СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ФЛУОРОСКОПИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК G01N23/83 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе, которая выполняет формирование флуороскопического (рентгеноскопического) изображения в отношении контролируемого объекта под двумя или более различными углами посредством использования рентгеновского излучения, соответственно, с двумя или более уровнями энергии, в частности, к системе, которая выполняет формирования флуороскопического изображения посредством использования рентгеновского излучения с высокой энергией, генерируемых электронным ускорителем с высокой энергией в ходе неразрушающей дефектоскопии, формирования флуороскопического изображения, равно как и к аппарату контроля безопасности, используемому для контроля крупногабаритных контейнеров, контроля транспортных средств, контроля авиационных грузов, контроля поездов и так далее.

Предшествующий уровень техники

Рентгеновское излучение широко используются в таких областях, как промышленный неразрушающий контроль, контроль безопасности и так далее. Для крупногабаритных контролируемых объектов, например, паровых котлов, авиационных двигателей, насыпные грузов в аэропорту/на железной дороге/на таможне, нераспакованные вещи в автомобилях/грузовых автомобилях/контейнерах/поездах и так далее, для их флуороскопического контроля требуются использовать рентгеновское излучение с высокой энергией, которое обычно генерируется с использованием электронного ускорителя с энергией выше, чем 2 МэВ. Основной способ для генерирования рентгеновского излучения электронным ускорителем является следующим: генерирование электронного пучка с использованием электронной пушки, ускорение этого электронного пучка таким образом, чтобы он получил высокую энергию, посредством электрического поля, и генерирование рентгеновского излучения посредством бомбардировки мишени этим электронным пучком, имеющего высокую энергию. Система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией использует высокую проникающую способность рентгеновского излучения. Когда рентгеновское излучение проникает через контролируемый объект, его интенсивность уменьшится, и степень уменьшения связана с плотностью, формой, толщиной, составляющим материалом и подобными характеристиками контролируемого объекта. Информацию об интенсивности рентгеновского излучения после прохождения через объект получают с использованием детектора и подвергают таким процессам, как обработка сигналов, алгоритмический анализ, восстановление изображения и тому подобным, так чтобы получить флуороскопическое изображение, отражающее информацию, такую как информация о форме, структуре, и даже составляющем материале, в отношении контролируемого объекта, таким образом, достигаются цели, такие как анализ структуры, дефектоскопия, проверка вещей в отношении их наименования и типа, распознавание опасных вещей, контроль запрещенных вещей и тому подобное.

В китайском патенте "Method and System for Scanning Radiation Imaging with Double Viewing Angles" CN 101210895 ("Способ и система для формирования изображения посредством сканирующего излучения с двумя углами обзора") раскрывается специфический способ, в котором с использованием одного источника излучения генерируются два пучка рентгеновского излучения для выполнения формирования флуороскопического (рентгеноскопического) изображения в отношении контролируемого объекта, и строится многоуровневое изображение. Это недорогой, удобный и быстрый способ глубокого распознавания.

Кроме того, в китайском патенте "Multiple Energy Double Frequency Particle Accelerator and Method thereof" CN 101163372 ("Имеющий множественные уровни энергии двухчастотный ускоритель заряженных частиц и способ для этого аппарата") раскрывается технология, которая использует электронный ускоритель для того, чтобы генерировать электронные пучки и рентгеновское излучение с рядом различных энергий в различное время; а в китайских патентах "Apparatus and Method for Generating an X-ray with Different Energies and Material Recognition System" CN 101076218 («Аппарат и способ для генерирования рентгеновского излучения с различными энергиями и система распознавания материала»), "Method for Radiation Scanning Substance with Multiple Energies and Apparatus thereof" CN 1995993 («Способ для сканирования вещества посредством излучения с множественными энергиями и аппарат для этого способа»), "Method and Apparatus for Substance Recognition" CN 101435783 («Способ и аппарат для распознавания вещества») и др. раскрывается способ, в котором контролируемый объект подвергают формированию флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией и рентгеновского излучения с низкой энергией, так чтобы получить флуороскопическое изображение и информацию о материале контролируемого объекта.

Помимо этого, в китайском патенте "Method and System for Materiel Recognition with Double-Viewing-Angle Multiple-Energy Fluoroscopic Image" CN 101358936 («Способ и система для распознавания материала посредством имеющего два угла обзора флуороскопического изображения с множественными уровнями энергии») раскрывается способ, в котором посредством двух коллиматоров, используя в качестве источника излучения электронный ускоритель с множественными уровнями энергии, получают симметричные пучки рентгеновского излучения (с симметричными положениями, идентичными энергиями, идентичными интенсивностями и так далее), таким образом, достигается флуороскопическое изображение с двумя углами обзора и множественными уровнями энергии. Это представляет собой сочетание вышеупомянутых двух типов патентных технологий. Здесь, термин "электронный ускоритель с множественными уровнями энергии" относится к ускорителю, который может выводить рентгеновское излучение с различными энергиями в различное время, как, например, в технологиях, раскрытых в китайских патентах CN 101163372 и CN 101076218. Хотя здесь имеются два коллиматора, рентгеновское излучение, получаемое посредством этих двух коллиматоров, имеет одинаковые характеристики.

Сущность изобретения

Для устранения этих недостатков существующих технологий, в настоящем изобретении получают два рентгеновских пучка с различными характеристиками (включающими в себя различные энергии, различные интенсивности и различные углы обзора) посредством, соответственно, двух коллиматоров в различных местах расположения, используя в качестве источника излучения недорогой электронный ускоритель с единственным уровнем энергии (поскольку эти два пучка рентгеновского излучения генерируются одновременно и имеют различные энергии, то пучки рентгеновского излучения с двумя энергиями могут быть получены посредством ускорителя с только единственным уровнем энергии; и эти два пучка рентгеновского излучения имеют очень хорошую однородность в плоскости), таким образом достигается формирование флуороскопического изображения с двумя углами обзора/двумя уровнями энергии. Настоящее изобретение по сравнению с существующими технологиями имеет несколько преимуществ, таких как низкая стоимость, множественные функции, хорошее качество изображения и т.п.

В настоящем изобретении предлагается система формирования рентгеновского флуороскопического изображения, содержащая:

контролируемый проход, через который пропускают контролируемый объект;

электронный ускоритель, содержащий блок ускорения электронов, блок эмиссии электронов и мишень, причем электронный пучок, поступающий из блока эмиссии электронов и ускоренный блоком ускорения электронов, бомбардирует мишень для того, чтобы сгенерировать рентгеновское излучение;

экранирующее коллиматорное приспособление, содержащее экранирующую конструкцию и первый коллиматор для извлечения планарного секторного пучка рентгеновского излучения с низкой энергией и второй коллиматор для извлечения планарного секторного пучка рентгеновского излучения с высокой энергией, расположенные в пределах экранирующей конструкции;

детекторную матрицу для низкой энергии, предназначенную для приема пучка рентгеновского излучения из первого коллиматора;

детекторную матрицу для высокой энергии, предназначенную для приема пучка рентгеновского излучения из второго коллиматора;

при этом экранирующая конструкция окружает мишень;

при этом первый коллиматор, детекторная матрица для низкой энергии и точка мишени, бомбардируемая электронным пучком, располагаются в некоторой первой плоскости; и

при этом второй коллиматор, детекторная матрица для высокой энергии и точка мишени, бомбардируемая электронным пучком, располагаются в некоторой второй плоскости.

Кроме того, в системе формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, углы между направлениями, в которых расположены первый и/или второй коллиматоры, и электронным пучком, бомбардирующим мишень, составляют от 30° до 150°.

Кроме того, в системе формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, угол между осью электронного ускорителя и контролируемым проходом меньше чем 60°.

Кроме того, в системе формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, первый и второй коллиматоры располагаются с одной и той же стороны от оси L электронного пучка.

Кроме того, в системе формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, ось электронного ускорителя является параллельной контролируемому проходу.

Кроме того, в системе формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, угол между линией центральной симметрии первого и второго коллиматоров и контролируемым проходом больше, чем 45°.

Кроме того, в системе формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, линия центральной симметрии первого и второго коллиматоров является перпендикулярной контролируемому проходу.

Кроме того, в системе формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, детекторные матрицы для низкой и высокой энергии имеют конфигурацию линейного типа, конфигурацию разделенного на отрезки линейного типа, стандартную конфигурацию L-типа, конфигурацию C-типа, и составлены, соответственно, из множества детекторов для низкой энергии и высокой энергии.

Кроме того, в системе формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, детекторные матрицы для низкой и высокой энергии представляют собой множество детекторов, расположенных в один ряд или множество рядов, соответственно.

Кроме того, система формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующая настоящему изобретению, дополнительно содержит подсистему 7 анализа сигналов и обработки изображения, предназначенную для того, чтобы принимать сигналы от детекторных матриц для низкой и высокой энергии и, в конечном счете, посредством вычисления и анализа генерировать флуороскопическое изображение; и подсистему 6 электропитания и управления, предназначенную для того, чтобы обеспечивать электропитание и управление работой системы формирования рентгеновского флуороскопического изображения.

Кроме того, система формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующая настоящему изобретению, дополнительно содержит любое сочетание нижеследующих компонентов: кронштейна для детекторов, предназначенного для установки и прикрепления детекторов, и регулируемого крепежного приспособления для независимого прикрепления кронштейна для детекторов на основании, при этом кронштейн для детекторов сформирован в виде структуры конфигурации, относящейся к линейному типу, разделенному на участки линейному типу, стандартному L-типу или C-типу; транспортирующего приспособления для того, чтобы тянуть контролируемый объект таким образом, чтобы он проходил через контролируемый проход с некоторой заданной скоростью; конструкции, экранирующей рассеяние, расположенной с одной стороны или с обеих сторон от контролируемого прохода; помещения для оборудования, которое (помещение) предназначено для установки и прикрепления аппаратов, таких как электронный ускоритель и тому подобное; помещения управления, которое (помещение) предназначено для обеспечения рабочего персонала системы местом для управления оборудованием и работы; и наклонной платформы для увеличения высоты расположения контролируемого объекта.

Кроме того, система формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующая настоящему изобретению, дополнительно содержит множество коллиматоров и множество соответствующих им детекторных матриц.

Кроме того, в системе формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, электронный ускоритель представляет собой ускоритель с единственным уровнем энергии, ускоритель с двумя уровнями энергии или ускоритель с множественными уровнями энергии, и детекторные матрицы представляют собой, соответственно, детекторные матрицы для единственного уровня энергии, детекторные матрицы для двух уровней энергии, детекторные матрицы для множественных уровней энергии.

