射线过滤装置和双能x射线检查系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种射线过滤装置。所述射线过滤装置设置在X射线源前，并且所述射线过滤装置能够在允许高能量X射线和低能量X射线通过的第一状态和只允许高能量X射线通过的第二状态之间切换。本发明还提供一种双能X射线检测系统，包括：双能X射线源和射线过滤装置。本发明的射线过滤装置体积小，结构简单，易于应用双能X射线检测系统，不会引起检测系统的结构改变。
【专利说明】射线过滤装置和双能X射线检查系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及(固定或移动式)辐射扫描成像检测领域，特别是射线过滤装置以及用于例如集装箱的双能X射线检测系统。

【背景技术】
[0002]在目前集装箱检测系统中，所用X射线由单一能量升级到高低双能量射线，根据其穿透特性的区别，在备检物的识别上更是有了一个飞跃式的发展。
[0003]双能X射线的高能挡射线有时需要将能量低的成分过滤掉，以提高成像的质量。所以需要特定的机构交替选择不同能量的X射线，即在例如高能的状态下过滤掉中低能量的射线成分，而在另一状态下允许低能X射线发射。由于用于扫描系统的X射线区域宽度只有2?3mm，这样的机构必须紧凑，所占空间必须小，才能在不增加检查系统的总的体积，或可以在原有的检查系统中直接加入而无需改变其他部件的设置。


【发明内容】

[0004]鉴于此，本发明的目的在于解决上述问题，同时提供了一种结构紧凑小巧、性能可靠的机械结构实现X射线能量的选择。
[0005]本发明的第一方面，提供一种射线过滤装置，用于能够发射高能量X射线和低能量X射线的双能X射线检测系统，所述射线过滤装置设置X射线源的射出射线的方向前面，并且所述射线过滤装置能够在允许高能量X射线和低能量X射线通过的第一状态和仅允许高能量X射线通过的第二状态之间切换。
[0006]本发明的第一方面，提供一种双能X射线检测系统，包括:双能X射线源，用以发射双能X射线；和如上述权利要求中任一项所述的射线过滤装置。

【专利附图】

【附图说明】
[0007]图1示出根据本发明的射线过滤装置以及沿A-A线的剖面图，其中高、低能X射线都能通过；
[0008]图2示出根据本发明的射线过滤装置以及沿A-A线的剖面图，其中仅高能X射线都能通过。
[0009]图3示出根据本发明的射线过滤装置的一种实施方式以及沿A-A线的剖面图，其中给出若干部件的具体尺寸。

