DE4406958B4 - Scanner for detecting impermissible objects in test objects - Google Patents

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    • G01V5/224—

Abstract

Scanner zur Erfassung um zulässiges Gegenstände in Prüfobjekten (2), aufweisend
– eine Transportstrecke (1) für das Prüfobjekt (2),
– mindestens zwei räumlich voneinander getrennt angebrachte Strahlungsgeneratoren (5,6) mit einem jeweiligen Kollimator (7,8) zur Erzeugung von separaten fächerförmigen Röntgenstrahlbündeln (3,4) unterschiedlicher, das Prüfobjekt (2) durchdringender Strahlungsenergien, wobei
– der Strahlungsenergiebereich des einen Strahlungsgenerators in einem. Bereich von 50 keV bis 80 keV und des anderen Strahlungsgenerators in einem Bereich von 120 keV bis 160 keV liegt,
– in mindestens einem Strahlengang der Röntgenstrahlbündel (3,4)zusätlich ein Filter (13,14) eingebunden ist,
– die Strahlungsgeneratoren (5,6) auf derselben Seite der Transporteinrichtung (1) angeordnet sind,
– denen an der anderen; gegenüberliegenden Seite Detektorzeilen (9,10) zur Strahlendetektion zugeordnet sind, die mit einer nachgeschalteten Verarbeitungseinheit (11) verbunden sind, in der die Detektorsignale miteinander korrelieren.Scanner for detection of permissible objects in test objects (2), having
- a transport route (1) for the test object (2),
- At least two spatially separated radiation generators (5, 6) with a respective collimator (7, 8) for generating separate fan-shaped X-ray beams (3, 4) of different radiation energies penetrating the test object (2), wherein
- The radiation energy range of one radiation generator in one. Range from 50 keV to 80 keV and the other radiation generator is in a range from 120 keV to 160 keV,
A filter (13, 14) is additionally incorporated in at least one beam path of the X-ray beam (3, 4),
- The radiation generators (5,6) are arranged on the same side of the transport device (1),
- those at the other ; opposite side detector lines (9, 10) for beam detection are assigned, which are connected to a downstream processing unit (11), in which the detector signals correlate with one another.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Scanner zur Erfassung unzulässiger Gegenstände in Prüfobjekten.The invention relates to a scanner to record impermissible objects in test objects.

Bei der Analyse der durchstrahlten Prüfobjekte stellt sich das Problem, daß u.a. auch Materialzusammensetzungen unterschieden werden müssen, um bestimmte Prüfobjekte identifizieren zu können. Dieses wird durch die Analyse der Strahlung nach Durchdringen des Prüfgutes in zwei unterschiedlichen Strahlungsenergiebereichen ermöglicht.When analyzing the radiated Test objects the problem arises that material compositions must also be distinguished in order to certain test objects to be able to identify. This is done by analyzing the radiation after penetrating the test material in two different radiation energy ranges.

Bei dem aus der EP 0 390 950 A1 bekannten Scanner werden die Strahlungsenergiebereiche durch Hin- und Herschalten der Energie eines einzigen Strahlungsgenerators erreicht. Dieses System stößt jedoch durch die erforderliche Stabilität des Generators und die aufwendigen Filtermöglichkeiten der beiden Strahlungsarten auf Grenzen.The one from the EP 0 390 950 A1 In known scanners, the radiation energy ranges are achieved by switching the energy of a single radiation generator back and forth. However, this system reaches its limits due to the required stability of the generator and the complex filtering options for the two types of radiation.

Aus der US-PS 5,065,418 ist ein Scanner bekannt, bei dem jedoch der, erste Zentralstrahl der ersten Fächerebene vertikal und der zweite Zentralstrahl der zweiten Fächerebene schräg zur Horizontalen ausgerichtet ist. Auch wenn diese Druckschrift auf eine Arbeitsweise hinweist, bei der durch den Vergleich mindestens zweier dekkungsgleicher Röntgenbilder es möglich ist, Gegenstände mit niedriger und hoher Ordnungszahl zu unterscheiden, so offenbart diese Druckschrift nicht auf welche Art und Weise eine Realisierung durchgeführt werden soll und in welchen Energiebereichen eine optimale Detektion möglich ist.From the U.S. Patent 5,065,418 A scanner is known in which, however, the first central beam of the first fan plane is oriented vertically and the second central beam of the second fan plane is oriented obliquely to the horizontal. Even if this document indicates a method of working in which it is possible to distinguish between objects with low and high atomic numbers by comparing at least two identical X-ray images, this document does not disclose in which way an implementation should be carried out and in which energy areas optimal detection is possible.

