СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2012 года по МПК G01N23/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способам и системам контроля объектов при помощи проникающего излучения, в частности, для контроля объектов путем их одновременного обследования в проходящем и рассеянном свете.

Уровень техники

Стандартные рентгеновские системы получения изображений в проходящем свете в течение многих десятилетий используются в области обеспечения безопасности, медицины и контроля. Обычно в медицине рентгеновское изображение в проходящем свете получают при помощи конических лучей с использованием рентгеновской пленки в качестве регистрирующего (детекторного) средства. В последнее время стали применяться веерные лучи в сочетании с линейными сегментными матрицами детекторных элементов (линейно сегментированным массивом датчиков), которые позволяют создавать двумерные изображения объектов, перемещающихся через веерный луч между источником рентгеновского излучения и матрицей детекторных элементов. Такое обследование является стандартным способом проверки небольших сумок и багажей, применяемое для обеспечения безопасности, например, в аэропортах. В этом случае изображение в проходящем свете может быть одноэнергетическим, которое получается с использованием рентгеновской трубки с одной предельной энергией и матрицы детекторных элементов, каждый элемент которой содержит только один детекторный канал.

Изображения на основе дифференциальной передачи или рассеяния, как функции энергии падающего излучения, могут быть получены за счет использования источника излучения, который чередуется между двумя предельными значениями энергии рентгеновского излучения или путем использования двуэнергетической сегментной матрицы детекторных элементов. В подобных матрицах каждый ее элемент имеет два детекторных канала. Один детекторный канал чувствителен к низкоэнергетическому рентгеновскому излучению, а второй (который часто содержит также рентгеновский фильтр), преимущественно, определяет рентгеновское излучение с более высокой энергией. Если взять отношение двух сигналов, полученных от каналов низкой и высокой энергии, можно получать двуэнергетические изображения, которые позволяют определить средний эффективный атомный номер Z материалов каждого места изображения. Это дает возможность грубо разделить материалы на группы с малым Z (органические), средним Z и с высоким Z (металлические). Затем данная информация может быть наложена на черно-белое изображение, полученное в проходящем свете, как правило, используя цветовую палитру для создания цветного изображения, которое передает оператору идентификационную информацию о материале.

В последние два десятилетия используется система получения изображений с использованием обратного рассеяния, которая обеспечивает средства более надежного обнаружения и отображения органических материалов, спрятанных в сумках и багажах, и даже в больших грузовых контейнерах и транспортных средствах. Вместо веерного рентгеновского луча такие системы обычно используют сканирующий острый луч, известный также под названием "бегающий луч". Изображения в лучах обратного рассеяния создаются путем измерения энергии рентгеновского излучения, которая представляет собой комптоновское рассеяние луча в процессе последовательного облучения им каждой части объекта. Комптоновское рассеяние обычно обнаруживается при помощи детекторов большой площади, которые были оптимизированы для детектирования рассеянных рентгеновских лучей относительно низкой энергии. При растровом сканировании сканирование объекта производится острым лучом по мере его прохождения через этот сканирующий луч, при этом формируется полное плоское изображение объекта в лучах обратного рассеяния. Поскольку при малых значениях энергий рентгеновского излучения (ниже 250 кэВ) комптоновское рассеяние оказывается наиболее чувствительным к органическим областям объекта, этот метод может использоваться для выделения именно этих областей.

Ранее предлагалась комбинация способов получения изображения рентгеновским методом "на просвет" и методом обратного рассеяния, например, в патенте США №6,151,381 ("Стробированное детектирование при получении изображений в проходящем и рассеянном свете", где для получения изображений "на просвет" и с использованием обратного рассеяния применяются отдельные источники с временным стробированием), а также в патенте 6,546,072 ("Усовершенствованное получение изображений в рассеянном свете рассеянного излучения с использованием проходящего света", где для получения изображений в проходящем свете и рассеянном свете применяется один и тот же источник). Системы, использующие для получения изображений как проходящие лучи, так и обратное рассеяние имеют либо идентичные спектральные характеристики источника (в случае применения для обеих подсистем одного и того же источника), либо им приходится столкнуться с проблемой подавления взаимного влияния, связанного, главным образом, с рассеиванием на детекторы рассеянного излучения фотонов веерного луча проходящего света, обладающего высокой энергией или высокой плотностью излучения.

