СИСТЕМА КОНТРОЛЯ АВИАЦИОННЫХ ГРУЗОВ ИЛИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2007 года по МПК G01N23/04 B65G13/00 B65G15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе контроля крупногабаритных объектов с использованием автоматического лучевого сканирования, а более конкретно к системе контроля для авиационных грузов или транспортных средств, обеспечивающей всеобъемлющий досмотр авиационных грузов или транспортных средств при их прохождении через указанную систему.

Используемый в данной заявке термин «авиационные грузы» относится к товарам, содержащимся в авиационных контейнерах, или нескольким товарам, погруженным на поддон, либо на грузоприемное устройство и т.д. для комплексного оперативного контроля и предназначенным для воздушной перевозки.

Предшествующий уровень техники

Система контроля авиационных грузов или транспортных средств является одной из установок для досмотра, применяемых на таможнях. В настоящее время на таможнях досмотр товаров, предназначенных для воздушных перевозок производится либо визуально после открывания контейнера, либо с использованием контролирующего прибора на основе рентгеновской трубки. Досмотр контейнера, производимый после его открытия, является трудоемким, малоэффективным и дорогостоящим. С другой стороны, при досмотре контейнера с использованием контролирующего прибора на основе рентгеновской трубки, в котором изображение формируется главным образом за счет отражения, можно получить отчетливые изображения только тех объектов, которые находятся в 20-30 см от внутренней поверхности стенки контейнера, обращенной к источнику рентгеновского излучения, ввиду малой энергии и недостаточной проникающей способности рентгеновского излучения, вследствие чего такие изображения зачастую оказываются неприемлемыми при таможенном досмотре. Для преодоления вышеуказанных недостатков в некоторых странах используют ускорители или радиоактивный изотоп кобальта ⁶⁰Co для систем контроля крупных контейнеров, например, систем, изготавливаемых компаниями "Heimann Systems GmbH" и "British Aerospace PLC" и в которых мощный источник рентгеновского излучения и группа детекторов для приема рентгеновских лучей, проходящих через контейнер, закреплены в туннеле сканирования с экранирующими стенами, а для перемещения контейнера с целью прохождения через туннель сканирования используют специальное тяговое устройство. По мере прохождения контейнера через пучок рентгеновских лучей детекторы принимают рентгеновские лучи, проходящие через контейнер, в результате чего получают распределение плотности объектов в контейнере в соответствии с изменениями интенсивности принимаемых рентгеновских лучей с последующим преобразованием данных об интенсивности принимаемых рентгеновских лучей в данные об уровнях яркости (уровнях серого) изображений. В результате получают радиографическое изображение товаров, содержащихся в контейнере. Системы контроля контейнеров такого типа требуют наличия крупногабаритного тягового устройства для приложения тягового усилия к транспортному средству, перевозящему контейнеры, или к источнику излучения, детекторам и коллиматору и т.д. для возвратно-поступательного перемещения по путям.

В китайской полезной модели №00233357.0 взамен вышеупомянутого тягового устройства предложен цепной настильный транспортер неподвижной системы контроля контейнеров. В этом случае для перемещения контейнера с целью пропускания его через туннель сканирования необходимо устанавливать контейнер на цепной настильный транспортер и снимать с него с помощью мощного вильчатого погрузчика. Однако для транспортировки авиационных грузов в аэропортах вместо вильчатых погрузчиков обычно используются транспортеры с роликами без привода. Кроме того, для защиты операторов и приборов от излучения необходимы толстые цементные стены или протяженная запретная зона. Таким образом, системам контроля из известного уровня техники присущи такие недостатки, как большая материалоемкость, высокая стоимость, высокая технологичность и низкая эффективность контроля.

Краткое изложение сущности изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать систему контроля для досмотра авиационных грузов или транспортных средств, производимого без вскрытия контейнера или транспортного средства, что способствует повышению эффективности контроля.

Задачей настоящего изобретения является также разработка системы контроля авиационных грузов или транспортных средств, с помощью которой эти авиационные грузы или транспортные средства можно полностью проконтролировать при однократном пропускании через систему.

Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка системы контроля авиационных грузов или транспортных средств, безопасность для операторов, эксплуатирующих эту систему.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в разработке высокоскоростной системы контроля для авиационных грузов или транспортных средств.

Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка системы контроля авиационных грузов или транспортных средств, обеспечивающей высокое разрешение и высокую контрастность изображения.

Для устранения вышеупомянутых недостатков в соответствии с изобретением в системе контроля для авиационных грузов или транспортных средств, оснащенной ускорителем в качестве автономного источника излучения и содержащей электронный линейный ускоритель, коллиматор, горизонтальную детекторную консоль, вертикальную детекторную консоль, транспортирующее устройство, экранирующие излучение стены, приборный отсек и рабочее помещение, причем в приборном отсеке расположены модуль управления сканированием, модуль сбора данных и модуль эксплуатации и контроля, в рабочем помещении расположен пульт и собственная система управления, а ускоритель, коллиматор и вертикальная детекторная консоль соответственно расположены на основании ускорителя, основании коллиматора и основании вертикальной детекторной консоли, согласно изобретению и внутри вертикальной детекторной консоли, и внутри горизонтальной детекторной консоли расположены детекторы, а ускоритель, коллиматор, горизонтальная детекторная консоль и вертикальная детекторная консоль расположены в одной и той же плоскости, горизонтальная детекторная консоль поддерживается верхним концом коллиматора, вертикальная детекторная консоль и горизонтальная детекторная консоль соединены друг с другом и расположены на стороне, противоположной ускорителю, а коллиматор, вертикальная детекторная консоль и горизонтальная детекторная консоль образуют устойчивый порталообразный каркас, транспортирующее устройство размещено под горизонтальной детекторной консолью перпендикулярно порталообразному каркасу, коллиматор расположен между транспортирующим устройством и ускорителем, порталообразный каркас и транспортирующее устройство ограничивают туннель сканирования, по обе стороны туннеля сканирования расположены экранирующие излучение стены, а приборный отсек и рабочее помещение расположены снаружи от экранирующей излучение стены.

Транспортирующее устройство в соответствии с настоящим изобретением состоит из роликового транспортера и цепного настильного транспортера, при этом роликовый транспортер состоит из погрузочного роликового транспортера и выгрузочного роликового транспортера, а для обеспечения плавности перехода между погрузочным роликовым транспортером и цепным настильным транспортером или перехода между цепным настильным транспортером и выгрузочным роликовым транспортером предусмотрено переходное средство.

Транспортирующее устройство в соответствии с настоящим изобретением может быть только роликовым транспортером или только цепным настильным транспортером.

Одна экранирующая излучение стена в соответствии с настоящим изобретением соединена с другой посредством соединения внахлест. Экранирующая излучение стена образована внутренней стеной и внешней стеной. Между внутренней стеной и внешней стеной заключена свинцовая плита. Внутренняя стена и внешняя стена снабжены выполненными на них ребрами для упрочнения конструкции стены.

При эксплуатации конический пучок рентгеновских лучей, испускаемый ускорителем, преобразуется в веерообразный пучок рентгеновских лучей посредством коллиматора. Пучок рентгеновских лучей, проходящий через коллиматор, преобразуется в веерообразный пучок рентгеновских лучей, перпендикулярный полу. Наконечники детекторов, расположенных внутри горизонтальной детекторной консоли и вертикальной детекторной консоли, находятся в той же плоскости, что и веерообразный пучок рентгеновских лучей. При перемещении транспортирующим устройством контролируемого контейнера или контролируемого транспортного средства через пучок рентгеновских лучей в туннеле сканирования, пучок рентгеновских лучей, испускаемый ускорителем, преобразуется в веерообразный пучок рентгеновских лучей после прохождения через коллиматор, затем контролируемый контейнер облучают веерообразным пучком рентгеновских лучей, после чего пучок рентгеновских лучей, проходящий сквозь контейнер, принимают детекторами, расположенными внутри горизонтальной детекторной консоли и вертикальной детекторной консоли, преобразуют пучок рентгеновских лучей в электрические сигналы, вводимые в модуль сбора данных изображения, расположенный в приборном отсеке, с последующим вводом сигналов изображения с модуля сбора данных изображения в модуль эксплуатации и контроля. В результате на экране компьютера, находящемся на пульте управления рабочего помещения, отображается радиографическое изображение товаров, содержащихся в контейнере. На протяжении всего цикла контроля из управляющего терминала посылаются команды, а управление циклом контроля в автоматическом режиме осуществляет модуль управления сканированием.

