射线检查系统的制作方法

本实用新型涉及一种射线检查系统，特别涉及以大型物体(例如飞机)为被检查对象的射线检查系统。

背景技术：

目前，针对集装箱卡车、小型车辆、航空集装箱/集装板、联运托盘货物的射线检查系统很多，这种检查系统的射线源与探测器的距离一般较小，保证射线源发出的有效射线束覆盖探测器的难度相对较低，但是，随着射线源距离探测器的距离增大，要实现有效射线束覆盖探测器的难度大大增加。一般大型射线检查系统的成像结构由射线源、准直器、探测器组成，探测器与射线源的距离越大，准直器距离射线源的距离越小，射线源的定位误差被放大的倍数越大，造成了有效射线束与探测器的不共面，无法实现被检物体的成像扫描。而且，被检物体的高度、宽度的增加，除了增加射线源与探测器的距离外，也增大了射线源和探测器承载装置的跨度，随着承载装置跨度的增加，承载物本身重量和外界环境(例如风力、温度、湿度、雨雪等)对承载装置的形变、行走及定位精度要求也越来越高。

在现有技术中，提出了一些对例如飞机的大型被检查物体进行射线检查的系统和方法。

在一种现有技术中，使用基于背散射原理的检查系统。背散射原理是将射线源和探测器置于被检物的同侧，射线源发射出的X/Gamma粒子入射到被检物，一部分粒子被被检物吸收；未被吸收的粒子则与被检物发生散射，当散射角小于90度时，散射光子穿透被检物，当散射角大于90度时，散射光子从入射一侧被弹回。背散射技术就是将射线源和探测器置于被检物的同侧，以探测散射角大于90度的背散射光子。但是，背散射检查系统的射线能量低，穿透力不足，无法穿透机翼和机身进行完整而彻底的检查。特别是在被检物接近射线源位置为低Z物质的情况下，射线与低Z物质发生大角度散射，很多粒子被弹回，不能深入到被检物内部，无法深入检查。对于飞机检测而言，背散射类产品通常基于可移动的车载平台，无法全面的检查到飞机的所有部位，如距地面较高(尾翼)或较低(公务飞机的底部)的位置。

在另一种现有技术中，使用车载式检查系统对飞机进行检查，但这样的车载式检查系统存在如下问题：(1)放射源的辐射能量低，穿透能力弱，图像质量差；(2)在检查前需要将探测器铺设在地面上，探测器表面不与地面共面，形成了一个类似于减速带的表面，例如飞机的被检查对象移动通过时有起伏且不稳定，容易会导致图像重叠；(3)在进行扫描检查工作时，由于辐射源和探测器移动不方便，所以在检查飞机的机翼或者检查体积较大的飞机时需要移动载车伸缩臂或者移动载车，在移动后需要辐射源和探测器重新对准，非常费时。

在又一种现有技术中，使用了一种移动门架式检查系统，但该移动门架式检查系统存在如下问题：(1)被检查对象不动门架移动，造成放射源和探测器需要在两个方向上同时移动，同步性差而且效率低；(2)飞机起落架处探测器无法进入，需要通过改变放射源的方向来解决，而改变放射源的角度不但费时而且还可能存在扫描盲区。

因此，需要一种改进的射线检查系统。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的一个或多个问题，本实用新型提出了一种射线检查系统和射线检查方法，其能够高效地对例如飞机的大型被检查对象进行扫描检查，不存在扫描盲区，并且能够保证获得高质量的扫描图像。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种射线检查系统，包括：

门架；

射线源，用于发出射线束，所述射线源位于所述门架上且能够在所述门架上移动；

多个准直器，用于校准所述射线源发出的射线束以形成有效射线束，所述多个准直器与所述射线源分离设置并且分别独立安装在所述门架上；

探测器，用于接收所述有效射线束并转换成输出信号，所述探测器设置在所述门架下方的地沟中；

控制器，所述控制器与所述探测器和所述射线源连接；

图像生成模块，用于接收所述探测器的输出信号以生成被检查对象的透射图像。

优选地，所述多个准直器的至少三个自由度能够被独立地调整，以使得每一个准直器都与所述探测器位于共同的竖直平面内。

优选地，所述门架上设置有第一滑动导轨，所述射线源设置在所述第一滑动导轨上。

优选地，所述地沟内设置有第二滑动导轨，所述探测器设置在所述第二滑动导轨上。

优选地，所述探测器能够与所述射线源同步地移动；所述控制器控制所述射线源沿着所述第一滑动导轨向一侧移动至预定位置，并且控制所述探测器沿着所述第二滑动导轨同步地向该侧移动至与该预定位置相应的位置，从而对所述被检查对象的所述侧进行透射检查。