Раскрытие изобретения

В соответствии с предпочтительными вариантами исполнения настоящего изобретения предлагается способ и система проверки объекта. Система содержит два источника проникающего излучения, первый из которых излучает веерный луч, а второй излучает сканирующий острый луч проникающего излучения. Система содержит сегментную матрицу детекторных элементов, служащую для измерения интенсивности проникающего излучения веерного луча, прошедшего через объект, а также хотя бы один детектор рассеянного излучения, служащий для обнаружения проникающего излучения от сканирующего острого луча, рассеянного объектом. Наконец, система содержит процессор, обеспечивающий формирование хотя бы одного изображения в проходящем или рассеянном свете, которое может быть представлено оператору.

В других вариантах исполнения настоящего изобретения сегментная матрица детекторных элементов может представлять собой двуэнергетическую детекторную матрицу, а детекторы рассеянного излучения (обратного рассеяния) могут быть коллимированы таким образом, что они предпочтительно будут детектировать рассеянное рентгеновское излучение сканирующего луча. Для уменьшения взаимного влияния между подсистемами формирования изображений в проходящем и рассеянном свете может быть установлена тонкая перегородка.

При помощи компьютера система может выполнять корректировку формата изображений и размера изображений, полученных в проходящем и рассеянном свете, в результате чего в обоих случаях изображения будут похожими по размерам и форме. При формировании изображения в рассеянном свете из него программным или аппаратным способом может быть удалена (вычтена) составляющая, обусловленная взаимным влиянием. В некоторых вариантах исполнения сигнал, обусловленный взаимным влиянием, измеряется детектором рассеянного излучения в тот момент, когда сканирующий острый луч не освещает объект, а во время сканирования объекта острым лучом этот сигнал вычитается из сигнала, формируемого детектором рассеянного излучения.

В соответствии с еще одним вариантом исполнения настоящего изобретения один или несколько детекторов рассеянного излучения могут детектировать рассеянное рентгеновское излучение в одном энергетическом диапазоне, и один или несколько детекторов рассеянного излучения могут детектировать рассеянное рентгеновское излучение в другом энергетическом диапазоне. Сигналы, поступающие от этих двух групп детекторов, могут затем объединяться и использоваться для получения дополнительной информации, касающейся эффективного атомного номера отображаемого объекта.

Предлагается система контроля объекта, которая может состоять из первого источника излучения, формирующего веерный луч проникающего излучения, сегментной матрицы детекторных элементов, обеспечивающих измерение интенсивности проникающего излучения, проходящего через объект от первого источника излучения, второго источника излучения, формирующего острый луч проникающего излучения, не менее одного детектора рассеянного излучения, обнаруживающего проникающее излучение посредством отражения объектом сканирующего острого луча, процессора, дисплея и блока памяти, содержащей команды, посредством которых процессор может выполнять операции вычитания фонового сигнала из сигнала, измеренного при помощи детектора рассеянного излучения, при этом фоновый сигнал может измеряться детектором рассеянного излучения, когда острый сканирующий луч не освещает объект, формируя тем самым скорректированный измеренный сигнал подсистемы формирования изображений в рассеянном свете, и отображение на дисплее указанного скорректированного сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в рассеянном свете, и сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете, поступающего от сегментной матрицы детекторных элементов для использования этого отображения при проверке объекта.

В системе первый источник излучения, формирующий веерный луч, и второй источник излучения, формирующий острый луч, могут быть одним и тем же источником излучения.

В вышеописанной системе, согласно изобретению, хотя бы один детектор рассеянного излучения может содержать средства коллимирования проникающего излучения, обеспечивающие преимущественное детектирование проникающего излучения острого луча.

В системе, согласно настоящему изобретению, хотя бы один детектор рассеянного излучения может иметь преимущественно плоскую переднюю поверхность, чувствительную к падающему излучению, нормаль к которой может быть ориентирована в направлении точки падения сканирующего острого луча, рассеянного объектом.

В вышеописанной системе хотя бы одна поверхность детектора рассеянного излучения, не являющаяся плоской передней поверхностью, может экранироваться, ослабляя вероятность детектирования проникающего излучения, порождаемого веерным лучом.

В вышеописанной системе может использоваться перегородка, расположенная между веерным лучом и последним детектором рассеянного излучения, посредством которой может уменьшаться сигнал на выходе детектора рассеянного излучения, обусловленный воздействием веерного луча.

В системе перегородка может представлять собой отражатель, параллельный веерному лучу.

В системе перегородка может представлять собой поворотный защитный экран, параллельный веерному лучу.

В системе перегородка может представлять собой экран, перпендикулярный веерному лучу.

В вышеописанной системе блок памяти может содержать команды, посредством которых процессор может производить корректировку формата изображения и размера сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете, и скорректированного сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений с использованием рассеяния, отображая размеры и форму объекта на дисплее подсистемы формирования изображений в проходящем свете и подсистемы формирования изображений с использованием рассеяния.