Кроме того, в настоящем изобретении предлагается система формирования рентгеновского флуороскопического изображения, относящаяся к комбинированному и стационарному типу, содержащая:

систему формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующую настоящему изобретению;

помещение для оборудования, прикрепленное к основанию с одной стороны от контролируемого прохода и имеющее установленные в нем электронный ускоритель и экранирующее коллиматорное приспособление, причем первый и второй коллиматоры обращены к контролируемому проходу под различными углами;

транспортирующее приспособление, установленное в контролируемом проходе;

первый и второй кронштейны для детекторов, расположенные с другой стороны от контролируемого прохода, прикрепленные к основанию посредством регулируемого крепежного приспособления, и имеющие установленные на них, соответственно, детекторные матрицы для низкой и высокой энергии;

экранирующую рассеяние конструкцию, расположенную между помещением для оборудования и контролируемым проходом; и

помещение управления, прикрепленное к основанию, имеющее установленные в нем подсистему анализа сигналов и обработки изображения, так же как и подсистему электропитания и управления, и управляющее этой системой формирования рентгеновского флуороскопического изображения, относящейся к комбинированному и стационарному типу.

Кроме того, настоящее изобретение предлагает, систему формирования рентгеновского флуороскопического изображения, относящуюся к подвижному типу с направляющими, содержащую:

систему формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующую настоящему изобретению;

множество направляющих, расположенных параллельно, причем контролируемый проход расположен между двумя соседними направляющими;

перемещающее приспособление, расположенное на направляющих;

помещение для оборудования, размещенное на направляющих с одной стороны от контролируемого прохода посредством перемещающего приспособления и имеющее установленные в нем электронный ускоритель и экранирующее коллиматорное приспособление, причем первый и второй коллиматоры обращены к контролируемому проходу под различными углами;

два кронштейна для детекторов, относящиеся к L-типу, причем нижние части отрезков "|" этих кронштейнов размещены на направляющих с другой стороны контролируемого прохода посредством перемещающего приспособления, другие концы присоединены и прикреплены к верхней части помещения для оборудования, и на этих кронштейнах установлены, соответственно, детекторные матрицы для низкой и высокой энергии; и

помещение управления, прикрепленное к основанию, имеющее установленные в нем подсистему анализа сигналов и обработки изображения, так же как и подсистему электропитания и управления, и управляющее этой системой формирования рентгеновского флуороскопического изображения, относящейся к подвижному типу с направляющими.

Кроме того, настоящее изобретение предлагает систему формирования рентгеновского флуороскопического изображения, относящуюся к подвижному типу, установленному на транспортном средстве, содержащую:

систему формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующую настоящему изобретению; и

транспортное средство с шасси и установленные на транспортном средстве с шасси кабину источника рентгеновского излучения, кабину для оборудования, рабочую кабину, систему кронштейна для детекторов для низкой энергии и систему кронштейна для детекторов для высокой энергии;

при этом в кабине источника рентгеновского излучения установлены электронный ускоритель и экранирующее коллиматорное приспособление, и пучки рентгеновского излучения, имеющие низкую и высокую энергию, извлекаются с одной стороны транспортного средства с шасси под различными углами через, соответственно, первый и второй коллиматоры;

при этом система кронштейна для детекторов для низкой энергии имеет установленную на ней детекторную матрицу для низкой энергии, и в рабочем состоянии система кронштейна для детекторов для низкой энергии раскрыта с одной стороны от транспортного средства с шасси, образует с транспортным средством с шасси конструкцию "портального" типа и заставляет детекторную матрицу для низкой энергии располагаться в первой плоскости, в которой находится первый коллиматор, а в нерабочем состоянии система кронштейна для детекторов для низкой энергии сложена и хранится на верхней части транспортного средства с шасси;

при этом система кронштейна для детекторов для высокой энергии имеет установленную на ней детекторную матрицу для высокой энергии, и в рабочем состоянии система кронштейна для детекторов для высокой энергии раскрыта с одной стороны от транспортного средства с шасси, образует с транспортным средством с шасси конструкцию "портального" типа и заставляет детекторную матрицу для высокой энергии располагаться во второй плоскости, в которой находится второй коллиматор, а в нерабочем состоянии система кронштейна для детекторов для высокой энергии сложена и хранится на верхней части транспортного средства с шасси;

при этом системы кронштейнов для детекторов для низкой и высокой энергии располагаются с одной и той же стороны от транспортного средства с шасси и образуют с транспортным средством с шасси две конструкции "портального" типа, расположенные одна за другой, и внутренний проход, образованный этими двумя конструкциями "портального" типа становится контролируемым проходом;

при этом кабина для оборудования имеет установленные в ней подсистему электропитания и управления, так же как и подсистему анализа сигналов и обработки изображения; и

при этом рабочая кабина имеет установленные в ней оборудование для управления системой и офисное оборудование, и управляет системой формирования рентгеновского флуороскопического изображения, относящейся к подвижному типу, установленному на транспортном средстве.

В настоящем изобретении, главным образом, предлагается система формирования рентгеновского флуороскопического изображения. Эта система формирования рентгеновского флуороскопического изображения состоит из электронного ускорителя с высокой энергией, у которого энергия выше, чем 2 МэВ, экранирующего коллиматорного приспособления, контролируемого прохода, детекторной матрицы для низкой энергии, детекторной матрицы для высокой энергии, подсистемы электропитания и управления, подсистемы анализа сигналов и обработки изображения и тому подобного, при этом электронный ускоритель и экранирующее коллиматорное приспособление генерируют две группы пучков рентгеновского излучения с различными энергиями и различными углами, эти пучки рентгеновского излучения проникают через контролируемый объект, расположенный в контролируемом проходе, и принимаются, соответственно, детекторной матрицей для низкой энергии и детекторной матрицей для высокой энергии, принятые сигналы подвергаются процессу анализа и восстановлению изображения, и, в конечном счете, отображается флуороскопическое изображение, отражающее форму, структуру и характеристики составляющего материала контролируемого объекта.

В настоящем изобретении, главным образом, предлагается система формирования рентгеновского флуороскопического изображения, которая выполняет формирование флуороскопического изображения, используя две группы пучков рентгеновского излучения, имеющие различные энергии и различные углы, но с равномерным распределением в различных направлениях в их соответствующих плоскостях, посредством конструкции из электронного ускорителя, экранирующего коллиматорного приспособления, детекторной матрицы для низкой энергии, детекторной матрицы для высокой энергии и различных механических объединяющих конструкций. Эта система имеет следующие преимущества: по сравнению с другими схемами, использующими электронный ускоритель с двумя уровнями энергии, используется электронный ускоритель с единственным уровнем энергии, таким образом, конструкция является более простой, а стоимость является более низкой; по сравнению с другими схемами, генерирующими высокую энергию и низкую энергию, соответственно, в различное время, эти две группы пучков с различными энергиями генерируются в одно и то же время, таким образом, скорость контроля является более высокой; по сравнению с другими системами, использующими комплексные детекторы для высокой и низкой энергии, эти две группы пучков рентгеновского излучения с различными энергиями располагаются в различных местах, при этом соответствующие детекторы являются, соответственно, детекторами для низкой энергии и детекторами для высокой энергии, таким образом, конструкция является более простой, а стоимость является более низкой; интенсивности пучка рентгеновского излучения в различных угловых направлениях в пределах плоскости являются одинаковыми, таким образом, расстояние между источником излучения и контролируемым объектом может быть уменьшено, и рентгеновское излучение может извлекаться в большом угле, охватывая контролируемый объект; каждая группа пучков рентгеновского излучения имеет множество преимуществ, таких как малый разброс по энергии, равномерное распределение интенсивности и малый размер мишени в пределах ее планарной секторной области, таким образом качество изображения в этой системе формирования рентгеновского флуороскопического изображения может быть повышено. Система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора, по настоящему изобретению может быть спроектирована в виде некоторого конкретного типа, такого как стационарный тип, комбинированный тип, подвижный тип с направляющими, подвижный тип, установленный на транспортным средстве, и так далее, что имеет такие преимущества, как простая конструкция, низкая стоимость, высокая функциональность, хорошее качество изображения и так далее.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - схематичный разрез системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, с двумя уровнями энергии/двумя углами обзора, по настоящему изобретению.

Фиг. 2 - схематичный разрез конструкции одного типа электронного ускорителя и экранирующего коллиматорного приспособления по настоящему изобретению, при этом (A) представляет собой схематичный разрез электронного ускорителя и экранирующего коллиматорного приспособления, а (B) представляет собой чертеж в поперечном разрезе экранирующего коллиматорного приспособления.

Фиг. 3 - схемы двух типов систем формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, с двумя уровнями энергии/двумя углами обзора, при этом схема (A) иллюстрирует вариант, в котором ось L электронного ускорителя и контролируемый проход 3 образуют угол β, а схема (B) иллюстрирует вариант, в котором линия H центральной симметрии коллиматоров 202a и 202b и контролируемый проход 3 образуют угол γ.

Фиг. 4 - схемы конструкций и способов расположения нескольких детекторных матриц, имеющих различные формы, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения, при этом схема (A) иллюстрирует разделенный на отрезки линейный тип, схема (B) иллюстрирует стандартный L-тип, схема (C) иллюстрирует C-тип, схема (D) иллюстрирует детекторы, расположенные в одну линию и во множественных линиях, и схема E иллюстрирует вариант, в котором торцевые плоскости детекторов направлены на точку O мишени.

Фиг. 5 - схема системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, с двумя уровнями энергии/двумя углами обзора, относится к комбинированному и стационарному типу.

Фиг. 6 - схема системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, с двумя уровнями энергии/двумя углами обзора, относится к подвижному типу с направляющими.

Фиг. 7 - схема системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, с двумя уровнями энергии/двумя углами обзора, относится к подвижному типу, установленному на транспортном средстве.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение будет подробно описано со ссылкой на чертежи.

Фиг. 1 - схема системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, с двумя уровнями энергии/двумя углами обзора, по настоящему изобретению. Фиг. 2 - схема электронного ускорителя и экранирующего коллиматорного приспособления по настоящему изобретению, при этом (A) представляет собой схему электронного ускорителя и экранирующего коллиматорного приспособления, а (B) представляет собой схему в поперечном разрезе экранирующего коллиматорного приспособления.

