專利名稱：車載式鈷－60集裝箱檢查系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及可檢查標(biāo)準(zhǔn)海運(yùn)集裝箱及以下的大型客體的單車車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)。
車載移動式集裝箱檢查系統(tǒng)的主要生產(chǎn)廠家有美國AS&E公司、德國Heimann公司、美國SAIC公司、清華大學(xué)核能技術(shù)設(shè)計研究院和清華同方核技術(shù)公司等。美國AS&E公司的MobileSearch采用450KeV的X光機(jī)和固體探測器，X光機(jī)安裝在車廂體內(nèi)，探測器安裝在可折疊的水平臂和垂直臂上，水平臂和垂直臂通過支撐立柱固定在旋轉(zhuǎn)底座上，水平臂與垂直臂的折疊通過電動鉸鏈實現(xiàn)，檢測驅(qū)動方式為磨擦輪驅(qū)動，車輛導(dǎo)向為人工駕駛導(dǎo)向；美國SAIC公司的Mobile VACIS采用銫-137或鈷-60源和固體探測器，輻射源安裝在垂直臂的最下端，探測器安裝在水平臂和車體上，水平臂與垂直臂的折疊通過液壓油缸實現(xiàn)；德國海曼公司的Mobile SILHOUETTE-SCAN采用140KeV的X光機(jī)，探測器安裝在獨(dú)立的豎直立柱上，該立柱平時固定在檢測車頂部，檢測時由人工搬下豎立在地面，并與X射線扇形面對準(zhǔn)，被檢測車由人工駕駛垂直穿過X射線扇形面，從而進(jìn)行掃描檢測；清華同方公司的同方威視采用2.5MeV的電子直線加速器和氣體電離室，檢測驅(qū)動方式為摩擦輪驅(qū)動，導(dǎo)向方式為用特制的支撐輪將車輛前輪撐離地面，使車輛按固定路徑行走。
中國專利申請99122363.2公開了以加速器為輻射源的雙車移動式集裝箱檢測裝置。該裝置將檢測裝置和控制、成像系統(tǒng)分裝在掃描車和控制車兩輛車上。其中掃描車采用起重機(jī)底盤，最大行駛速度約40km/h，檢測龍門架采用兩套四連桿機(jī)構(gòu)，裝有探測器的水平懸臂與垂直懸臂間用兩個油缸連接，龍門架與加速器一起安裝在一個旋轉(zhuǎn)底座上，檢測時加速器作為龍門架的配重，保證車體平衡并作為射線源?？刂栖嚿习惭b供電、控制、數(shù)據(jù)與圖像處理等系統(tǒng)，并通過無線通訊實現(xiàn)與掃描車間的數(shù)據(jù)傳輸。控制車通過電纜向掃描車供電。掃描車前端裝有導(dǎo)向輪機(jī)構(gòu)，檢測時將掃描車前輪頂離地面，由后輪驅(qū)動掃描車按預(yù)設(shè)軌跡往復(fù)行走。該裝置除具有以加速器為射線源產(chǎn)生的固有缺陷外，還具有以下缺點起重機(jī)底盤行駛速度低，且對加速器、電離室等對振動敏感的設(shè)備影響大，造成設(shè)備可靠性降低，圖像質(zhì)量降低；加速器除電離輻射強(qiáng)度大，輻射安全防護(hù)區(qū)域大外，微波污染也很大，對公眾健康帶來不利影響；探測器產(chǎn)生的大量探測數(shù)據(jù)通過掃描車與控制車間的無線傳輸會帶來可靠性差、圖像顯示速度慢、誤碼率高的問題；摩擦輪驅(qū)動造成車輪磨損、打滑；導(dǎo)向輪機(jī)構(gòu)不能動態(tài)調(diào)節(jié)檢測車的偏移，檢測多次后需人工調(diào)節(jié)車輛位置，降低了工作效率。
中國專利申請98101501.8公開了車載式γ射線數(shù)字輻射成像流動檢查站及其陣列探測裝置。該檢查站將所有設(shè)備安裝在一輛拖車上，檢測門架在拖車中部，檢測時需由人工駕駛被檢集裝箱車穿過檢測門架，或由敷設(shè)在門架下的專用拖動機(jī)構(gòu)將被檢客體拖過門架。該檢測站雖然將所有設(shè)備都安裝在一輛車上，但由于采用拖車，轉(zhuǎn)場時需拖頭牽引，車體較長(拖車約12m)，拐彎半徑大，不適于狹窄和擁擠的檢測現(xiàn)場，機(jī)動性和靈活性不夠；拖車中部被斷開，留出被檢客體掃描通道，需配裝輥軸式拖動機(jī)構(gòu)，增加了輔助設(shè)備；或者由人工駕駛被檢集裝箱車低速勻速通過掃描通道，對駕駛員要求較高，也使駕駛員受到不必要的照射。
本實用新型車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)包括車輛底盤、檢測門架與陣列探測器、輻射源裝置及輻射防護(hù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與圖像處理系統(tǒng)、電氣及控制系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、劑量監(jiān)測與安全連鎖保護(hù)系統(tǒng)及車廂體等。上述設(shè)備均安裝在一輛二類卡車底盤上，并分別設(shè)置在車廂體的三個區(qū)域內(nèi)，其中所述輻射源裝置、檢測門架和陣列探測器設(shè)置在車廂后部的設(shè)備室內(nèi)，信號采集與圖像處理系統(tǒng)和控制臺設(shè)置在車廂前部的主控室內(nèi)，供配電系統(tǒng)設(shè)置在車廂中部的配電室內(nèi)。