В системе сегментная матрица детекторных элементов может состоять из первого и второго наборов элементов, измеряющих излучение в первом и во втором энергетических диапазонах соответственно.

В системе, согласно настоящему изобретению, блок памяти может содержать команды, посредством которых процессор может определять эффективный атомный номер, по крайней мере одной части объекта, используя результаты измерений, полученные от первого и второго наборов элементов, и может отображать на дисплее хотя бы одну часть объекта, показывая эффективный атомный номер этой части.

В системе сегментная матрица детекторных элементов может содержать коллиматор, служащий для ослабления проникающего излучения веерного луча, рассеянного от сегментной матрицы детекторных элементов и падающего на детектор рассеянного излучения.

Изобретение предлагает также вариант системы для контроля объекта, состоящей из первого источника излучения, формирующего веерный луч проникающего излучения, сегментной матрицы детекторных элементов, измеряющей интенсивность проникающего излучения, проходящего через объект от первого источника излучения, при этом указанная матрица может содержать коллиматор отсечения излучения, рассеиваемого этой матрицей, второго источника излучения, формирующего острый луч проникающего излучения, хотя бы одного детектора рассеянного излучения, служащего для детектирования проникающего излучения, порожденного рассеянием от объекта острого сканирующего луча, при этом детектор рассеянного излучения может содержать средства отсечения излучения, порожденного рассеянием веерного луча, процессора, дисплея и памяти, содержащей команды, посредством которых процессор может выполнять операции вычитания фонового сигнала из сигнала, измеренного детектором рассеянного излучения, при этом указанный фоновый сигнал может измеряться детектором рассеянного излучения, когда второй источник излучения не может облучать объект, формируя тем самым скорректированный измеренный сигнал подсистемы формирования изображений в рассеянном свете, и отображение на дисплее этого скорректированного сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в рассеянном свете, а также сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете посредством сегментной матрицы детекторных элементов для использования при проверке объекта.

Система, согласно вышеописанному варианту изобретения, может содержать первый источник излучения, формирующий веерный луч, и второй источник излучения, формирующий острый сканирующий луч, которые могут представлять собой один и тот же источник излучения.

В системе сегментная матрица детекторных элементов, согласно настоящему изобретению, может содержать первый набор элементов, измеряющий излучение в первом энергетическом диапазоне, и второй набор элементов, измеряющий излучение во втором энергетическом диапазоне, при этом память системы может содержать команды, посредством которых процессор может выполнять корректировку формата изображения и размера в измеренном сигнале подсистемы формирования изображений в проходящем свете и скорректированного сигнала, измеренного в подсистеме формирования изображений в рассеянном свете, в результате чего размеры и форма объекта, полученные при отображении сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете, и сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в рассеянном свете, могут быть близки, может определять эффективное атомное число хотя бы части объекта, используя данные измерений, полученные от первого и второго наборов элементов, воспроизводить на дисплее изображение хотя бы одной части объекта, показывая эффективное атомное число этой части.

Рассмотренные выше признаки настоящего изобретения будут более понятны из приведенного ниже подробного описания и сопровождающих его чертежей.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 схематически представлена система контроля на основе получения изображений в проходящем и рассеянном свете с использованием детекторных коллимационных световозвращателей, в соответствии с вариантами исполнения настоящего изобретения.

На Фиг.2 представлено расположение тонкой гибкой перегородки, ослабляющей рентгеновское излучение в системе получения изображений в проходящем и рассеянном свете, в соответствии с вариантами исполнения настоящего изобретения.

На Фиг.3 схематически представлен еще один вариант исполнения системы получения изображений в проходящем и рассеянном свете, которая использует коллимационные световозвращатели и детекторную фильтрацию.

Осуществление изобретения

Способы и системы, позволяющие преодолеть взаимные влияния, которые имеют место при одновременном формировании изображений в прямом и рассеянном свете, представлены ниже вариантами исполнения настоящего изобретения. Кроме того, указанные способы и системы включают в себя программную обработку изображений, которая при отображении их оператору производит сопоставление значений формата изображения для изображений, полученных обоими методами, несмотря на то, что эти изображения формируются различными источниками и при различных положениях обследуемого объекта.

Варианты исполнения настоящего изобретения описаны здесь в терминах рентгеновского излучения, тем не менее очевидно, что эти методики и объем притязаний заявленного изобретения распространяются также на проникающее излучение любого вида, включая гамма излучение и т.п.

