Установка рентгеновская двухпроекционная для досмотра грузов и ручной клади для нужд томожни

Заявляемый объект относится к разделу рентгеновской техники, точнее к устройствам неразрушающего контроля багажа и грузов, и может быть использован при антитеррористическом досмотре на транспорте и на контрольно-пропускных пунктах различного назначения. Целью настоящей работы является создание малогабаритной двухпроекционной рентгеновской установки для досмотра грузов и ручной клади пассажиров, обеспечивающей эффективный контроль грузов пассажиров на станциях метро и вокзалах. Технический результат заявляемой полезной модели выражается в расширении арсенала технических средств для неразрушающего контроля багажа и грузов, путем создания малогабаритной двухпроекционной рентгеновской установки для досмотра грузов и ручной клади пассажиров. Он достигается тем, что в установке рентгеновской двухпроекционной для досмотра грузов и ручной клади, содержащей контейнер, закрытый кожухом с элементами защиты от излучения, в котором закреплены два рентгеновских излучателя, каждый из которых содержит рентгеновскую трубку и диафрагму щелевого типа, проходящую перпендикулярно направлению движения досматриваемого груза и формирующую веерный рентгеновский пучок, излучатели подключены к высокочастотному рентгеновскому генератору малой мощности и программируемому блоку управления, снабженному ЭВМ, пультом управления, двумя видеомониторами, защищенными антивандальной створкой, и оптически сопряжены с двумя многоэлементными полупроводниковыми детекторами, соединенными с цифровой электронной системой преобразования, регистрации и формирования изображения, подключенной к программируемому блоку управления; контейнер имеет входное и выходное окна, через которые проложен туннель с рентгенопрозрачными стенками, в основании которого проходит лента конвейера для досмотровых грузов, один из рентгеновских излучателей установлен в верхней части корпуса контейнера, а другой в его основании под лентой конвейера таким образом, что ортогональные лучи их веерных пучков находятся в одной и той же вертикальной плоскости, параллельной направлению движения досмотрового груза, а многоэлементные полупроводниковые детекторы имеют ступенчатую форму, каждый элемент которого (ступенька) ориентирован на излучатель таким образом, что нормаль, проведенная через центр ступеньки, направлена на фокус соответствующей рентгеновской трубки.

Заявляемый объект относится к разделу рентгеновской техники, точнее к устройствам неразрушающего контроля багажа и грузов, и может быть использован при антитеррористическом досмотре на транспорте и на контрольно-пропускных пунктах различного назначения.

Известна рентгеновская установка неразрушающего контроля малоконтрастных объектов, содержащая рентгеновский излучатель, контейнер для исследуемого груза и приемник рентгеновского изображения, состоящий из рентгеновского электроннооптического преобразователя с ПЗС-матрицей (Патент RU 2163425 C2 от 17.11.1998 г., МПК H05G 1/64 [1]). Известная рентгеновская установка [1] не позволяет получить информацию о форме исследуемого объекта, так как моноснимок не позволяет аналитически воссоздать трехмерную модель предмета, что является большим недостатком аналога [1]. Вот почему современные рентгеновские интроскопы выпускаются двухлучевыми. Примером могут служить: Rapiscan 520DV OSI, USA; Hi Scan 6040 a Tix Smiths Hiemann, Germany; XIS - 6545DV Astrophysics, USA.

Наиболее близкой по конструкции к заявляемому объекту является установка рентгеновская двухпроекционная для досмотра грузов и ручной клади, содержащая контейнер, закрытый кожухом с элементами защиты от излучения, в котором закреплены два рентгеновских излучателя, каждый из которых содержит рентгеновскую трубку и диафрагму щелевого типа, проходящую перпендикулярно направлению движения досматриваемого груза и формирующую веерный рентгеновский пучок, излучатели подключены к высокочастотному рентгеновскому генератору малой мощности и программируемому блоку управления, снабженному ЭВМ, пультом управления, двумя видеомониторами, защищенными антивандальной створкой, и оптически сопряжены с двумя многоэлементными полупроводниковыми детекторами, соединенными с цифровой электронной системой преобразования, регистрации и формирования изображения, подключенной к программируемому блоку управления; контейнер имеет входное и выходное окна, через которые проложен туннель с рентгенопрозрачными стенками, в основании которого проходит лента конвейера для досмотровых грузов (Патент на полезную модель 119489 от 23.04.2012 г. [2]).

