[发明专利]使用行间自适应电磁x射线扫描的反向散射表征

说明书

本发明公开了使用行间自适应电磁x射线扫描的反向散射表征。用于在检查对象上回扫x射线束的方法和x射线源。电子束由阴极发射，而回扫控制器在阳极上规定的路径中将信号施加到束控制器，从而使从设置在可变长度的鼻部的一个顶点处的孔发射x射线束。孔可以是Rommel孔，其允许独立于光束发射的角度形成具有期望尺寸和通量的扫描x射线。扫描速率可能会在扫描过程中变化。例如，可以同时形成多个x射线束，其中，一个光束位于运输工具内，而另一个位于运输工具之外。

本申请是分案申请，其母案申请的申请号为2016800656018，申请日为2016年9月7日，发明名称为“使用行间自适应电磁x射线扫描的反向散射表征”。

技术领域

本发明涉及用于使用穿透辐射来检查物品的系统和方法，并且更具体地，涉及在单次扫描过程中穿透辐射的特性改变的检查。

背景技术

通过成像反向散射辐射来检查车辆和集装箱，过去曾使用机械手段来产生扫描目标的x射线束。用于电磁扫描x射线束的各种方案也是已知的，例如，如在美国专利号6,249,567(Rothschild等人，2001)中教导的，该专利教导使用电磁扫描的x射线束来扫描车辆的底盘。

图1示出了现有技术的x射线反向散射系统100，其中，x射线源102和一组x射线反向散射检测器104封闭在相对于目标108移动的检查车辆106内(在本文中也称为“检查目标”、“被检查目标”、“目标车辆”或“被检查车辆(“汽车”或“卡车”)，视情况而定)。相对运动的典型方向由箭头116指示，其中，检查车辆106或目标车辆108或两者可相对于周围环境运动。图1中所示的反向散射系统的基本元件包括x射线束形成器20(如图2所示)、一个或多个反向散射x射线检测器104、信号处理器110和用户界面112。源102包括光束形成器20(在本文中也称为“机械扫描仪”)，该光束形成器20将x射线形成为以通常在垂直平面内的回扫模式114进行回扫的笔形光束201(图2所示)。现有技术的光束形成器在图2中示出并且在此处总体由数字20表示，并且在美国专利号9,014,339(下文中称为“Grodzins'339”)中详细描述，该专利通过引证结合于此。光束形成器20由x射线管203组成，其中，由负高压的灯丝207发射的固定电子束205被聚焦到反射阳极209上的斑点。被准直器211限制为扇形射束的x射线撞击在具有N个等间隔的孔215(图2中，N＝4)的旋转箍213上，其产生在箍213的每次旋转中回扫目标(图1中，车辆108)N次的x射线的笔形光束201。由目标车辆108中的康普顿相互作用反向散射的x射线由大面积反向散射检测器检测，在汽车(即，目标车辆108)移动通过扫描笔形光束201时，将检测器的信号处理成图像。

扫描笔形光束201的强度、回扫速度、回扫角、分辨率等规格由x射线管203和机械扫描仪20的参数决定。在反向散射系统部署在检查车106上并用于检查车辆108的情况下，如图1所示，通常的做法是，设计机械扫描仪(该术语在本文中与术语“光束形成器”和“斩波器”同义地使用)20，以给出针对以特定行驶速度和距离检查车特定距离移动的特定高度的车辆的最佳图像质量。将在不太理想的条件下，检查其他高度或不同距离或不同速度的车辆。

图3示出了光束扫描系统与被检查的特定车辆的不太理想的匹配的现有技术示例。在图3所示的现有技术场景中，固定式检查车(未示出)检查在与斩波器20相距5英尺的距离处以5kph移动的汽车(被检查车辆108)。图2的现有技术的斩波器箍213具有24英寸的轮直径，带有四个直径均为1.5mm的孔215，以每秒40转的速度旋转，产生连续的90ο回扫，每次耗时6.25毫秒。在与x射线源相距12英寸距离处的1.5mm孔在与被检查车辆108相距的最小距离5英尺处产生9mm宽的像素。在光束的每次回扫期间，被检查车辆已经移动8.7mm，所以连续的回扫邻接并重叠，使得汽车被完全扫描。