一种监狱用车辆安全检查系统的制作方法

本实用新型属于核技术与计算机技术应用领域，具体涉及一种监狱用车辆安全检查系统。

背景技术：

监狱是国家重要部门，承担管理、教育、改造罪犯的重大职责，监狱的安全、保卫制度非常严格。为防止不法分子把武器、弹药、爆炸物、毒品及其他违禁物品藏匿在车内偷运进监狱，防止罪犯藏匿在车内逃出监狱，对于进出监狱的各种车辆必须进行严格的检查和控制。多年来检查技术和视频监控有了很大发展，但仍不能对车内藏匿的违禁物品和罪犯进行透视成像检查，仍然依靠人工检查，效率低、速度慢、准确性不好，罪犯随车逃脱案件时有发生，对监狱的管理工作造成很大的压力。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的人工检查效率低、速度慢、准确性不好的问题，本实用新型提供了一种监狱用车辆安全检查系统，其具有准确率高、效率高等特点。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种监狱用车辆安全检查系统，包括：

扫描臂架，所述扫描臂架由左右设置的两个立柱和一个横梁组成“门”字型结构，所述两个立柱下各设有一对车轮，所述车轮在自带电机的驱动下在轨道上行驶；

γ射线源装置，所述γ射线源装置设置在其中一个所述立柱的下端，所述γ射线源装置包括：放射源，所述放射源为双层不锈钢外壳密封的固体钴-60；

屏蔽容器，所述屏蔽容器为球形屏蔽体将所述放射源包裹在球心位置，其直径为420mm，其对γ射线的屏蔽系数为5X10⁵，所述球形屏蔽体上设有宽度为4mm至6mm且垂直张角为75°至80°的第一狭缝；

可旋转钨合金圆柱，所述可旋转钨合金圆柱贯穿靠近所述狭缝的所述球形屏蔽体，并沿圆柱直径方向设有和所述第一狭缝宽度相同的第二狭缝，所述可旋转钨合金圆柱在打开和关闭位置间旋转使所述第一狭缝和所述第二狭缝重合或错开；

以及前准直器，所述前准直器设置在所述球形屏蔽体的表面，所述前准直器的狭缝和所述第一狭缝相重合；以及

固体闪烁探测器模块；所述固体闪烁探测器模块设置在和所述γ射线源装置位置相对应的所述另一所述立柱和横梁上用于接收所述γ射线源模块发出的射线，所述固体闪烁探测器模块包括：闪烁探测器，所述闪烁探测器用于接收γ射线并将其转换成电信号输出，该信号再经过数字前端电路整形、放大处理后发送给设置在室内的图像信号采集与处理系统进行分析处理，所述闪烁探测器的截面积25mm*35mm，长度为65mm至75mm，所述闪烁探测器每4个或8个为一组形成闪烁探测器模块；

以及后准直器，所述后准直器沿所述另一所述立柱和横梁设置，所述后准直器的狭缝和所述前准直器的狭缝在同一平面内；所述后准直器的狭缝内设置27至35个所述闪烁探测器模块依次排列形成“Г”字型阵列。

进一步的，所述车辆安全检查系统还包括：射线捕集器，所述射线捕集器紧挨另一所述立柱设置，用于捕集穿过所述闪烁探测器模块的射线，所述射线捕集器的厚度为160mm，宽度为250mm，高度为2800mm。

进一步的，所述射线捕集器由方钢管内注入铅制成。

进一步的，所述车辆安全检查系统还包括高温空调器，所述高温空调器控制所述立柱和所述横梁内的温度在33℃至37℃。

进一步的，所述自带电机驱动车轮的往返行进速度为6m/min至18m/min。

进一步的，所述闪烁探测器包括：闪烁晶体、光电倍增管、高压电源、电压分配器和前置放大器；所述高压电源及电压分配器为所述光电倍增管提供电源，所述光电倍增管将所述闪烁晶体在接受γ射线后释放出来的光辐射转变成电信号并发送到所述前置放大器，前置放大器的输出信号再经过数字处理电路整形、放大以后发送到图像信号采集与处理系统。

进一步的，所述闪烁晶体为碘化钠、或碘化铯、或锗酸铋。

进一步的，所述后准直器的狭缝的宽度为30mm至40mm。

进一步的，所述车辆安全检查系统还包括：自动控制单元，所述自动控制单元在车辆到达指定位置后，控制所述可旋转钨合金圆柱旋转进行工作。

进一步的，所述球形屏蔽体由钨合金、铅和钢材混合制成，其钢制壳体的厚度为5mm。

本实用新型的有益效果为：通过利用γ射线能够在不开车厢、不破坏货物外包装的情况下，获得车厢内所有货物的图像，供检查人员查看，能够彻底查找藏匿在车内的违禁物品甚至逃犯，不仅准确而且效率更高，检查获得的图像、数据还可进行保存供事后的分析查询。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例提供的监狱用车辆安全检查系统的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例提供的可旋转钨合金圆柱和屏蔽容器的结构。

