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一种基于传输速度改变自适应的安检设备及其控制方法

阅读:729发布:2020-05-12

专利汇可以提供一种基于传输速度改变自适应的安检设备及其控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于传输速度改变自适应的安检设备及其控制方法,属于安检领域。包括 基础 单元、扫描单元和测速组件三部分。其中,基础单元为架设在所述传输带上的壳 体模 块 ;扫描单元包括容纳于壳体模块内、以倾斜预定 角 度安放、并指向于传输带的至少一组射线源,安装在每组射线源对侧的探测器,以及与探测器和射线源电连接的控 制模 块;测速单元包括安装在壳体模块的进/出口处的测速 传感器 。本发明通过设置在所述 框架 两侧的两组光电感应器对传输带进行测速,然后通过 控制模块 调节X光机的 电流 和控制探测板的 采样 频率 ,解决了现有安检设备在 胶带 机速度发生变化后,不能自动做出反应,导致安检系统成像模糊,甚至无法成像的问题。,下面是一种基于传输速度改变自适应的安检设备及其控制方法专利的具体信息内容。

1.一种基于传输速度改变自适应的安检设备,其特征在于,包括:
基础单元,包括用于货物输送的传输带,架设在所述传输带上的壳体模
扫描单元,包括容纳于所述壳体模块内、以倾斜预定度安放、并指向于传输带的至少一组射线源,设置在所述射线源的出靶心处的斩束装置,安装在每组射线源对侧的探测器,以及与探测器和射线源电连接的控制模块;
测速单元,包括安装在所述壳体模块的进/出口处的测速传感器;其中,所述测速传感器内的数据信号传输至控制模块
2.根据权利要求1所述的基于传输速度改变自适应的安检设备,其特征在于,所述传输带为皮带传输机、辊道传输、链条板传输机中的一种或其组合;所述壳体模块包括架设在所述传输带上且截面为“Π”字形的框架,以及套装在所述框架外的外罩板。
3.根据权利要求1所述的基于传输速度改变自适应的安检设备,其特征在于,所述射线源为伽辐射X射线放射性同位素的任意数量的致电离辐射源中的一种或其组合。
4.根据权利要求2所述的基于传输速度改变自适应的安检设备,其特征在于,所述射线源包括设置在所述框架一侧的中部位置的凸起部内且与所述传输带平对齐的X光机架,固定安装在所述X光机架上并倾斜预定角度的X光机;所述斩束装置为固定安装在所述X光机的出光口处的准直器;所述探测器包括安装远离所述X光机一侧的框架上、且与所述X光机对齐的探测盒,固定安装在所述探测盒内且以预定角度分布的多块探测板。
5.根据权利要求2所述的基于传输速度改变自适应的安检设备,其特征在于,所述测速传感器安装在所述框架的进/出口处,且不局限于设置在所述框架内部,也可设置于所述框架外部的传输带上。
6.根据权利要求5所述的基于传输速度改变自适应的安检设备,其特征在于,所述测速传感器包括设置在所述框架进/出口处或传输带上的光电感应器发生器和接收器。
7.根据权利要求2所述的基于传输速度改变自适应的安检设备,其特征在于,所述传输带上方的框架两端设置有铅帘。
8.根据权利要求4所述的基于传输速度改变自适应的安检设备,其特征在于,所述X光机与探测盒之间的区域安装有屏蔽盒。
9.如权利要求1~8任一项所述的基于传输速度改变自适应的安检设备的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、在启动上述安检设备后,切换至测速模式,对传输带进行测速,并将测试数据传输至控制模块;
S2、控制模块根据速度信息,修正射线源出射射线的光强和调整探测器的采样频率
S3、最后,切换至扫图模式,对待测货物进行检测。
10.根据权利要求9所述的基于传输速度改变自适应的安检设备的控制方法,其特征在于,所述S2步骤包括如下步骤:
S21、计算传输带的传输速度 ,其中,通过第一个光电感应器的时刻 ,通过第二个光电感应器的时刻为 ,两光电感应器之间的距离为L;
S22、计算探测器宽度投影到皮带中央的等效宽度为 ;其中,探测器宽度为d,射线源靶点到皮带中央的距离为 ,射线源靶点到探测器的距离为 ;
S23、计算探测器的空间频率为 ;也就是说,探测器最多能够分辨空间频率为的物体细节,使得图像的空间分辨不小于极限值 ,不会进一步损失信息;
S24、探测器采样频率应为空间频率的alpha倍,即探测器每次采样,皮带的行走距离应当小于或等于为 ;故探测器的采样频率 ,其中,alpha
为预设的常数;
S25、由于探测器有最高采样频率 ,故进一步优化,得到分段函数,即探测器的采样频率 ;
S26、须保证单位采样时间之内探测器接受到的辐射剂量不变,X射线出束强度也要随之改变,此时的出束强度为 ,其中, 为初始出束强度,为探测器的初始采样频率;
S27、由于X射线出束强度有最大值 ,故进一步优化,得到分段函数,即X射线出束强度 。

