[發(fā)明專利]使用雙能量掃描信息的爆炸材料檢測(cè)裝置和方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01101980.8
• 申請(qǐng)日: 2001-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN1319759A
• 公開（公告）日: 2001-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴維·A·謝弗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 模擬技術(shù)公司
• 主分類號(hào): G01N23/04
• 分類號(hào): G01N23/04;G01N23/083;G01N23/201;G06F15/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 劉興鵬

本發(fā)明涉及爆炸材料的檢測(cè)方法和系統(tǒng)，具體地講，涉及通過分析X射線透射率和散射率以確定材料的一個(gè)或多個(gè)物理特性從而檢測(cè)爆炸材料的方法和系統(tǒng)。

現(xiàn)已知有各種X射線行李掃描系統(tǒng)用于在將行李或箱包裝入商用飛機(jī)之前檢測(cè)行李中是否有炸藥和其他禁止物品。一種測(cè)量材料密度的普通技術(shù)是將材料暴露在X射線中并測(cè)量材料吸收的射線量，吸收率可以表示密度。由于許多爆炸材料的特征可能是它們的密度范圍與行李中通常所裝的其他物品不同，因此炸藥基本上適合于利用X射線設(shè)備檢測(cè)。

目前使用的大多數(shù)X射線行李掃描系統(tǒng)是“行掃描器”型的并包括一個(gè)靜止X射線源、一個(gè)靜止線性檢測(cè)器陣列和一條輸送帶，輸送帶用于在射線源與檢測(cè)器陣列之間輸送行李以使行李移過掃描器。X射線源產(chǎn)生X射線束，該射線束穿過行李并被行李衰減一部分，之后再被檢測(cè)器陣列吸收。在每個(gè)測(cè)量間隔中，檢測(cè)器陣列將產(chǎn)生代表X射線所穿過行李的平面密度積分的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)用于形成一個(gè)二維圖像的光柵線。隨著輸送帶將行李輸送通過靜止射線源和檢測(cè)器陣列，掃描器將產(chǎn)生一個(gè)由靜止檢測(cè)器陣列觀察到的代表行李密度的二維圖像。密度圖像通常被顯示出來，以便被人工操作者分析。

現(xiàn)已知道可以利用雙能量X射線源技術(shù)在密度測(cè)量之外提供有關(guān)材料特性的附加信息。利用雙能量X射線源技術(shù)涉及在X射線的兩種不同能級(jí)下測(cè)量材料的X射線吸收性能。根據(jù)掃描器的標(biāo)度，雙能量測(cè)量可以提供被掃描材料的雙參數(shù)指標(biāo)；例如在一種標(biāo)度設(shè)置下，雙參數(shù)可以選擇為材料的原子序數(shù)和材料的密度。在另一種標(biāo)度設(shè)置下，雙參數(shù)可以選擇為材料的光電系數(shù)和材料的康普頓系數(shù)。在另一種標(biāo)度設(shè)置下，雙參數(shù)可以選擇為第一種材料(例如鋼)的含量和第二種材料(例如鋁)的含量。用在計(jì)算機(jī)層析X射線攝影(以下稱作CT)圖像的能量選擇式重現(xiàn)中的雙能量X射線技術(shù)描述于以下文獻(xiàn)中，例如Robert?E.Alvarez和Albert?Macovski的“Energy-selective?Reconstruction?inX-ray?Computerized?Tomography(計(jì)算機(jī)化層析X射線攝影的能量選擇式重現(xiàn))”，Phys.Med.Biol.1976，第21卷第5期p733-744；以及美國(guó)專利No.4,029,963和5,132,998。一種用于從雙能量X射線投影數(shù)據(jù)產(chǎn)生這種雙參數(shù)的算法被稱作Alvarez/Macovski算法(以下稱作AMA)。

這種雙能量技術(shù)的一種建議用途與用于檢測(cè)行李中是否有炸藥的行李掃描器有關(guān)。爆炸材料的特征通常是具有已知范圍的原子序數(shù)，因此適合利用這種雙能量X射線源檢測(cè)。一種這樣的雙能量源描述于序列號(hào)為08/671,202、標(biāo)題為“Improved?Dual?EnergyPower?Supply(改進(jìn)的雙能量動(dòng)力源)”(代理人案號(hào)No.ANA-094)的未決美國(guó)專利申請(qǐng)中，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的同一受讓人并整體結(jié)合在此作為參考。

塑性炸藥對(duì)行李掃描系統(tǒng)提出了特別挑戰(zhàn)，這是因?yàn)樗苄哉ㄋ幘哂锌赡Ｋ苄?，因而可以成形為難以檢測(cè)出來的形狀。大多數(shù)炸藥的能夠?qū)︼w機(jī)造成顯著傷害的重量為至少一磅，因此具有足夠大的長(zhǎng)度、寬度和高度，因此不論炸藥在行李中的方位如何均容易被X射線掃描系統(tǒng)檢測(cè)出來。然而，足以傷害飛機(jī)的塑性炸藥粉末可以成形為相對(duì)較薄的板材，這種片材在一維上的尺寸極小而在另兩維上的尺寸相對(duì)較大。由于難以在圖像中識(shí)別這種爆炸材料，特別是在材料的安置使得薄板在通過系統(tǒng)時(shí)平行于X射線束方向的情況下，因此塑性炸藥的檢測(cè)可能很困難。

因此，檢測(cè)可疑行李需要有非常專心的操作者。這種專心方面的要求可能導(dǎo)致操作者疲勞，而這種疲勞以及任何分心均可能導(dǎo)致可疑行李通過系統(tǒng)而未被檢測(cè)出來。

所以，為設(shè)計(jì)更好的行李掃描器已經(jīng)付出了大量的努力。作為示例，這種設(shè)計(jì)描述于美國(guó)專利No.4,759,047(Donges等)、4,884,289(Glockmann等)、5,132,988(Tsutsui等)、5,182,764(Peschmann等)、5,247,561(Kotowski)、5,319,547(Krug等)、5,367,552(Peschmann等)、5,490,218(Krug等)和德國(guó)公開專利文獻(xiàn)DE3150306A1(Heimann?GmbH)中。