专利名称：一种便携式闪光x射线检查仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种便携式闪光X射线检查仪，属辐射成像技术领域。
背景技术：
便携式闪光X射线检查仪在安全检查，无损检测领域发挥了很大作用。便携式闪光X射线检查仪采用数字成像技术，可以实时显示所得到的图像，克服了传统胶片成像的缺点。同时它体积小，重量轻，无需市电支持，在特定的应用场合(非固定场所的行包检查，爆炸物检查，违禁物品检查等)，是传统的大型X光机所不能比拟的。
目前广泛使用的便携式闪光X射线检查仪，其闪光X射线图像接收方式为X射线闪烁屏将X射线图像转换为可见光图像，采用PAL制CCD摄像机将可见光图像抓拍，CCD摄像机输出标准的视频图像，经过同轴电缆传输至笔记本计算机，通过插在笔记本计算机的PCMCIA图像采集卡将视频图像转换为数字图像，进行图像显示，存储等。这种结构的便携式闪光X射线检查仪由于采用标准PAL制的CCD摄像机，其曝光时间是一定的，为20ms。便携式闪光X射线源的脉冲频率仅为5Hz左右。这样在CCD摄像机的一幅图像中只能接收一个X射线脉冲。要提高图像信噪比，只能通过多幅图像叠加达到，但这样的效果不太明显。同时多幅图像叠加不能有效提高系统的穿透能力。
本实用新型采用了长积分(最长2s)的CCD摄像机，该CCD摄像机具有较高的扫描线数，灵敏度高，而且积分时间可以控制，它在一幅图像中可以接收多个(最多15个)闪光X射线图像，这样就大大改善了图像的信噪比，同时也提高了系统的穿透能力。
发明内容
本实用新型目的在于提供一种一幅图像可接收多个X射线闪光的便携式闪光X射线检查仪。本实用新型含有便携式闪光X射线源；便携式图像记录仪，含有记录仪箱；闪烁屏，位于记录仪箱一侧；反射镜，它与闪烁屏成38度角；CCD摄像机，曝光时间可根据要检查的物体性质来设定，最长2秒。它对准闪烁屏全视野；射线源和CCD曝光控制电路，它的输入端与下述笔记本计算机的并行口互联，输出端与上述便携式X射线源的控制信号输入端相连，另一个输出端与CCD摄像机曝光控制端相连；它含有单稳，它的输入端与上述笔记本计算机并行口的START相连；与门，它的一个输入端与上述单稳的输出端相连，另一个输入端通过第一个反向器与START信号相连；它的输出端通过第二个反向器与CCD摄像机曝光控制输入端相连；N型三极管，它的基极与上述与门的输出端相连；P型三极管，它的基极与上述N型三极管的集电极相连，它的集电极和发射极分别接上述便携式闪光X射线源的充电回路两端。
电源电路，它为CCD摄像机及射线源和CCD曝光控制电路提供电源；笔记本图像采集卡，为PCMCIA接口，其输入端与便携式图像记录仪的信号相连；笔记本计算机，带有PCMCIA接口和并行口。它的并行口与便携式图像记录仪的信号端相连。
本CCD摄像机可美国Uniq Vision公司的UM101，201，301，401四个型号。
试验证明，该系统由于CCD摄像机采用长积分技术，使得图像清晰度和穿透能力大大提高。该检查仪体积小，重量轻，使用方便，图像清晰，特别适合于非固定场所的安全检查和无损检测，可广泛应用于公安、武警、海关等部门。
图1是一种便携式闪光X射线检查仪结构框图。
图2是图像记录仪的结构示意图。
图3是射线源和CCD曝光控制电路原理框图。
图4是START信号，射线源充电信号和CCD曝光控制信号间的时序关系图。
图5是电源电路原理框图5-a+5V电压产生电路，5-b电压比较电路，5-c电源状态指示电路。
具体实现方式本实用新型设计了一种新型的便携式闪光X射线检查仪，该检查仪由便携式闪光X射线源，便携式图像记录仪和笔记本计算机组成。结构框图如图1。系统工作过程为设定UM201型CCD摄像机4曝光时间为1秒，它是根据要检查的包裹大小设定的，通过笔记本计算机并行口5给出1秒时间宽度脉冲，该脉冲使便携式闪光X射线源1的充电电路接通，射线源发出多个X射线闪光，同时该脉冲启动CCD开始曝光，曝光时间为1秒。X射线穿过被检查物体打到图像记录仪的闪烁屏，转换为荧光图像，在CCD中形成视频图像，笔记本PCMCIA图像采集卡6将视频图像数字化。在笔记本计算机7上显示所拍到的图像。图1中2为射线源和CCD摄像机曝光控制电路，3为电源电路。笔记本PCMCIA图像采集卡将CCD输出的视频图像数字化，图像象素为768×576，256级灰度。本检查仪采用了长积分的CCD摄像机，在一幅图像中可以获取多个X射线闪光，这样大大增加了图像的有效量子数，降低了图像的量子噪声，提高了图像的信噪比，使得图像清晰度得到大大提高，同时由于量子数的增加，系统的穿透能力也得到改善。