说明书全文

一种基于传输速度改变自适应的安检设备及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明属于安检领域,尤其是一种基于传输速度改变自适应的安检设备及其控制方法。

背景技术

[0002] 随着安全形势的日益严峻,要求安装安检设备的场合越来越多,也越来越复杂,而且不同场合的胶带的速度也不是固定不变,而是不断变化,在就要求X射线系统的能够快速的适应不同的场所,并且满足胶带速度的不断变化,保障安检机的正常使用,而传统的X射线检查装置无法满足这一要求。
[0003] 一方面,现有的安检设备一般采用“安检机+胶带机”的固定组合安装,传输装置为安检设备的一部分,不能够任意替换,适配性能较差;另一方面,当传输带的速度发生变化时,安检设备不能自动的做出相应调整。例如:在地站、火车站等安检处,工作人员会根据安检人流和货物的具体情况,需要频繁调整传输带的速度,以提高安检效率;再如,在对快递分拣站,对快递进行安检时,根据待检测快递物品的种类,需要合理的控制传输装置的速度。由于安检设备内的X光机的出束强度和探测板的采样频率固定,当货物通过速度过快,会导致安检系统成像模糊,甚至无法成像。

发明内容

[0004] 发明目的:提供一种基于传输速度改变自适应的安检设备及其控制方法,以解决上述背景技术中所涉及的问题。
[0005] 技术方案:一种基于传输速度改变自适应的安检设备,包括:基础组件、扫描单元和测速组件三部分组成。
[0006] 基础单元,包括用于货物输送的传输带,架设在所述传输带上的壳体模
[0007] 扫描单元,包括容纳于所述壳体模块内、以倾斜预定度安放、并指向于传输带的至少一组射线源,设置在所述射线源的出靶心处的斩束装置,安装在每组射线源对侧的探测器,以及与探测器和射线源电连接的控制模块。
[0008] 测速单元,包括安装在所述壳体模块的进/出口处的测速传感器;其中,所述测速传感器内的数据信号传输至控制模块
[0009] 在进一步的实施例中,所述测速传感器安装在所述框架的进/出口处,且不局限于设置在所述框架内部,也可设置于所述框架外部的传输带上。
[0010] 在进一步的实施例中,所述传输带为皮带传输机、辊道传输、链条板传输机中的一种或其组合。
[0011] 在进一步的实施例中,所述壳体模块包括架设在所述传输带上且截面为“Π”字形的框架,以及套装在所述框架外的外罩板;在进一步的实施例中,所述射线源为伽辐射、X射线或放射性同位素的任意数量的致电离辐射源中的一种或其组合。
[0012] 在进一步的实施例中,所述射线源包括设置在所述框架一侧的中部位置的凸起部内且与所述传输带平对齐的X光机架,固定安装在所述X光机架上并倾斜预定角度的X光机;所述斩束装置为固定安装在所述X光机的出光口处的准直器。
[0013] 在进一步的实施例中,所述探测器包括安装远离所述X光机一侧的框架上、且与所述X光机对齐的探测盒,固定安装在所述探测盒内且以预定角度分布的多块探测板。
[0014] 在进一步的实施例中,所述测速传感器包括设置在所述框架进/出口处或传输带上的光电感应器发生器和接收器。