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора, соответствующая настоящему изобретению состоит из электронного ускорителя 1 с высокой энергией, экранирующего коллиматорного приспособления 2, контролируемого прохода 3, детекторной матрицы 4 для низкой энергии, детекторной матрицы 5 для высокой энергии, подсистемы 6 электропитания и управления и подсистемы 7 анализа сигналов и обработки изображения, при этом электронный ускоритель 1 содержит блок 101 эмиссии электронов, блок 102 ускорения электронов и мишень 103, и сгенерированный электронный пучок E имеет высокую энергию, превышающую 2 МэВ; кроме того, экранирующее коллиматорное приспособление 2 содержит экранирующую конструкцию 201 и, по меньшей мере, два коллиматора 202a и 202b, и эти два коллиматора расположены с одной и той же стороны от оси электронного пучка E. Кроме того, коллиматор 202a, детекторная матрица 4 для низкой энергии и точка мишени, бомбардируемая электронным пучком E, располагаются в некоторой первой плоскости, тогда как коллиматор 202b, детекторная матрица 5 для высокой энергии и точка мишени, бомбардируемая электронным пучком E, располагаются в некоторой второй плоскости.

Кроме того, углы между первой и второй плоскостями, в которых располагаются коллиматоры 202a и 202b, и осью электронного пучка E, различны, каковые углы имеют диапазон от 30° до 150° и под каковыми углами извлекаются, соответственно, пучок рентгеновского излучения с высокой энергией и пучок рентгеновского излучения с низкой энергией, имеющие равномерное распределение интенсивности в пределах их соответствующих плоскостей.

На фиг. 1 показан схематичный чертеж структуры системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, каковая система имеет два уровня энергии/два угла обзора. Электронный ускоритель 1 генерирует электронный пучок E с высокой энергией, осью которого является L. Электронный пучок Е бомбардирует мишень и в месте O расположения точки мишени создается рентгеновское излучение, излучаемое в телесном угле 4π. Экранирующее коллиматорное приспособление 2, окружающее точку О мишени, экранирует и поглощает большую часть рентгеновского излучения, и двумя коллиматорами 202а и 202b, с одной и той же стороны от оси L электронного пучка, извлекаются, соответственно, планарный секторный пучок X1 рентгеновского излучения с низкой энергией и планарный секторный пучок X2 рентгеновского излучения с высокой энергией. X1 и X2 одновременно проникают, под различными углами, через различные места контролируемого объекта 8, располагающегося в контролируемом проходе 3. Интенсивность рентгеновского излучения уменьшается до различных уровней, и эти лучи принимаются, соответственно, детекторной матрицей 4 для низкой энергии и детекторной матрицей 5 для высокой энергии. Детекторная матрица 4 для низкой энергии и детекторная матрица 5 для высокой энергии выполняют предварительные процессы над сигналами, отражающими интенсивность рентгеновского излучения, и после этого передают их в подсистему 7 анализа сигналов и обработки изображения. Флуороскопические изображения, отражающие два сечения контролируемого объекта 8, через которые проникает рентгеновское излучение, получаются после таких процессов, как анализ сигналов, алгоритмическое вычисление, построение изображения и так далее. Во время работы, если поддерживается относительное движение контролируемого объекта 8 и системы формирования рентгеновского флуороскопического изображения, то есть соответствующие части контролируемого объекта 8 последовательно проходят через область рентгеновской флуороскопии с низкой энергией и область рентгеновской флуороскопии с высокой энергией, то могут быть получены два завершенных флуороскопических изображения контролируемого объекта 8, одно из которых представляет собой флуороскопическое изображение при левом обзоре с низкой энергией, получаемое при прохождении рентгеновского излучения с низкой энергией под левым углом обзора, и принимаемое детекторной матрицей 4 для низкой энергии, а другое из которых представляет собой флуороскопическое изображение при правом обзоре с высокой энергией, получаемое при прохождении рентгеновского излучения с высокой энергией под правым углом обзора, и принимаемое детекторной матрицей 5 для высокой энергии. При обработке этих двух изображений посредством алгоритма восстановления изображения с двумя углами обзора получается всестороннее изображение с восприятием уровня, а при обработке этих двух изображений посредством алгоритма распознавания материала с использованием двух уровней энергии получается изображение с характеристиками материала, в конечном счете, эти изображения объединяются во флуороскопическое изображение контролируемого объекта 8 с информацией о материале и информацией об уровне.

В патенте CN 101210895 компании Nuctech Company Limited подробно описывается способ, в котором формирование флуороскопического изображения выполняется в отношении контролируемого объекта посредством пучков рентгеновского излучения под двумя различными углами обзора, и, в конечном счете, конструируется многоуровневое изображение. Хотя два пучка рентгеновского излучения, используемые в этой заявке, не являются однородными (то есть один из них имеет низкую энергию, а другой имеет высокую энергию) с большим количеством равномерных распределений и меньшими точками мишени, которые отличаются от симметричного рентгеновского излучения, используемого в патенте CN 101210895, алгоритмы восстановления изображения с двумя углами обзора могут, по существу, быть теми же самыми, и, соответственно, в этой заявке их детализированное описание опускается.

В нескольких патентах компании Nuctech Company Limited, таких как CN 101435783 и ему подобные, подробно описывается способ, в котором формирование флуороскопического изображения выполняется, соответственно, в отношении контролируемого объекта посредством рентгеновских пучков с двумя различными энергиями последовательно, и, в конечном счете, конструируется флуороскопическое изображение, отражающее информацию о составляющем материале. Хотя в этой заявке для генерирования рентгеновского излучения с низкой энергией и с высокой энергией в двух различных местах одновременно используется ускоритель с единственным уровнем энергии, что отличается от способа, раскрытого в патенте CN 101435783 и ему подобных, в которых ускоритель с двумя уровнями энергии используется для того, чтобы генерировать, соответственно, рентгеновское излучение с низкой энергией и высокой энергией в одном и том же самом месте последовательно во времени, способы для распознавания вещества посредством двух уровней энергии являются, по существу, теми же самыми, и, соответственно, в этой заявке их детализированное описание опускается.

При бомбардировке мишени электронным пучком, интенсивность и распределения энергии пучка рентгеновского излучения, генерируемого под различными азимутальными углами относительно мишени, различаются. Следовательно, когда множество коллиматоров расположено относительно мишени под различными азимутальными углами, подсистема, содержащая электронный ускоритель и экранирующее коллиматорное приспособление с множеством коллиматоров, может извлекать множество групп пучков рентгеновского излучения с различными углами, различными интенсивностями и различными распределениями энергии. Кроме того, в дополнение к их различным интенсивностям, различным энергиям и различным углам, это множество групп пучков рентгеновского излучения, как было здесь замечено, имеет, в пределах своих соответствующих планарных секторных областей, такие характеристики, как равномерное распределение интенсивности рентгеновского излучения, малый разброс по энергии, малый размер фокуса и т.п.

На фиг. 2 показана схема одного типа электронного ускорителя и экранирующего коллиматорного приспособления, используемых в настоящем изобретении.

Компоненты электронного ускорителя и экранирующего коллиматорного приспособления показаны на фиг. 2 (A). Электронный ускоритель 1 содержит блок 101 эмиссии электронов, блок 102 ускорения электронов и мишень 103. Блок 101 эмиссии электронов генерирует электронный пучок Е. Блок ускорения электронов ускоряет электронный пучок Е для того, чтобы он был электронным пучком с высокой энергией, при этом осью электронного пучка является L, которая также определена как ось электронного ускорителя 1. Этот электронный пучок с высокой энергией бомбардирует мишень, и в месте О расположения точки мишени генерируется рентгеновское излучение, излучаемое под соответствующими углами в пространство. Экранирующее коллимматорное приспособление 2 окружает мишень, и оно содержит экранирующую конструкцию 201 и коллиматоры 202. Коллиматоры 202 представляют собой планарные секторные прорези, расположенные в экранирующей конструкции 201, и используются для извлечения рентгеновского излучения, подлежащего использованию, и ограничения этого рентгеновского излучения в требуемых планарных формах. Угловая точка сектора представляет собой точку О мишени, бомбардируемую электронным пучком, и толщина этой прорези имеет миллиметровый порядок, что как правило составляет, например, от 0,5 миллиметров до 5 миллиметров, обычно 2 миллиметра. Кроме того, эта прорезь может представлять собой щель с некоторой конусообразностью, например, толщина этой щели тоньше в местах, находящихся ближе к месту О расположения точки мишени, и толщина щели толще в местах, находящихся дальше от места О расположения точки мишени. Например, толщина этой щели у точки мишени составляет 1,5 миллиметра, толщина среднего сегмента составляет 2 миллиметра, толщина на выходе из щели составляет 2,5 миллиметра. В конструкции, показанной на фиг. 2, имеется два коллиматора 202, а именно: 202а и 202b. Для удобства описания, в этой заявке иногда коллиматор 202а именуется как первый коллиматор, а коллиматор 202b именуется как второй коллиматор. Угол (θ1) отклонения между коллиматором 202а и электронным пучком больше, и извлекаемый планарный секторный пучок рентгеновского излучения с низкой энергией именуется как X1; угол (θ2) отклонения между коллиматором 202b и электронным пучком меньше, и извлекаемый планарный секторный пучок рентгеновского излучения с высокой энергией именуется как X2. Центральная линия между пучками X1 и X2 рентгеновского излучения, то есть линия центральной симметрии коллиматора 202а и 202b, определена как Н. На фиг. 2 угол между Н и L составляет 90°, что является рекомендуемой схемой конструкции с более хорошими результатами.

На фиг. 2(В) показана схема в поперечном разрезе одного типа экранирующего коллиматорного приспособления 2. Экранирующее коллиматорное приспособление 2 окружает точку О мишени, и большая часть рентгеновского излучения, генерируемого в точке мишени, экранируется и поглощается экранирующей конструкцией 201, и только планарные секторные пучки рентгеновского излучения могут быть извлечены из щелей коллиматоров 202. Распределение формы планарного секторного пучка рентгеновского излучения определяется толщинами щелей, размерами полевых углов и местами расположения отверстий. Что касается пучка рентгеновского излучения, то обычно, как показано на фиг. 2(В), его толщина составляет 2 мм, и суммарный полевой угол составляет 90°, в котором полевой угол в нижнем направлении составляет 15° (-15°), и полевой угол в верхнем направлении составляет 75° (+75°) по отношению к горизонтальной плоскости (0°).

