检查设备和系统技术方案

公开了一种检查设备和系统。该设备包括：分布式射线源，包括多个源点；光源准直器，设置在分布式射线源的射线出束端，将其产生的射线沿着扇形的径线汇聚，形成倒扇形射线束；散射准直器，配置为仅允许射线与被检查物体的相互作用产生的具有一个或多个特定散射角的散射射线通过；至少一个探测器，设置在散射准直器的下游，每个探测器包括多个探测单元，该多个探测单元具备能量分辨能力并且基本上设置在柱面上，以接收通过散射准直器的散射射线；以及处理装置，基于探测器输出的信号计算被检查物体的散射射线能谱信息。上述设备利用具有能量分辨能力的探测器，在固定角度下测量散射X射线的能量分布，获得物质晶格常数，从而分辨物质的种类。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】公开了一种检查设备和系统。该设备包括：分布式射线源，包括多个源点；光源准直器，设置在分布式射线源的射线出束端，将其产生的射线沿着扇形的径线汇聚，形成倒扇形射线束；散射准直器，配置为仅允许射线与被检查物体的相互作用产生的具有一个或多个特定散射角的散射射线通过；至少一个探测器，设置在散射准直器的下游，每个探测器包括多个探测单元，该多个探测单元具备能量分辨能力并且基本上设置在柱面上，以接收通过散射准直器的散射射线；以及处理装置，基于探测器输出的信号计算被检查物体的散射射线能谱信息。上述设备利用具有能量分辨能力的探测器，在固定角度下测量散射X射线的能量分布，获得物质晶格常数，从而分辨物质的种类。【专利说明】检查设备和系统
本公开涉及基于相干X射线散射技术的检查系统，具体涉及一种确定被检查物体中是否包含爆炸物或者危险品之类特定内容的检查设备和系统。
技术介绍
对行李箱等物品中爆炸物、毒品的检测，受到了越来越多的重视。现有的一些常用检测手段，例如CT检测技术，可以获得物品箱中各种物质的空间位置分布以及密度、质量、有效原子序数等重要信息，用此来分辨不同物质的类别。当系统检测到可疑物质时，将报警并交给下一级的检测装置检测或进行人工检测。 但是，利用密度和原子序数等信息判断某物质是否为爆炸物的报错率依然比较高。为了降低整体系统的报错率，减少人工检测的次数，以及提高系统可信度，提出了在CT检测系统后串联上基于相干X射线散射的检测系统，可以较明显的降低系统的报错率。 相干X射线散射(X射线衍射)技术检测物质(主要为晶体物质)，主要基于布拉格衍射公式: ηλ = 2--η (6>/2) = -^-(I) IL 其中，η为衍射增强级别，在爆炸物检测中一般η = I ; λ为入射射线的波长；d为晶格间距，也为晶格常数；Θ为射线散射后的偏转角；h为普朗克常数；c为光速；E为入射光子的能量。各个参数满足上述公式的时候，将发生相干加强，对应的散射为弹性散射，X光子能量不变。 在基于能量分布的衍射图样中，固定探测器测量的角度Θ，即在固定的散射角度测量散射X射线的能谱。满足上述公式的晶格常数d与入射光子能量成分E具有一对一的关系。这样，根据能谱峰的位置Ep E2,...En，可以确定晶体物质的指纹特征——晶格常数Cl1^d2,...dn，从而可以鉴别不同的物质。例如，典型的爆炸物质主要是由不同的晶体物质组成的，通过晶格常数分辨晶体类型，因此该方法是一种有效的爆炸物检测手段。 同样也可以采用单能的X射线源，然后在不同散射角度下对X光子进行计数。通过Θ与d的一一对应关系来获得晶体信息。这种方法对探测器的要求降低，但是对光源的单色性要求提高。并且改变角度测量效率较低，在实验设备中有应用，但在实际设计与应用中，采用的较少。 专利文件I (专利US6693988，2004年2月17日)提出了一种倒扇束检测方法。倒扇束的系统使用较少的探测器做到固定式的测量，但是失去了三维定位的能力，经过检测平面内垂直于射束方向的、不同位置处物体的散射线将汇聚到探测器上的一点，使得两位置处的物体的谱线叠加，影响信噪比，降低物质的分辨能力。
技术实现思路