Поскольку в настоящем изобретении источником излучения является электронный линейный ускоритель, который может вырабатывать значительно более высокую энергию рентгеновских лучей, чем контролирующий прибор на основе рентгеновской трубки, мощный пучок рентгеновских лучей может проникать сквозь контролируемый контейнер, с возможностью получения большего разрешения и формирования изображения с высокой четкостью. Следовательно, просмотр результата контроля упрощается и убыстряется. Поскольку источником излучения является электронный линейный ускоритель, непосредственно после отключения источника питания излучение больше не испускается из источника излучения, поэтому предлагаемое техническое решение весьма безопасно для операторов и приборов.

Транспортирующее устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит как роликовый транспортер, так и цепной настильный транспортер. Роликовый транспортер начинает двигаться, как только нижняя поверхность авиационных грузов вступает в контакт с крайним сверху роликом погрузочного роликового транспортера. За счет использования роликов транспортировка авиационных грузов на цепной настильный транспортер оказывается очень простой. Бесприводное переходное устройство, размещаемое между цепным настильным транспортером и роликовым транспортером обеспечивает возможность стабильной транспортировки авиационных грузов с роликового транспортера на цепной настильный транспортер. Циркуляция цепного настильного транспортера способствует переносу авиационных грузов для прохождения их через туннель сканирования. Поскольку движение цепного настильного транспортера является стабильным, можно получить стабильную сканограмму.

Экранирующая излучение стена в настоящем изобретении разделена на несколько составных частей для осуществления защиты от излучения. Каждая составная часть экранирующей излучение стены имеет свинцовую плиту, которая расположена внутри полого стального каркаса экранирующей излучение стены (за исключением стены, экранирующей стальную плиту). Внутренняя и внешняя части экранирующей излучение стены снабжены выполненными на них ребрами для упрочнения экранирующей излучение стены с достижением большей жесткости. Поскольку одна часть экранирующей излучение стены соединена с другой посредством соединения внахлестку, эффект экранирования излучения не снижается за счет какого-либо воздушного зазора. Кроме того, транспортировка каждой составной части экранирующей излучение стены осуществляется до сборки, поэтому не возникает проблем, связанных с превышением длины, высоты или ширины конструкции. Возможность монтажа такой конструкции на месте существенно снижает объем работ, сокращает сроки сборки.

Экранирующая излучение стена обеспечивает существенно более лучшую защиту от рентгеновского излучения, что позволяет существенно уменьшить рабочую зону системы.

Для переноса легких грузов на поддонах удобно использовать цепной настильный транспортер, тогда как для переноса тяжелых грузов на поддонах целесообразно использовать роликовый транспортер. В настоящем изобретении применяются как цепной настильный транспортер, так и роликовый транспортер, так что при переносе легких или тяжелых грузов с целью пропускания их через туннель сканирования не возникает сложностей, а между грузами и транспортирующим их устройством не происходит относительного смещения, что позволяет избежать вибрации грузов, приводящей к снижению резкости изображения.

Наличие элементов, формирующих основания, упрощает сборку порталообразного каркаса на месте и устраняет необходимость предварительной закладки фундамента. В результате, увеличивается эффективность сооружения, снижаются затраты на его сооружение.

Оба конца туннеля сканирования являются открытыми, ввиду отсутствия обычно используемых механических дверей. Соответственно, упрощается механическая конструкция, следствием чего является более высокая надежность и технологичность туннеля сканирования.

Система контроля в соответствии с настоящим изобретением может быть расположена на линии транспортировки авиационных грузов, так что контроль авиационных грузов можно проводить во время их продвижения по линии транспортировки. Следовательно, эффективность транспортировки авиационных грузов не снижается из-за использования системы контроля в соответствии с настоящим изобретением.