В настоящем изобретении угол между осью L электронного ускорителя 1 и контролируемым проходом 3 меньше, чем 60°, и рекомендуется, чтобы они были параллельны. На фиг. 3(А) показан случай, при котором ось L электронного ускорителя 1 и контролируемый проход 3 образуют угол β.

В настоящем изобретении угол между линией центральной симметрии двух коллиматоров 202а, 202b и контролируемого прохода 3 больше, чем 45°, и рекомендуется, чтобы они были перпендикулярны. На фиг. 3(В) показан случай, при котором линия Н центральной симметрии коллиматоров 202а, 202b и контролируемый проход 3 образует угол γ.

На фиг. 3 показаны схемы двух типов систем формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией с двумя уровнями энергии/двумя углами обзора.

На фиг. 3(А) показана структура системы формирования рентгеновского флуороскопического изображения, в которой ось L электронного ускорителя 1 и контролируемый проход 3 образуют угол β. В случае, когда β меньше, чем 60°, система формирования рентгеновского флуороскопического изображения может выполнять функцию двух уровней энергии/двух углов обзора до тех пор, пока угол (θ1) отклонения между коллиматором 202а и электронным пучком, так же как и угол (θ2) отклонения между коллиматором 202b и электронным пучком настроены на надлежащие углы. Однако, когда угол β становится больше, будет затронута разность энергий между рентгеновскими излучениями X1 с низкой энергией и рентгеновскими излучениями X2 с высокой энергией. Таким образом, рекомендуется, чтобы β=0, то есть, чтобы ось L электронного ускорителя 1 была параллельна контролируемому проходу 3.

На фиг. 3(В) показана структура системы формирования рентгеновского флуороскопического изображения, в которой линия Н центральной симметрии двух коллиматоров 202а, 202b и контролируемый проход 3 образуют угол γ. В случае, когда γ больше, чем 45°, система формирования рентгеновского флуороскопического изображения может хорошо выполнять функцию двух уровней энергии/двух углов обзора до тех пор, пока угол (θ1) отклонения между коллиматором 202а и электронным пучком, равно как угол (θ2) отклонения между коллиматором 202b и электронным пучком настроены на надлежащие углы. Однако, когда угол γ становится меньше, путь рентгеновского излучения X2 с высокой энергией становится более длинным. С одной стороны, это увеличит количество детекторов, так что увеличит стоимость; с другой стороны, это сделает угол обзора слишком скошенным, и будет воздействовать на эффект уровня восстановленного изображения. Следовательно, рекомендуется, чтобы γ составлял приблизительно 90°, например, чтобы линия Н центральной симметрии двух коллиматоров 202а, 202b была перпендикулярна контролируемому проходу 3.

В настоящем изобретении детекторная матрица 4 для низкой энергии и детекторная матрица 5 для высокой энергии имеют конфигурацию линейного типа, конфигурацию разделенного на отрезки линейного типа, стандартную конфигурацию L-типа, конфигурацию C-типа, и составлены из множества детекторов для низкой энергии или высокой энергии.

В настоящем изобретении детекторная матрица 4 для низкой энергии и детекторная матрица 5 для высокой энергии представляют собой множество детекторов, расположенных в один ряд или во множество рядов.

На фиг. 4 показаны различные формы и различные способы расположения нескольких типов детекторных матриц.

На фиг. 4(А) показан случай, при котором детекторная матрица расположена разделенным на отрезки линейным образом. Детекторная матрица 4 для низкой энергии разделена на два линейных отрезка, то есть верхнюю детекторную матрицу 41 для низкой энергии и боковую детекторную матрицу 42 для низкой энергии; аналогичным образом, детекторная матрица 5 для высокой энергии разделена на верхнюю детекторную матрицу 51 для высокой энергии и боковую детекторную матрицу 52 для высокой энергии. Рентгеновское излучение, генерируемое из точки О мишени, извлекается, посредством двух коллиматоров (на чертеже, перпендикулярных плоскости бумаги и накладывающихся друг на друга), в планарный секторный пучок рентгеновского излучения с низкой энергией и планарный секторный пучок рентгеновского излучения с высокой энергией, которые проникают через контролируемый объект 8 и принимаются, соответственно, детекторной матрицей 4 для низкой энергии и детекторной матрицей 5 для высокой энергии. Секторные области, образованные этими детекторными матрицами и точкой О мишени, могут полностью покрыть поперечные сечения контролируемого объекта 8. Детекторная матрица в такого рода конфигурации имеет простую конструкцию и легко монтируется и прикрепляется.

На фиг. 4(В) показан случай, при котором детекторная матрица расположена стандартным образом L-типа. Детекторная матрица 4 для низкой энергии разделена на два линейных отрезка, перпендикулярных друг другу, то есть на детекторную матрицу 41 для низкой энергии, расположенную на верхнем отрезке "⎯", и детекторную матрицу 42 для низкой энергии, расположенную на боковом отрезке "|"; аналогичным образом, детекторная матрица 5 для высокой энергии разделена на детекторную матрицу 51 для высокой энергии, расположенную на верхнем отрезке "⎯", и детекторную матрицу 52 для высокой энергии, расположенную на боковом отрезке "|". Рентгеновское излучение, генерируемое из точки О мишени, извлекается, посредством двух коллиматоров (на чертеже, перпендикулярных плоскости бумаги и накладывающихся друг на друга), в планарный секторный пучок рентгеновского излучения с низкой энергией и планарный секторный пучок рентгеновского излучения с высокой энергией, которые проникают через контролируемый объект 8 и принимаются, соответственно, детекторной матрицей 4 для низкой энергии и детекторной матрицей 5 для высокой энергии. Секторные области, образованные этими детекторными матрицами и точкой О мишени, могут полностью покрыть поперечные сечения контролируемого объекта 8. Детекторная матрица в такого рода конфигурации имеет простую и правильную конструкцию и легко формируется в складную конструкцию.

На фиг. 4(С) показан случай, при котором детекторная матрица расположена на манер C-типа. Детекторная матрица 4 для низкой энергии и детекторная матрица 5 для высокой энергии расположены, соответственно, на двух дуговых отрезках, и центры этих дуговых отрезков находятся в месте О расположения точки мишени. Рентгеновское излучение, генерируемое из точки О мишени извлекается, посредством двух коллиматоров (на чертеже, перпендикулярных плоскости бумаги и накладывающихся друг на друга), в планарный секторный пучок рентгеновского излучения с низкой энергией и планарный секторный пучок рентгеновского излучения с высокой энергией, которые проникают через контролируемый объект 8 и принимаются, соответственно, детекторной матрицей 4 для низкой энергии и детекторной матрицей 5 для высокой энергии. Секторные области, образованные детекторными матрицами и точкой О мишени, могут полностью покрыть поперечные сечения контролируемого объекта 8. В детекторной матрице с такого рода конфигурацией расстояния между соответствующими детекторами и точкой мишени являются одинаковым, и интенсивность пучка рентгеновского излучения, извлекаемого коллиматором по настоящему изобретению, имеет равномерное распределение на соответствующих углах, следовательно, интенсивности исходных рентгеновских сигналов, принимаемых соответствующими детекторами, являются одинаковыми, и таким образом, для формирования детекторной матрицы могут быть выбраны детекторы с полностью одинаковыми коэффициентами усиления, что способствует упрощению системы и уменьшению затрат.

На фиг. 4(D) показан случай, при котором образ расположения детекторных матриц наблюдается по направлению рентгеновского излучения. Детекторные матрицы могут представлять собой множество детекторов, расположенных в один ряд, или могут представлять собой множество детекторов, расположенных во множество рядов. В случае, когда детекторы расположены во множество рядов, относительные положения детекторов могут быть либо бок о бок, либо в шахматном порядке. Использование множества рядов детекторов может увеличить затраты на детекторы, однако, толщина среза контролируемого объекта, получаемая каждый раз, также мультиплицируется, и скорость контроля в системе может мультипликативно повыситься.

На фиг. 4(Е) показано то, что торцевые плоскости детекторов в соответствующих положениях все перпендикулярны рентгеновскому излучению. В системе формирования рентгеновского флуороскопического изображения все детекторы обычно принимают падающее на них рентгеновское излучение своими передними торцами, то есть все детекторы расположены таким образом, чтобы их торцевые поверхности были обращены к точке О мишени.

Один тип системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, каковая система имеет два уровня энергии/два угла обзора, по настоящему изобретению также содержит кронштейн 9 для детекторов, предназначенный для установки и прикрепления детекторов и для формирования структуры конфигурации, относящейся к линейному типу, разделенному на участки линейному типу, стандартному L-типу или С-типу. Кронштейн 9 для детекторов обычно является трубчатым и может защищать установленные в нем детекторы. В положениях, соответствующих торцевым плоскостям детекторов, расположены отверстия, так чтобы рентгеновское излучение могло достигать торцевых плоскостей детекторов напрямую, не подвергаясь влиянию.

Один тип системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, каковая система имеет два уровня энергии/два угла обзора, по настоящему изобретению также содержит транспортирующее приспособление 10 для того, чтобы тянуть контролируемый объект 8, чтобы он проходил через контролируемый проход с некоторой заданной скоростью. Транспортирующее приспособление может использовать разнообразные транспортирующие средства, такие как ленты, ролики, цепи, колеса, буксирные приспособления и так далее.

Один тип системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, каковая система имеет два уровня энергии/два угла обзора, по настоящему изобретению также содержит регулируемое крепежное приспособление 11 для независимого прикрепления кронштейна 9 для детекторов к основанию и для гибкого регулирования положения и направления отверстий кронштейна 9 для детекторов.

Один тип системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, каковая система имеет два уровня энергии/два угла обзора, по настоящему изобретению также содержит экранирующую рассеяние конструкцию (экранирующие рассеяние конструкции), расположенную (расположенные) с одной стороны или с обеих сторон от контролируемого прохода 3, для экранирования отраженных лучей и рассеянных лучей, генерируемых при проникновении рентгеновского излучения через контролируемый объект 8, так, чтобы гарантировать безопасность работающего персонала и публики. Конструкция, экранирующая рассеяние, расположенная на стороне коллиматоров, имеет полосообразные (выполненные в форме полосы) отверстия в положениях, соответствующих коллиматорам, для того, чтобы позволить пучкам рентгеновского излучения проходить через них; конструкция, экранирующая рассеяние, расположенная на стороне детекторов, располагается позади кронштейна для детекторов.