Объединение системы получения изображений в проходящем свете, использующей веерный луч и сегментную матрицу детекторных элементов с системой получения изображений в отраженном свете, которая использует сканирующий острый луч, позволяет получить мощную систему формирования изображений, сочетающую в себе лучшие стороны обеих технологий. Изображения, получаемые в проходящем свете, имеют высокую разрешающую способность, которая определяется размерами отдельных элементов матрицы детекторных элементов. При использовании двуэнергетического источника рентгеновского излучения или двуэнергетической матрицы детекторных элементов метод получения изображений в проходящем свете позволяет также воспроизводить эффективное атомное число Z отображаемого объекта. Разрешающая способность изображения, полученная с использованием обратного рассеяния, определяется шириной острого луча, который используется для сканирования объекта: чем уже луч, тем выше разрешающая способность. Однако при уменьшении ширины луча сокращается количество рентгеновских лучей в сканирующем пучке и, следовательно, снижается доступная статистика фотонов и возрастает зернистость изображения. Таким образом, размер луча должен выбираться на основе компромисса между качеством изображения и разрешающей способностью.

Ниже со ссылками на Фиг.1 описывается компактная система получения изображений 10, которая содержит отдельные подсистемы формирования изображений в проходящем свете и с использованием обратного рассеяния. Подлежащий проверке объект 20, например багаж или сумка, сначала проходит по транспортерной ленте 23 через веерный луч 25, в результате чего формируется изображение в проходящем свете путем измерения интенсивности прошедшего через объект рентгеновского излучения при помощи детекторных элементов сегментной матрицы 30. Продвигаясь на транспортерной ленте по контрольному тоннелю, объект затем проходит через острый луч 35 растрового сканирования подсистемы формирования изображений путем обратного рассеивания. Изображения в лучах обратного рассеяния формируются путем измерения интенсивности комптоновского отраженного излучения, которое проверяется при помощи детекторов рассеянного излучения 40, расположенных под транспортером 23, либо на стенах или потолке контрольного тоннеля.

Основная техническая проблема, возникающая при объединении подсистем, использующих проходящий и рассеянный свет в одну компактную систему формирования изображений, заключается в необходимости снижения взаимного влияния рентгеновского излучения в этих двух подсистемах. Исходя из практических соображений, связанных с пропускной способностью и стоимостью, предпочтительно, чтобы веерный луч проходящего света и острый луч подсистемы обратного рассеяния активизировались одновременно. Это означает, что рассеянное рентгеновское излучение веерного луча 25 от объекта 20 (или от любой поверхности самой контрольной системы) обнаруживается детекторами 40 подсистемы формирования изображений с использованием обратного рассеяния. Аналогично, рентгеновские лучи, рассеянные объектом 20 при попадании на него острого луча 35, обнаруживаются матрицей 30 детекторных элементов подсистемы формирования изображений в проходящем свете. Поскольку детекторы рассеянного излучения (обратного рассеяния) имеют большие размеры по сравнению с детекторными элементами подсистемы формирования изображений в проходящем свете, а также по причине того, что последняя использует веерный, а не острый луч, проблема взаимного влияния (или потерь) носит почти полностью однонаправленный характер, т.е. заключается в подавлении рассеянного излучения веерного луча подсистемы формирования изображений в проходящем свете на детекторы рассеянного излучения (обратного рассеяния). Это взаимное влияние проявляется на изображении, полученном при помощи обратного рассеяния в виде более ярких мутных областей, или, в большей степени, в виде вертикальной полосатости.

В настоящем изобретении установлено, что уменьшение взаимного влияния рентгеновских лучей может быть достигнуто путем введения в аппаратные средства данной системы коллимационных световозвращателей, обеспечения высокой точности при проектировании и размещении детекторов рассеянного излучения, а также за счет установки тонких перегородок для рентгеновского излучения между подсистемами формирования изображений в проходящем и в обратном рассеянном свете.

Примеры коллимационных световозвращателей 50 представлены на Фиг.1. Эти световозвращатели сконструированы таким образом, что поле зрения детекторов рассеянного излучения ограничено детектированием рассеянных лучей, исходящих от плоскости, которая содержит острый луч подсистемы формирования изображений с использованием обратного рассеяния. Рентгеновские лучи, которые рассеиваются веерным лучом подсистемы формирования изображений в проходящем свете, не могут проникнуть через эти коллиматоры и, следовательно, не будут оказывать отрицательного воздействия на сигнал подсистемы формирования изображений, использующей обратное рассеяние. С наклонными коллимационными световозвращателями, расположенными на правом детекторе рассеянного излучения (отраженного сигнала) 40 на Фиг.1, связана проблема, состоящая в том, что эти световозвращатели будут также ослаблять рассеянный сигнал, поступающий от сканирующего острого луча 35. Так, для правого детектора рассеянного излучения (сигнала) используется один коллимационный световозвращатель, параллельный острому лучу 35. Тем не менее рентгеновские лучи, порожденные рассеянием веерного луча подсистемы проходящего света, могут попадать в детектор, ухудшая качество изображения, получаемого за счет обратного рассеяния.

