[发明专利]单源真多能X射线透视与散射融合安检系统

说明书

技术领域

本发明涉及X射线安检技术，具体涉及单源真多能X射线安检技术。

背景技术

X射线安检系统已经作为地铁、机场、道口和重要场所的必备安检手段广泛推广。目前常见X射线安检系统，多采用透视线阵扫描，单次曝光成伪双能彩色图像，将物质简单分类为有机物、无机物、混合物三种类型，并着相应颜色，物质分类的方法如专利US5524133和WO2005/084352；然而对于过厚或过薄物质，采用伪双能方法极易产生误判；根据X射线与物质反应的原理，透视对低相对原子序数的物质分辨能力较差。

康普顿散射探测的X射线安检设备虽然穿透能力不如透视，但可以有效提高对低相对原子序数、高密度物质(如爆炸物等违禁品)尤其是薄的物质的识别效率。但散射目前常用方案为飞点/笔形束扫描的方式(例如专利US6249567B1、US2002/0031202A1和US5181234)，需要一个斩波盘对X射线进行调制，形成笔形束，斩波盘的转动完成单行扫描。此方法目前使用最广泛。但是斩波盘体积大，且受限于屏蔽需求，整体重量很重。

将X射线散射与透视融合可以融合两者的特点，提高对物质的分辨，但对于复杂成分的物质，仅采用两种能量容易发生物质混淆，难以区分；且为了保证穿透、分辨率等性能，在结构上实现二者的融合一般采用双射线源的方法，散射和透视探测器各对应一个射线源(例如专利US9268058)，整体结构笨重、庞大；即使使用单射线源，两个探测器成像原理不同，直接导致二者性能均下降，无法满足物质分辨的需求。

发明内容

针对现有X射线安检系统在物质分辨性能上所存在的问题，需要一种新的X射线安检技术。

为此，本发明所要解决的问题是提供一种单源真多能X射线透视与散射融合安检系统，提高物质分辨性能。

为了解决上述问题，本发明提供单源真多能X射线透视与散射融合安检系统，该安检系统中的信号探测单元包括：散射探测器和透视探测器，所述散射探测器和透视探测器针对单射线源的单次曝光同步进行X射线散射探测和真多能透视信号探测，形成在空间和时间相互匹配的散射图像和透视图像。

进一步的，所述散射探测器采用阵列式散射探测器，且在接收面前端设置有准直器。

进一步的，所述阵列式散射探测器中由光敏器件与闪烁体贴合形成单个像素点，多个像素点规则排列，形成阵列式的X射线接收面，在接收面前端安装有准直器。

进一步的，所述透视探测器基于光子计数在单射线源单次曝光时同时采集3个及以上真能量的透视图像。

进一步的，所述透视探测器主要由可单光子计数的光电传感器件耦合闪烁体来构成。

进一步的，所述散射探测器和透视探测器受同样的同步信号控制，同时散射探测器通过前端准直器控制其接受范围，使其与与透视探测器接收角度相同。

进一步的，所述系统对接收到在空间和时间上相互匹配的散射图像与透视图像进行融合，获取物质的密度信息和相对原子序数信息，以对物质进行细分。本发明提供的方案能够实现单射线源同时采集真多能(非伪双能，能量范围3个及以上，单次曝光即可成真多能)透视与背散图像，同时检测物质的密度和原子序数等多种信息，并将物质细分为4类以上。

本发明提供的方案中散射与透视的性能互相不受牵制，可保证二者分辨率、穿透力等参数均达到最优。

本发明提供的方案取消飞盘等机械转动结构，增强系统的稳定性、可靠性；其可适用于不同的场合，可实现安检装备的小型化、轻量化。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明实例中单源真多能X射线透视与散射融合安检系统的系统原理图；

图2为本发明实例中阵列式散射探测器结构示意图；

图3为本发明实例中透视探测器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本方案通过真多能透视探测器与阵列式散射探测器相互配合，实现在针对单射线源的单次曝光时，同步进行真多能透视与散射的采集，并实现真多能透视的图像与散射图像的深度融合。

这里需要说明的，本方案中的真多能非伪双能，能量范围3个及以上，单次曝光即可成真多能。