Один тип системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, каковая система имеет два уровня энергии/два угла обзора, по настоящему изобретению также содержит помещение для оборудования, предназначенное для установки и прикрепления аппаратов, таких как электронный ускоритель 1 и тому подобное. Помещение для оборудования обеспечивает рабочую среду с подходящей температурой и влажностью, так, чтобы удовлетворялись связанные с этим национальные нормы в отношении работы и управления рентгеновскими установками. Помещение для оборудования может представлять собой различные кабины, например, кабину для оборудования, преобразованную из контейнера, или временное помещение или стационарное здание.

Один тип системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, каковая система имеет два уровня энергии/два угла обзора, по настоящему изобретению также содержит помещение управления, предназначенное для обеспечения персонала системы подходящим местом для управления оборудованием и работы. Помещение управления может представлять собой различные кабины, такие как кабина для оборудования, преобразованная из контейнера, или временное помещение или стационарное здание.

Один тип системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, каковая система имеет два уровня энергии/два угла обзора, по настоящему изобретению также содержит наклонную платформу для того, чтобы повышать высоту расположения контролируемого объекта так, чтобы каждая часть контролируемого объекта могла находиться в пределах областей охвата рентгеновского излучения с низкой энергией и рентгеновского излучения с высокой энергией.

Особо следует отметить то, что в одном типе системы формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, коллиматоры могут быть расположены либо с одной и той же стороны, либо с различных сторон от оси электронного пучка.

Особо следует отметить то, что в одном типе системы формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, термины "детекторы для низкой энергии" и "детекторы для высокой энергии" означают, что пучки рентгеновского излучения, которые принимаются этими детекторами, имеют относительно низкую энергию и высокую энергию, но сами детекторы не обязательно имеют очевидные различия. Рекомендуется, чтобы детекторы для низкой энергии и детекторы для высокой энергии представляли собой детекторы, имеющие более хорошие результаты детектирования для, соответственно, пучков рентгеновского излучения с относительно низкой энергией и пучков рентгеновского излучения с относительно высокой энергией.

Особо следует отметить то, что в одном типе системы формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, экранирующее коллиматорное приспособление 2 может иметь большее количество коллиматоров с одной и той же стороны от электронного пучка, так, чтобы образовывать систему формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющую большее количество уровней энергии и большее количество углов обзора.

Особо следует отметить то, что в одном типе системы формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, электронный ускоритель 1 может представлять собой ускоритель с единственным уровнем энергии или ускоритель с множественными уровнями энергии, чередующихся импульсным образом. В случае, когда электронный ускоритель 1 имеет два уровня (множественные уровни) энергии, соответствующие детекторы представляют собой детекторы для двух (множественных) уровней энергии.

Особо следует отметить то, что в одном типе системы формирования рентгеновского флуороскопического изображения, соответствующей настоящему изобретению, соответствующие компоненты могут быть полностью расположены на основании так, чтобы образовывать систему стационарного типа; в качестве альтернативы: часть компонентов может быть прикреплена на основании, а другая часть компонентов может быть расположена на установке, подвижной на короткое расстояние, так, чтобы образовывать частично подвижную систему; еще в качестве альтернативы: соответствующие компоненты могут быть полностью расположены на установке, подвижной на большое расстояние, так, чтобы образовывать систему подвижного типа.

Кроме того, на фиг. 5 показан пример системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, каковая система имеет два уровня энергии/два угла обзора и относится к комбинированному и стационарному типу.

Система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора и относящаяся к комбинированному и стационарному типу, показанная на фиг. 5, состоит из электронного ускорителя 1, экранирующего коллиматорного приспособления 2, контролируемого прохода 3, детекторной матрицы 4 для низкой энергии, детекторной матрицы 5 для высокой энергии, подсистемы 6 электропитания и управления, подсистемы 7 анализа сигналов и обработки изображения, кронштейнов 9 для детекторов, транспортирующего приспособления 10, регулируемого крепежного приспособления 11, конструкции 12, экранирующей рассеяние, помещения 13 для оборудования, помещения 14 управления.

Электронный ускоритель 1, экранирующее коллиматорное приспособление 2 и тому подобное установлены в помещении 13 для оборудования и располагаются с одной стороны от контролируемого прохода 3. Ось электронного ускорителя 1 параллельна контролируемому проходу 3, и коллиматоры 202а и 202b обращены к контролируемому проходу 3, и их линия центральной симметрии перпендикулярна контролируемому проходу 3. Суммарные полевые углы секторных прорезей коллиматоров 202а и 202b составляют 90°, в которых полевые углы в нижнем направлении составляют -15°, и полевые углы в верхнем направлении составляют +75° по отношению к горизонтальной плоскости (0°). Расстояние между электронным ускорителем 1 и контролируемым проходом 3 является малым, и крупногабаритный контролируемый объект 8 также может быть охвачен, таким образом, область, занятая системой уменьшена. С другой стороны контролируемого прохода 3 располагаются кронштейны 9 для детекторов, относящиеся к С-типу. Кронштейны 9 для детекторов, относящиеся к С-типу, имеют две группы с, соответственно, детекторной матрицей 4 для низкой энергии и детекторной матрицей 5 для высокой энергии, установленными в них, которые прикреплены на основании посредством регулируемых крепежных приспособлений 11 и которые располагаются в положениях, корреспондирующих, соответственно, коллиматорам 202а и 202b. Таким образом, место О расположения точки мишени, коллиматор 202а и детекторная матрица 4 для низкой энергии располагаются в пределах некоторой первой плоскости, тогда как место О расположения точки мишени, коллиматор 202b и детекторная матрица 5 для высокой энергии располагаются в некоторой второй плоскости. В контролируемом проходе 3 установлен планарный транспортирующее приспособление 10 роликового типа, которое может нести на себе крупногабаритные ящики, такие как авиационные контейнеры, авиационные поддоны и тому подобное, в то время как они проходят через область рентгеновского контроля. Экранирующая рассеяние конструкция 12 расположена между помещением 13 для оборудования и контролируемым проходом 3, и представляет собой составную конструкцию из свинцовой пластины и стальной пластины, при этом свинцовая пластина используется для экранирования рентгеновского излучения, а стальная пластина используется для поддержания и крепления конструкций. Экранирующая рассеяние конструкция 12 снабжена полосообразными отверстиями в положениях, соответствующих коллиматорам 202а и 202b, и не будет препятствовать пучку X1 рентгеновского излучения с низкой энергией и пучку X2 рентгеновского излучения с высокой энергией. Подсистема 6 электропитания и управления, подсистема 7 анализа сигналов и обработки изображения, офисное оборудование и тому подобное располагаются в помещении 14 управления. Помещение 13 для оборудования и помещение 14 управления представляют собой кабины из стальных конструкций с теплоизоляционными слоями, которые оснащены основным оборудованием, таким как окна, двери, установки для кондиционирования воздуха, осветительные приборы, вентиляционные установки и тому подобным; кроме того, они имеют подъемные конструкции на верхней части и крепежные конструкции в нижней части и, таким образом, могут с гибкостью размещаться и устанавливаться. Помещение для устройств, помещение управления, транспортирующее приспособление и кронштейны для детекторов соединены посредством электрических кабелей, и соответствующие компоненты являются относительно независимыми и могут с гибкостью крепиться и устанавливаться на месте, следовательно, это именуется как комбинированный и стационарный тип. Эта система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора, относящаяся к комбинированному и стационарному типу, подходит для выполнения контроля посредством формирования флуороскопического изображения, который осуществляется в отношении крупногабаритных или среднегабаритных контейнеров, ящиков для централизованно перевозимого багажа и тому подобного в таких местах, как аэропорты, грузовые станции и им подобные.

На фиг. 6 показан пример системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, каковая система имеет два уровня энергии/два угла обзора и относится к подвижному типу с направляющими.

Система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора и относящаяся к подвижному типу с направляющими, показанная на фиг. 6, состоит из электронного ускорителя 1, экранирующего коллиматорного приспособления 2, контролируемого прохода 3, детекторной матрицы 4 для низкой энергии, детекторной матрицы 5 для высокой энергии, подсистемы 6 электропитания и управления, подсистемы 7 анализа сигналов и обработки изображения, L-образных кронштейнов 9 для детекторов, помещения 13 для оборудования, помещения 14 управления, направляющих 20, перемещающих приспособлений 21, соединительных и поддерживающих конструкций (22), электрически соединяющей конструкции (23) и т.п.

Электронный ускоритель 1, экранирующее коллиматорное приспособление 2 и тому подобное установлены в помещении 13 для оборудования, размещенном на направляющих 20, прикрепленных к основанию, посредством перемещающего приспособления 21 в нижней части помещения 13 для оборудования, и располагаются с одной стороны от контролируемого прохода 3. Ось электронного ускорителя 1 параллельна контролируемому проходу 3. Коллиматоры 202a и 202b обращены к контролируемому проходу 3, и их линия центральной симметрии перпендикулярна контролируемому проходу 3. Один конец (отрезок "⎯") каждой из двух групп L-образных кронштейнов 9 для детекторов присоединен и прикреплен к верхней части помещения 13 для оборудования посредством соединительной и поддерживающей конструкции (22), а другой конец (нижняя часть участка "|") каждой из двух групп L-образных кронштейнов 9 для детекторов размещен на направляющей 20 с другой стороны от контролируемого прохода 3 посредством перемещающего приспособления 21. Соответствующие направляющие являются параллельными друг другу, и кронштейны 9 для детекторов, относящиеся к L-типу, и помещение 13 для оборудования образуют портальные конструкции, расположенные на множестве параллельных направляющих. Соответствующие перемещающие приспособления могут быть реализованы множеством способов, таких как колеса, приводимые в движение шаговым электродвигателем и так далее, и могут поддерживать синхронные перемещения так, чтобы эти "портальные" конструкции, образованные кронштейнами 9 для детекторов и помещением 13 для оборудования, перемещались по направляющим как единое целое. В пределах верхних отрезков "⎯" двух групп L-образных кронштейнов 9 для детекторов установлены, соответственно, детекторная матрица 41 для низкой энергии и детекторная матрица 51 для высокой энергии, а в пределах боковых отрезков "|" этих двух групп установлены, соответственно, детекторная матрица 42 для низкой энергии и детекторная матрица 52 для высокой энергии. Место О расположения точки мишени, коллиматор 202а, детекторная матрица 41 для низкой энергии и детекторная матрица 42 для низкой энергии располагаются в пределах некоторой первой плоскости, тогда как место О расположения точки мишени, коллиматор 202b, детекторная матрица 51 для высокой энергии и детекторная матрица 52 для высокой энергии располагаются в пределах некоторой второй плоскости. Подсистема 6 электропитания и управления, подсистема 7 анализа сигналов и обработки изображения, офисное оборудование и тому подобное располагаются в помещении 14 управления. Помещение 14 управления прикреплено к основанию и соединено с помещением 13 для оборудования посредством электрически соединяющей конструкции. Электрически соединяющая конструкция содержит кабели и приспособление для автоматического втягивания и стравливания кабелей, такое как автоматический намоточный барабан для кабеля и тому подобное, который может автоматически втягивать и стравливать кабели и гибко регулировать длины кабелей во время перемещения помещения 13 для оборудования по направляющим. Этот тип системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, каковая система имеет два уровня энергии/два угла обзора, частично прикреплен к основанию, а частично расположен на направляющих, и может перемещаться назад и вперед в пределах некоторого расстояния, и, таким образом, именуется как подвижный тип с направляющими.