Второй способ, обеспечивающий дальнейшее снижение нежелательных "взаимных влияний" между рентгеновскими лучами подсистем формирования изображений в проходящем и рассеянном свете, состоит в размещении между этими двумя подсистемами тонкой гибкой перегородки в виде свинцового отражателя 60, как это показано, в качестве примера, на Фиг. 2. Эта перегородка (или перегородки) может быть выполнена в виде подпружиненных дверей, открывающихся в обе стороны. В данном варианте исполнения рассеянные рентгеновские лучи, порожденные веерным лучом проходящего света, блокируются перегородкой до того, как они смогут попасть на детекторы рассеянного излучения. Желательно, чтобы длина отражателя (или другой перегородки) была такой, чтобы отражатель не мог быть втянут или вдвинут объектом 20 в плоскость, содержащую острый или веерный луч. В изобретении установлено, что применение подобной перегородки позволяет уменьшить воздействие рассеянных рентгеновских лучей проходящего света на детекторы рассеянного излучения.

В добавление к описанным выше способам снижения взаимного влияния рентгеновских лучей вызванный сигнал в детекторах рассеянного излучения (обратного рассеяния) за счет остаточного влияния подсистемы формирования изображений в проходящем свете может быть вычтен и удален из сигнала подсистемы формирования изображений с использованием обратного рассеяния. Это осуществляется путем измерения сигнала, поступающего от детекторов рассеянного излучения (обратного рассеяния) в момент кратковременного отключения острого луча подсистемы, использующей обратное рассеяние. Например, сканирующий острый луч может быть создан при помощи вращающегося отсекателя в виде диска с отверстиями. Поскольку каждое отверстие освещается рентгеновской трубкой, то при вращении дискового отсекателя острый рентгеновский луч проходит через отверстие, обследуя контрольный тоннель. В течение короткого интервала времени с момента, когда освещенная область находится непосредственно слева от одного отверстия, и до того, когда другое отверстие войдет в освещенную зону, острый луч, в основном, отключается. В течение этого короткого промежутка "отключенного луча" сигнал, поступающий от детекторов рассеянного излучения (обратного рассеяния), главным образом, обусловлен взаимным влиянием веерного луча подсистемы формирования изображений в проходящем свете, который включен всегда. Этот сигнал используется для измерения мгновенной интенсивности потока рассеяния веерного луча подсистемы формирования изображений в проходящем свете в детекторы рассеянного излучения (обратного излучения) для данной строки изображения. Значение этой интенсивности может затем быть вычтено из соответствующей строки изображения, полученного в рассеянном свете для того, чтобы исключить сигнал взаимного влияния. Вычитание может быть произведено либо в процессе сбора информации, либо позднее, во время обработки, перед представлением изображения оператору. Вычитание может быть выполнено при помощи процессора с ассоциативной памятью, которая содержит команды, выполняемые процессором при реализации операций, включающих вышеупомянутое вычитание. Как здесь, так и во всех пунктах формулы изобретения термин "память" включает, без ограничений, полупроводниковые запоминающие устройства, средства на магнитных носителях, например жесткий диск, а также любые другие устройства, содержащие команды, которые могут выполняться процессором.

В других вариантах исполнения настоящего изобретения взаимное влияние подсистем формирования изображений в проходящем рассеянном свете и с использованием обратного рассеяния уменьшается за счет применения коллимационных световозвращателей, защитных экранов, а также предпочтительной ориентации детекторов рассеянного излучения (отраженного сигнала), как это показано в системе 100, представленной на Фиг.3. Отметим следующие усовершенствования по отношению к системе, представленной на Фиг.1:

(а). Активная поверхность детекторов рассеянного излучения (обратного рассеяния) 140 может быть наклонена по отношению к точке 143, из которой излучается отраженный сигнал. Такая геометрия повышает вероятность обнаружения рассеянного сигнала от луча обратного рассеяния 135, и при этом минимизирует детектирование взаимного влияния сигнала, порожденного лучом подсистемы формирования изображений в проходящем свете. Подобная геометрия также исключает необходимость установки коллимационных световозвращателей на левой стороне детектора. Для снижения ложного детектирования рентгеновского излучения все остальные поверхности 175 детекторов рассеянного излучения могут быть ограждены экранирующим материалом, например, свинцом.