优选地，所述门架上设置有一对第一滑动导轨，所述射线源的机架底部设置有一对第一轮组，所述一对第一轮组分别设置在所述一对第一滑动导轨上。

优选地，所述门架上还设置有定位导轨，在所述定位导轨与所述射线源的机架底部之间设置有调整机构，所述调整机构包括导向轮、偏心轴和锁死机构，所述偏心轴和所述导向轮通过轴承连接，所述偏心轴的转动能够调节所述导向轮与所述定位导轨之间的间隙，以实现所述射线源在所述定位导轨上的定位。

优选地，所述探测器的底部上设置有第二轮组，所述探测器通过所述第二轮组设置在所述第二滑动导轨上；所述探测器一侧设置有链条、链轮和电动机，所述链条与所述链轮啮合，所述电动机能够驱动所述链轮旋转。

优选地，所述探测器的长度小于或等于门架宽度的二分之一。

可替代地，所述探测器固定在地沟中。

优选地，所述门架具有滑动导轨，允许所述射线源沿着滑动导轨移动；所述控制器控制所述射线源沿着滑动导轨向一侧移动，从而对所述被检查对象的所述侧进行透射检查。

其中，所述探测器的长度大于等于所述门架的宽度三分之二。

优选地，所述射线源发出第一能量的第一射线束和第二能量的第二射线束，所述探测器接收第一射线束和第二射线束，所述图像生成模块接收所述探测器的输出信号从而生成被检查对象的双能透射图像。

优选地，所述探测器包括对一射线束中的第一部分做出反应的第一探测阵列和设置在第一探测阵列下面并且对该射线束的第二部分做出反应的第二探测阵列，所述图像生成模块接收所述第一探测阵列和第二探测阵列的输出信号从而生成被检查对象的双能透射图像。

优选地，所述射线源发出第一角度射线束和第二角度射线束，并且所述探测器包括与门架基本上平行地以预定的间隔设置在各自的地沟中的第一角度探测阵列和第二角度探测阵列，分别接收穿透被检查对象的第一角度射线束和第二角度射线束，所述图像生成模块接收所述第一角度探测阵列和第二角度探测阵列的输出信号从而生成被检查对象的双视角透射图像。

优选地，所述门架的高度是可调节的。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种射线检查方法，其中，射线检查系统包括射线源、与所述射线源分离设置的多个准直器、探测器、控制器和图像生成模块；所述射线检查方法包括如下步骤：

使探测器移动到与多个准直器中的第一准直器对应的预定位置；

调整所述第一准直器的至少一个自由度，以使得该第一准直器与所述探测器位于共同的竖直面内；

使探测器依次移动到与其它准直器对应的预定位置，依次调整其它准直器的至少一个自由度，以使得其它准直器均与所述探测器位于共同的竖直面内；

使所述射线源和所述探测器同步地移动至与一个所述准直器对应的第一预定位置，增大射线源出口屏蔽宽度，同时调整射线源内的至少一个自由度，以使得射线源、准直器和探测器三者位于共同的竖直面内；

控制射线源发出射线束；

控制探测器接收射线束并转换成输出信号；

控制图像生成模块生成被检查对象的透射图像。

优选地，所述射线检查方法还包括如下步骤：控制所述射线源向一侧移动至第二预定位置，并且控制所述探测器同步地向该侧移动至与该第二预定位置相应的位置，从而对所述被检查对象的所述侧进行透射检查。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种射线检查系统，包括：

门架；

多个射线源，用于发出射线束，所述多个射线源固定安装在所述门架上；

多个准直器，所述多个准直器分别与所述多个射线源对应，用于校准相应的射线源发出的射线束以形成有效射线束，所述多个准直器均与所述射线源分离设置并且分别独立安装在所述门架上；