Процесс формирования флуороскопического изображения, который система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора, относящаяся к подвижному типу с направляющими выполняет в отношении контролируемого объекта, представляет собой следующее. Контролируемый объект 8 паркуется в контролируемом проходе 3. Электронный ускоритель 1 начинает работать и генерирует вместе с экранирующим коллиматорным приспособлением 2 пучки X1 и X2 рентгеновского излучения. В то же самое время, "портальные" конструкции, образованные помещением 13 для оборудования и кронштейнами 9 для детекторов, перемещаются от одного конца до другого конца направляющих с некоторой заданной скоростью так, что планарное секторное рентгеновское излучение X1 с низкой энергией, извлекаемое коллиматором 202а, и планарное секторное рентгеновское излучение X2 с высокой энергией, извлекаемое коллиматором 202b, последовательно облучает контролируемый объект, припаркованный в контролируемом проходе 3, и принимаются, соответственно, детекторной матрицей 4 для низкой энергии и детекторной матрицей 5 для высокой энергии. В конечном счете, подсистема 7 анализа сигналов и обработки изображения генерирует флуороскопическое изображение, отражающее информацию о многоуровневой структуре и материале контролируемого объекта.

Система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора, относящаяся к подвижному типу с направляющими может также содержать наклонную платформу 24 для того, чтобы повышать высоту расположения контролируемого объекта 8 так, чтобы достигать формирования полного изображения контролируемого объекта 8. Например, во время контроля автомобиля, вместе с ним может быть сформировано изображение автопокрышек, так, чтобы проверить, нет ли в этих автопокрышках запрещенных вещей, таких как наркотики и тому подобное. Наклонная платформа 24 имеет известную схему конструкции, например, стальную рамную конструкцию и тому подобное. Во время формирования системой изображения, информация о конструкции части наклонной платформы скрывается, так, чтобы ослабить влияние наклонной платформы на изображение контролируемого объекта 8.

Система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора, относящаяся к подвижному типу с направляющими может быть расположена в таких местах, как таможня, порты на суше, важные места и тому подобное, для того, чтобы выполнять формирование флуороскопического изображения в отношении средних или малых грузовых автомобилей, разнообразных прицепов, разнообразных автомашин, небольших пассажирских автомобилей и тому подобного, так, чтобы получать четкие флуороскопические изображения. Кроме того, она имеет функции многоуровневого отображения и распознавания материала. Следовательно, можно хорошо выполнять контроль в отношении контрабандных товаров, опасных вещей или запрещенных вещей.

Кроме того, на фиг. 7 показан пример системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновских излучений с высокой энергией, каковая система имеет два уровня энергии/два угла обзора и относится к подвижному типу, установленному на транспортном средстве.

Система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора и относящаяся к подвижному типу, установленному на транспортном средстве, показанная на фиг. 7, состоит из электронного ускорителя 1, экранирующего коллиматорного приспособления 2, контролируемого прохода 3, детекторной матрицы 4 для низкой энергии, детекторной матрицы 5 для высокой энергии, подсистемы 6 электропитания и управления, подсистемы 7 анализа сигналов и обработки изображения, L-образных складных кронштейнов (двух: 9а и 9b, соответственно) для детекторов, транспортного средства с шасси 30, кабины 31 электропитания, кабины 32 источника рентгеновского излучения, кабины 33 для оборудования, рабочей кабины 34, подъемных и поворотных приспособлений 36 (двух: 36а и 36b, соответственно), соединительных и поддерживающих приспособлений 37 (двух: 37а и 37b, соответственно), складных соединительных приспособлений 38 (двух: 38а и 38b, соответственно).

Транспортное средство с шасси 30 представляет собой крупногабаритный грузовой автомобиль, такой как транспортное средство Volvo на трехосном шасси для тяжелых нагрузок. На нем предусмотрено множество кабин, которые представляют собой кабину 31 электропитания, кабину 32 источника рентгеновского излучения, кабину 33 для оборудования, рабочую кабину 34 и т.п. Каждая кабина, при необходимости, оснащена таким оборудованием, как теплоизоляционные слои, окна, двери, установки для кондиционирования воздуха, осветительные приборы, вентиляционные установки и т.п.

В кабине 31 электропитания установлено оборудование электропитания, которое может представлять собой оборудование, вырабатывающее электроэнергию, такое как дизельные генераторы, и/или приспособления для подключения к энергосистеме общего пользования, такие как оборудование, способное быть подключенным к энергосистеме общего пользования, включающее в себя кабели и автоматически наматывающиеся барабаны. Кабина электропитания подает электроэнергию для всей системы, и обычно имеет мощность, превышающую 15 кВА.

В кабине 32 источника рентгеновского излучения установлены электронный ускоритель 1 и экранирующее коллиматорное приспособление 2. Ось L электронного ускорителя 1 является параллельной линии симметрии левой и правой части транспортного средства с шасси 30. Линия Н центральной симметрии двух коллиматоров 202а и 202b экранирующего коллиматорного приспособления 2 является перпендикулярной линии симметрии левой и правой части транспортного средства с шасси 30. Извлеченное рентгеновское излучение X1 с низкой энергией и рентгеновское излучение X2 с высокой энергией испускается с одной и той же стороны транспортного средства с шасси 30 через полосообразные отверстия на боковой стороне кабины 32 источника рентгеновского излучения. Система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора и относящаяся к подвижному типу, установленному на транспортном средстве, кроме того, содержит защитную подсистему радиационной безопасности, которая состоит из таких приспособлений, как вспомогательное экранирующее оборудование, знаки, предупреждающие о радиации, звуковая и световая аварийная сигнализация, дозиметры окружающей среды, видеомониторы, оградительные цепи и тому подобное, в соответствии с национальными нормами, связанными с этими вопросами. Все приспособления или часть приспособлений защитной подсистемы радиационной безопасности установлены также в кабине источника рентгеновского излучения.

В кабине 33 для оборудования установлены подсистема 6 электропитания и управления, подсистема 7 анализа сигналов и обработки изображения и другие связанные с этим аппараты. Подсистема 6 электропитания и управления, кроме того, содержит подсистему более низкого уровня, предназначенную для управления перемещением системы кронштейнов для детекторов.

Рабочая кабина 34 установлена в конце транспортного средства с шасси 30. В ней установлены офисные столы и кресла, аппараты отображения, операционные и управляющие аппараты и тому подобное. Эта кабина представляет собой место, в котором рабочий персонал приводит в действие эту систему формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющую два уровня энергии/два угла обзора, относящуюся к подвижному типу, установленному на транспортном средстве.

Подъемные и поворотные приспособления 36 установлены на верхней части кабины 32 источника рентгеновского излучения. Складные кронштейны 9 для детекторов, относящиеся к L-типу, соединены с подъемными и поворотными приспособлениями 36 посредством соединительных и поддерживающих приспособлений 37; кроме того, каждый из складных кронштейнов 9 для детекторов, относящихся к L-типу, разделен на два линейных отрезка: "⎯" и "|", которые соединены посредством складного соединительного приспособления 38 в их точке сочленения. Эти приспособления все вместе именуются как система кронштейнов для детекторов. Подъемные и поворотные приспособления 36 используются для подъема и поворота, на некоторый угол, системы кронштейнов для детекторов относительно транспортного средства с шасси, и могут быть реализованы множеством способов, таких как использование гидравлических приспособлений, пневматических приспособлений, электродвигателей или т.п. Складные соединительные приспособления 38 используются для соединения двух линейных отрезков: "⎯" и "|", в кронштейнах 9 для детекторов, относящихся к L-типу, равно как и для складывания этих двух сегментов в форме "=" или растягивания их в форме буквы "L" в специальных состояниях, и могут также быть реализованы множеством способов, таких как использование рычажных приспособлений с гидравлической связью, рычажных приспособлений с пневматической связью, приспособлений, сочетающих электродвигатель и зубчатые колеса, или т.п.

Соответствуя двум коллиматорам 202а, 202b и двум группам пучков рентгеновского излучения (то есть X1 с низкой энергией и X2 с высокой энергией), подъемные и поворотные приспособления 36, соединительные и поддерживающие приспособления 37, складные кронштейны 9 для детекторов, относящиеся к L-типу, и складные соединительные приспособления 38 также разделены, соответственно, на две группы с, по существу, одинаковыми конструкциями и функциями, а именно: 36а и 36b, 37а и 37b, 9а и 9b, 38а и 38b. Детализированные отношения соединения между ними являются следующими: (а) в положении, соответствующем коллиматору 202а, подъемное и поворотное приспособление 36а установлено на верхней части кабины 32 источника рентгеновского излучения; складной кронштейн 9а для детекторов, относящийся к L-типу, соединен с подъемным и поворотным приспособлением 36а посредством соединительного и поддерживающего приспособления 37а; складной кронштейн 9а для детекторов, относящийся к L-типу, разделен на два линейных отрезка: "⎯" и "|", при этом на отрезке "⎯" установлена детекторная матрица 41 для низкой энергии, на отрезке "|" установлена детекторная матрица 42 для низкой энергии, и эти два отрезка соединены посредством складного соединительного приспособления 38а в их точке сочленения; эта часть именуется как система кронштейна для детекторов для низкой энергии; (b) в положении, соответствующем коллиматору 202b, подъемное и поворотное приспособление 36b установлено на верхней части кабины 32 источника рентгеновского излучения; складной кронштейн 9b для детекторов, относящийся к L-типу, соединен с подъемным и поворотным приспособлением 36b посредством соединительного и поддерживающего приспособления 37b; складной кронштейн 9b для детекторов, относящийся к L-типу, разделен на два линейных отрезка: "⎯" и "|", при этом на отрезке "⎯" установлена детекторная матрица 51 для высокой энергии, на отрезке "|" установлена детекторная матрица 52 для высокой энергии, и эти два отрезка соединены посредством складного соединительного приспособления 38b в их точке сочленения; эта часть именуется как система кронштейна для детекторов для высокой энергии.