图2是图像记录仪的结构示意图。图像记录仪由X射线闪烁屏8、反射镜9、CCD摄像机4、射线源和CCD曝光控制电路2和电源电路3组成。X射线闪烁屏8位于记录仪箱10的一侧，反射镜9与其夹38°角。CCD摄像机4固定在记录仪箱10内，通过调节摄像机镜头，可以使摄像机对准闪烁屏8的全视野。射线源和CCD曝光控制电路2置于记录仪箱10内，其输入与记录仪箱上的四芯接头相连，输出一端与便携式X射线源的控制信号输入端相连，另一个输出端与CCD曝光控制端相连。笔记本计算机通过射线源和CCD曝光控制电路2启动X射线源，同时也启动CCD开始曝光。CCD摄像机和各电路电源均由电源电路供电。图像记录仪箱内部涂黑，减少光线的散射。
图3是射线源和CCD曝光控制电路原理框图。含有单稳，它的输入端与上述笔记本计算机并行口的START相连；与门，它的一个输入端与上述单稳的输出端相连，另一个输入端通过第一个反向器与START信号相连；它的输出端通过第二个反向器与CCD摄像机曝光控制输入端相连；N型三极管，它的基极与上述与门的输出端相连；P型三极管，它的基极与上述N型三极管的集电极相连，它的集电极和发射极分别接上述便携式闪光X射线源的充电回路两端。
START信号，射线源充电信号XRAYSRC和CCD曝光控制信号INTGR之间的时序关系如图4，当START信号上升沿来时，单稳输出变成高电平，但由于START的反信号为低电平，所以与门输出仍为低电平，只有START信号变成低电平后，与门输出才变为高电平。即XRAYSC变为高电平，X射线源开始工作，同时INTGR变为低电平，CCD摄像机开始积分。宽度T即决定了射线源的工作时间和CCD摄像机的曝光时间。当START信号变成高电平后，射线源停止工作，同时CCD摄像机也停止积分。通过并行口发出如图4所示的START信号的作用是为了避免诸如计算机启动、关机等给系统造成的误触发。
图5是电源电路原理框图。工作电池为12伏，4AH的镍氢充电电池。图5-a为+5伏电压产生电路，其中的LM7805芯片将12V转换为+5伏。图5-b为电压比较电路，具有电压比较功能；图5-c为电源状态指示电路，当电池电压高于10伏时，双色二极管Q1发绿光，系统可以正常工作；而当电池电压低于10伏时，Q1发红光，系统无法正常工作。
该检查仪体积小，重量轻，图像清晰，穿透力强。
权利要求1.一种便携式闪光X射线检查仪，其特征在于，它含有便携式闪光X射线源；便携式图像记录仪，含有记录仪箱；闪烁屏，位于记录仪箱一侧；反射镜，它与闪烁屏成38度角；CCD摄像机，曝光时间小于或等于2秒，它的镜头对准闪烁屏全视野；射线源和CCD曝光控制电路，它的输入端与下述笔记本计算机的并行口互联，输出端与上述便携式X射线源的控制信号输入端相连，另一个输出端与CCD摄像机曝光控制端相连；电源电路，它为上述CCD摄像机及射线源和CCD曝光控制电路提供电源；笔记本图像采集卡，为PCMCIA接口，其输入端与上述便携式图像记录仪的输出信号相连；笔记本计算机，带有PCMCIA接口和并行口，PCMCIA接口与上述笔记本图象采集卡输出端相连，它的并行口与便携式图像记录仪的信号端互联。
2.根据权利要求1所述的一种便携式闪光X射线检查仪，其特征在于，所述射线源和CCD曝光控制电路，含有单稳，它的输入端与上述笔记本计算机并行口的START相连；与门，它的一个输入端与上述单稳的输出端相连，另一个输入端通过第一个反向器与START信号相连；它的输出端通过第二个反向器与CCD摄像机曝光控制输入端相连；N型三极管，它的基极与上述与门的输出端相连；P型三极管，它的基极与上述N型三极管的集电极相连，它的集电极和发射极分别接上述便携式闪光X射线源的充电回路两端。
专利摘要一种便携式闪光X射线检查仪属于辐射成像技术领域，该检查仪由便携式闪光X射线源，便携式图像记录仪和笔记本计算机组成。该检查仪采用长积分CCD摄像机，可以实现在一幅图像中获取多个X射线闪光。图像清晰度大大改善，同时系统穿透能力也得到提高。该检查仪体积小，重量轻，使用方便，图像清晰，特别适合于非固定场所的安全检查和无损检测。可广泛应用于公安，武警、海关等部门。
文档编号H05G1/00GK2762122SQ200520022710
公开日2006年3月1日 申请日期2005年1月7日 优先权日2005年1月7日
发明者王 义, 李远景, 程建平, 唐乐 申请人:清华大学