Obwohl aus der Druckschriff JP-Abstract 58-127153 (A) in Pat. Abstract of JP P-232 , October 26, 1983, Vol. 7/No. 241 eine Anordnung von zwei Röntgenquellen auf der einen Seite der Transportstrecke sowie der Detektoren auf der anderen Seite als bekannt zu entnehmen ist, dient diese Anordnung abweichend vom Anmeldungsgegenstand hier ausschließlich der Aufgabe der Dickendifterenzmessung. Diese Druckschrift offenbart keinerlei Angaben hinsichtlich unterschiedlicher Energiebereiche.Although from the printed publication JP abstract 58-127153 (A) in Pat. Abstract of JP P-232 , October 26, 1983, Vol. 7 / No. 241 an arrangement of two X-ray sources on one side of the transport route and the detectors on the other side is known to be known, this arrangement, in contrast to the subject of the application, serves exclusively for the task of measuring the thickness difference. This publication does not disclose any information regarding different energy ranges.

Des weiteren kann auch die Druckschrift DE-36 33 738 für den Anmeldungsgegenstand kein Vorbild sein, weil hier nur eine einzige Röntgenstrahlung aus nur einer Röntgenröhre austritt und unterschiedliche Röntgenenergien durch den Einsatz zweier unterschiedlicher Filter erzeugt werden. Mit den aus dieser Druckschrift offenbarten Körperfiltern, die beispielsweise aus Silber oder Molybdän bestehen können, ist beispielsweise nach 2 nur eine Filterung einer äußerst schwachen Energie, < 40 keV, möglich. Diese Filter gestatten es nicht, höher energetische Strahlung wegzufiltern. Der Einsatz dieser Filter kann deshalb auch beim Anmeldungsgegenstand nicht zum Erfolg führen.Furthermore, the publication DE-36 33 738 not be a role model for the subject of the application, because only a single x-ray radiation emerges from only one x-ray tube and different x-ray energies are generated by using two different filters. With the body filters disclosed in this publication, which can consist, for example, of silver or molybdenum, for example 2 only extremely weak energy, <40 keV, can be filtered. These filters do not allow higher energy radiation to be filtered out. The use of these filters can therefore not lead to success even with the object of registration.

Die US 5,044,002 betrifft eine Gepäckprüfanlage, durch die sicherheitsrelevantes Material detektiert werden soll. Im einzigen Strahlengang befindet sich eine rotierende Scheibe, die mehrere verschiedene Filter aufweist. Die unterschiedlichen Strahlungsenergien werden durch eine pulsierende Strahlungsquelle und die Filterung an der rotierenden Scheibe erzeugt. Nach einer Ausführungsform werden Hochenergiepulse bei 150 KeV und Niedrigenergiepulse bei 75 KeV erzeugt. Nachteilig ist, daß für die notwendige Quantenstatistik nur ein Bruchteil der eigentlichen Strahlzeit zur Verfügung steht und daraus resultierend die Leistung der Energiequelle erhöht werden muß.The US 5,044,002 relates to a baggage inspection system through which security-relevant material is to be detected. In the single beam path there is a rotating disc that has several different filters. The different radiation energies are generated by a pulsating radiation source and the filtering on the rotating disc. In one embodiment, high energy pulses are generated at 150 KeV and low energy pulses at 75 KeV. It is disadvantageous that only a fraction of the actual beam time is available for the necessary quantum statistics and, as a result, the power of the energy source must be increased.

