30. Какой принцип работы досмотровых аппаратов сканирующего типа?

РЕНТГЕНОВСКИЕ АППАРАТЫ СКАНИРУЮЩЕГО ТИПА

В рентгеновских установках, содержащих конвейерный транспортер, процесс формирования электронного образа изображения объ­екта на дисплее ЭВМ предполагает последовательное просвечивание отдельных участков исследуемого объекта с последующей «сборкой» на экране изображения объекта в целом, поэтому такие досмотровые установки называют сканирующими.

Как правило, эти установки работают там, где оформляются боль­шие пассажирские и грузовые потоки: в аэропортах, автомобильных пунктах пропуска, на складах временного хранения и т. д. Кроме таможенных нужд, они могут использоваться в правительственных учреж­дениях, службах безопасности и др. Существует целая серия таких аппаратов с различными типоразмерами досмотровых тоннелей (от десятков сантиметров до 1—2 м), предназначенных специально для контроля объектов различных габаритов и веса: от почтовых отправле­ний и носимого багажа пассажиров до крупных ящиков.

В установках этого типа контролируемый объект устанавливается на ленту движущегося конвейера. С его помощью объект контроля пере­мещается через досмотровый тоннель, где «просвечивается» рентге­новскими лучами. иллюстрирует принцип работы устано­вок сканирующего типа. Принцип работы рентгеновской установки сканирующего типа

В число основных конструктивных узлов установки входят: рентге­новский излучатель (РИ) на основе рентгеновской трубки, конвейер­ная лента для перемещения объекта контроля, досмотровый тоннель, инфракрасные датчики включения и выключения РИ, детекторная линейка для регистрации прошедшего через объект излучения, блок цифровой обработки сигналов на основе ЭВМ.

В разных аппаратах может быть установлено различное количество детекторов. Все зависит от размера досмотрового тоннеля и заданной разрешающей способности аппарата (возможности различать мелкие детали в объекте). Например, в аппарате «HI-SCAN 5170» насчитывается 640 отдельных элементов-детекторов.

Изображение объекта получается в результате соединения на дисплее компьютера изображений отдельных «разрезов» в одну цельную картинку. Изображение содержимого объекта контроля появляется на дисплее не сразу, а по частям. Развертка в горизонтальном направле­нии обеспечивается за счет перемещения объекта на транспортере по тоннелю. Число горизонтальных «разрезов» зависит от скорости дви­жения и протяженности объекта контроля.

В рентгеновских сканирующих установках рентгеновский излучатель устанавливается на уровне плоскости конвейерной ленты.

Чтобы сделать рентгеновский аппарат более компактным по высоте, линейку детекторов выполняют из двух частей, соединенных между собой под прямым углом (о ее форме обычно говорят ≪L-образная≫или≪Г-образная≫). Однако в них возникают дополнительные искажения, связанные с использованием горизонтальной части детекторной линейки

Если использовать Г-образную линейку, то можно сократить высоту досмотрового туннеля до высоты просвечиваемого объекта. В аппаратах сканирующего типа применяются особые способы радиационной защиты. Защита собственно рентгеновского генератораобеспечивается свинцовым кожухом. Конструкция туннеля, через который перемещается багаж, выполняется из металлических листов толщиной 1,5—2,5 мм. Детекторная линейка снабжается свинцовым экраном. Загрузочно-разгрузочные арки тоннеля закрываются резиновыми содержащими свинец лентами.

В установках конвейерного типа используются излучения, которые гарантируют сохранность даже фотопленки, находящейся в багаже пассажира, и относительно безопасны для оператора установки при случайном облучении. Так, в технических описаниях аппарата ≪HISCAN 5170-А≫указано, что доза на объект за инспекцию не превышает 2 мкЗв, а аппарата≪ИнСпектор 60/70Z≫— 0,9 мкЗв.

В досмотровых установках, наряду с монитором для вывода чернобелых изображений, имеется монитор для формирования цветных изображений. Известно, что человек обычно способен различить на экране черно-белого монитора примерно 20 градаций серого цвета (от яркобелого до черного), а цветов — несколько тысяч. Поэтому применение цветных изображений повышает информативность изображений.

Для отображения состава вещества контролируемых объектов используются следующие цвета:

• оранжевый — химические элементы с атомным номером менее 10 (взрывчатые вещества, лекарства, пластмасса, ткань, дерево, вода);

• зеленый — химические элементы с атомным номером от 10 до 17 (алюминий, кремний);

• светло-зеленый — смесь органического и неорганического вещества с преобладанием органического;

• синий — неорганические вещества с большим атомным весом (железо, медь, цинк, никель, сталь и др.). Чем больше плотность вещества, тем более темный синий цвет;

• коричнево-красный — очень высокая плотность (например, свинцовый лист или массивный металлический предмет).

В некоторых установках можно получать сразу два изображения для каждого просвечиваемого объекта. Причем существует два способа их получения.

В первом способе используется зависимость коэффициента поглощения рентгеновского излучения от атомного номера элемента.__

Для оценки эффективного атомного номера в конвейерных рентгеновских аппаратах применяют упомянутые выше ≪сдвоенные≫линейки детекторов. Она представляет собой две детекторные линейки, рабочие элементы которых расположены точно друг за другом относительно направления падения на них рентгеновских лучей. Между детекторными линейками проложена медная пластина, которая играет роль фильтра,≪отсекающего≫мягкую составляющую рентгеновского спектра. Поэтому детектор первой линейки фиксирует интенсивность рентгеновских лучей всех энергий, а детектор второй линейки — интенсивность жестких рентгеновских квантов, прошедших сквозь≪тяжелые≫предметы.

Во втором случае дополнительное изображение получается в результате облучения объекта контроля под другим≪углом≫. Рентгеновское излучение проходит через объект контроля под разными углами и фиксируется двумя детекторными линейками, принимающими излучения с разных направлений. Возможность быстрого переключения от одного изображения к другому позволяет в аппаратах такого типа выявлять предметы, расположенные в объекте в трудно распознаваемой проекции. Оператор может наблюдать и анализировать одновременно две проекции инспектируемого объекта на одном мониторе (стереоскопический метод) или последовательно каждую из проекций на одном мониторе.

Пульт управления конвейерной установки позволяет увеличивать отдельные участки изображения, выделять цветом разные по плотности предметы, а ≪миганием≫— особо плотные предметы, формировать негативное черно-белое изображение, изменять яркость изображения и т. п.