大型集装箱检查系统辐射成像基本原理-中文
x光安检机的x光成像工作原理
x光安检机的x光成像工作原理
x光安检机x光机是一种我们都很熟悉的安检设备，但是很少有人了解安检x光机器的成像原理。
本文将介绍x光安检机的工作原理和结构。
安检x光机器主要由X光管和X光机器的电源和控制电路组成。
X 光管由阴极灯丝、阳极靶和真空玻璃管组成。
X光机的电源可分为两部分：高压电源和灯丝电源。
灯丝电源用于加热灯丝。
高压电源的高压输出端分别位于阴极灯丝和阳极靶，的两端，提供高压电场，加速灯丝上的活性电子流向阳极靶，形成高速电子流。
根据安检x光机器成像原理，X光可以通过X光产生的三种方式产生：轫致辐射、电子俘获和内部转换。
x光机X光产生的机制属于轫致辐射。
安检机是通过传送带将托运行李送入履带通道来完成的。
行李进入通过后，挡光板信号将被阻断，检测信号将被发送到控制单元，触发射线光源发出X射线。
一束非常窄的扇形X射线穿过准直器，穿过传送带上的行李，落在双能探测器上。
高效半导体探测器将接收到的
信号转换成电信号。
这些非常微弱的电流信号被直接量化，并通过通用串行总线传输到工业控制计算机进行进一步处理。
经过复杂的操作和成像处理，获得了高质量的图像。
海南某机场X射线行李包检查系统辐射水平及剂量分析
海南某机场X射线行李包检查系统辐射水平及剂量分析目的该文的主要任务是研究和分析海南某机场X射线行李包检查系统辐射水平及剂量的基本情况。
方法经过深入的分析，选取了采用目前为止最为有效的检测方法，即辐射剂量巡测仪法，此方法的检测水平符合《X射线行李包检查系统卫生防护标准》[2]。
结果通过对机场所有型号的X射线行李包检查系统进行检测发现，其防护性能大体相同，各检测点的最大测定值均小于386.5，即小于卫生防护标准要求的水平，设备外表及周围环境的电离辐射水平的差异较小。
所以通过检测结果我们可知X射线行李包检查系统在没有损坏的情况下是不会对机场工作人员以及过往的旅客造成身体上的伤害的。
结论通过检测结果可知，X射线行李包检查系统辐射水平及剂量符合国家放射卫生标准要求[1]。
标签：X射线；行李包检查系统；辐射水平；辐射剂量[Abstract]Objective The main task of this paper is to research and analyze the basic situation of a certain airport X-ray luggage inspection system and the radiation dose levels. Methods After in-depth analysis，selected by far the most effective detection methods，namely，radiation dose survey meter method，this method detection level in accordance with the 《X-ray luggage inspection system for health protection standard》[2].Results Through the detection for all types of the airport X-ray luggage inspection system，its protective properties is approximately the same，all the testing point of maximum measurement is less than 386.5，which is less than the required level of health protection standards，equipment appearance and the surrounding environment of small differences in the levels of ionizing radiation. So we can see the results by detecting X-ray luggage inspection system in the absence of damage situation is not cause physical harm to airport