Des weiteren ist es bekannt, die unterschiedlichen Strahlungsenergiebereiche durch die Verwendung zweier für die beiden Energiebereiche unterschiedlich empfindliche Detektorsysteme zu erreichen. Bei diesem System wird jedoch die notwendige Materialauflösung eingeschränkt, weil die beiden Strahlungsenergiebereiche nur bedingt getrennt werden können.Furthermore, it is known that different radiation energy ranges through the use two for the two energy areas have differently sensitive detector systems to reach. With this system, however, the necessary material resolution is restricted because the two radiation energy areas are only separated to a limited extent can.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Scanner der eingangs genannten Art derart weiter zu bilden, daß die Materialauflösung unter Umgehung der genannten Einschränkungen verbessert wird.The invention is based on the object to further develop a scanner of the type mentioned at the beginning, that the material resolution is improved while circumventing the restrictions mentioned.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei einem Scanner der eingangs genannten Art mindestens zwei räumlich getrennte fächerförmige Röntgenstrahlbündel mit verschiedenen optimierten Energiebereichen realisiert werden können. Durch diese lokale Auftrennung der beiden Strahlenbündel durch die Anordnung zweier voneinander getrennter stabiler Strahlenquellen und einer zusätzlichen Möglichkeit einer unterschiedlichen Filterung wird ein großer Unterschied in der energetischen Verteilung der beiden Strahlenbündel erreicht, so daß eine verbesserte Materialauflösung erzielt wird, und weiter vorteilhaft die einzelnen Strahlenquellen und Filter als statische Elemente eine hohe Stabilität gewährleisten.This task is solved by those listed in claim 1 Characteristics. The invention is based on the finding that a scanner of the type mentioned at the beginning with at least two spatially separated fan-shaped X-ray beams different optimized energy areas can be realized. By this local separation of the two beams by arranging two separate stable radiation sources and an additional one possibility Different filtering will make a big difference in energy Distribution of the two beams reached so that a improved material resolution is achieved, and further advantageous the individual radiation sources and filters as static elements ensure high stability.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.The invention is described below an embodiment of the closer illustrated in the drawing.

In der einzigen Figur ist ein Transportband 1 dargestellt, auf dem Prüfobjekte 2 durch eine nicht dargestellte Meßkammer befördert werden. Die Prüfobjekte können entweder selbst analysiert werden, oder andere Gegenstände enthalten. Die Meßkammer wird von mindestens zwei fächerförmigen Röntgenstrahlenbündeln 3, 4 durchsetzt. Die Röntgenstrahlenbündel werden jeweils von Strahlenquellen 5, 6 ausgesandt, in Kollimatoren 7, 8 werden Fächerstrahlen ausgeblendet und gefiltert und treffen jeweils auf einer Detektorzeile 9, 10 auf, die aus mindestens einer Reihe von nicht dargestellten Detektorelementen bestehen.In the only figure is a conveyor belt 1 shown on the test objects 2 are transported through a measuring chamber, not shown. The test objects can either be analyzed by yourself or contain other objects. The measuring chamber is made up of at least two fan-shaped X-ray beams 3 . 4 interspersed. The X-ray beams are each from radiation sources 5 . 6 sent out in collimators 7 . 8th become subjects beams are masked out and filtered and hit each on a detector line 9 . 10 on, which consist of at least one row of detector elements, not shown.

Die Detektorelemente bilden der empfangenen Strahlungsintensität entsprechende elektrische Signale, die in einer Verarbeitungseinheit 11 ausgewertet und beispielsweise in einem Sichtgerät 12 dargestellt werden.The detector elements form electrical signals corresponding to the received radiation intensity, which are stored in a processing unit 11 evaluated and for example in a display device 12 being represented.