Аналог [2] был выбран нами в качестве прототипа.

Основным недостатком прототипа [2] является его большие габариты, что затрудняет его установку в небольших помещениях станций метрополитена и вокзалах, изначально не приспособленных для целей рентгенологического контроля грузов и багажа.

Целью настоящей работы является создание малогабаритной двухпроекционной рентгеновской установки для досмотра грузов и ручной клади пассажиров, обеспечивающей эффективный контроль грузов пассажиров на станциях метро и вокзалах.

Технический результат заявляемой полезной модели выражается в расширении арсенала технических средств для неразрушающего контроля багажа и грузов, путем создания малогабаритной двухпроекционной рентгеновской установки для досмотра грузов и ручной клади пассажиров.

Он достигается тем, что в установке рентгеновской двухпроекционной для досмотра грузов и ручной клади, содержащей контейнер, закрытый кожухом с элементами защиты от излучения, в котором закреплены два рентгеновских излучателя, каждый из которых содержит рентгеновскую трубку и диафрагму щелевого типа, проходящую перпендикулярно направлению движения досматриваемого груза и формирующую веерный рентгеновский пучок, излучатели подключены к высокочастотному рентгеновскому генератору малой мощности и программируемому блоку управления, снабженному ЭВМ, пультом управления, двумя видеомониторами, защищенными антивандальной створкой, и оптически сопряжены с двумя многоэлементными полупроводниковыми детекторами, соединенными с цифровой электронной системой преобразования, регистрации и формирования изображения, подключенной к программируемому блоку управления; контейнер имеет входное и выходное окна, через которые проложен туннель с рентгенопрозрачными стенками, в основании которого проходит лента конвейера для досмотровых грузов, один из рентгеновских излучателей установлен в верхней части корпуса контейнера, а другой в его основании под лентой конвейера таким образом, что ортогональные лучи их веерных пучков находятся в одной и той же вертикальной плоскости, параллельной направлению движения досмотрового груза, а многоэлементные полупроводниковые детекторы имеют ступенчатую форму, каждый элемент которого (ступенька) ориентирован на излучатель таким образом, что нормаль, проведенная через центр ступеньки, направлена на фокус соответствующей рентгеновской трубки.

Далее описание сопровождается чертежами и пояснениями к ним.

На фиг. 1-3 представлен внешний вид опытного образца двухпроекционной рентгеновской установки для досмотра грузов и ручной клади, а на фиг. 4-7 - конструкция внутренней части устройства (в разрезе). На фиг. 8 показана геометрия положения рентгеновских излучателей относительно ленты конвейера.

Установка рентгеновская двухпроекционная для досмотра грузов и ручной клади имеет корпус 1 контейнерного типа с просвинцованным кожухом 2, защищающим внешнее пространство от рентгеновского излучения. Внутри корпуса 1 закреплены два идентичных по конструкции рентгеновских излучателя 3 и 4 моноблочного типа. Каждый излучатель 3 и 4 имеет рентгеновскую трубку, соответственно 5 и 6. На выходе излучателей 3 и 4 установлены диафрагмы щелевого типа, соответственно 7 и 8, формирующими узкий веерный пучок, проходящий перпендикулярно направлению движения досматриваемого груза 9. Каждая рентгеновская трубка 5 и 6 подключена к рентгеновскому генератору высокочастотного типа малой мощности, соответственно 10 и 11. Работой излучателей 3 и 4 управляет программируемый блок управления (не показан), оснащенный ЭВМ (не показана) и пультом управления - клавиатурой 12.

Контейнерный корпус 1 имеет входное 13 и выходное окна 14, через которые проложен туннель с рентгенопрозрачными стенками, в основании которого проходит лента 15 конвейера 16 для досмотровых грузов 9. Входное 13 и выходное 14 окна закрыты ширмами, соответственно 17 и 18, состоящими из взаимоперекрывающихся лент просвинцованной резины.