[0015] 在进一步的实施例中,所述传输带上方的框架两端设置有铅帘。
[0016] 在进一步的实施例中,所述X光机与探测盒之间的区域安装有屏蔽盒。
[0017] 另一方面,一种基于传输速度改变自适应的安检设备的控制方法,包括如下步骤:S1、在启动上述安检设备后,切换至测速模式,对传输带进行测速,并将测试数据传输至控制模块;
S2、控制模块根据速度信息,修正射线源出射射线的光强和调整探测器的采样频率
S3、最后,切换至扫图模式,对待测货物进行检测。
[0018] 在进一步的实施例中,所述S2步骤又包括如下步骤:S21、计算传输带的传输速度 ,其中,通过第一个光电感应器的时刻
,通过第二个光电感应器的时刻为 ,两光电感应器之间的距离为L;
S22、计算探测器宽度投影到皮带中央的等效宽度为 ;其中,探测器宽度
为d,射线源靶点到皮带中央的距离为 ,射线源靶点到探测器的距离为 ;
S23、计算探测器的空间频率为 ;也就是说,探测器最多能够分辨空间频率为
的物体细节,使得图像的空间分辨不小于该极限值 ,不会进一步损失信息;
S24、探测器采样频率应为空间频率的alpha倍,即探测器每次采样,皮带的行走距离应当小于或等于为 ;故探测器的采样频率 ,其中,alpha
为预设的常数;
S25、由于探测器有最高采样频率 ,故进一步优化,得到分段函数,即探测器的采样
频率 ;
S26、需保证单位采样时间之内探测器接受到的辐射剂量不变,X射线出束强度也要随
之改变,此时的出束强度为 ,其中, 为初始出束强度,为探测器的初始采样频
率;
S27、由于X射线出束强度有最大值 ,故进一步优化,得到分段函数,即X射线出束
强度 。
[0019] 有益效果:本发明涉及一种基于传输速度改变自适应的安检设备及其控制方法,通过设置在框架两侧的两组光电感应器对传输带进行测速,然后通过控制调节X光机的电流和控制探测板的采样频率,解决了现有安检设备在传输速度发生变化后,不能自动做出反应,导致安检系统成像模糊,甚至无法成像的问题。同时,由于该安检设备的射线出束强度和探测器采样频率可根据传输带的速度自动调节,因此不用局限于传统与之相匹配的胶带机,可以在需要进行检测的地方,与不同类型、不同传输速度的传输装置组合安装、搭配使用,无需局限于安检机+胶带机的固定组合安装方式。附图说明
[0020] 图1是本发明的整体结构示意图。
[0021] 图2是本发明的截面结构示意图。
[0022] 图3是本发明中测速单元和扫描单元的位置示意图。
[0023] 图4是本发明中探测盒的结构示意图。
[0024] 图5是本发明中辅助垫高模块的局部放大图。
[0025] 图6是本发明中探测器等效宽度的原理示意图。
[0026] 附图标记为:传输带1、框架2、外罩板3、地脚4、滚轮5、X光机架6、X光机7、准直器8、探测盒9、探测板10、控制模块11、光电感应器12、铅门帘13、屏蔽盒14、支撑架15、限高架16、辅助垫高模块A、螺杆41、螺纹套筒42、调节螺帽43、底板44、固定面51、支撑面52。