Таким образом, по сравнению с известным уровнем техники настоящее изобретение имеет конструкцию, более удобную в использовании, обеспечивающую высокоскоростной контроль и высокую четкость изображения. Кроме того, система контроля в соответствии с настоящим изобретением является безвредной для людей.

Предлагаемая система контроля обеспечивает полный контроль всех авиационных грузов или транспортных средств. Данная система контроля выполнена с возможностью обнаружения всех объектов, скрытых в любой части авиационных грузов или транспортных средств. Авиационные грузы или транспортные средства можно пропускать через систему контроля в количестве, которое физически можно пропустить за определенный период времени. Кроме того, система контроля в соответствии с изобретением может занимать меньшую площадь, чем известная система контроля.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает вид в плане системы контроля в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 - поперечное сечение системы контроля в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 - вид цепного настильного транспортера и роликового транспортера системы контроля для авиационных грузов или транспортных средств в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.4 - вид, демонстрирующий подачу авиационных грузов на цепной настильный транспортер и снятие с него в соответствии с настоящим изобретением.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Как показано на фиг.1 и 2, система контроля для авиационных грузов или транспортных средств, имеющая ускоритель в качестве автономного источника излучения, содержит электронный линейный ускоритель 1, коллиматор 2, горизонтальную детекторную консоль 8, вертикальную детекторную консоль 7, транспортирующее устройство, содержащее цепной настильный транспортер 10 и роликовые транспортеры 5, 12, экранирующие излучение стены 9, приборный отсек 14 и рабочее помещение 3. Ускоритель 1, коллиматор 2 и вертикальная детекторная консоль 7 соответственно расположены на основании 15 ускорителя, основании 18 коллиматора и основании 17 вертикальной детекторной консоли. Коллиматор 2 расположен между транспортирующим устройством и ускорителем 1. Горизонтальная детекторная консоль 8 поддерживается верхним концом коллиматора 2. Вертикальная детекторная консоль 7 находится на стороне, противоположной ускорителю 1. Горизонтальная детекторная консоль 7 расположена над транспортирующим устройством. Один конец горизонтальной детекторной консоли 8 соединен с вертикальной детекторной консолью 7 посредством соединительного корпуса 16, тогда как другой ее конец поддерживается коллиматором 2. Коллиматор 2, горизонтальная детекторная консоль 8 и вертикальная детекторная консоль 7 образуют устойчивый порталообразный каркас. Авиационные грузы, переносимые транспортирующим устройством, содержащим роликовые транспортеры 5, 12 и цепной настильный транспортер 10, пропускаются через туннель сканирования, проходят под порталообразным каркасом. Управление операцией сканирования осуществляется в рабочем помещении 3, которое снабжено пультом управления. По обе стороны туннеля сканирования расположены экранирующие излучение стены 9 с соединениями внахлестку. Экранирующая излучение стена 9 представляет собой разновидность стального каркаса, в котором между внутренней стеной и внешней стеной заключена свинцовая плита. При эксплуатации, после того, как источник питания подготовлен к работе, включают рубильник электрического шкафа для всех подсистем, а потом используют клавишу для включения переключателя источника питания, находящегося на пульте управления электрического шкафа управления, для подачи электропитания для электрического шкафа управления, вследствие чего происходит запуск системы контроля. На панели предусмотрены функциональные клавиши для ввода в действие таких подсистем, как подсистема управления сканированием, подсистема сбора данных изображения, подсистема ускорителя, подсистема блока сканирования и т.д. Нажатие различных функциональных клавиш обеспечивает системе контроля доступ к разным подсистемам. При нажатии функциональной клавиши системы управления сканированием загорается индикаторная лампочка, показывающая, что блок сканирования готов к работе, и на экране появляется интерфейс подсистемы управления сканированием, так что оператор может проконтролировать работу системы. Удостоверившись, что в зоне излучения никого нет, владелец груза может нажать кнопку 4 «погрузка» на пульте, после чего погрузочные ролики начинают вращаться в направлении вперед. Как только контейнер 100 достигает фотоэлектрического выключателя 6, погрузка заканчивается, и погрузочные ролики останавливаются. Поэтому контейнер прекращает двигаться поступательно, и на панели загорается индикаторная лампочка «погрузка окончена». В результате, контейнер оказывается готовым к контролю. Далее, одновременно запускаются погрузочные ролики и цепной настильный транспортер для обеспечения поступательного движения контейнера. Когда контейнер достигает поперечной секции, в которой осуществляется сканирование, при готовности к работе всех подсистем, включается защитный переключатель взаимоблокировки на пульте, так что ускоритель 1 испускает конический пучок рентгеновских лучей, который преобразуется в пучок рентгеновских лучей веерообразной формы, пройдя через коллиматор 2. В этот момент погрузочные ролики останавливаются, и пучок рентгеновских лучей, проходящий через коллиматор 2, преобразуется в веерообразный пучок рентгеновских лучей, который перпендикулярен полу. Наконечники детекторов, расположенные внутри горизонтальной детекторной консоли 8 и вертикальной детекторной консоли 7, находятся в той же плоскости, что и веерообразный пучок рентгеновских лучей. Пучок рентгеновских лучей, испускаемый из ускорителя 1, проходит сквозь контролируемый контейнер, принимается детекторами, расположенными внутри горизонтальной детекторной консоли 8 и вертикальной детекторной консоли 7, и преобразуется в электрические сигналы, изображения, вводимые в модуль сбора данных изображения, расположенный в приборном отсеке 14, находящемся снаружи туннеля сканирования. Далее сигналы изображения с модуля сбора данных изображения передаются в модуль эксплуатации и контроля, а затем сигналы изображения передаются модулем эксплуатации и контроля в компьютер, находящийся в рабочем помещении 3. В результате, на экране компьютера, находящемся на пульте управления рабочего помещения 3, отображается изображение товаров, содержащихся в контейнере.