車輛底盤由底盤、輔梁、檢測驅(qū)動裝置、液壓泵站等組成。底盤采用普通4×2或6×4載重卡車二類底盤；輔梁是整個上裝設(shè)備的安裝基礎(chǔ)，為封閉箱形結(jié)構(gòu)；檢測驅(qū)動裝置包括分動箱結(jié)構(gòu)和皮帶輪結(jié)構(gòu)，檢測車行駛狀態(tài)和檢測狀態(tài)的轉(zhuǎn)換通過機(jī)動推桿操作離合器實現(xiàn)；液壓泵站為檢測驅(qū)動的液壓馬達(dá)和門架、輻射源裝置等的操作油缸提供動力。
檢測門架系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)支撐和減速電機(jī)、垂直立柱、水平臂、垂直臂、配重臂及配重，以及相應(yīng)的液壓油缸等組成。垂直立柱分為外立柱和內(nèi)立柱；外立柱固定在旋轉(zhuǎn)支承上，內(nèi)立柱通過油缸與外立柱連接，并在油缸作用下通過平面滑塊在外立柱內(nèi)垂直升降，從而使門架整體升降；水平臂與垂直臂間通過銷軸鉸接，垂直臂在油缸作用下實現(xiàn)垂直展開或水平收回；配重掛在配重臂端部，配重臂通過油缸作用在水平臂中沿平面滑塊滑動。門架折疊后，減速電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)支撐帶動門架旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度由旋轉(zhuǎn)編碼器測量；當(dāng)水平臂與檢測車中心線平行時，垂直立柱降下，使門架收回到檢測車車廂內(nèi)。
陣列探測器由安裝在水平臂和垂直臂上的20-28個16路的氣體電離型陣列探測器組成，每個探測器的中心線均指向輻射源中心。陣列探測器外有封閉的金屬罩，可對罩內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)、控溫和除濕。
輻射源裝置由移動式鈷-60γ探傷機(jī)、搖源輸送裝置、輻射源工作室、屏蔽快門、前準(zhǔn)直器，以及輻射源裝置升降機(jī)構(gòu)等組成。鈷-60源的活度為30～300居里；輻射源工作室、屏蔽快門、前準(zhǔn)直器用鉛或鎢合金制成；輻射源裝置通過油缸或電機(jī)作用沿直線導(dǎo)軌或?qū)咨舷乱苿?。輻射防護(hù)系統(tǒng)由防護(hù)鉛板、鉛或鎢制捕集器等組成。
數(shù)據(jù)采集與圖像處理系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集站、計算機(jī)與圖像處理軟件等組成。
電氣及控制系統(tǒng)由主控系統(tǒng)、工控機(jī)、電氣系統(tǒng)、傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)、測量及監(jiān)視系統(tǒng)、故障檢測及報警系統(tǒng)等組成。
供配電系統(tǒng)由車載發(fā)電機(jī)、電纜卷筒、隔離變壓器等組成。
劑量監(jiān)測與安全連鎖保護(hù)系統(tǒng)包括γ射線劑量檢測儀器、光電傳感器、位置開關(guān)與執(zhí)行器等組成。劑量檢測儀器用于檢測輻射源裝置內(nèi)某一位置的劑量，判斷輻射源是在儲存罐內(nèi)還是在工作室內(nèi)；快門開啟/關(guān)閉位置通過接近開關(guān)或行程開關(guān)檢測。當(dāng)輻射源處于工作室內(nèi)，且快門打開時，一旦傳感器檢測到有人員或不明物體進(jìn)入檢測現(xiàn)場控制區(qū)，快門會通過氣缸或電磁鐵自動關(guān)閉。在門架和檢測車體上還安裝了光電傳感器和超聲波傳感器，一旦檢測到檢測車與被檢客體或其他物體和人員間距離達(dá)到碰撞危險距離時，檢測車會通過驅(qū)動系統(tǒng)的制動緊急停車。
本實用新型車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)可將輻射源、檢測裝置、信號處理及控制系統(tǒng)等全部布置在一輛檢查車內(nèi)，檢測時被檢客體不必移動，由檢查車運(yùn)動完成檢測工作，機(jī)動靈活。
圖2是本實用新型車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)檢測狀態(tài)的B-B剖視圖。
