车辆辐射成像检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种车上人员无需下车、车辆快速通过检测通道的车辆辐射成像检测系统，包括机架，机架上安装有射线源、前准直器、阵列探测器，前准直器与阵列探测器之间形成检测通道，其中大准直比的前准直器将射线准直成半影区宽度很小的扇形射线束，同时使其全影区宽度与阵列探测器射线入射窗宽度相匹配，既有效利用了全影区射线进行扫描成像，提高了图像质量，又减少了半影区射线和散射线对车上人员的照射，大大降低了乘员受照剂量。该系统检测剂量低，结构简单，占地面积小，辐射安全控制区小，适合普通道路卡口、安检口、海关通道和重要场所车辆出入口等处的高通过率车辆快速安全检查。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于核技术应用领域，具体涉及一种用透射式辐射成像方法对车辆进行非接触式检查的系统，更具体地涉及一种乘员无需下车，司机直接驾车以一定速度直接通过检查设备进行辐射成像检查的超低剂量、直通式车辆检查系统。该系统采用低活度同位素g射线源或低强度X射线源，借助特殊设计的大准直比前准直器，使到达阵列探测器射线入射窗的射线宽度均匀并与入射窗宽度相适应，射线半影区小，从而在降低车内乘员受照剂量的前提下，提高图像质量。该系统可广泛应用于公安、安全、海关、交通、边防等领域的道路卡口及重要场所的车辆直通式检查，既能满足ANSI N43.17标准对乘员和公众的辐射安全要求，又提高了车辆检查效率和通过率，不会造成交通拥堵。
技术介绍
作为一种安检手段，辐射成像检测系统已广泛应用于海关、机场、码头、车站的货物、货车、集装箱等的安全检测中。这种检测系统工作时，车上人员需下车从检测通道外经过，车辆由牵引机构或拖动装置拖过检测通道，或车辆不动，检测门架横跨在车辆上，扫过被检车辆，检测速度一般为6?18m/min,即0.36?1.08km/h,通过率约10?30辆车,检测效率较低，且需要拖动装置或门架导轨，设备复杂。随着安保要求的提高，以载人为主的小客车、小轿车等车辆也被纳入安检范围。针对交通流量远大于货车、集装箱车的小型车，如果仍按检测货车的方式进行检测，将因检测效率低而大大降低车辆的通过率，造成交通拥堵。申请人早先在CN101349657A专利申请中提出了一种轿车辐射成像检测系统，为了提高检测效率，其中曾提到可以由司机直接将被检轿车开过检测通道，但该系统的设计理念仍然以人车分过为主，由司机将车开过检测通道只是临时采取的应急措施，而并非该系统的工作常态。因此，设计出既满足人体直接受到射线照射时的辐射安全标准要求，又能保证检测图像质量，同时满足车辆通行效率的辐射成像检测系统成为摆在科研人员面前的课题。
技术实现思路
针对现有技术存在的需求，本技术的目的在于提供一种车辆辐射成像检测系统，当该系统检测车辆时，车辆无需停靠，车上的司机和乘员无需下车，车辆以一定速度直接通过检测通道，由检测系统获得包括司乘人员在内的全车辐射扫描图像。该系统在保证车上人员辐射安全的前提下，大大提高了车辆的检测效率和通过率，且图像质量满足检测要求。该系统被检车辆通过检测通道的速度一般为例如6?20km/h,速度低于6km/h时,车上人员受照剂量会高于有关人体安检剂量限值标准，速度高于20km/h时，图像质量差，不能满足检测要求。以该速度进行检测时，车辆通过率可达500辆车/h，可满足繁忙的公路安检卡口、海关通关通道等的车辆通行率要求，不会造成交通拥堵。为实现上述目的，本技术车辆辐射成像检测系统包括机架，机架上安装固定有射线源、前准直器、阵列探测器，前准直器与阵列探测器之间形成供车辆通过的检测通道，其中，所述前准直器将射线源发出的射线准直成片状扇形束，所述扇形束到达对应所述阵列探测器中每个探测器入射窗时的全影区宽度都与该探测器射线入射窗的宽度相匹配。进一步，所述扇形束全影区的张角跟所述阵列探测器与所述射线源围成的包络角相匹配。进一步，所述扇形束全影区的张角等于或略大于由阵列探测器与射线源围成的包络角。进一步，所述扇形束到达对应所述阵列探测器中每个探测器入射窗时的全影区宽度等于或略大于该探测器射线入射窗的宽度。进一步，所述前准直器的准直比为100?200。进一步，所述探测器的入射窗宽度为5?30_。进一步，所述射线源为活度0.8?8居里的钴-60放射源，或225?450keV的X射线源。