本发明专利技术公开了一种辐射、爆炸物和特殊物质的检测和鉴别系统，包含支持靠近被检测的容器的内容物的一个或多个伽玛传感器和一个或多个固态中子传感器的外壳。系统从传感器采集辐射数据，将采集到的数据与代表一个或多个同位素的一个或多个光谱图像相比较，以鉴别存在的一个或多个同位素。鉴别出来的存在的一个或多个同位素被对应为存在的可能的物质或货物。将可能的物质或货物与和容器相关的清单相比较，以确认容器中含有的物质或货物，或者检测和／或鉴别容器中的未经批准的物质或货物。还公开了一种电池供电的传感器装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及集装箱容器内容物的检测系统，特别是对容器内的危 险物质，如放射性和/或中子源物质、爆炸物、和特殊物质如高浓缩铀 进行检测和鉴别的非侵入式系统和方法，以及鉴别容器内正常情况放 射性物质。这样的非侵入式容器内容物检测和鉴别系统在检测时不需 要进入容器腔内。系统可以包括放射传感器系统，利用集成的伽玛射 线传感器和中子检测，配合光谱分析功能来分辨容器中的特殊的同位 素物质。这样的系统还包括检测和分辨容器中的爆炸物和特殊物质， 这些特殊的物质可以包括高浓缩铀。
技术介绍
现有技术的检测系统在检测集装箱容器中的放射性、中子、爆炸 物和特殊物质，例如这种系统装在龙门起重机臂上时，会造成检测系 统灵敏度和效率受限而且不能抵御恶劣的环境。用于检测集装箱容器 的放射性的放射检测系统不能检测特殊的同位素。不能鉴别容器中存 在的特殊的同位素使这些系统不能用来进一步鉴别容器中的货物或物 质，因此也限制了它们可靠评估内容物的有效性。而且，也使这些系 统不能用在容器内容物检测的证实，从而造成了假警报率，影响了商 业物流。再者，这些传统的实现也很难克服由于模拟电缆系统带来的模拟噪声。此外，在对大的集装箱容器进行处理时，高达每分钟200G的震动因子会造成传统辐射检测系统关键元件的失效或误动作。现有 集装箱容器检测系统的这些特点，如用在龙门起重机，严重影响了放 射性、中子源、爆炸物和特殊物质的检测系统的商业生存力。检测系 统对商业物流造成了很大的负面影响，特别是减少了在严格应用环境 下的效力和可靠性。另外，用于检测爆炸物的技术不能穿透金属，或者所使用的方法 对人类有危险，如使用活跃的X射线或伽玛成像这些不留痕迹的方法检测或鉴别藏在集装箱容器中的爆炸物。因此就有一个需求存在克服前述现有技术存在的问题。
技术实现思路
根据本专利技术的 一个实施例，公开了 一种检测系统或方法，使用更 有效的方法来检测伽玛和中子辐射，有效消除不稳定问题、模拟电缆 积累的噪声、震动因素，如遭遇恶劣的操作环境。伽玛探测器提供高分辨率的从lk电子伏特到3M电子伏特的数据用于光谱分析。而且， 本专利技术的实施例提出了放射检测支持功能，如自动校准、自动增益控 制和自动校准验证，用于对传感器或传感器阵列的高精度校准。按照 实施例，本专利技术可以方便地把商用成品或已有的辐射传感器集成到一 个非侵入式的容器检测系统。加之本专利技术的实施例还包括快速和高度 精确的光谱分析软件以处理从辐射传感器得到的询问辐射数据，鉴别 特殊的某个或多个同位素以及它们的比例。为了检测是否有放射性物质藏在集装箱容器内，同位素传感和鉴 别系统可以与容器结合配置，如用来吊起和转移容器的起重机上。典 型的容器起重机包括一个提升附件用来处置集装箱容器。同位素传感和鉴别系统应该包含一个或多个伽玛和中子探测器，它们安装在起重 机的提升附件(或者在延长臂)上，给计算机提供详细的辐射光谱数 据，计算机进行光语分析，来检测或鉴别存在于容器内的同位素。许 多正常情况放射性物质存在于普通货物中会造成辐射检测系统的假报 警。通过鉴别存在的特殊同位素，系统也可以鉴别同位素所代表的货 物或物质的种类。通过一个代表已鉴别同位素的可能货物的列表，系 统可以比较已鉴别的货物或物质和集装箱容器载货单上的内容，判断 放射性物质所代表的是否与容器内预想的物质相匹配。过程1)筌别容器内的同位素，2)鉴别同位素所代表的货物或物质，3)验证已鉴别货物和载货单上的内容，可以有效验证容器而没有对商业物流产生负面影响。还有，本专利技术的一个实施例得益于伽玛传感器，它集成了模拟电 路和数字变换器，去掉了模拟电缆，极大地减少了系统设计的模拟部 分从而减少了系统涉及中的背景噪声。采用的固态中子传感器不受震 动和系统冲击的影响，它集成了模拟数字转换器极大地减少了系统工 作时的背景噪声。这样在通常的运输和对容器处理过程中，对集装箱 内的辐射的检测和传感更加可靠。在一个实施例中，传感器接口单元(siu)为辐射#:测器提供一个 开放接口。辐射探测器基于模拟传感器接口组件，该组件包含于可互 换的子板。模拟部分负责对探测器输出信号进行放大和整形，然后把 模拟脉冲变换到数字信号。数字部分读取数字信号，检测输入脉冲的 峰值，然后将峰值数据通过通信路径送到处理器完成光谱分析。