具体实施方式

[0027] 在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0028] 本发明提供一种基于传输速度改变自适应的安检设备。具有适配性强这一特性,具体表现为:该安检设备可与不同类型、不同传输速度的传输装置搭配使用,并不局限于传统与之相匹配的胶带机,可以在需要进行检测的地方进行组合安装,无需局限于“安检机+胶带机”的固定组合安装方式。同样的,使用人员可以根据安检人流和货物类型等具体情况,合理调整传输带的速度,提高安检效率,同时,不会出现因货物通过速度过快,导致安检系统成像模糊,甚至无法成像的问题。
[0029] 本发明的安检系统为穿行检测系统,包括基础单元、扫描单元和测速单元。其中,基础单元包括用于货物输送的传输带1,架设在所述传输带1上的壳体模块;扫描单元包括容纳于所述壳体模块内、以倾斜预定角度安放、并指向于传输带1的至少一组射线源,设置在所述射线源的出靶心处的斩束装置,安装在每组射线源对侧的探测器,以及与探测器和射线源电连接的控制模块11;测速单元包括安装在所述壳体模块的进/出口处的测速传感器;其中,所述测速传感器内的数据信号传输至控制模块11。
[0030] 本领域技术人员应当理解的是,该安检设备可以使用单源扫描模式或多源扫描模式,具体为采用单一的辐射源、探测器、电路和控制模块11组成的扫描单元,也可以使用具有多个产生多组相互独立的辐射源和探测器的扫描单元。更具体的,本发明中的射线源可以为伽马辐射、X射线或放射性同位素等的任意数量的致电离辐射源。例如X射线透射、X射线背散射、毫米波、太赫兹、X射线CT等。本发明中优选地,采用的X射线透射,其射线发生器的管电压介于80~300KV之间。
[0031] 本发明涉及多个实施例,提供下面的公开以使本领域一般技术人员能够实现本发 明。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032] 如附图1~4所示,一种基于传输速度改变自适应的安检设备,包括:基础单元、扫描单元和测速单元三部分。
[0033] 其中,基础组件包括:传输带1、框架2、外罩板3、辅助垫高模块A。传输带1用于传输货物,并不局限于某种具体的传输带1,可以为各种类型的传输装置,例如皮带传输机、辊道传输、链条板传输机中的一种或其组合。框架2架设在所述传输带1上,截面为“Π”字形的箱体,在其外部安装有外罩板3,起到一个支架作用,并能够有效的减少X射线的泄漏。在所述框架2的前端的传输带1上设置有限高架16,用限制货物高度,保护该安检设备。
[0034] 作为一个优选方案,在所述框架2底部固定安装有多个辅助垫高模块A,用来调整该安检设备与传输带1之间的高度差。如附图5所示,具体包括:地脚4、安装在每个地脚4一侧的滚轮5,以及由若干固定用型材组成的支撑架15。在实际安装过程中,可根据该安检设备与传输带1之间的高度差,合理的选择不同型号的支撑架15。其中,地脚4包括:螺杆41、螺纹套筒42、调节螺帽43、橡胶减震垫和底板44。螺纹套筒42上部固定安装在所述支撑架15或框架2底部,下部的内表面刻有内螺纹;所述螺杆41的上部套装于所述螺纹套筒42内部,在螺杆41的中部固定安装有调节螺母,所述螺杆41的底部固定有橡胶减震垫、底板44,与支撑平面相接触。通过扳手等工具调节所述调节螺帽43,可以上下调整支撑平面与支撑架15、框架2底部之间的距离,即起到升降的作用。所述滚轮5固定座的固定面51与支撑面52相互垂直,其固定面51与支撑架15或框架2底部之间通过销轴转动连接,支撑面52与滚轮5通过销轴转动连接,实现滚轮5的多个方位滚动。所述螺杆41与螺纹套筒42完全重合或直接拆卸地脚4时,所述滚轮5的高度大于所述地脚4高度,滚轮5起到支撑作用,可以通过滚轮5移动该安检设备,极大的方便了运输和安装。所述螺纹杆与螺纹套筒42部分重合时,滚轮5高度小于所述地脚4,地脚4起到支撑作用,用于固定该安检设备,同时,可以用于微调该安检设备与传输带1之间的高度差。