探测器，用于接收所述有效射线束并转换成输出信号，所述探测器没置在所述门架下方的地沟中；

控制器，所述控制器与所述探测器和所述射线源连接；

图像生成模块，用于接收所述探测器的输出信号以生成被检查对象的透射图像。

优选地，所述探测器能够在所述地沟内移动至分别与所述多个射线源对应的多个预定位置；或者所述探测器固定在地沟中。

在根据本实用新型实施例的射线检查系统和射线检查方法中，通过采用准直器与射线源分离设置的方案，门架上独立安装三个准直器，三个准直器的独立安装易于与相应探测器在同一平面内，射线源再通过与准直器校正，同时增大主束出口屏蔽的宽度，使有效射线束与准直器、探测器共面，实现被检查物体的成像扫描。这样能够有效解决在用于大型设备的检查系统中，随着射线源与探测器的距离增大，有效射线束覆盖探测器的难度大大增加的问题，并有效减少射线源定位误差的放大倍数。

另外，由于射线源和探测器仅在导轨上做同一个方向上的直线运动，比如垂直于飞机移动方向的方向，易于控制同步性好。此外，探测器设置在地沟中，飞机可以直接从上方通过，节约扫描时间还不存在扫描盲区。并且探测器设置在地沟中，探测器表面或者探测器保护盖板上表面与地面共面，当飞机从探测器上方通过时，运行稳定无起伏。此外，在进行扫描检查工作时，射线源和探测器可以非常容易的进行同步移动，可以快速检查飞机的机翼和体积较大的飞机。

附图说明

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的用于飞机的射线检查系统的主视图；

图2是根据本实用新型的一个实施例的用于飞机的射线检查系统的俯视图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的用于飞机的射线检查系统的侧视图；

图4是示出根据本实用新型的实施例的射线检查系统的射线源与门架的连接关系的示意图；

图5是示出根据本实用新型的实施例的射线检查系统的调整机构的结构示意图；

图6是示出位于地沟内的探测器的移动机构的图3中的A部分的放大图；

图7示出了根据本实用新型的一个实施例的射线检查方法的流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

根据一些实施例的方案，将射线源和探测器分别位于飞机机身的上方和下方，射线源产生X/Gamma射线，穿透被检飞机，探测器阵列接受X/Gamma射线转换成输出信号，并实时地产生俯视透射图像。

图1至3分别为根据本实用新型的一个实施例的用于飞机的射线检查系统的主视图、俯视图和侧视图。如图1-3所示，该射线检查系统为门架式射线检查系统，其包括门架1、射线源10、准直器20、探测器30、控制器(未示出)和图像生成模块(未示出)。作为示例，该射线检查系统的被检查对象被飞机2。

其中，射线源10，例如为X射线源或者Gamma射线源，用于发出射线束。在一个实施例中，射线源10位于门架1上并且可以在门架1上来回移动，从而能够移动到不同的预定位置向下发出射线束，以对飞机的不同部位进行检查。

准直器20用于校准射线源10发出的射线束以形成有效射线束，该有效射线束被用来对飞机2进行射线扫描。具体地，准直器20的数量可以为多个，即两个、三个、四个甚至更多个，在图中示出的示例中示出三个准直器20。在传统的射线检查系统中，射线源与准直器均一体设置。而在本实用新型的实施例中，多个准直器20均与射线源10分离设置并且分别独立安装在门架1上。这样，能够独立地对准直器20进行调整，易于实现准直器20与相应的探测器30位于同一个竖直面内。

探测器30用于接收所述有效射线束并转换成输出信号，如图所示，探测器30设置在门架下方的地沟3中，例如图1中所示的地面下方的地沟3中，该地沟3与所述有效射线束共面。

控制器与探测器30以及射线源10连接，控制射线源10发出射线束、准直器20校准射线束、并且控制探测器30接收射线源10发出的穿透被检查飞机2的射线，得到输出信号。图像生成模块例如为成像计算机，它接收所述输出信号，并且基于所述输出信号产生所述被检查飞机2的透射图像。