图中1-放射源；2-屏蔽容器；3-前准直器；4-立柱；5-横梁；6-闪烁探测器模块；7-后准直器；8-闪烁探测器；9-射线捕集器；10-车轮；11-轨道；12-承轨梁；13-可旋转钨合金圆柱。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

参照图1和图2所示，本实用新型的实施例提供了一种监狱用车辆安全检查系统，包括：

扫描臂架，扫描臂架由左右设置的两个立柱4和一个横梁5组成“门”字型结构，两个立柱4下各设有一对车轮10，车轮10在自带电机的驱动下在轨道11上行进；

γ射线源装置，γ射线源装置设置在其中一个立柱4的下端，γ射线源装置包括：放射源1，放射源1为双层不锈钢外壳密封的固体钴-60；

屏蔽容器2，屏蔽容器2为球形屏蔽体将放射源1包裹在球心位置，其直径为420mm，其对γ射线的屏蔽系数为5X10⁵，球形屏蔽体上设有宽度为4mm至6mm且垂直张角为75°至80°的第一狭缝；

可旋转钨合金圆柱13，可旋转钨合金圆柱13贯穿靠近狭缝的球形屏蔽体，并沿圆柱直径方向设有和第一狭缝宽度相同的第二狭缝，可旋转钨合金圆柱13在打开和关闭位置间旋转使第一狭缝和第二狭缝重合或错开；

以及前准直器3，前准直器3设置在球形屏蔽体的表面，前准直器3的狭缝和第一狭缝相重合；以及

固体闪烁探测器模块；固体闪烁探测器模块设置在和γ射线源模块位置相对应的另一立柱4和横梁5上用于接收γ射线源装置发出的射线，固体闪烁探测器模块包括：闪烁探测器8，闪烁探测器8用于接收γ射线并将其转换成电信号输出到数字前端电路，经整形放大处理后发送给设置在室内的图像处理系统进行分析处理，闪烁探测器8的截面积25mm*35mm，长度为65mm至75mm，闪烁探测器8每4个或8个为一组形成闪烁探测器模块6；

以及后准直器7，后准直器7沿横梁5和另一立柱4设置，后准直器7的狭缝和前准直器3的狭缝在同一平面内；后准直器7的狭缝背后设置27至35个闪烁探测器模块6依次排列形成“Г”字型阵列。

本实用新型的监狱车辆安全检查系统的工作原理为：钴-60发出的γ射线被准直器约束成扇形片状窄束，从车辆的一侧射入车辆，车辆及车内货物对射线有吸收作用。一部分射线被车内货物吸收了，其余射线穿过车辆到达位于车辆另一侧的射线探测器，探测器把接收到的射线转换成电信号输出。此信号的强弱取决于探测器接收到的射线的强度，而探测器接收到的射线强度又取决于车内物质对射线的吸收能力。密度大的、原子序数Z高的物质对射线的吸收能力强，射线穿过这些物质时被吸收的多，穿过去的少，即到达探测器的少，因而探测器输出的电信号就弱。位于车辆另一侧的探测器有数百个，它们被排列成“Г”型阵列，被称作阵列探测器。把这些探测器的输出信号按顺序排列起来，经数字电路整形、放大、处理、变成数字化的图像信号传输给计算机。每个探测器输出的信号在显示器屏幕上都产生一个点，其灰度与到达该探测器的射线强度有关。把所有点连起来就形成一条扫描线。随着探测器相对于车辆运动，扫描线一条挨着一条地出现在屏幕上，就形成一幅二维图像。检查人员根据图像中物体的轮廓可以判断货物的种类，查找出藏匿于车内的罪犯或武器、爆炸物、毒品及其他违禁品。

在本实用新型的一具体实施例中，可移动扫描臂架由两个立柱4和一个横梁5组成，立柱4高度4.8米，两立柱4间距3.6米，横梁5下沿距地面高度4.8米。臂架形成的检查通道为3.6米(宽)X4.8米(高)X20米(长)。

两立柱下端各有一对车轮，被自带电机驱动在轨道11上前后移动完成扫描检查。扫描速度可以为6米/分，12米/分，18米/分，轨道11下可铺设承轨梁12来保证臂架的平稳运行。

臂架内安装高温空调器，控制臂架内探测器及电子线路所在区域温度在33℃至37℃，避免温度过高影响电子设备的正常工作。

在本实用新型的一具体实施例中，屏蔽容器2由钨合金、铅、钢结构件组成的球形屏蔽体，直径420毫米，对钴源的γ射线屏蔽系数为5X10⁵。屏蔽容器有个三角形的狭缝，宽度为4-6毫米，屏蔽容器2的中心有一枚被双层不锈钢外壳密封的固体钴-60放射源，其放射性活度为2.9X10¹⁰Bq至3.7X10¹²Bq,γ射线的能量1.17MeV，1.33MeV,平均能量为1.25MeV。