圖3是本實用新型車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)運(yùn)輸狀態(tài)的A-A剖視圖。
如

圖1所示，檢測車外觀為廂式貨車，底盤23為6×4卡車底盤，整個上裝安裝在輔梁2上。車廂體5內(nèi)分為I、II和III三個隔開的空間，其中I為主控室，安裝了主控臺和圖像處理系統(tǒng)，是檢測工作人員的工作場所；II為供配電室，安裝了發(fā)電機(jī)24、空調(diào)機(jī)、電氣控制柜、配電柜等；III為設(shè)備室，安裝了檢測門架系統(tǒng)、輻射源裝置22、電纜卷筒31(見圖2)等。車廂頂部的天窗分為前、后兩部分，前天窗11覆蓋主控室I和配電室II，后天窗6覆蓋設(shè)備室III。固定在輔梁2上的支撐架25將垂直臂18(已折疊成與水平臂14平行)固定，避免運(yùn)輸過程中的振動和沖擊對門架和陣列探測器的損壞。在檢測工作時，安裝在輔梁2側(cè)面的輻射源裝置22可在油缸21作用下沿垂直布置的導(dǎo)軌1上下移動，以適應(yīng)被檢客體檢測范圍的要求。在轉(zhuǎn)場運(yùn)輸時，將輻射源裝置22提升到高位，并用定位油缸26定位，防止運(yùn)輸過程中輻射源裝置損壞。
在主控室I朝向被檢客體一側(cè)的墻和I與配電室II的隔墻(包括門)上，以及輻射源一側(cè)的車廂體上均敷設(shè)了輻射防護(hù)用的鉛板(圖中未示出)，保證本檢測車在運(yùn)輸和檢測狀態(tài)下，駕駛室或主控室內(nèi)人員的受照劑量均低于國家標(biāo)準(zhǔn)對放射性工作人員的輻射安全劑量限值，同時保證運(yùn)輸或檢測時普通公眾的受照劑量均低于國家標(biāo)準(zhǔn)對公眾人員的輻射安全劑量限值。
如圖2所示，檢測車到達(dá)檢測現(xiàn)場后，由電纜卷筒31接通市電，或由車載發(fā)電機(jī)24發(fā)電，給檢測車設(shè)備供電。門架展開過程為依次打開后天窗6和前天窗11；啟動油缸10將垂直立柱9升起，使門架從車廂體5中伸出，此時防雨卷簾34(見圖3)自動繃平，使主控室成為封閉的空間；電機(jī)4通過齒輪或齒條驅(qū)動垂直立柱9的旋轉(zhuǎn)支承3，使垂直立柱9逆時針旋轉(zhuǎn)90度并定位；關(guān)閉前天窗11；帶有配重20的配重臂7通過油缸8作用伸出；垂直臂18在油缸15作用下放至與水平臂14垂直。垂直臂18下段安裝了約1200mm長的鉛制捕集器19，用于吸收掃描檢測時穿過或包圍探測器30的射線，以滿足垂直臂18后面的輻射防護(hù)要求。輻射源裝置22包括移動式鈷-60γ探傷機(jī)(未示出)、搖源輸送裝置(未示出)、輻射源工作室13、屏蔽快門28、前準(zhǔn)直器29等。人工操作搖源手柄，將輻射源通過輸送纜輸送到鉛或鎢制的工作室13中；將檢測車的驅(qū)動方式切換到檢測驅(qū)動狀態(tài)；啟動主控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與圖像處理系統(tǒng)，即完成檢測車的準(zhǔn)備工作，可以進(jìn)行檢測工作。
垂直立柱9、配重臂7、水平臂14和垂直臂18的截面均為封閉箱形，油缸10、8和15分別置于它們內(nèi)部。陣列探測器30(共24個)緊靠在水平臂14和垂直臂18側(cè)面(見圖3)，其射線入射窗與輻射源(位于輻射源工作室13的中心)形成的扇形面包容整個被檢客體截面。水平臂14和垂直臂18上的探測器30分別用內(nèi)敷保溫層的箱形蓋板36罩住(見圖3)，形成封閉空間，可對該空間進(jìn)行空調(diào)和除濕處理。
如圖3所示，在主控室I頂部安裝了防雨卷簾34。當(dāng)檢測完成收回門架時，隨著垂直立柱9的下降，折疊的水平臂14和垂直臂18將防雨卷簾34往下壓，同時卷筒32跟隨釋放，此時防雨卷簾34與主控室I的前、后墻間的密封滑條(未示出)保證主控室I對雨水、風(fēng)沙等的密封；當(dāng)門架完全收回車廂5內(nèi)時，天窗6和11關(guān)閉。由于主控室I內(nèi)的主控柜35靠車廂5側(cè)墻布置，因此不會與收回的門架碰撞。當(dāng)準(zhǔn)備檢測時，依次打開后天窗6和前天窗11，隨著門架的起升，卷筒32在卷簧或電機(jī)作用下收回卷簾34，直至繃平，然后關(guān)閉前天窗11，主控室I就形成頂部平坦的封閉空間，此時工作人員可通過車廂5側(cè)壁的門進(jìn)入主控室I進(jìn)行檢測操作。主控室I內(nèi)有照明、空調(diào)和通風(fēng)。
