碰撞。
[0053]图5显示图1a和图1b所示的车载式辐射检查系统的控制跟随机构与探测臂之间的距离的控制框图。
[0054]如图4和图5所示，在本发明的一个优选实施例中，在检查被检物品时，跟随机构100被控制成与探测臂202、203之间保持恒定的预定间距r。
[0055]如图la、图lb、图2和图4所示，在跟随机构100上还设置有控制器113，用于根据设定的预定间距r和传感器111、112检测到的实际间距y之间的距离差e计算驱动跟随机构100的电机的目标转速u’，并用该目标转速u’控制电机，使得跟随机构100与探测臂202,203之间保持预定间距r。
[0056]在本发明的一个优选实施例中，控制器113根据距离差e利用PID算法(比例积分微分控制算法)计算电机的目标转速U’。但是，本发明不局限于此，控制器113也可以采用其它控制算法来控制跟随机构100与探测臂202、203之间的间距。
[0057]由于PID算法属于一种非常传统的控制算法，为了简洁起见，这里不再对其进行详细说明。
[0058]如图la、图lb、图2和图4所示，在跟随机构100上还设置有控制电机的转速的变频器114，来自控制器113的目标转速u’作为变频器114控制电机的指令数值。
[0059]图6显示图1a和图1b所示的车载式辐射检查系统的控制跟随机构的驱动电机的转速的控制框图。
[0060]为了将驱动跟随机构100的电机的转速控制到目标转速u’，如图la、图2和图4所示，在跟随机构100上还设置有检测电机的实际转速u的编码器115。
[0061]如图6所示，在本发明的一个优选实施例中，控制器113根据目标转速u’和编码器115检测到的实际转速u之间的转速差e’控制电机的转速使之等于目标转速u’。
[0062]在本发明的一个优选实施例中，控制器113根据转速差e’利用PID算法控制电机的转速。
[0063]在本发明中，控制器可以为PLC控制器，也可以为单片机或个人计算机等。
[0064]在本发明中，传感器111、112为接近开关，当然，也可以是其它类型的距离传感器，例如声学距离传感器、光学距离传感器或接触式距离传感器等。
[0065]如图1a至图3所示，跟随机构100和行走车体201可以为通过滚轮105、205沿相互平行的轨道301、302行走的有轨式跟随机构100和有轨式行走车体201。
[0066]但是，请注意，本发明不局限于此，跟随机构100和行走车体201也可以为仅通过滚轮105、205沿预定的平行轨迹行走的无轨式跟随机构100和无轨式行走车体201。
[0067]在本发明中，当不需要检查被检物品时，跟随机构100能够搭载在行走车体201上，以便于随车运输。
[0068]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化。本发明的适用范围由所附权利要求及其等同物限定。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。
【权利要求】
1.一种车载式福射检查系统,包括: 行走车体(201)； 探测臂(202、203)，搭载在所述行走车体(201)上，所述探测臂(202、203)和所述行走车体(201)之间限定扫描通道； 辐射源(206)，安装在所述行走车体(201)上，用于向经过所述扫描通道的被检物品发射辐射；和 探测器(204)，安装在所述探测臂(202、203)上，用于接收从所述辐射源发射的辐射，其中，所述车载式辐射检查系统还包括与所述探测臂(202、203)分离的跟随机构(100)， 所述跟随机构(100)中包括防辐射材料，并且在检查被检物品时所述跟随机构(100)以非接触的方式跟随所述探测臂(202、203) —起移动，以防止辐射外泄。
2.根据权利要求1所述的车载式辐射检查系统，其特征在于， 所述跟随机构(100)中灌注有辐射防护用的铅，并且所述探测臂(202、203)中不灌注铅。
3.根据权利要求1所述的车载式辐射检查系统，其特征在于， 所述跟随机构(100)具有一个容纳凹部(104)，在检查被检物品时，所述探测臂(202、203)的安装有探测器(204)的部分(203)容纳在所述跟随机构(100)的容纳凹部(104)中。
4.根据权利要求3所述的车载式辐射检查系统，其特征在于， 在检查被检物品时，所述跟随机构(100)与所述探测臂(202、203)之间保持预定间距Cr)。