staff and past travelers. Conclusion The test results shows；the radiation level and radiation dose of X-ray luggage inspection system are in line with the national health standards[1] [Key words]X-ray；Luggage inspection system；Radiation level；Radiation dose交通的便利是促进经济快速发展的一种主要方式，海南机场作为海南交通的一种重要的手段对其经济的快速发展起到决定性的作用，为了保障航空运输安全，防止违禁物品入境，机场采用X射线行李包检查系统对行李包进行安全检查，但是由于此系统在运行过程中会产生电离辐射[3]，如果辐射水平和剂量过大会对人体造成伤害，因此对X射线行李包检查系统进行辐射水平和剂量的测定具有重要的意义。
X光射线安检机的工作原理
X光射线安检机的工作原理
说起安检机工作的原理，安检机是借助于输送带将被检查行李送入X射线检查通道而完成检查的电子设备。
行李进入X射线检查通道，将阻挡包裹检测传感器，检测信号被送往系统控制部分，产生X射线触发信号，触发X射线的射线源发射X射线束。
X射线束穿过输送带上的被检物品，X射线被被检物品吸收，最后轰击安装在通道内的半导体探测器。
探测器把X射线转变为信号，这些很弱的信号被放大，并送到信号处理机箱做进一步处理，这些信号处理后就通过显示屏显示出来。
“无论包有几层，X射线都能穿透，一层层地将包内的物品显示出来。
”依靠不同颜色辨认危险物品，多能量彩色有机物显示为橙色，无机物显示为蓝色，混合物显示为绿色，高能/低能两种能量切换显示，高能显示金属等，低能显示非金属，在图像显示系统中，X射线传感器L形光电二极管阵列探测器(多能量可选)，12bit深度，高穿透显示提高图像中暗区的亮度，使隐藏在高吸收物后面的物品清晰显示；低穿透力显示提高低吸收率（易穿透）物体的对比度，使易穿透物体更加清晰；因此X光安检机并非摆设，而是实实在在地担起了铁路安全守护的工作。
那掌门神安检机是怎样将这些危险物品检查出来的呢？
经过X光检测后，行李内的物品会在显示器中显示出大致的形状，并显示成黄色、绿色、黑色等。
一般黄色的物品是有机物，比如塑料、食品等，是安全的，而绿色、黑色的物品需要注意，如果绿色或黑色物体比较多，或呈匕首、刀子形状，一般是枪支、弹药、管制刀具等物品；此外，X光安检机的显示图像系统，会有具有毒品炸药辅助功能:辅助探测毒品炸药等危险物品，以及声光报警功能:满足条件时发出声音和报警灯信号。
60Co集装箱阵列背散射辐射成像系统研究
作者 简 介 ： 王振 涛 （ ９ ８一） 男 ， 津人 ， 理研 究 １７ ， 天 助
员， 士， 博 主要从 事辐 射探测技术的研究 。
图 ２为 阵 列 背 散 射 成 像 系 统 的结 构 示 意
２５ ５
图， 整个 系统 由以下几个 部 分组成 ： １一射线源 、 ２一探测 器 与准 直器 台架 、 ３一被 检 客体 、 拖 ４一
累计 ， 与之配套 的准直 器设计 带来 困难 ， 给 不利 于 安装调 试 。为此 ， ８ 将 ０路 阵列背 散射探 测器 设计 成一 体化 的大探测 器 ， 一起充气 ， 很好 地解
图 ３ 探 测 角 度 示 意 图
决 了变形 问题 。经 工 艺摸 索 与 调 试 ， 一 体 化 该 阵列 探 测 器 的性 能 指标 达 到 了设 计 和使 用 要
应。
图 ２ 阵列 背散射成像系统结构示意图
被检 物体
２ 一体化阵列气体 电离室探测器
阵列 背散射探 测器 的选 型和设 计是 系统 中
４ ｜ ＼
｜ 散射线
Ｉ、
Ｉ Ｄ
的重点 内容 之一 。根 据 总体 设 计 要求 ， 测 器 探 在 垂直方 向上分 辨率是 １ｃ 而 在 水平 方 向上 ｍ， 则 尽量 长 来 提高探 测 器 的探 测效 率 ， 就要 求 这 探 测器 的每路像 素形状 是细 长方形 。 由于气体
王振 涛 ， 立 强 王
（ 清华 大学核能与新 能源技 术研究 院 ， 北京 １２ ０ ） ０２ １
摘要： 与透 射辐射成 像 相 比， 康普顿 背散射成 像技 术更适 用于爆 炸物 、 毒品等 低密度违禁 品 的检