下面进一步结合附图4和5说明射线源10与门架1的连接关系。图4是示出根据本实用新型的实施例的射线检查系统的射线源与门架的连接关系的示意图，图5是示出根据本实用新型的实施例的射线检查系统的调整机构的结构示意图。如图4所示，射线源10具有射线源机架11，门架1上设置有一对第一滑动导轨12，射线源机架11底部设置有一对第一轮组(未示出)，该一对第一轮组分别没置在一对第一滑动导轨12上，在电动机(未示出)的带动下，射线源10能够沿第一滑动导轨12在门架1上移动。进一步地，为了保证射线源10能够在门架1的第一滑动导轨12上平滑地移动，如图4所示，门架1上还设置有定位导轨13，在定位导轨13与射线源机架11底部之间设置有调整机构。该调整机构的具体结构如图5所示，该调整机构包括导向轮16、偏心轴14和锁死机构15，偏心轴14和导向轮16通过轴承连接，偏心轴14的转动能够调节导向轮16与定位导轨13之间的间隙，以实现射线源机架11在定位导轨13上的定位。这样，可以在调节好导向轮16与定位导轨13之间的间隙(图5中为水平间隙)之后，通过电动机带动射线源10沿第一滑动导轨12在门架1上移动，从而能保证射线源10的平滑移动。

进一步地，射线源10需要移动至与图1中所示的3个准直器20对应的三个预定位置，可以在这三个预定位置分别设置行程开关，当射线源10移动到某一预定位置时，触发相应的行程开关发出信号，此时控制器能够控制射线源10的电动机停止驱动射线源10移动，从而将射线源10准确定位在该预定位置处。

返回参考图1，3个准直器20均与射线源10分离，并且分别独立地安装在门架1上。具体地，每一个准直器20的至少三个自由度能够被独立地调整，以使得每一个准直器20都与探测器30位于共同的竖直平面内。在一个示例中，该三个自由度可以为两个平移自由度和一个旋转自由度。

下面结合图6详细说明探测器30安装在地沟3中的情况。图6是示出位于地沟内的探测器的移动机构的图3中的A部分的放大图，结合图3和6所示，地沟3内设置有第二滑动导轨31，探测器30的底部上设置有第二轮组32，探测器30通过第二轮组32设置在第二滑动导轨31上。并且，探测器30一侧设置有链条链轮机构34和电动机35，电动机35通过链条链轮机构34驱动探测器30在第二滑动导轨31上来回移动。

根据上述实施例的射线检查系统可以进行如下的射线检查方法，如图7所示：

S101、使探测器30移动到与多个准直器20中的第一准直器(例如图1中位于中间的准直器)对应的预定位置；

S102、调整所述第一准直器20的至少一个自由度，以使得该第一准直器20与探测器30在共同的竖直面内；

S103、使探测器30依次移动到与其它准直器20对应的预定位置，依次调整其它准直器20的至少一个自由度，以使得其它准直器20均与所述探测器30在共同的竖直面内；

S104、使射线源10和探测器30移动至与一个准直器(例如图1中位于中间的准直器)对应的第一预定位置，增大射线源10出口屏蔽宽度，同时调整射线源10内的至少一个自由度，以使得射线源10、准直器20和探测器30三者位于共同的竖直面内；

S105、控制射线源10发出射线束；

S106、控制探测器30接收射线束并转换成输出信号；

S107、控制图像生成模块生成被检查对象的透射图像。

如果需要对飞机2的其它部位(例如图1中的左侧机翼)进行检查，还可以进行如下步骤：

S108、控制射线源10向一侧(例如图1中的左侧)移动至第二预定位置，并且控制探测器30同步地向该侧移动至与该第二预定位置相应的位置，从而对飞机2的所述侧进行透射检查。

进一步地，如果需要对飞机2的其它部位(例如图1中的右侧机翼)进行检查，还可以进行如下步骤：

S109、控制射线源10向一侧(例如图1中的右侧)移动至第三预定位置，并且控制探测器30同步地向该侧移动至与该第三预定位置相应的位置，从而对飞机2的所述侧进行透射检查。

由此可见，在根据本实用新型的上述实施例的射线检查系统和射线检查方法中，通过采用准直器与射线源分离设置的方案，门架上独立安装三个准直器，三个准直器的独立安装易于与相应探测器在同一平面内，射线源再通过与准直器校正，同时增大主束出口屏蔽的宽度，使有效射线束与准直器、探测器共面，实现被检查物体的成像扫描。这样能够有效解决在用于大型没备的检查系统中，随着射线源与探测器的距离增大，有效射线束覆盖探测器的难度大大增加的问题，并有效减少射线源定位误差的放大倍数。