(б) Одиночный вертикальный световозвращатель 150 защищает активную поверхность правого детектора рассеянного излучения (обратного рассеяния) от воздействия рассеянного излучения, порожденного лучом 125 подсистемы формирования изображений в проходящем свете.

(в) Свинцовый экран 170, расположенный под транспортерной лентой 123 вблизи луча подсистемы формирования изображений в проходящем свете, защищает левый детектор 140 рассеянного излучения от воздействия рассеянного излучения, порожденного лучом подсистемы формирования изображений в проходящем свете.

(г) Коллиматоры 180, расположенные перед детекторами проникающего излучения, предотвращают попадание на детекторы 140 рассеянного излучения луча проникающего излучения, отраженного от передней поверхности детекторов проникающего излучения.

Поскольку получение изображений в проходящем и рассеянном свете обеспечивается различными способами, в общем случае эти изображения будут иметь разные форматы изображений. Таким образом, изображения одного и того же объекта, полученные этими двумя способами, могут иметь различные форму и размеры. Для того чтобы это не создавало неудобства оператору, настоящее изобретение включает в себя программный способ корректировки формата изображения в подсистеме формирования изображений в проходящем свете, либо в подсистеме формирования изображений с использованием обратного рассеяния (или в обеих подсистемах) таким образом, чтобы представляемые изображения оператору имели одинаковые размеры и форму. Обычно ширина объекта (в направлении движения транспортерной ленты) примерно одинаковая в обеих подсистемах формирования изображений. Что же касается высоты объекта (в направлении, перпендикуляром движению транспортерной ленты), то она не редко отличается у этих двух подсистем. Для того чтобы скорректировать это и обеспечить одинаковую высоту объекта для обоих изображений, к одному из них может быть применен заранее известный коэффициент масштабирования. С другой стороны, может быть использован программный алгоритм, определяющий высоту объекта для каждого изображения, и оба изображения могут быть промасштабированы таким образом.

Все рассмотренные выше варианты исполнения настоящего изобретения предполагаемые и являются очевидными для специалистов в данной области. Например, несмотря на то что выше была описана система с обратным рассеянием в различных вариантах исполнения изобретения, могут применяться другие виды получения изображения рассеянием света. В качестве еще одного примера можно привести систему, содержащую только один источник рентгеновского излучения, с помощью которого формируются как острый луч для подсистемы формирования изображений с использованием обратного рассеяния, так и веерный луч проходящего света. Все варианты и модификации не выходят за рамки притязаний настоящего изобретения, которые определены пунктами приведенной ниже формулы изобретения.

Использование: для контроля объекта посредством проникающего излучения. Сущность: заключается в том, что предлагается система контроля багажа с использованием рентгеновского изображения. Изображение в проходящем свете формируется с помощью веерного луча и сегментной матрицы детекторных элементов (сегментированного массива датчиков), а для получения изображения в рассеянном свете используется сканирующий острый луч. При этом оба луча действуют одновременно. Взаимное влияние лучей подавляется за счет сочетания таких факторов, как экранирование, конструкция, расположение и ориентация детектора рассеянного излучения (обратного рассеяния), а также соответствующей обработки изображений. При обработке изображений производится вычитание измеренного значения интенсивности луча подсистемы формирования изображений в проходящем свете из рассеянного на детекторы подсистемы формирования изображений в рассеяном излучении (обратном рассеянии). Технический результат: обеспечение возможности снижения взаимного влияния рентгеновского излучения в двух подсистемах, использующих проходящий и рассеянный свет, в одной компактной системе формирования изображений. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система контроля объекта, состоящая из первого источника излучения, формирующего веерный луч проникающего излучения, сегментной матрицы детекторных элементов, измеряющей интенсивность проникающего излучения, проходящего через объект от первого источника излучения, второго источника излучения, формирующего острый луч проникающего излучения, по меньшей мере, одного детектора рассеянного излучения, обнаруживающего проникающее излучение посредством отражения объектом сканирующего острого луча, процессора, дисплея и блока памяти, содержащей команды, посредством которых процессор выполняет операцию вычитания фонового сигнала из сигнала, измеренного детектором рассеянного излучения, при этом фоновый сигнал измеряется детектором рассеянного излучения, когда острый сканирующий луч не освещает объект, с формированием скорректированного измеренного сигнала подсистемы формирования изображений в рассеянном свете, и операцию отображения на дисплее указанного скорректированного сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в рассеянном свете, и сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете, поступающего от сегментной матрицы детекторных элементов для использования этого отображения при проверке объекта.