Все устройства системы формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, с двумя уровнями энергии/двумя углами обзора, подвижного типа, установленные на транспортном средстве, интегрированы на одном транспортном средстве с шасси, образуя специально оборудованное транспортное средство. Обычно, системы кронштейнов для детекторов сложены и помещены в область в позиции 35 (как проиллюстрировано пунктирным прямоугольником на фиг. 7). Система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора и относящаяся к подвижному типу, установленному на транспортном средстве, может, благодаря шасси, ездить по различным дорогам, таким как загородные шоссе и дорогам более высокого уровня, таким образом, может гибко отвечать эксплуатационным требованиям в различных случаях.

Принцип и процесс работы

Система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора и относящаяся к подвижному типу, установленному на транспортном средстве, приезжает в некоторое место, где требуется ее применение, и ее детализированный рабочий процесс представляют собой следующее:

(1) Система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора и относящаяся к подвижному типу, установленному на транспортном средстве, паркуется на ровном и открытом рабочем месте, рабочий персонал входит в рабочую кабину, и система запускается.

(2) Аппараты электропитания в кабине 31 электропитания начинают работать, например, запускаются генераторы, или электрические кабели подключаются к подающему оборудованию энергосистемы общего пользования, и система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора и относящаяся к подвижному типу, установленному на транспортном средстве, получает электропитание.

(3) Подсистема более низкого уровня для управления перемещением системы кронштейнов для детекторов, входящая в состав подсистемы 6 электропитания и управления действует таким образом, что: (а) подъемное и поворотное приспособление 36а сначала поднимается на некоторую высоту, а затем поворачивается на некоторый угол по часовой стрелке так, чтобы детекторная матрица 41 для низкой энергии и детекторная матрица 42 для низкой энергии были расположены в первой плоскости, в которой располагаются место О расположения точки мишени и коллиматор 202а; складное соединительное приспособление 38а приводит в движение складной кронштейн 9а для детекторов, относящийся к L-типу, так, чтобы он растянулся из сложенного состояния "=" в состояние "L"; (b) подъемное и поворотное приспособление 36b сначала поднимается на некоторую высоту, а затем поворачивается на некоторый угол против часовой стрелки так, чтобы детекторная матрица 51 для высокой энергии и детекторная матрица 52 для высокой энергии были расположены во второй плоскости, в которой располагаются место О расположения точки мишени и коллиматор 202b; складное соединительное приспособление 38b приводит в движение складной кронштейн 9b для детекторов, относящийся к L-типу, так, чтобы он растянулся из сложенного состояния "=" в состояние "L"; (а) и (b) может быть выполнен последовательно или одновременно. Система кронштейнов для детекторов, расположенная с одной стороны транспортного средства с шасси, образует с транспортным средством с шасси конструкцию "портального" типа, а проход в этой конструкции "портального" типа представляет собой контролируемый проход 3, как это показано пунктирными линиями на фиг. 7.

(4) Контролируемые объекты, например, грузовые автомобили с контейнерами, автофургоны, пассажирские автомобили, микролитражные автомобили и тому подобное, выстаиваются в контролируемом проходе в очередь, и люди, такие как водители и тому подобное, покидают контролируемые объекты.

(5) Подсистема 6 электропитания и управления запускает электронный ускоритель 1, и выводит через коллиматор 202а секторный пучок X1 рентгеновского излучения с низкой энергией, расположенный в первой плоскости, и выводит в то же самое время через коллиматор 202b секторный пучок Х2 рентгеновского излучения с высокой энергией, расположенный во второй плоскости. X1 достигает, напрямую или после проникновения через контролируемый объект, детекторную матрицу 41 для низкой энергии, расположенную на отрезке "⎯" кронштейна 9а для детекторов, и детекторную матрицу 42 для низкой энергии, расположенную на отрезке "|" этого кронштейна; X2 достигает, напрямую или после проникновения через контролируемый объект, детекторную матрицу 51 для высокой энергии, расположенную на отрезке "⎯" кронштейна 9b для детекторов, и детекторную матрицу 52 для высокой энергии, расположенную на отрезке "|" этого кронштейна. Все детекторные матрицы преобразовывают принятые сигналы и затем передают их в подсистему 7 анализа сигналов и обработки изображения.

(6) В то время как подсистема 6 электропитания и управления запускает электронный ускоритель 1, она запускает автоматическое перемещение транспортного средства с шасси по прямой линии с некоторой заданной скоростью так, чтобы пучки X1 и X2 рентгеновского излучения последовательно облучали все контролируемые объекты в контролируемом проходе.

(7) Синхронно с этим (синхронно с этапами 5, 6, описанными выше), подсистема 7 анализа сигналов и обработки изображения получает данные рентгеновской флуороскопии (рентгеноскопии) для низкой энергии и данные рентгеновской флуороскопии для высокой энергии, отражающие информацию о геометрических структурах и материале контролируемых объектов, генерирует, после процессов, таких как анализ сигналов, алгоритмическое вычисление, конструирование изображения и тому подобное, флуороскопические изображения контролируемых объектов с многоуровневой информацией и информацией о материале, и отображает их в режиме реального времени на аппаратах отображения. Рабочий персонал, основываясь на этой информации изображения, выполняет задачи контроля, такие как контроль на наличие контрабандных товаров, контроль на наличие опасных вещей, контроль на наличие запрещенных вещей и тому подобное.

(8) После того, как контроль завершен и в случае, когда не нужно решать никаких проблем, контролируемые объекты, например, грузовые автомобили с контейнерами, автофургоны, пассажирские автомобили, микролитражные автомобили и тому подобное, уезжают из контролируемого прохода.

(9) Если имеется множество групп контролируемых объектов, то вышеупомянутые этапы 4-8 повторяются. И, если работа по контролю закончена, то электронный ускоритель останавливается, так, чтобы прекратить генерирование рентгеновского излучения, и: (а) складное соединительное приспособление 38а сначала приводит в движение складной кронштейн 9а для детекторов, относящийся к L-типу, таким образом, чтобы отвести его из открытого состояния "L" в сложенное состояние "="; подъемное и поворотное приспособление 36а поворачивается на некоторый угол против часовой стрелки для того, чтобы привести сложенный кронштейн 9а для детекторов, относящийся к L-типу, в положение над областью 35 пунктирного прямоугольника, и затем опускается на некоторую высоту таким образом, чтобы достигнуть места хранения; (b) складное соединительное приспособление 38b сначала приводит в движение складной кронштейн 9b для детекторов, относящийся к L-типу, таким образом, чтобы отвести его из открытого состояния "L" в сложенное состояние "="; подъемное и поворотное приспособление 36b поворачивается на некоторый угол по часовой стрелке для того, чтобы привести сложенный кронштейн 9b для детекторов, относящийся к L-типу, в положение над областью 35 пунктирного прямоугольника, и затем опускается на некоторую высоту таким образом, чтобы достигнуть места хранения; (а) и (b) могут быть выполнены последовательно или одновременно.

(10) Рабочий персонал останавливает систему, выключает электропитание, покидает рабочую кабину, и может перевезти эту систему формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющую два уровня энергии/два угла обзора и относящуюся к подвижному типу, установленному на транспортном средстве, к следующему месту работы.

Система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора и относящаяся к подвижному типу, установленному на транспортном средстве, может быть расположена в таких местах, как таможня, порты на суше, аэропорты, важные места и тому подобное, для того, чтобы выполнять формирование флуороскопического изображения в отношении контейнерных транспортных средств, больших, средних и малых грузовых автомобилей, разнообразных автомашин и малых пассажирских автомобилей и тому подобного так, чтобы получать четкие флуороскопические изображения. Кроме того, она имеет функции многоуровневой идентификации и распознавания материала. Следовательно, можно хорошо выполнять контроль в отношении контрабандных товаров, опасных вещей и запрещенных вещей.

Полезные результаты

В настоящем изобретении, главным образом, предлагается система формирования рентгеновского флуороскопического изображения, которая выполняет формирование флуороскопического изображения, используя две группы пучков рентгеновского излучения, имеющие различные энергии и различные углы, но с равномерным распределением в различных направлениях в их соответствующих плоскостях, посредством конструкции из электронного ускорителя, экранирующего коллиматорного приспособления, детекторной матрицы для низкой энергии, детекторной матрицы для высокой энергии и различных механических объединяющих конструкций. Эта система имеет следующие преимущества: по сравнению с другими схемами, использующими электронный ускоритель с двумя уровнями энергии, используется электронный ускоритель с единственным уровнем энергии, таким образом, конструкция является более простой, а стоимость является более низкой; по сравнению с другими схемами, генерирующими высокую энергию и низкую энергию, соответственно, в различное время, эти две группы пучков с различными энергиями генерируются в одно и то же время, таким образом, скорость контроля является более высокой; по сравнению с другими системами, использующими комплексные детекторы для высокой и низкой энергии, эти две группы пучков рентгеновского излучения с различными энергиями располагаются в различных местах, при этом соответствующие детекторы являются, соответственно, детекторами для низкой энергии и детекторами для высокой энергии, таким образом, конструкция является более простой, а стоимость является более низкой; интенсивности пучка рентгеновского излучения в различных угловых направлениях в пределах плоскости являются одинаковыми, таким образом, расстояние между источником излучения и контролируемым объектом может быть уменьшено, и рентгеновское излучение может извлекаться в большом угле, охватывая контролируемый объект; каждая группа пучков рентгеновского излучения имеет множество преимуществ, таких как малый разброс по энергии, равномерное распределение интенсивности и малый размер мишени в пределах ее планарной секторной области, таким образом качество изображения в этой системе формирования рентгеновского флуороскопического изображения может быть повышено. Система формирования флуороскопического изображения посредством рентгеновского излучения с высокой энергией, имеющая два уровня энергии/два угла обзора, по настоящему изобретению может быть спроектирована в виде некоторого конкретного типа, такого как стационарный тип, комбинированный тип, подвижный тип с направляющими, подвижный тип, установленный на транспортным средстве, и так далее, что имеет такие преимущества, как простая конструкция, низкая стоимость, высокая функциональность, хорошее качество изображения и т.д.