Рентгеновский излучатель 3 установлен в верхней части 19 корпуса контейнера 1, а другой - 4 в его основании 20 под рентгенопрозрачной лентой 15 конвейера 16. Верхний излучатель 3, генерирующий узкий веерный рентгеновский пучок V, проходящий поперек ленты 15 конвейера 16, оптически сопряжен с многоэлементным полупроводниковым детектором 21, закрепленным в обойме 22. Нижний излучатель 4, генерирующий узкий веерный рентгеновский пучок W, проходящий поперек ленты 15 конвейера 16, оптически сопряжен с многоэлементным полупроводниковым детектором 23, закрепленным в обойме 24. Многоэлементные полупроводниковые детекторы 21 и 23 имеют ступенчатую форму, каждый элемент 25 которого (ступенька) ориентирован на излучатель таким образом, что нормаль, проведенная через центр ступеньки 25, направлена на фокус соответствующей рентгеновской трубки 5, 6. Такая ориентация элементов 25 детектора выбрана с целью получения оптимального сигнала для формирования цифрового рентгеновского изображения досмотрового груза на ЭВМ с использованием преобразования Радона (см., например, Федоров Г.А. Рентгеновская вычислительная томография // Методы визуализации и контроля организма и его систем под ред. В.А. Солодкий, Р.В. Ставицкий. М.: ГАРТ. - С. 84).

Рентгеновское изображение досматриваемого груза 9 выводится на два видеомонитора 26 и 27. В нерабочем состоянии видеомониторы 26 и 27 и клавиатура 12 защищены антивандальной шторкой 28.

Перейдем к рассмотрению фиг. 8, где показана позиция центров проекции излучателей 3 и 4 - действительных фокусов рентгеновских трубок 5 и 6 относительно предметной плоскости - верхней плоскости ленты 15 конвейера 16. Верхний 3 и нижний 4 излучатели установлены таким образом, что ортогональные лучи F₃o₃ , F₄o₄ их веерных пучков R₃, R₄ находятся в одной и той же вертикальной плоскости Р, параллельной направлению движения x досмотрового груза.

Такое положение излучателей обеспечивает полное перекрытие досмотрового груза верхним R ₃ и нижним R₄ рентгеновскими пучками.

Рентгеновское изображение досмотрового груза 9 производится методом сканирования груза 9 двумя независимыми рентгеновскими поперечными пучками R₃ и R₄ при движении ленты 15 конвейера 16 с грузом 9 со скоростью 0,2 м/сек.

Несмотря на наличие двух излучателей, предлагаемая установка является одной из самых малодозовых и малогабаритных в своем классе. Ее размеры: длина 147 см, ширина 100 см, высота 192 см позволяют легко разместить ее в небольших помещениях на станциях метро и вокзалах. Антивандальная шторка создает дополнительное преимущество для использования установки на транспорте.

Установка рентгеновская двухпроекционная для досмотра грузов и ручной клади, содержащая контейнер, закрытый кожухом с элементами защиты от излучения, в котором закреплены два рентгеновских излучателя, каждый из которых содержит рентгеновскую трубку и диафрагму щелевого типа, проходящую перпендикулярно направлению движения досматриваемого груза и формирующую веерный рентгеновский пучок, излучатели подключены к высокочастотному рентгеновскому генератору малой мощности и программируемому блоку управления, снабженному ЭВМ, пультом управления, двумя видеомониторами, защищенными антивандальной створкой, и оптически сопряжены с двумя многоэлементными полупроводниковыми детекторами, соединенными с цифровой электронной системой преобразования, регистрации и формирования изображения, подключенной к программируемому блоку управления; контейнер имеет входное и выходное окна, через которые проложен туннель с рентгенопрозрачными стенками, в основании которого проходит лента конвейера для досмотровых грузов, отличающаяся тем, что один из рентгеновских излучателей установлен в верхней части корпуса контейнера, а другой - в его основании под лентой конвейера таким образом, что ортогональные лучи их веерных пучков находятся в одной и той же вертикальной плоскости, параллельной направлению движения досмотрового груза, а многоэлементные полупроводниковые детекторы имеют ступенчатую форму, каждый элемент которого (ступенька) ориентирован на излучатель таким образом, что нормаль, проведенная через центр ступеньки, направлена на фокус соответствующей рентгеновской трубки.