测 。据此 ， 提出了一种大型客体 阵列 背散射辐射成 像方案 ， 设计 、 开发 了一 体化阵列气体 电离 室探测器 ， 搭建 了 １３规模实验样机 ， ／ 并对有机物加亮效应 、 背散 射 图像 校正 、 复原 等相 关技术 问题进行 了仿 真与
安检x光机 原理
安检x光机原理
安检X光机是一种常用的安全检测设备，它通过发送X射线束来检测被检物体的内部结构和组成。
安检X光机的原理主要基于X射线的透射性质。
X射线是一种高能电磁辐射，具有很强的穿透能力，可以穿透人体内部物质，并被不同组织和物质以不同的方式吸收，形成X射线像。
安检X光机通过产生高能的X射线束，并将其照射到被检物体上。
被检物体吸收或散射部分射线，并形成一个衰减的X射线束。
这个衰减的X射线束经过探测器的测量和分析，可以还原出被检物体的内部结构和组成。
在安检X光机中，探测器被设计成能够测量和记录通过其上的X射线的强度。
当未被物体阻挡的X射线通过探测器时，探测器会记录到一个基准值。
然后，当被检物体放置在X射线束中时，通过探测器记录到的X射线强度会减少。
根据这种强度的减小程度，可以得出被检物体的密度、组织等信息。
安检X光机在安全检测中被广泛应用，可以用于检测行李、货物、人体等。
它能够快速、准确地检测出携带危险物品或禁止物品的情况，对于保障公共安全和防止恐怖袭击起到了重要作用。
但同时，也要注意合理使用X射线设备，减少对人体的辐射危害。
X射线-行李扫描仪内核系统解剖
将用于 ADC 的影像探测器面阵的低至中频信号放大需要采用超低电流和噪声放大器。 这些通常是实现所需的宽动态范围的限幅组件。由于信号幅度各有不同，通常需要一个低噪 声的互阻抗放大器 (TIA)
低噪声放大器 OPA211: 低噪声、低功耗，精密运算放大器 该系列的精密运算放大器，实现了 3.6 毫安的电源电流及非常低的噪声密度。同时还提 供轨到轨输出摆幅，从而最大限度地提高动态范围。由于其可以提供 700ns 的建立时间， 以 16 位精度在整个 10V 输出摆幅。结合仅 125μV 的失调和 0.35μV/℃温度漂移，使得其 适用于驱动高精度的 16 位 ADC 或缓冲的高分辨率输出 DAC… 特性： 1. 极低的电压和低电流噪声，高速和宽输出摆幅，使这些器件在 PLL 的环路滤波器的
X 射线行李扫描仪框图：
内核系统包括：
一、DSP 处理器
DSP 处理器可用于成像重构，利用影像探测器面阵接收的信号生成扫描物品的图像 高性能单核 DSP： TMS320C6452: 最高性能的定点数字信号处理器 一款 C64x+ D）的指令性能， DSP 内核具有高速控制器的操作灵活性和阵列处理器的数值能力。同时该器件还具有专用 硬件逻辑，片上存储器和额外的片上外设类似于其他 C6000 DSP 平台的设备。核心采用了
1. 一种智能化自动温度-风扇模式，无需 CPU 干预的独立设备运行;风扇可以继续被控 制（基于温度测量），即使在 CPU 或系统锁定
2. 调节 PWM 输出保持一致的风扇转速在一个用户指定的目标值，即，该装置作为一 个风扇速度调节器
3. PWM 频率：10Hz 至 40kHz 及 0％至 100％的占空比、自动风扇速度控制回路
X 射线-行李扫描仪内核系统解剖
安检机成像原理
安检机（Security X-ray Scanner）是一种常见的安全检查设备，通常用于机场、地铁站、火车站、商场、公共建筑等地方进行行李和物品的安全检查。
安检机通过X射线技术成像，能够快速检测出携带非法物品或危险物品的行李，确保公共场所的安全。
安检机成像原理如下：
1. X射线源：安检机内部包含一个X射线源，它是产生X射线的装置。
通常使用的是低能量的X射线，因为这种能量足够穿透一般行李的外表，但对人体健康影响较小。
2. X射线探测器：安检机的另一侧配备有X射线探测器。
X射线穿过被检查物品后，部分X射线会被物品内部的物质吸收，而其他X射线会透过物品继续到达探测器。
3. 图像重建：探测器会记录下透过物品的X射线的强度信息，并将其转换成电信号。
接下来，计算机对这些信号进行处理，使用数学算法进行图像重建，形成一幅二维的X射线影像。
4. 显示：最终，计算机将重建的X射线影像显示在监视器上供安检人员观察。
这个影像展示了物品的内部结构，让安检人员可以看到是否有可疑的物品，如危险品、武器或违禁品。
由于X射线在不同物质中的吸收程度不同，因此在X射线影像中，不同物质会显示出不同的灰度或颜色。