Использование: для формирования рентгеновского флуороскопического изображения. Сущность изобретения заключается в том, что система формирования рентгеновского флуороскопического изображения содержит: контролируемый проход; электронный ускоритель; экранирующее коллиматорное устройство, содержащее экранирующую конструкцию и первый коллиматор для извлечения плоского секторного пучка рентгеновского излучения низкой энергии и второй коллиматор для извлечения плоского секторного пучка рентгеновского излучения высокой энергии, расположенные в пределах экранирующей конструкции; матрицу детекторов низкой энергии, предназначенную для приема пучка рентгеновского излучения из первого коллиматора; и матрицу детекторов высокой энергии, предназначенную для приема пучка рентгеновского излучения из второго коллиматора. Первый коллиматор, матрица детекторов низкой энергии и точка мишени, бомбардируемая электронным пучком, расположены в первой плоскости; а второй коллиматор, матрица детекторов высокой энергии и точка мишени, бомбардируемая электронным пучком, расположены во второй плоскости. Технический результат: расширение функциональных возможностей, а также повышение качества получаемого изображения. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения, содержащая:

контролируемый проход (3), через который пропускают проверяемый объект (8);

электронный ускоритель (1), содержащий блок (102) ускорения электронов, блок (101) эмиссии электронов и мишень (103), причем электронный пучок (E), поступающий из блока эмиссии электронов и ускоренный блоком ускорения электронов, бомбардирует мишень для генерирования рентгеновского излучения;

экранирующее коллиматорное устройство (2), содержащее экранирующую конструкцию (201), первый коллиматор (202a) для извлечения плоского секторного пучка рентгеновского излучения низкой энергии и второй коллиматор (202b) для извлечения плоского секторного пучка рентгеновского излучения высокой энергии, расположенные в указанной экранирующей конструкции;

матрицу (4) детекторов низкой энергии, предназначенную для приема пучка рентгеновского излучения из первого коллиматора;

матрицу (5) детекторов высокой энергии, предназначенную для приема пучка рентгеновского излучения из второго коллиматора;

при этом экранирующая конструкция окружает мишень;

первый коллиматор, детекторная матрица низкой энергии и точка (O) мишени, бомбардируемая электронным пучком, расположены в первой плоскости; а

второй коллиматор, детекторная матрица высокой энергии и указанная точка мишени, бомбардируемая электронным пучком, расположены во второй плоскости.

2. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения по п. 1, в которой углы между направлениями, в которых расположены первый и/или второй коллиматоры и электронный пучок, бомбардирующий мишень, составляют от 30 до 150°.

3. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения по п. 1, в которой угол между осью электронного ускорителя и контролируемым проходом меньше 60°.

4. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения по п. 1, в которой первый и второй коллиматоры расположены с одной и той же стороны от оси (L) электронного пучка.

5. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения по п. 1, в которой ось электронного ускорителя параллельна контролируемому проходу.

6. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения по п. 1,

в которой угол между линией центральной симметрии первого и второго коллиматоров и контролируемым проходом больше 45°.

7. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения по п. 1, в которой линия центральной симметрии первого и второго коллиматоров перпендикулярна контролируемому проходу.

8. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения по п. 1, в которой матрицы детекторов низкой и высокой энергии имеют конфигурацию линейного типа, конфигурацию сегментированного линейного типа, стандартную конфигурацию L-типа, или конфигурацию C-типа, и составлены из множества детекторов низкой энергии и высокой энергии, соответственно.

9. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения по п. 1, в которой матрицы детекторов низкой и высокой энергии представляют собой множество детекторов, расположенных в один ряд или множество рядов, соответственно.

10. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения по любому из пп. 1-9, дополнительно содержащая:

подсистему (7) анализа сигналов и обработки изображения, предназначенную для приема сигналов от матриц детекторов низкой и высокой энергии и формирования, в конечном счете, флуороскопического изображения посредством вычислений и анализа; и

подсистему (6) электропитания и управления, предназначенную для обеспечения электропитания и управления работой системы формирования рентгеновского флуороскопического изображения.

11. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения по любому из пп. 1-9, дополнительно содержащая сочетание следующих компонентов:

кронштейн (9) для детекторов, предназначенный для установки и прикрепления детекторов, и регулируемое крепежное приспособление (11) для независимого прикрепления указанного кронштейна для детекторов на основании, при этом кронштейн для детекторов сформирован в виде структуры линейного типа, сегментированного линейного типа, стандартного L-типа или C-типа;

транспортирующее приспособление (10) для протягивания проверяемого объекта через контролируемый проход с заданной скоростью;

экранирующая рассеивающая конструкция (12), расположенная с одной стороны или с обеих сторон от контролируемого прохода;

отделение (13) для оборудования, предназначенное для установки и прикрепления устройств, таких как электронный ускоритель и т.п.;

отделение (14) для управления, предназначенное для обеспечения рабочего места персонала системы и места для размещения оборудования рабочего персонала; и

наклонная платформа (24) для увеличения высоты расположения проверяемого объекта.

12. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения по любому из пп. 1-9, содержащая множество коллиматоров и множество соответствующих детекторных матриц.

13. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения по любому из пп. 1-9, в которой электронный ускоритель представляет собой ускоритель с одним уровнем энергии, ускоритель с двумя уровнями энергии или ускоритель с несколькими уровнями энергии, а детекторные матрицы представляют собой, соответственно, матрицы детекторов одного уровня энергии, матрицы детекторов двух уровней энергии или матрицы детекторов нескольких уровней энергии.

14. Комбинированная стационарная система формирования рентгеновского флуороскопического изображения, содержащая:

систему формирования рентгеновского флуороскопического изображения по любому из пп. 1-9;

отделение (13) для оборудования, прикрепленное к основанию с одной стороны от контролируемого прохода, в котором установлены электронный ускоритель и экранирующее коллиматорное устройство, причем первый и второй коллиматоры обращены к контролируемому проходу под различными углами;

транспортирующее приспособление (10), установленное в контролируемом проходе;

первый и второй кронштейны (9) для детекторов, расположенные с другой стороны от контролируемого прохода, прикрепленные к основанию посредством регулируемого крепежного приспособления, и в которых установлены, соответственно, матрицы детекторов низкой и высокой энергии;

экранирующую рассеивающую конструкцию (12), расположенную между отделением для оборудования и контролируемым проходом; и

отделение (14) для управления, прикрепленное к основанию, с установленными в нем подсистемой анализа сигналов и обработки изображения, а также подсистемой электропитания и управления, при этом отделение для управления предназначено для управления указанной комбинированной стационарной системой формирования рентгеновского флуороскопического изображения.

15. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения подвижного типа с направляющими, содержащая:

систему формирования рентгеновского флуороскопического изображения по любому из пп. 1-9;

множество направляющих (20), расположенных параллельно, причем контролируемый проход расположен между двумя соседними направляющими;

передвижное приспособление (21), расположенное на направляющих;

отделение (13) для оборудования, размещенное на направляющих с одной стороны от контролируемого прохода посредством передвижного приспособления, и в котором установлены электронный ускоритель и экранирующее коллиматорное устройство, причем первый и второй коллиматоры обращены к контролируемому проходу под различными углами;

два кронштейна (9) для детекторов L-типа, причем нижние части отрезков "|" указанных кронштейнов размещены на направляющих с другой стороны контролируемого прохода посредством передвижного приспособления, другие концы присоединены и прикреплены к верхней части отделения для оборудования, при этом на указанных кронштейнах установлены, соответственно, матрицы детекторов низкой и высокой энергии; и

отделение (14) для управления, прикрепленное к основанию, в котором установлены подсистема анализа сигналов и обработки изображения, а также подсистема электропитания и управления, и которая предназначена для управления указанной системой формирования рентгеновского флуороскопического изображения подвижного типа с направляющими.

16. Система формирования рентгеновского флуороскопического изображения подвижного типа, установленная на транспортном средстве, содержащая:

систему формирования рентгеновского флуороскопического изображения по любому из пп. 1-9; и

транспортное средство (30) с шасси и установленные на транспортном средстве с шасси кабину (32) источника рентгеновского излучения, кабину (33) для оборудования, рабочую кабину (34), систему кронштейна для детекторов низкой энергии и систему кронштейна для детекторов высокой энергии;

при этом в кабине источника рентгеновского излучения установлены электронный ускоритель и экранирующее коллиматорное устройство, причем пучки рентгеновского излучения низкой и высокой энергии извлекаются с одной стороны транспортного средства с шасси под различными углами через первый и второй коллиматоры, соответственно;

при этом система кронштейна для детекторов низкой энергии содержит установленную на ней матрицу детекторов низкой энергии, и в рабочем состоянии система кронштейна для детекторов низкой энергии раскрыта с одной стороны от транспортного средства с шасси, образует с транспортным средством с шасси конструкцию "портального" типа, при этом матрица детекторов низкой энергии расположена в первой плоскости, в которой находится первый коллиматор, а в нерабочем состоянии система кронштейна для детекторов низкой энергии сложена и хранится на верхней части транспортного средства с шасси;

при этом система кронштейна для детекторов высокой энергии содержит установленную на ней матрицу детекторов высокой энергии, и в рабочем состоянии система кронштейна для детекторов высокой энергии раскрыта с одной стороны от транспортного средства с шасси, образует с транспортным средством с шасси конструкцию "портального" типа, причем матрица детекторов высокой энергии расположена во второй плоскости, в которой находится второй коллиматор, а в нерабочем состоянии система кронштейна для детекторов высокой энергии сложена и хранится на верхней части транспортного средства с шасси;

системы кронштейнов для детекторов низкой и высокой энергии расположены с одной и той же стороны от транспортного средства с шасси и образуют с транспортным средством с шасси две конструкции "портального" типа, расположенные одна за другой, а внутренний проход, образованный указанными двумя конструкциями "портального" типа, представляет собой указанный контролируемый проход;

в кабине для оборудования установлены подсистема электропитания и управления, а также подсистема анализа сигналов и обработки изображения; и

в рабочей кабине установлено оборудование для управления системой и офисное оборудование, и рабочая кабина предназначена для управления системой формирования рентгеновского флуороскопического изображения подвижного типа, установленной на транспортном средстве.