考虑到现有技术中的一个或多个问题，提出了一种基于相干射线散射技术的检查设备和系统，具备三维定位能力，并且具有较高分辨能力并降低了系统成本。 根据本公开的一个方面，提出了一种检查设备，包括:分布式射线源，包括多个源点，产生射线；光源准直器，设置在分布式射线源的射线出束端，将所述分布式射线源产生的射线沿着扇形的径线汇聚，形成倒扇形射线束；散射准直器，配置为仅允许射线与被检查物体的相互作用产生的具有一个或多个特定散射角的散射射线通过；至少一个探测器，设置在所述散射准直器的下游，每个探测器包括多个探测单元，所述多个探测单元具备能量分辨能力并且基本上设置在柱面上，以接收通过所述散射准直器的散射射线；以及处理装置，基于所述探测器输出的信号计算被检查物体的散射射线能谱信息。 优选地，所述处理装置还基于所述散射射线能谱信息中包含的峰位信息计算晶格常数，将计算的晶格常数与预定值进行比较来判断该被检查物体中是否包含爆炸物或者危险品。 优选地，所述的检查设备还包括控制装置，根据输入的被检查物品中的感兴趣区域的位置信息控制所述分布式射线源中的特定源点产生射线，对所述感兴趣区域进行检查。 优选地，所述分布式光源的多个源点按照如下方式分布:圆弧、直线、U型、倒U型、L型或者倒L型。 优选地，所述散射准直器包括底面和底面上的多个嵌套的柱面，所述多个嵌套的柱面上相隔预定的距离开有圆形缝隙，并且所述底面上沿着柱面的轴向方向开有缝隙。 优选地，所述散射准直器包括底面和在底面上的多个嵌套的球面，所述多个嵌套的球面上相隔预定的距离开有圆形缝隙，并且所述底面上沿着底面的径线开有缝隙。 优选地，所述散射准直器由对射线吸收材料制成。 优选地，所述散射准直器具体为用射线吸收物质制作成多个列平行的共轴圆锥面。 优选地，所述散射准直器具体为多个平行的薄片。 优选地，所述探测器具体为CZT探测器或者HPGe探测器。 根据本公开的另一方面，提出了一种检查系统，包括:承载机构，承载被检查物体直线运动；第一扫描级，包括透射成像装置或者CT成像装置，对被检查物体进行透射检查或者CT检查；处理装置，接收第一扫描级产生的信号，并且基于该信号确定被检查物体中的至少一个感兴趣区域，第二扫描级，沿着物体运动方向与所述第一扫描级间隔预定的距离设置，所述第二扫描级包括:分布式射线源，包括多个源点，产生射线；光源准直器，设置在分布式射线源的射线出束端，将所述分布式射线源产生的射线沿着扇形的径线汇聚，形成倒扇形射线束；散射准直器，配置为仅允许散射射线与被检查物体的相互作用产生的具有一个或多个特定散射角的散射射线通过；探测器，设置在所述散射准直器的下游，包括多个探测单元，所述多个探测单元具备能量分辨能力，设置在柱面上并接收通过所述散射准直器的散射射线；其中，所述处理装置指示所述第二扫描级针对所述至少一个感兴趣区域进行检查，并且基于所述探测器输出的信号计算被检查物体的散射射线能谱信息。 利用上述的技术方案，通过控制分布式光源中特定的几个光源点出束，来照射物体的对应部分，进行针对性的检测。此外，由于使用了柱面探测器，能够获取某些位置的探测单元的信号，从而具备了三维定位能力。 【专利附图】【附图说明】 下面的附图有助于更好地理解接下来对本公开不同实施例的描述。这些附图并非按照实际的特征、尺寸及比例绘制，而是示意性地示出了本公开一些实施方式的主要特征。这些附图和实施方式以非限制性、非穷举性的方式提供了本公开的一些实施例。为简明起见，不同附图中具有相同功能的相同或类似的组件或结构采用相同的附图标记。 图1为根据本技术实施例的检查设备的结构示意图； 图2为根据本技术另一实施例的检查设备中的光源分布示意图以及探测区域示意图； 图3为根据本技术的实施例描述检查设备探测固定角度下散射射线的结构示意图； 图4描述了根据本技术一个实施例的散射线准直器的结构示意图； 图5为根据本技术另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检查设备，其特征在于，包括：分布式射线源，包括多个源点，产生射线；光源准直器，设置在分布式射线源的射线出束端，将所述分布式射线源产生的射线沿着扇形的径线汇聚，形成倒扇形射线束；散射准直器，配置为仅允许射线与被检查物体的相互作用产生的具有一个或多个特定散射角的散射射线通过；至少一个探测器，设置在所述散射准直器的下游，每个探测器包括多个探测单元，所述多个探测单元具备能量分辨能力并且基本上设置在柱面上，以接收通过所述散射准直器的散射射线；以及处理装置，基于所述探测器输出的信号计算被检查物体的散射射线能谱信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志强，张丽，杨戴天杙，黄清萍，
申请(专利权)人：清华大学，同方威视技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11