另外，由于射线源和探测器仅在导轨上做同一个方向上的直线运动，比如垂直于飞机移动方向的方向，易于控制同步性好。此外，探测器设置在地沟中，飞机可以直接从上方通过，节约扫描时间还不存在扫描盲区。并且探测器设置在地沟中，探测器表面或者探测器保护盖板上表面与地面共面，当飞机从探测器上方通过时，运行稳定无起伏。此外，在进行扫描检查工作时，射线源和探测器可以非常容易的进行同步移动，可以快速检查飞机的机翼和体积较大的飞机。

根据上述实施例，在对被检查飞机2进行扫描时，射线源10产生高能X/Gamma射线脉冲，穿透被检查飞机2，高灵敏度探测器阵列接收X/Gamma射线并将之转换成输出信号。当整个扫描过程结束时，图像生成模块自动生成被检飞机的完整透射图像。

上述实施例中使用的射线源为直线加速器(或其他类型射线源)，通过钢支架结构固定在空中，探测器阵列放置在与射线源束流共面的地沟中。飞机为无人驾驶状态，拖动装置牵引飞机经过射线束流，且保证拖动装置对飞机无损伤。探测器接收到穿过飞机的X/Gamma射线转换成输出信号。当整个扫描过程结束时，图像生成模块将生成飞机的扫描图像。若加速器的束流张角不能一次覆盖整个飞机，为保证对整个飞机的扫描(机身、机翼和尾翼)，射线源10和探测器30可分别在钢架结构的门架和地沟内在垂直于飞机移动方向上做相对静止的移动以扫描飞机的不同部位。射线源10在一个、两个或多个位置(例如图1所示的三个位置)对飞机进行扫描，以完成对整个机身的扫描，探测器跟随射线源同步移动，保证其总是处于加速器下方相应的位置。在图1所示的实施例中，出于探测器成本与飞机往返扫描次数的平衡考虑，可以将探测器的长度设置成小于或等于门架1的宽度的二分之一，比如将探测器的长度设置成门架1的宽度的三分之一或四分之一。在这探测器长度远小于门架的宽度的情况下，增加飞机往返的扫描次数就能完成整个飞机的扫描检查。

可替代地，在另一实施例中，探测器30可以整个固定在地沟3之中，并不在地沟中滑动。在这种情况下，由于探测器是固定在地沟中的，并不在地沟中滑动，为了能够完成对整个飞机的透视扫描，应当将探测器的长度设置成大于或等于门架1宽度的三分之二，或者基本上与门架的宽度相等。

可替代地，在另一实施例中，为了获得更快的检查速度，可以在门架1上设置束流共面的三个射线源，分别向下发射X射线束或者Gamma射线束。在其他实施例中，本领域的技术人员可以根据不同的应用设置较少或者更多的射线源。例如，可以仅设置两个射线源，以节约成本。

在一些实施例中，射线源10发出第一能量的第一射线束和第二能量的第二射线束，如第一射线束为3MeV低能射线束，第二射线束为6MeV或9MeV高能射线束。而探测器30接收第一射线束和第二射线束。这种情况下图像生成模块接收第一探测阵列和第二探测阵列的输出信号从而生成被检查飞机2的双能透射图像。这种情况下，图像生成模输出被检查飞机的双能图像。

在一些实施例中，探测器30包括对一个射线束的不同部分作出相应的多个探测器阵列，例如包括对射线束的第一部分(如能量较低的部分)做出反应的第一探测阵列和设置在第一探测器阵列下面并且对同一射线束的第二部分(如能量较高的部分)做出反应的第二探测阵列。在这种情况下，图像生成模块接收所述第一探测阵列和第二探测阵列的输出信号从而生成被检查飞机2的双能透射图像。在这种情况下，图像生成模块111输出被检查飞机的伪双能图像。

在一些实施例中，射线源10发出第一角度射线束和第二角度射线束，并且探测器30包括与门架1基本上平行地以预定的间隔设置在各自的地沟中的第一角度探测阵列和第二角度探测阵列，分别接收穿透被检查飞机2的第一角度射线束和第二角度射线束，图像生成模块接收第一角度探测阵列和第二角度探测阵列的输出信号从而生成被检查飞机2的双视角透射图像。

在一些实施例中，门架1的高度是可调节的。

虽然上述实施例以飞机为示例对本实用新型的射线检查系统和射线检查方法进行了说明，但是，本领域技术人员应该认识到，本实用新型的射线检查系统和射线检查方法不限于飞机的检查，还可以对其它大型设备进行检查，本实用新型的保护范围被权利要求及其等同物限定。

虽然已参照几个典型实施例描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。