2. Система по п.1, в которой, по меньшей мере, один детектор рассеянного излучения содержит средства коллимирования проникающего излучения, обеспечивающие преимущественное детектирование проникающего излучения острого луча.

3. Система по п.1, в которой, по меньшей мере, один детектор рассеянного излучения имеет преимущественно плоскую переднюю поверхность, чувствительную к падающему излучению, нормаль к которой ориентирована в направлении точки падения сканирующего острого луча, рассеянного объектом.

4. Система по п.3, в которой, по меньшей мере, одна поверхность детектора рассеянного излучения, не являющаяся плоской передней поверхностью, экранируется с ослаблением вероятности детектирования проникающего излучения, порождаемого веерным лучом.

5. Система по п.1, которая содержит перегородку, расположенную между веерным лучом и последним детектором рассеянного излучения, посредством которой уменьшается сигнал на выходе детектора рассеянного излучения, обусловленный воздействием веерного луча.

6. Система по п.5, в которой перегородка представляет собой отражатель, параллельный веерному лучу.

7. Система по п.5, в которой перегородка представляет собой поворотный защитный экран, параллельный веерному лучу.

8. Система по п.5, в которой перегородка представляет собой экран, перпендикулярный веерному лучу.

9. Система по п.1, в которой блок памяти содержит команды, посредством которых процессор производит корректировку формата изображения и размера сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете, и скорректированного сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в рассеянном свете, с отображением размеров и формы объекта на дисплее подсистемы формирования изображений в проходящем свете и подсистемы формирования изображений в рассеянном свете.

10. Система по п.1, в которой сегментная матрица детекторных элементов состоит из первого и второго наборов элементов, измеряющих излучение в первом и во втором энергетических диапазонах соответственно.

11. Система по п.10, в которой блок памяти содержит команды, посредством которых процессор определяет эффективный атомный номер, по крайней мере, одной части объекта посредством данных измерений, полученных от первого и второго наборов элементов, и отображает на дисплее, по крайней мере, одну часть объекта с отображением эффективного атомного номера этой части.

12. Система по п.1, в которой сегментная матрица детекторных элементов содержит коллиматор, служащий для ослабления проникающего излучения веерного луча, рассеянного от сегментной матрицы детекторных элементов и падающего на детектор рассеянного излучения.

13. Система контроля объекта, состоящая из первого источника излучения, формирующего веерный луч проникающего излучения, сегментной матрицы детекторных элементов, измеряющей интенсивность проникающего излучения, проходящего через объект от первого источника излучения, и содержащей коллиматор отсечения излучения, рассеиваемого этой матрицей, второго источника излучения, формирующего острый луч проникающего излучения, по меньшей мере, одного детектора рассеянного излучения, обнаруживающего проникающее излучение посредством отражения объектом острого сканирующего луча и содержащего средства отсечения излучения, порожденного рассеянием веерного луча, из процессора, дисплея и блока памяти, содержащей команды, посредством которых процессор выполняет операцию вычитания фонового сигнала из сигнала, измеренного детектором рассеянного излучения, при этом указанный фоновый сигнал измеряется детектором рассеянного излучения, когда второй источник излучения не облучает объект, с формированием скорректированного измеренного сигнала подсистемы формирования изображений в рассеянном свете, и операцию отображения на дисплее этого скорректированного сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в рассеянном свете, и сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете, поступающего от сегментной матрицы детекторных элементов при проверке объекта.

14. Система по п.13, в которой сегментная матрица детекторных элементов состоит из первого и второго наборов элементов, измеряющих излучение в первом и во втором энергетических диапазонах соответственно, при этом блок памяти содержит команды, посредством которых процессор производит корректировку формата изображения и размера сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете, и скорректированного сигнала, измеренного в подсистеме формирования изображений в рассеянном свете, до сближения размеров и формы объекта, полученных при отображении сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете, и сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в рассеянном свете, определяет эффективное атомное число, по крайней мере, одной части объекта посредством данных измерений, полученных от первого и второго наборов элементов, отображает на дисплее, по крайней мере, одну часть объекта с отображением эффективного атомного номера этой части.