權(quán)利要求1.一種車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)，包括輻射源裝置、檢測門架、陣列探測器、信號采集與圖像處理系統(tǒng)、控制臺、供配電系統(tǒng)和車廂體，其特征在于上述設(shè)備均安裝在一輛二類卡車底盤上，并分別設(shè)置在車廂體的三個區(qū)域內(nèi)，其中所述的輻射源裝置、檢測門架和陣列探測器設(shè)置在車廂后部的設(shè)備室內(nèi)；信號采集與圖像處理系統(tǒng)和控制臺設(shè)置在車廂前部的主控室內(nèi)；供配電系統(tǒng)等設(shè)置在車廂中部的配電室內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)，其特征是所述的輻射源裝置包含移動式鈷-60γ探傷機(jī)、輻射源工作室、屏蔽快門、前準(zhǔn)直器，以及箱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所說的車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)，其特征是所說的輻射源裝置能上下移動并定位，輻射源離地距離為200～1300mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)，其特征是所述的檢測門架為包含垂直立柱、水平臂、垂直臂、配重臂及配重可升降、旋轉(zhuǎn)和折疊的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求的車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)，其特征是所述的車廂體頂部有天窗；所述的主控室頂部有隨著檢測門架的降入或升出車廂體而自動收卷或展開的卷簾。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所說的車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)，其特征是所說的垂直立柱包括外立柱和內(nèi)立柱，其中外立柱安裝在可旋轉(zhuǎn)的底座上，內(nèi)立柱可在內(nèi)置油缸作用下升降并定位，升降高度根據(jù)輻射源高度對應(yīng)調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所說的車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)，其特征是所說的配重臂套在水平臂內(nèi)，并在內(nèi)置的油缸作用下伸縮，配重塊掛在配重臂端部。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所說的車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)，其特征是所說的水平臂與垂直臂間通過鉸鏈連接，垂直臂在安裝于水平臂內(nèi)的油缸作用下可平行或垂直于水平臂；垂直臂下段安裝了捕集器。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所說的車載式鈷-60集裝箱檢查系統(tǒng)，其特征是所述的水平臂和垂直臂側(cè)面安裝陣列探測器，每個探測器的中心線均指向輻射源，且探測器與輻射源形成的扇形面包容被檢客體的掃描截面。
專利摘要一種車載式鈷－60集裝箱檢查系統(tǒng)，屬核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括輻射源裝置、檢測門架、陣列探測器、數(shù)據(jù)采集與圖像處理系統(tǒng)、控制臺、供配電系統(tǒng)等，這些設(shè)備均安裝在一輛二類卡車底盤上，并集成在封閉箱形車體內(nèi)，其中輻射源裝置、檢測門架和陣列探測器設(shè)置在設(shè)備室內(nèi)；信號采集與圖像處理系統(tǒng)和控制臺設(shè)置在主控室內(nèi)；供配電系統(tǒng)等設(shè)置在配電室內(nèi)。本系統(tǒng)能快速完成檢測與運(yùn)輸狀態(tài)間的相互轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、運(yùn)輸方便、檢測范圍大、場地要求低，特別適合于需快速轉(zhuǎn)場、不限場地的打私、緝毒和反恐的突擊檢查的需要。
文檔編號G01N23/10GK2570779SQ02257178
公開日2003年9月3日 申請日期2002年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月29日
發(fā)明者童建民, 周立業(yè), 張顏民, 裘偉東, 安繼剛, 向新程, 王立強(qiáng), 李富榮, 劉以思, 劉錫明, 苗積臣, 談春明 申請人:清華大學(xué)