Всякий раз, когда контейнер 100 достигает поперечной секции, в которой осуществляют сканирование, ускоритель прекращает испускать пучок рентгеновских лучей. Когда контейнер достигает положения фотоэлектрического выключателя 11 выгрузки, выгрузочные ролики и цепной настильный транспортер останавливаются. Контейнер является готовым к выгрузке, и на пульте загорается индикаторная лампочка «готов к выгрузке». Затем выгрузочные ролики начинают вращаться, обеспечивая автоматическую выгрузку контейнера. После того, как контейнер полностью выгружен, выгрузочные ролики останавливаются. Обычно контейнер не останавливают, перемещая его во время сканирования. Однако в аварийной ситуации нажимают кнопку «стоп» на пульте управления для прекращения сканирования и отключения источника питания.

Техническое решение, согласно настоящему изобретению, можно использовать не только для контроля авиационных грузов, но и для контроля перевозящего их среднегабаритного или малогабаритного транспортного средства.

В соответствии с настоящим изобретением, устойчивый порталообразный каркас, образованный коллиматором, горизонтальной детекторной консолью и вертикальной детекторной консолью, можно также использовать в линии роликов, транспортирующих контейнеры, в современных аэропортах для обеспечения контроля.

Как показано на фиг.3, транспортирующее устройство в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения содержит роликовый транспортер 12 и цепной настильный транспортер 10 с расположенным между ними переходным роликом 102, не оснащенным приводом. Для предотвращения провисания цепей цепного настильного транспортера 10 применяется опорная плита 103.

В процессе контроля авиационные грузы 100 переносятся роликами и плавно транспортируются на цепной настильный транспортер, который устойчиво циркулирует, перенося авиационные грузы и обеспечивая их прохождение через поперечную секцию, в которой осуществляется сканирование. Поскольку движение цепного настильного транспортера является стабильным, можно получить стабильную сканограмму.

Как показано на фиг.4, в случае, когда система контроля в соответствии с настоящим изобретением используется для контроля транспортного средства, цепной настильный транспортер 10 транспортирующего устройства расположен на линии транспортировки авиационных грузов. На обоих концах цепного настильного транспортера предусмотрено переходное средство, которое облегчает заезд транспортного средства 101 на цепной настильный транспортер с линии транспортировки авиационных грузов или съезд на линию транспортировки авиационных грузов с цепного настильного транспортера. Упомянутый цепной настильный транспортер 10 установлен на полу, а упомянутым переходным средством является пандус 110, который имеет наклонную поверхность, обеспечивающую плавный переход от пола к цепному настильному транспортеру.