15. Система контроля объекта, состоящая из источника излучения, формирующего веерный луч проникающего излучения и острый луч проникающего излучения, сегментной матрицы детекторных элементов, измеряющей интенсивность проникающего излучения, проходящего через объект, по меньшей мере, одного детектора рассеянного излучения, обнаруживающего проникающее излучение посредством отражения объектом сканирующего острого луча, процессора, дисплея и блока памяти, содержащей команды, посредством которых процессор выполняет операцию вычитания фонового сигнала из сигнала, измеренного детектором рассеянного излучения, при этом фоновый сигнал измеряется детектором рассеянного излучения, когда острый сканирующий луч не облучает объект, с формированием скорректированного измеренного сигнала подсистемы формирования изображений в рассеянном свете, и операцию отображения на дисплее указанного скорректированного сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в рассеянном свете, и сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете, поступающего от сегментной матрицы детекторных элементов для использования этого отображения при проверке объекта.

16. Система по п.15, в которой, по меньшей мере, один детектор рассеянного излучения содержит средства коллимирования проникающего излучения, обеспечивающие преимущественное детектирование проникающего излучения острого луча.

17. Система по п.15, в которой, по меньшей мере, один детектор рассеянного излучения имеет преимущественно плоскую переднюю поверхность, чувствительную к падающему излучению, нормаль к которой ориентирована в направлении точки падения сканирующего острого луча, рассеянного объектом.

18. Система по п.17, в которой, по меньшей мере, одна поверхность детектора рассеянного излучения, не являющаяся плоской передней поверхностью, экранируется с ослаблением вероятности детектирования проникающего излучения, порождаемого веерным лучом.

19. Система по п.15, которая содержит перегородку, расположенную между веерным лучом и последним детектором рассеянного излучения, посредством которой уменьшается сигнал на выходе детектора рассеянного излучения, обусловленный воздействием веерного луча.

20. Система по п.19, в которой перегородка представляет собой отражатель, параллельный веерному лучу.

21. Система по п.19, в которой перегородка представляет собой поворотный защитный экран, параллельный веерному лучу.

22. Система по п.19, в которой перегородка представляет собой экран, перпендикулярный веерному лучу.

23. Система по п.15, в которой блок памяти содержит команды, посредством которых процессор производит корректировку формата изображения и размера сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете, и скорректированного сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в рассеянном свете, с отображением размеров и формы объекта на дисплее подсистемы формирования изображений в проходящем свете и подсистемы формирования изображений в рассеянном свете.

24. Система по п.15, в которой сегментная матрица детекторных элементов состоит из первого и второго наборов элементов, измеряющих излучение в первом и во втором энергетических диапазонах соответственно.

25. Система по п.24, в которой блок памяти содержит команды, посредством которых процессор определяет эффективный атомный номер, по крайней мере, одной части объекта посредством данных измерений, полученных от первого и второго наборов элементов, и отображает на дисплее, по крайней мере, одну часть объекта с отображением эффективного атомного номера этой части.

26. Система по п.15, в которой сегментная матрица детекторных элементов содержит коллиматор, служащий для ослабления проникающего излучения веерного луча, рассеянного от сегментной матрицы детекторных элементов и падающего на детектор рассеянного излучения.

27. Система контроля объекта, состоящая из источника излучения, формирующего веерный луч проникающего излучения и острый луч проникающего излучения, сегментной матрицы детекторных элементов, измеряющей интенсивность проникающего излучения, проходящего через объект, и содержащей коллиматор отсечения излучения, рассеиваемого этой матрицей, по меньшей мере, одного детектора рассеянного излучения, обнаруживающего проникающее излучение посредством отражения объектом острого сканирующего луча и содержащего средства отсечения излучения, порожденного рассеянием веерного луча, из процессора, дисплея и блока памяти, содержащей команды, посредством которых процессор выполняет операцию вычитания фонового сигнала из сигнала, измеренного детектором рассеянного излучения, при этом указанный фоновый сигнал измеряется детектором рассеянного излучения, когда острый сканирующий луч не облучает объект, с формированием скорректированного измеренного сигнала подсистемы формирования изображений в рассеянном свете, и операцию отображения на дисплее этого скорректированного сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в рассеянном свете, и сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете, поступающего от сегментной матрицы детекторных элементов при проверке объекта.

28. Система по п.27, в которой сегментная матрица детекторных элементов состоит из первого и второго наборов элементов, измеряющих излучение в первом и во втором энергетических диапазонах соответственно, при этом блок памяти содержит команды, посредством которых процессор производит корректировку формата изображения и размера сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете, и скорректированного сигнала, измеренного в подсистеме формирования изображений в рассеянном свете, до сближения размеров и формы объекта, полученных при отображении сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в проходящем свете, и сигнала, измеренного подсистемой формирования изображений в рассеянном свете, определяет эффективное атомное число, по крайней мере, одной части объекта посредством данных измерений, полученных от первого и второго наборов элементов, отображает на дисплее, по крайней мере, одну часть объекта с отображением эффективного атомного номера этой части.