安检人员通过观察这些影像，可以识别出异常或可疑的物品，并对其进行进一步检查或处理。
需要强调的是，安检机使用的是低剂量的X射线，对大多数普通旅客的健康风险非常小。
安检机原理的工作原理
安检机原理的工作原理标题：安检机原理的工作原理引言概述：安检机是现代社会中广泛应用的安全设备，它通过一系列的技术手段来检测和筛查人们携带的物品，以确保公共场所的安全。
本文将详细介绍安检机的工作原理，包括X射线成像、金属探测、液体检测、爆炸物检测和生物特征识别等五个方面。
一、X射线成像：1.1 X射线的产生和特性：介绍X射线是如何产生的，以及其具有穿透力强、能够透过物体并形成影像的特性。
1.2 X射线成像原理：解释X射线成像的原理，包括X射线的透射、吸收和散射过程，以及如何通过接收器接收和转换成图像。
1.3 X射线成像技术的应用：介绍X射线成像技术在安检机中的应用，如如何通过X射线图像来检测非法物品和危险品。
二、金属探测：2.1 金属探测器的原理：说明金属探测器是如何通过电磁感应原理来检测金属物品的存在。
2.2 金属探测技术的分类：介绍金属探测技术的分类，包括低频感应、高频感应和脉冲感应等。
2.3 金属探测技术的应用：阐述金属探测技术在安检机中的应用，如如何通过金属探测器来检测携带武器或其他危险物品的人员。
三、液体检测：3.1 液体检测器的原理：介绍液体检测器是如何通过化学反应或物理性质来检测液体的成分和性质。
3.2 液体检测技术的分类：说明液体检测技术的分类，包括红外光谱、毛细管电泳和质谱等。
3.3 液体检测技术的应用：探讨液体检测技术在安检机中的应用，如如何通过液体检测器来检测携带危险液体的人员。
四、爆炸物检测：4.1 爆炸物检测器的原理：解释爆炸物检测器是如何通过化学反应或物理性质来检测爆炸物的存在。
4.2 爆炸物检测技术的分类：介绍爆炸物检测技术的分类，包括气体检测、质谱和热释光等。
4.3 爆炸物检测技术的应用：说明爆炸物检测技术在安检机中的应用，如如何通过爆炸物检测器来检测携带爆炸物的人员。
五、生物特征识别：5.1 生物特征识别的原理：介绍生物特征识别是如何通过人体的生物特征来进行身份验证和识别。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第1章概述
大型集装箱检查系统借助于高能量的X射线的强大穿透能力，不经过开箱就可看到集装箱内装载的货物，适用于货运集装箱的快速检查，能发现暗藏于集装箱箱体上、货物中以及运载车辆上的违禁物品。
它的使用，不仅会带来巨大的社会效益和经济效益，也会大大降低海关人员的工作强度，有利于海关监管工作的进一步现代化。
大型集装箱检查系统是以辐射成像技术为核心，集电子技术、计算机技术、信息处理技术、控制技术、精密机械技术于一体的大型技术装备。
在它身上充分体现出了现代高科技装备的典型特点，就是机械、电子、计算机一体化。
而它有别于其它各类先进设备之处，就是其中所使用的辐射成像技术。
1.1辐射成像原理
1传统X射线成像技术
辐射成像，顾名思义，就是利用辐射源产生的放射线来对物体拍照。
我们最常接触到的辐射成像就是医用X光透视。
把它与我们日常生活中的普通摄影来相比，它们最大的差别是前者得到的是物体内部的图像，而后者得到的是物体表面的图像。
引起这种差别的根本原因就是所用的光线不同。
辐射成像中最常用的放射线就是X射线，也叫X光，它比普通光的波长短，能量高，穿透力强，但人眼感觉不到。
如果X射线能够百分之百穿透物体，我们也无法利用它拍到物体内部的图像。
所幸的是它在透过物体时会被吸收掉一部分，而吸收量的大小与物体的密度有关，所以我们才可以得到物体内部的图像。
由此可知，用X射线直接拍到的物体内部图像实际上是物体内部不同密度的物质的分布图像，请参见图1.-1。
图1.-1不同密度物资吸收X射线不同
传统的X射线成像与普通摄影所用的设备是相似的，
如光源、成像装置以及传递图像的媒介，请参见图1.-2。
它们之间只是光源、物体以及成像装置的相对位置有所不同。
图1.2a
传统照相技术
被摄物体
底片
照片
3
图1.2b 传统X 射线成像技术
2数字化X 射线成像技术
随着计算机和微电子技术的发展，越来越多的成像系统采用了数字化技术。
而数字化技术与传统技术的不同则在于图像首先被转化成了数字信号，数字信号可以通过磁盘、光盘或现代信息网络等媒介方便、快速地传递和复制，也可以通过计算机进行各种处理。