5.根据权利要求4所述的车载式辐射检查系统，其特征在于， 所述跟随机构(100)上设置有至少一个传感器(111、112)，用于检测所述跟随机构(100)与所述探测臂(202,203)之间的实际间距(y)。
6.根据权利要求5所述的车载式辐射检查系统，其特征在于， 所述跟随机构(100)上还设置有控制器(113)，用于根据设定的预定间距(r)和所述传感器(111、112)检测到的实际间距(y)之间的距离差(e)计算驱动所述跟随机构(100)的电机的目标转速(u’)，并用该目标转速(u’)控制所述电机，使得所述跟随机构(100)与所述探测臂(202、203)之间保持预定间距(r)。
7.根据权利要求6所述的车载式辐射检查系统，其特征在于， 所述控制器(113)根据所述距离差(e)利用PID算法计算所述电机的目标转速(U’)。
8.根据权利要求7所述的车载式辐射检查系统，其特征在于， 所述跟随机构(100)上还设置有控制所述电机的转速的变频器(114)，所述目标转速(u’ )作为所述变频器(114)控制所述电机的指令数值。
9.根据权利要求8所述的车载式辐射检查系统，其特征在于， 所述跟随机构(100)上还设置有检测所述电机的实际转速(U)的编码器(115)，并且所述控制器(113)根据所述目标转速(u’)和所述编码器(115)检测到的实际转速(U)之间的转速差(e，)控制所述电机的转速使之等于所述目标转速(u’)。
10.根据权利要求9所述的车载式辐射检查系统，其特征在于，所述控制器(113)根据所述转速差(e’ )利用PID算法控制所述电机的转速。
11.根据权利要求6所述的车载式辐射检查系统，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。
12.根据权利要求5所述的车载式辐射检查系统，其特征在于， 所述跟随机构(100)包括第一传感器(111)和第二传感器(112)，当检查被检物品时，所述第一传感器(111)和第二传感器(112)分别位于所述探测臂(202、203)的两侧。
13.根据权利要求12所述的车载式辐射检查系统，其特征在于，所述传感器(111、112)为接近开关。
14.根据权利要求1所述的车载式辐射检查系统，其特征在于，所述跟随机构(100)包括: 一对相互面对的方形柱状侧壁部分(101、102);和 一个平板状底壁部分(103 )，位于一对侧壁部分(101、102)之间。
15.根据权利要求1所述的车载式辐射检查系统， 所述行走车体(201)上没有设置用于平衡所述探测臂(202、203)的重量的配重。
16.根据权利要求1所述的车载式辐射检查系统，所述探测臂(202、203)包括: 水平的第一臂(202)，其连接到所述行走车体(201);和 竖直的第二臂(203)，其连接到所述水平的第一臂(202)，所述探测器(204)安装在所述竖直的第二臂(203)上。
17.根据权利要求1所述的车载式辐射检查系统，所述探测臂(202、203)是可伸缩的探测臂， 在不需要检查被检物品时，所述可伸缩的探测臂(202、203)折叠在所述行走车体(201)上，以便于运输，并且 在需要检查被检物品时，所述可伸缩的探测臂(202、203)伸展开以形成所述扫描通道。
18.根据权利要求1所述的车载式辐射检查系统， 在不需要检查被检物品时，所述跟随机构(100)能够搭载在所述行走车体(201)上，以便于随车运输。
19.根据权利要求1所述的车载式辐射检查系统， 所述跟随机构(100)和所述行走车体(201)为沿相互平行的轨道(301、302)行走的有轨式跟随机构(100)和有轨式行走车体(201)。
20.根据权利要求1所述的车载式辐射检查系统， 所述跟随机构(100)和所述行走车体(201)为仅通过滚轮(105、205)行走的无轨式跟随机构(100)和无轨式行走车体(201)。
【文档编号】G01N23/04GK103529061SQ201210231130
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年7月4日 优先权日:2012年7月4日
【发明者】李荐民, 刘以农, 李玉兰, 宗春光, 宫辉, 黄清萍, 喻卫丰 申请人:同方威视技术股份有限公司, 清华大学