[0035] 扫描单元包括:X光机架6、X光机7、准直器8、探测盒9、探测板10、控制模块11。X光机架6设置在所述框架2一侧的中部位置的凸起部内且与所述传输带1平齐位置,X光机7以预定角度倾斜着固定安装在所述X光机架6上,在所述X光机7的出光口处固定安装有准直器8;如附图3所示,在远离所述X光机7一侧和顶部安装探测器,其具体为截面呈“L”形的探测盒9,在所述探测盒9内以预定角度分布着多块探测板10;控制模块11设置在所述X光机7一侧,用于调节X光机7的电流和控制探测板10的采样频率。其中扫描单元的成像过程为:X光机7产生射线,由准直器8进行准直,形成一束扇形光束,穿过待检测货物,至探测板10接收光信号,转化为电信号,传输电脑终端分析、成像。
[0036] 作为一个优选方案,在所述传输带1上方的框架2进出口的两端设置有铅门帘13;在所述X光机7与框架2顶部的探测盒9之间的区域设置有屏蔽盒14。用于避免X射线的泄漏,保证该安检设备的周围的X射线辐射剂量处于在一个极低的安全范围。
[0037] 测速组件包括:设置在所述框架2两侧的两组光电感应器12发生器和接收器,所述光电感应器12内的光电数据通过电信号传输至控制模块11。其中,所述测速组件分别设置在所述框架2进出口的两端,但需保证所述铅门帘13在被待测货物带起时,不遮挡光电感应器12发生器和接收器。同时且不局限于设置于所述框架2上或其内部,也可设置于所述框架2外部的传输带1上。由于两组光电感应器12的位置固定,只需当检测同一个待测货物通过两组光电感应器12的时间差,即可计算出货物和传输带1的运输速度,同时,上述光电感应器12可兼顾计数功能。然后将速度等光电信息传输至控制模块11中。
[0038] 在运输、安装过程中,可以将基础单元、扫描单元、测速单元或者其中的若干个组件组装在一起,进行模块化。例如:将X光机7、准直器8容纳、固定于X光机架6形成一个整体,作为射线源组件,探测板10以及其它电路结构容纳、固定于作为形成一个整体,作为接收组件,框架2、外罩板3中的支撑用的型材和密封用的封合板均采用可拆卸式的方式进行连接,在运输过程,彼此分离、相互独立,形成多个模块化组件,控制模块11和测速单元作为两个单独的模块化组件。在使用、安装过程中,只需按照工程设计图将模块化组件进行简单的安装和组合,将每一个模块化组件与控制模块11进行电连接。
[0039] 为了方便理解基于传输速度改变自适应的安检设备的技术方案,对其工作原理做出简要说明:在启动该安检设备后,首先切换至测速模式,先在传输带1上放置一个标准待测件,对传输带1进行测速,并将测试数据传输至控制模块11;控制模块11根据速度信息,信息修正X光机7的电流、调整X射线的光强和控制探测板10的采样频率,与之匹配;最后,切换至扫图模式,对待测货物进行检测。
[0040] 其中,更具体的控制和计算方法如下:在时刻t1通过第一个光电感应器12后,在时刻 通过第二个光电感应器12,且二组光电传感器12的距离为L,可以计算出传输带1的传输速度 ,并将速度信息传输至控制模块11中;如附图6所示,计算探测器宽度投影到皮带中央的等效宽度为 ;其中,探测器宽度为d,射线源靶点到皮带
中央的距离为 ,射线源靶点到探测器的距离为 ;也就是说,探测器最多能够分辨空间频率为探测器的空间频率为 的物体细节,使得图像的空间分辨力不小于该极限值 ,
不会进一步损失信息;而且,探测器采样频率应为空间频率的alpha倍,即探测器每次采样,皮带的行走距离应当小于或等于为 ;故探测器的采样频率
,其中,alpha为任意常数,根据奈奎斯特准则,探测器采样频
率应为空间频率的2倍,故通常有alpha=2,但也可以是其它的数值;需要说明的是,若允许一定程度的失真(例如,在皮带速度非常快的情况下),则采样频率可以小于上述公式计算值;若需要更高的图像细节,则采样频率可高于上述公式计算值;由于探测器都有一个最高采 样频 率 ,故 进一 步 优 化 得 到分 段 函 数 ,即 探 测器 的 采 样 频 率
。探测器采样频率改变时,为保证成像质量,需保证单位采
样时间之内探测器接受到的辐射剂量不变,X射线出束强度也要随之改变,此时的出束强度为 ,其中, 为初始出束强度,为探测器的初始采样频率;由于X射线出束强度
有最大值 ,故进一步优化,得到分段函数,即X射线出束强度 。
[0041] 另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
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