因此，数字化技术使得成像装置从以光学为主的系统演变成了以电子学为主的系统，见图1.3。
图1.3a
数字化照相技术
被摄物体
X 光照片
光被摄物
体数字相机
磁盘计算机/打印机
图1.3b 数字化X 射线成像技术
3扫描成像技术
大型集装箱检查系统的成像方式与普通的医用X 射线成像方式又有所不同，主要是因为所要成像的物体大小不同。
由于集装箱尺寸太大，无法实现一次成像，必须采用扫描成像技术，请参见图1.4。
在成像过程中集装箱相对于X 射线源（加速器）和成像装置(探测器)在进行不停地运动，X 射线从一条狭缝（准直器）中射出，穿过集装箱后再经另一条狭缝进入成像装置。
因此，成像装置每次只能获得集装箱的一列图像，随着集装箱的前进，一列列的图像最终组成一幅完整的集装箱透视图像。
成像过程中，要使被检集装箱相对于X 射线源(加速器)和成像装置(探测器)移动，需要设计一种特殊的装置使两者产生相对运动，这种特殊的装置称为扫描装置。
扫描装置的任务就是在扫描过程中使被检集装箱与射线源、成像设备产生快速稳定的相对运动。
产生相对运动的方式可分为两种：一是射线源不动，集装箱移动，如固定式集装箱检查系统，称为传送装置分系统；另一是集装箱不动，射线源移动，如车载
移动式和组合移动式集装箱检查系统，称为扫描装置分系统。
X 光管
计算机
5
图1.4扫描成像技术
1.2技术说明
数字化的辐射图像是由成像系统产生的。
辐射成像系统的目的是将人的肉眼看不到的详细图像信息转化为肉眼可见的图像。
在传统方法中，光成像系统是由光源、视觉信息感受器、视觉信号转换和传送设备组成。
与此相对应的，
一个典型的辐射数字
图象检查站
图象检查站
图象检查站
成像系统包括辐射源、辐射探测器、数据获取和传送设备以及图像处理设备（见图1.5）。
图1.5辐射数字成像系统
辐射源是用来产生X射线的装置。
常用的X射线源由X光机、放射性同位素、加速器等组成。
射线穿透被探测物体后被辐射探测器吸收。
常见的辐射探测器有气体电离探测器、固体闪烁探测器和半导体探测器几种。
探测器将接收到的射线转化为模拟电压信号或电流信号，然后通过数据传输设备将它们发送到数据获取系统。
数据获取系统通过一系列的预处理过程，负责将接收到的电信号转化为计算机可以识别的数字信号，而后将数字信号发送到图像处理系统。
作为一台通用的或专用的计算机，图像处理系统负责根据数据获取和传输设备的指令对输入数据进行处理，最后产生数字图像。
产生的图像可以显示在监视器上，也可以存储在数字存储单元上，供以后使用。
1.3辐射安全
X射线被发现已经有100多年了，它给人们带来的利益是十分巨大的。
但它和所有的射线一样，对被照射的人体可能会产生一定的伤害。
辐射安全所考虑的是如何使获得的利益达到最大，而对人员的影响限制到最小。
1辐射防护
辐射防护的原则是保证工作人员和公众所受到的辐射剂量低于相关规定的水平。
对于公众来说，应该尽量远离辐射源。
对于工作人员来说，也应该尽可能减少暴露在辐射线中的时间。
因为人们使用辐射源的经验已经很久了，所以已经建立了一些有效的辐射防护措施。
首先，将辐射区和非辐射区区分开来。
然后根据相关的条文规定对辐射区采取相应的防护措施。
然后，建立起适当的保护措施防止人员进入辐射区。
要建立安全连锁措施，避免在有人进入辐射区时，辐射源发出射线。
最后，要加强管理，包括制定相应的条文和规定、进行防护知识教育等。
这项工作要求有用户、厂商和政府的参与，并且要持之以恒。
2辐射对被检物品的影响
X射线照射物品可能产生的影响有两种，一种是对物品本身有影响，如使感光材料曝光；另一种是对物品将来的使用者有影响，如物品中产生了残留放射性。
实验表明，用于检查集装箱的这种能量的X射线对于胶卷、胶片、相纸并无任何影响。
原子核物理理论证明，能在一些物质中产生微量残留放射性的X射线其能量必须超过10兆电子伏特(MeV)。
因此，世界卫生组织(WHO)与国际原子能机构(IAEA)联合制定了对于装载食品集装箱X射线检测的推荐标准（Neuherberg/Munich,Federal Republic of Germany on13-17November1989），其中规定X射线能量低于10MeV，剂量当量小于0.5Sv。
标准中认为在这个条件下，食品用X射线辐照而产生的感生放射性已经不能够被检测到。
目前为止所有这类系统中所采用的X射线能量都不大于10MeV。
7。