屏蔽容器2内有个射线快门—可旋转的钨合金圆柱13，沿圆柱直径方向有一狭缝，宽度为4至6毫米。不检查车辆时，该圆柱的狭缝与屏蔽容器2的狭缝垂直，钴-60的γ射线不能发射出来。在检查车辆时，钨合金圆柱被电液推动器驱动旋转90度，使它的狭缝与屏蔽容器2的狭缝对齐，让γ射线发射出来；检查车辆结束后，快门在复位弹簧的作用下自动关闭，停止发射γ射线，电液推动器和复位弹簧及相应的控制器组成可旋转的钨合金圆柱13的自动控制单元，在车辆到达后自动进行扫描。

作为上述实施例的可行的实现方式，自动控制单元的硬件包括：控制柜、可编程逻辑控制器(PLC)、位置传感器、接触器、继电器、开关、闭路电视监控单元、安全联锁装置、急停开关、报警器、车牌识别记录器、主控计算机和控制软件包；

主要控制功能包括：系统上电、下电、开始或停止检查车辆、控制射线快门的开启和关闭、图像信号的采集和停止、图像的存储与传输、安全联锁、急停开关控制。

在射线快门外边有一个前准直器3，由铸钢制成，准直器狭缝宽度为4—6毫米，与屏蔽容器2的狭缝以及快门的狭缝宽度相同，当开快门时，三个狭缝严格对齐；钴-60γ射线源装置的底安装在两轮车上。两轮车在轨道11上行驶，轨道11为国标P38型钢轨。

在本实用新型的一具体实施例中，闪烁晶体为锗酸铋(符号BGO)或碘化铯(符号CsI(Tl))、碘化钠(符号NaI(Tl)、钨酸镉(符号CdWO4)。每个固体闪烁探测器及电子线路模块内有4个或8个闪烁探测器及电子线路，模块按顺序排成垂直线阵列或水平线阵列，整个阵列中有27—35个模块，共有216—280个探测器及信号处理电路，闪烁探测器内包括：闪烁晶体、光电倍增管、高压电源、电压分配器和前置放大器；高压电源和电压分配器为光电倍增管提供电源，光电倍增管将闪烁晶体接受γ射线以后产生的闪烁光转换成电信号传送给前置放大器，前置放大器的输出信号再经过数字前端电路处理整形、放大后发送到图像信号采集与处理系统。

在固体探测器前面(射线入射侧)设有钢制的射线准直器，准直狭缝宽度与探测器宽度相同或略大于探测器宽度，狭缝宽度为30mm至40mm。

在固体探测器模块背后(即射线穿出探测器的一侧)设有射线捕集器9，用于捕集穿过探测器的射线，降低射线对于环境和行人的辐射损伤。射线捕集器9由方钢管内注入铅制成，尺寸为160mm(厚)X250mm(宽)X2800mm(高)。

作为一种优选的实施例，钴-60γ射线源的放射性活度为3.7X10¹²Bq,钴源的屏蔽容器2为用钨合金、铅和钢制成的球形屏蔽体，直径为420mm,球的外壳为5mm厚的钢，射线快门及前准直器3选用Ф140mm钨合金圆柱旋转快门、铸钢制前准直器3，钴-60γ射线源位于球形屏蔽容器2的中心，当开始检查车辆时，开启快门屏蔽容器2的狭缝与快门的狭缝、前准直器3的狭缝必须严格地对齐，三者形成一个准直狭缝，狭缝的宽度为4mm,长度为400mm。这条准直狭缝把钴-60源发出的γ射线约束成扇形片状窄束，射入被检查车辆。当检查车辆完成以后，可旋转钨合金圆柱13自动关闭，即把屏蔽体的狭缝和准直器的狭缝都挡住，射线不能再发射出来。钴-60γ射线源的球形屏蔽容器2、射线快门及前准直器3都固定在同一个底座上形成一个整体，并且放置在一个不锈钢箱体内。

作为一种优选的实施例，闪烁晶体采用锗酸铋闪烁晶体(符号BGO)与光电倍增管(符号GMT)通过光导耦合，探测器与相应的电子线路组成模块，每个模块内有8个闪烁探测器和电子线路，共有30个模块，240个像素。固体闪烁探测器、高压电源、电压分配器和前置放大器被封装在一个避光的暗盒中，电子线路版固定在暗盒的外壳上。这样组成的模块按顺序排列在门框形移动扫描臂架的右侧立柱和横梁内，形成一个“Г”型的阵列。每个模块的输出端与图像信号采集电路通过网络连接，以便把图像信号传输给图像采集与处理系统。

本实用新型公开的进出监狱的车辆安全检查系统能够在不开车厢、不卸货物、不破坏外包装的情况下，用射线穿透整个车厢，获得车厢内部所有货物的图像，彻底查找藏匿在车辆内的违禁物品和逃犯，并且把检查获得的图像、数据保存以备事后分析、查询。

需要说明的是，本实用新型实施例中涉及的自动控制单元、图像信号采集与控制系统其实现的原理，电路以及所需元器件均采用本领域技术人员所熟知的现有技术。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。