【具体实施方式】
[0010]现在对本发明的实施例提供详细参考，其范例在附图中说明，图中相同的数字全部代表相同的元件。为解释本发明下述实施例将参考附图被描述。
[0011]根据本发明的一个实施例，如图1和2所示，射线过滤装置10可以用于能够发射高能量X射线和低能量X射线的双能X射线检测系统。在双能X射线检测系统中，包括双能X射线源，能够发射具有高能量的X射线和具有低能量的X射线。射线过滤装置10设置在X射线源前面以便在特定状态下过滤不想要的X射线实现选择X射线能量的目的。具体地，射线过滤装置10能够在允许高能量X射线和低能量X射线通过的第一状态和只允许高能量X射线通过的第二状态之间切换。
[0012]根据本发明的一个实施例，射线过滤装置10包括:具有第一狭缝开口 I的射线过滤主体2，X射线可以通过射线过滤主体2的第一狭缝开口 I射出；和，屏蔽件3，所述屏蔽件3沿垂直于射线出射方向的方向活动地设置在射线过滤主体2中并横穿第一狭缝开口 I。
[0013]根据本发明的实施例，第一狭缝开口 I是细长的狭缝开口，其横截面可以呈如图所示的喇叭开口状态，而其宽度与扫描系统的X射线宽度对应，通常只有2?3mm。宽度的尺寸根据实际需要进行确定。射线过滤主体2中具有孔，屏蔽件3插入到该孔内。屏蔽件3与孔的尺寸要求并不严格，即屏蔽件3能够防止在孔内，并且屏蔽件能够转动即可。优选地，屏蔽件3与孔的尺寸基本上相配。该孔贯穿第一狭缝开口 1，使得屏蔽件3插入到该孔中时屏蔽件3的一部分正好面对整个第一狭缝开口 I。换句话说，如果屏蔽件3是实心部件，则屏蔽件3插入到该孔之后将该第一狭缝开口 I完全堵塞。
[0014]根据本发明的实施例，屏蔽件3包括第二狭缝开口 6，所述屏蔽件3布置在射线过滤主体2内的孔中，屏蔽件3可以转动。通过屏蔽件3转动射线过滤装置10可以在第一状态和第二状态之间选择。具体地，在第一状态下第二狭缝开口 6与第一狭缝开口 I对齐，这样第一狭缝开口 I没有被阻挡，第一狭缝开口 I形成X射线能够通过的通道，此时高能量X射线和低能量X射线可以通过第一狭缝开口 I。当屏蔽件3转动，即射线过滤装置10处于与第一状态不同的第二状态，第二狭缝开口 6与第一狭缝开口 I错开，这样屏蔽件3的实体部分将第一狭缝开口 I阻塞，低能X射线被屏蔽件3堵塞不能通过第一狭缝狭口 I出射。然而，根据本发明的实施例，由于屏蔽件3的结构设置，低能X射线被屏蔽件3遮挡的同时，高能X射线由于具有高的穿透性仍然能够从屏蔽件3的第二狭缝开口 6的有限厚度的侧壁穿透发射。由此，在第二状态下，双能X射线检测系统仅发射一种能量的X射线，实现清晰的检测图像。
[0015]在根据本发明的一个实施例，屏蔽件3可以是细长的杆状件。屏蔽件3可以是圆柱形杆。屏蔽件3可以是方形柱，其端部是圆形。屏蔽件3可以其他形式的柱体，只要屏蔽件3能够被转动并且遮挡低能X射线即可。第二狭缝开口 6设置在杆状件中，第二狭缝开口 6贯穿屏蔽件3，是狭缝状的通孔。第二狭缝开口 6的尺寸可以根据实际需要进行设计。
[0016]由于在屏蔽低能X射线时需要透射高能X射线，因而屏蔽件3的材料可以根据需要进行选择，以便高能X射线能够透射。并且，优选地，屏蔽件3的尺寸较小，这样第二狭缝开口 6的侧壁厚度较小，从而能够实现遮挡低能X射线的同时透射高能X射线。侧壁厚度可以根据实际低能和高能X射线的能量以及屏蔽件3的材料进行选择。
[0017]上述射线过滤装置10总体尺寸小，因而可以方便地应用于X射线检查系统。对于已有的X射线系统，由于射线过滤装置10尺寸小，并且仅需转动屏蔽件3即可以选择屏蔽状态，结构简单紧凑，因此可以不需要改变原有系统的设计直接加入射线过滤装置10，大大减小系统的复杂度。
[0018]根据本发明的实施例，射线过滤装置10还可以包括屏蔽件驱动装置，用以驱动屏蔽件3转动以通过屏蔽件3的转动实现射线过滤装置10在第一状态和第二状态之间切换。在一个实施例中，屏蔽件驱动装置包括支撑结构和齿轮传动装置，齿轮传动装置支撑在支撑结构中并与屏蔽件3的一端接合，从而齿轮传动装置能够通过与屏蔽件3之间的接合驱动屏蔽件3转动。例如，齿轮传动装置可以包括锥面齿轮，与屏蔽件3上设置的齿轮4接合，如图1和2所示。本领域技术人员可以想到其他齿轮传动形式。在一个实施例中，可以通过手动转动屏蔽件3。例如，屏蔽件3的端部设置手柄，通过转动手柄使得屏蔽件3转动。
[0019]下面给出根据本发明的射线过滤装置10 —个具体的实施方式。在本实施方式中，射线过滤主体2的高度为240mm。屏蔽件3可以是直径为28mm的圆柱体，屏蔽件3中的第二狭缝开口 6沿屏蔽件3的长度方向(如图所示)的尺寸为100mm，这根据射线的张角和屏蔽件所处的位置进行选择，只要第二狭缝开口 6不妨碍低能X射线通过即可。