При такой компоновке, с использованием простым образом устанавливаемого на полу цепного настильного транспортера 10 и пандусов 110, можно легко обеспечить заезд транспортного средства 101 на цепной настильный транспортер с линии транспортировки авиационных грузов или съезд на линию транспортировки авиационных грузов с цепного настильного транспортера. Таким образом, удается избежать затрат на сооружение смотровой ямы и системы водослива. Кроме того, снижаются и затраты на ежедневное техническое обслуживание. Затраты на сооружение системы контроля в соответствии с настоящим изобретением минимизируются.

Более того, в случае необходимости, можно снабдить цепной настильный транспортер смотровой ямой, так что верхнюю поверхность цепного настильного транспортера можно поддерживать на уровне пола и упростить переходное средство, выполняя его в форме помоста. В этом случае облегчается доступ транспортного средства на цепной настильный транспортер.

Использование: для контроля авиационных грузов или транспортных средств. Сущность заключается в том, что система контроля авиационных грузов содержит ускоритель, коллиматор и вертикальную детекторную консоль, устанавливаемые на полу, горизонтальную детекторную консоль, горизонтальная детекторная консоль поддерживается верхним концом коллиматора, вертикальная (7) и горизонтальная (8) детекторные консоли соединены друг с другом и расположены на стороне, противоположной ускорителю, коллиматор (2), горизонтальная (8) и вертикальная (7) детекторные консоли образуют устойчивый порталообразный каркас, под горизонтальной детекторной консолью (8) находится транспортирующее устройство, коллиматор (2) расположен между транспортирующим устройством и ускорителем (1), а упомянутый порталообразный каркас и транспортирующее устройство образуют туннель сканирования, при этом транспортирующее устройство состоит из роликовых транспортеров (5, 12) и цепного настильного транспортера (10), причем роликовый транспортер (5) и роликовый транспортер (12) соответственно расположены у обоих концов цепного настильного транспортера (10), а для обеспечения плавного перехода между роликовыми транспортерами (5, 12) и цепным настильным транспортером (10) используется переходный ролик, не оснащенный приводом. Технический результат: контроль объектов без их вскрытия, полный контроль объекта при его однократном пропускании через систему, а также создание высокоскоростной, безопасной для операторов системы контроля, обеспечивающей высокое разрешение и высокую контрастность. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система контроля авиационных грузов, содержащая ускоритель (1), коллиматор (2) и вертикальную детекторную консоль (7), устанавливаемые на полу, горизонтальную детекторную консоль (8) с расположенными внутри вертикальной (7) и горизонтальной (8) детекторных консолей детекторами, причем ускоритель (1), коллиматор (2) и горизонтальная (8) и вертикальная (7) детекторные консоли расположены в одной и той же плоскости, горизонтальная детекторная консоль (8) поддерживается верхним концом коллиматора (2), вертикальная (7) и горизонтальная (8) детекторные консоли соединены друг с другом и расположены на стороне, противоположной ускорителю (1), коллиматор (2), горизонтальная (8) и вертикальная (7) детекторные консоли образуют устойчивый порталообразный каркас, под горизонтальной детекторной консолью (8) находится транспортирующее устройство, расположенное перпендикулярно порталообразному каркасу, коллиматор (2) расположен между транспортирующим устройством и ускорителем (1), а упомянутый порталообразный каркас и транспортирующее устройство образуют туннель сканирования, отличающаяся тем, что

транспортирующее устройство состоит из роликовых транспортеров (5, 12) и цепного настильного транспортера (10), причем роликовый транспортер (5) и роликовый транспортер (12) соответственно расположены у обоих концов цепного настильного транспортера (10), а для обеспечения плавного перехода между роликовыми транспортерами (5, 12) и цепным настильным транспортером (10) используется переходный ролик, не оснащенный приводом.