进一步，所述机架为刚性框架结构，包括上横梁、下横梁、左立柱、右立柱，所述射线源及所述前准直器安装固定在上横梁中，所述阵列探测器排布在左立柱、下横梁、右立柱中并整体呈U形排布，阵列探测器在左、右立柱中的排列长度根据待检测车辆的高度确定，左立柱、右立柱在各自所设置探测器的背部均设置有射线捕集器。进一步，所述机架为刚性框架结构，包括上横梁、下横梁、左立柱、右立柱，所述射线源及所述前准直器安装固定在下横梁中，所述阵列探测器排布在左立柱、上横梁、右立柱中并整体呈倒U形排布，阵列探测器在左、右立柱中的排列长度根据待检测车辆的高度确定，左立柱、右立柱在各自所设置探测器的背部均设置有射线捕集器。进一步，所述左立柱、下横梁或上横梁、右立柱均为中空的箱型结构，所述阵列探测器设置在左立柱、下横梁或上横梁、右立柱的空腔中，左立柱、下横梁或上横梁、右立柱面向所述检测通道的侧壁上，均设置有与其内排布的探测器相对应的狭缝。进一步，所述狭缝上封盖有薄板或薄膜。进一步，所述前准直器上的射线出射口的轮廓形状为与所述阵列探测器中探测器的排列形状相对应的相似的形状。进一步，所述检测系统还包括基座，该基座上设置有下沉槽，所述机架通过其支脚固定在所述下沉槽中，并在支脚处设置减震装置；机架的下横梁位于下沉槽中，下横梁的上方设置有供车辆驶过的路面结构，该路面结构与机架相分隔，并相对机架单独支撑在基座上或基座之外的基础上。进一步，所述路面结构支撑在所述下沉槽中设置的支架上。本技术通过采用大准直比的前准直器，将扇形射线束准直成使其半影区宽度尽可能小，同时使其全影区宽度与探测器射线入射窗宽度相匹配，既满足了尽可能利用全影区的有用射线用于扫描成像，提高辐射成像的图像质量，又尽可能减少了半影区的无用射线照射人体，同时减少散射射线照射人体，从而尽可能降低车上人员在检测过程中受到的辐射剂量，为人车同检提供了技术保障。在对射线进行严格准直的基础上，进一步将限定射线源的活度为0.8?8Ci，或低强度的X光机，则进一步降低了辐射剂量，保证了被检车辆中司乘人员的辐射安全。由于要求射线经前准直器准直后的全影区宽度与探测器射线入射窗宽度相同或略宽，因此，为保证有效检测，阵列探测器的每一个探测单元的射线入射窗都必须与扇形射线束严格对准。采用刚性框架结构的机架为射线源、前准直器、阵列探测器相对位置的稳定性提供了保障。使扇形束全影区的张角跟阵列探测器与射线源围成的包络角相匹配，有助于减少散射射线，减少防护结构。另外，将路面结构单独支撑在基础上而不与机架相连，可避免车辆经过时的振动直接传递给固定在机架中的阵列探测器，而影响检测系统的稳定工作。在机架支脚处设置减震装置，则可进一步降低外界振动对整个检测门架的振动影响。【附图说明】图1为本技术车辆辐射成像检测系统结构示意图；图2为图1中A-A视图；图3为射线经过前准直器准直后形成全影区和半影区的原理示意图。【具体实施方式】下面结合优选实施例对本技术进行说明。图1、图2所示为本技术车辆辐射成像检测系统的优选实施例。如图1所示，该检测系统包括机架、射线源、前准直器、阵列探测器、安装基座。机架为刚性框架结构，由上横梁1、右立柱2、下横梁3、左立柱4连接而成，上横梁1、右立柱2、下横梁3、左立柱4均为箱型结构。射线源5、前准直器6安装固定在上横梁I上，并与上横梁I对中。阵列探测器由若干个探测器8组成，每个探测器8中可以包含若干个探测器单元也可仅包含一个探测器单元；这些探测器8沿左立柱4、下横梁3、右立柱2紧密排布，使组成的阵列探测器整体呈U形；各探测器8分别安装在左立柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆辐射成像检测系统，包括机架，机架上安装固定有射线源、前准直器、阵列探测器，前准直器与阵列探测器之间形成供车辆通过的检测通道，其特征在于，所述前准直器将射线源发出的射线准直成片状扇形束，所述扇形束到达对应所述阵列探测器中每个探测器入射窗时的全影区宽度都与该探测器射线入射窗的宽度相匹配。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李立涛，王立强，谈春明，童建民，黄毅斌，刘金汇，王振涛，郭肖静，邢桂来，郑健，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：北京;11