[0020]屏蔽件的材料可以选择钨，或钨合金，也可以是其他高Z材料。此时，第二狭缝开口 6的宽度可以为大约6mm。为了透射高能X射线，圆柱体形的屏蔽件3被进一步加工，如图所示，屏蔽件3在一个方向上被削平，屏蔽件3被减薄，由此加工后的屏蔽件3的总体厚度为22mm(而不是为直径28mm的最大厚度)。当屏蔽件3阻塞第一狭缝开口 I，低能X射线不能够通过屏蔽件3，高能X射线可以通过在射线传播方向上实际总厚度为16_的由钨形成的屏蔽件3。屏蔽件在第一狭缝开口 I的范围内的尺寸优选形成为使得第一狭缝开口I中传播的X射线穿过的屏蔽件材料的壁的厚度相等，因此屏蔽件被削平的部分横向宽度优选比第一狭缝开口 I的宽度大，当屏蔽件3阻塞第一狭缝开口 I时，面对X射线传播的屏蔽件材料的壁是平面(而不是曲面)，X射线射出的面也是平面，由此透射通过屏蔽件3的高能X射线通过的距离相同。上述具体公开的尺寸仅是为了示例，其他相近的或合适的尺寸也是可以的。
[0021]例如，当屏蔽件3是其他形状的柱体时，只需要在第一狭缝开口范围的部分满足能够阻塞低能X射线并且使得高能X射线通过相同厚度的屏蔽件材料即可。换句话说，屏蔽件3具有平面的入射面和出射面，以便高能X射线通过相同厚度的屏蔽件材料。S卩，屏蔽件具有用于高能X射线入射和出射通过的平面外表面部分。
[0022]本发明的一个实施例提供一种双能X射线检测系统，包括双能X射线源，用以发射双能X射线，例如发射高能量X射线和低能X射线。双能X射线检测系统还包括如上述的射线过滤装置10。在双能X射线检测系统需要发射高能和低能X射线的时候，射线过滤装置10可以处于允许高能和低能X射线通过的状态。当双能X射线检测系统仅需要发射高能X射线的时候，射线过滤装置10可以处于仅允许高能X射线通过的状态。
[0023]尽管已经参考本发明的典型实施例，具体示出和描述了本发明，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行形式和细节上的多种改变。
【权利要求】
1.一种射线过滤装置，用于能够发射高能量X射线和低能量X射线的双能X射线检测系统，其特征在于， 所述射线过滤装置设置在X射线源的射出射线的方向前面，并且所述射线过滤装置能够在允许高能量X射线和低能量X射线通过的第一状态和仅允许高能量X射线通过的第二状态之间切换。
2.如权利要求1所述的射线过滤装置，其特征在于，所述射线过滤装置包括: 具有第一狭缝开口的射线过滤主体，X射线通过射线过滤主体的第一狭缝开口射出；和 屏蔽件，所述屏蔽件沿垂直于射线出射方向的方向活动地设置在射线过滤主体中并横穿第一狭缝开口。
3.如权利要求2所述的射线过滤装置，其特征在于，所述屏蔽件包括第二狭缝开口，所述屏蔽件布置成通过转动以使得所述射线过滤装置能够在第一状态和第二状态之间选择。
4.如权利要求3所述的射线过滤装置，其特征在于， 在第一状态下第二狭缝开口与第一狭缝开口对齐以形成射线能够通过的通道，在第二状态下第二狭缝开口与第一狭缝开口错开使得第一狭缝开口被屏蔽件堵塞。
5.如权利要求2所述的射线过滤装置，其特征在于，所述屏蔽件为细长的杆状件，第二狭缝开口贯穿杆状件。
6.如权利要求5所述的射线过滤装置，其特征在于，所述屏蔽件为圆柱形杆状件。
7.如权利要求2所述的射线过滤装置，其特征在于， 所述射线过滤装置包括屏蔽件驱动装置，用以驱动屏蔽件转动以通过屏蔽件的转动实现射线过滤装置在第一状态和第二状态之间切换。
8.如权利要求7所述的射线过滤装置，其特征在于， 屏蔽件驱动装置包括支撑结构和齿轮传动装置，齿轮传动装置支撑在支撑结构中并与屏蔽件的一端接合，从而齿轮传动装置能够通过与屏蔽件之间的接合驱动屏蔽件转动。
9.如权利要求1所述的射线过滤装置，其特征在于， 屏蔽件由钨合金形成。
10.如权利要求2所述的射线过滤装置，其特征在于， 屏蔽件具有用于高能X射线入射和出射通过的平面外表面部分。
11.一种双能X射线检测系统，其特征在于，包括: 双能X射线源，用以发射双能X射线；和 如上述权利要求中任一项所述的射线过滤装置。
【文档编号】G01N23/02GK104464871SQ201410838393
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月30日 优先权日:2014年12月30日
【发明者】康克军, 陈玉梅, 刘耀红, 阎忻水, 印炜, 管伟强 申请人:同方威视技术股份有限公司