Die beiden Strahlungsquellen 5,6 erzeugen Strahlenbündel unterschiedlicher und optimal abgestimmter Energiebereiche, wobei der Energiebereich beispielsweise eines Strahlengenerators zwischen 50 keV bis 80 keV und der des anderen zwischen 120 keV und 160 keV liegt, so daß die Signale aus beiden Detektorzeilen 9,10 unterschiedliche, sich ergänzende Informationen beinhalten. Zusätzlich wird dieser Unterschied durch die beispielsweise in den Kollimatoren 7,8 integrierten und speziell abgestimmten Filter 13,14 verstärkt. Durch die lokale Auftrennung der beiden Strahlenbündel 3,4 durch die Verwendung zweier getrennter Strahlengeneratoren 5,6 und unterschiedlicher Filterung wird ein optimaler Unterschied in der energetischen Verteilung der beiden Strahlenbündel erreicht. Die einzelnen Strahlengeneratoren 5,6 und beispielsweise transportstreckenseitig im jeweiligen Kollimator 7,8 integrierte Filter 13,14 gewährleisten als statische Elemente hohe Stabilität.The two sources of radiation 5 . 6 generate beams of different and optimally coordinated energy ranges, the energy range of, for example, a beam generator between 50 keV and 80 keV and that of the other between 120 keV and 160 keV, so that the signals from both detector lines 9 . 10 contain different, complementary information. In addition, this difference is due to, for example, the collimators 7 . 8th integrated and specially matched filter 13 . 14 strengthened. Due to the local separation of the two beams 3 . 4 by using two separate beam generators 5 . 6 and different filtering, an optimal difference is achieved in the energetic distribution of the two beams. The individual beam generators 5 . 6 and for example on the transport route side in the respective collimator 7 . 8th integrated filter 13 . 14 ensure high stability as static elements.

Die Auswerteinheit 11 korreliert die aus den verschiedenen Strahlenbündeln gewonnenen Informationen miteinander und gewinnt so die Materialinformation. Durch eine adäquate Synchronisation der Detektorauslese ist eine bildliche Darstellung des durchleuchteten Prüfobjekts 2 über ein Sichtgerät 12 möglich.The evaluation unit 11 correlates the information obtained from the different beams with each other and thus obtains the material information. Adequate synchronization of the detector readout provides a pictorial representation of the X-rayed test object 2 via a viewing device 12 possible.

Claims (2)

Scanner zur Erfassung um zulässiges Gegenstände in Prüfobjekten (2), aufweisend – eine Transportstrecke (1) für das Prüfobjekt (2), – mindestens zwei räumlich voneinander getrennt angebrachte Strahlungsgeneratoren (5,6) mit einem jeweiligen Kollimator (7,8) zur Erzeugung von separaten fächerförmigen Röntgenstrahlbündeln (3,4) unterschiedlicher, das Prüfobjekt (2) durchdringender Strahlungsenergien, wobei – der Strahlungsenergiebereich des einen Strahlungsgenerators in einem. Bereich von 50 keV bis 80 keV und des anderen Strahlungsgenerators in einem Bereich von 120 keV bis 160 keV liegt, – in mindestens einem Strahlengang der Röntgenstrahlbündel (3,4)zusätlich ein Filter (13,14) eingebunden ist, – die Strahlungsgeneratoren (5,6) auf derselben Seite der Transporteinrichtung (1) angeordnet sind, – denen an der anderen; gegenüberliegenden Seite Detektorzeilen (9,10) zur Strahlendetektion zugeordnet sind, die mit einer nachgeschalteten Verarbeitungseinheit (11) verbunden sind, in der die Detektorsignale miteinander korrelieren.Scanner for the detection of permissible objects in test objects ( 2 ), showing - a transport route ( 1 ) for the test object ( 2 ), - at least two spatially separated radiation generators ( 5 . 6 ) with a respective collimator ( 7 . 8th ) to generate separate fan-shaped X-ray beams ( 3 . 4 ) different, the test object ( 2 ) penetrating radiation energies, whereby - the radiation energy range of the one radiation generator in one. Range from 50 keV to 80 keV and the other radiation generator is in a range from 120 keV to 160 keV, - in at least one beam path of the X-ray beam ( 3 . 4 ) additionally a filter ( 13 . 14 ) is involved, - the radiation generators ( 5 . 6 ) on the same side of the transport device ( 1 ) are arranged - those on the other ; opposite side detector lines ( 9 . 10 ) for radiation detection, which are associated with a downstream processing unit ( 11 ) are connected in which the detector signals correlate with one another. Scanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (13,14) im jeweiligen Kollimator (7,8) integriert ist.Scanner according to claim 1, characterized in that the filter ( 13 . 14 ) in the respective collimator ( 7 . 8th ) is integrated.
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