根据一个实施例，伽玛传感器组合到提升附件(如在延长横梁) 中，或者将伽玛传感器安装到外壳(如金属管)中，设计得结实并粗糙使其能与起重臂(或延长横梁)连接，然而起重臂要有底面(或者 面对着待检查的容器的表面)，对穿透外壳的伽玛粒子的沖击最小，以保持伽玛传感器的灵敏度。这个表面可以这样得到通过使用特殊的材料，或对外壳表面进行加工，这个表面接近被检查容器，如在每 个传感器位置上的传感器管的底部金属表面。根据一个实施例，中子传感器与起重设备的延长横梁组成一体。 或者，中子传感器可以装进外壳，如金属盒，设计得结实并粗糙使其 能与起重臂设备和/或延长横梁连接，对穿透外壳的中子粒子的冲击最 小，以保持中子传感器的灵敏度。中子调解器可以布置在外壳内，有 助于热中子的检测。由起重机制造商提供的附加减震方法可以减少起重机横梁的冲击 和震动，最终减少伽玛传感器和中子传感器的冲击和震动。按照另一种实施例，伽玛辐射传感器包含环境温度探测器，它具有高的分辨率和lk电子伏特到3M电子伏特的伽玛范围。通过设置碘 化钠传感器，使得这样的一个传感器组合的检测范围达到3M电子伏 特，在662k电子伏特到3M电子伏特范围具有高分辨率。加上碲化镉 锌传感器，能得到lk电子伏特到662电子伏特的高分辨率范围。这两 种传感器或其它传感器的组合将使高分辨率检测的范围覆盖全部辐射 同位素范围。按照另 一种实施例， 一个或多个电池供电的中子传感器和/或电池 供电的伽玛传感器被布置在集装箱容器内。按照另一种实施例，辐射传感器连接到处理器系统。处理器系统 收集和分析检测到的伽玛能量级别和光谱数据，然后将这些数据送到光诿分析引擎。从每个探测器传来的数据被单独编址后送到光谱分析 引擎，这样就可以进行单独探测器数据或探测器组数据的光谱分析。处理器系统和数据釆集系统和每个位于起重臂(或延长横梁)内 的传感设备电连接，以从中子传感设备阵列采集信号，形成采集到的 光谱数据的柱状图。光谱分析系统根据柱状图分辨存在的同位素。根据一种实施例，光谱分析系统包含信息处理系统和软件来分析 采集到的数据并分辨存在的同位素。光谱分析软件包含多种不同的滤 波技术来去除背景噪声、干扰信号，例如反向散射辐射。还有多种方 法用来对已鉴别的同位素进行多重确认。在有多种同位素存在的情况 下，系统可以鉴别每种同位素的比例。例如一种方法可以用来进行光 谱分析，如采用容器检测系统的 一种实施例中的光谱分析软件，包括l)一种方法和系统，用来提高模式识别系统性能，如美国专利 No. 6,847,731所述；2 ) —种LINSCAN方法(光谱的线性分析方 法)，如美国临时专利申请(No. 60/759,331, 2006年1月17曰申请, 专利技术人David L. Frank,从存在的辐射光谱、中子和阿尔法 射线中进行组成判断的方法)所述，其中公开的全部内容以引用的方 式结合入本专利技术。按照一种实施例，信息本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种辐射检测和鉴别系统，包含：框架结构，一个或多个伽玛传感器；一个或多个固态中子传感器，其中所述一个或多个伽玛传感器和所述一个或多个固态中子传感器被集中安装在靠近被检查的容器的该框架结构上；数字数据采集系统，与所述一个或多个伽玛传感器和所述一个或多个固态中子传感器通信互联，用于从所述一个或多个伽玛传感器和所述一个或多个固态中子传感器采集辐射数据；多通道分析系统，与所述数字数据采集系统通信互联，用于准备所述采集到的辐射数据的柱状图；光谱分析系统，与所述多通道分析系统和所述数字数据采集系统通信互联，用于接收和分析所述采集到的辐射数据和所述柱状图，以检测辐射并鉴别与所述采集到的辐射数据相关联的一种或多种同位素；第一数据存储装置，用于存储代表该光谱分析系统使用的同位素光谱的数据，存储在所述第一数据存储装置中一种或多种光谱图像代表每种同位素，所述第一数据存储装置与所述光谱分析系统通信互联；信息处理系统，与所述光谱分析系统通信互联，用于分析已鉴别到的一种或多种同位素，判断它们代表的可能的物质或货物；第二数据存储装置，用于存储代表与被检查的容器有关联的载货单的数据，第二数据存储装置与所述信息处理系统通信互联，所述信息处理系统进一步将被检查的容器的所述判断出的可能的物质或货物与所述有关联的载货单相比较，从而判定被检查的容器中是否包含未经批准的物质或货物。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：大卫L弗兰克，
申请(专利权)人：创新美国科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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