專利名稱：用于檢測鞋中的金屬物體的裝置和方法
用于檢測鞋中的金屬物體的裝置和方法 相關(guān)申請的交叉引用此處所述技術(shù)涉及2005年5月10日提交的并且名稱為"Passively Shielded Inductive Sensor System for Personnel Screening"的序列號(hào)為11/125,646的共同未 決美國專利申請。此處所述技術(shù)也涉及2006年7月11日提交的并且名稱為"Passenger Screening System and Method"的序列號(hào)為11/456,731的共同未決美國專利申請。技術(shù)領(lǐng)域概括的說，本發(fā)明的領(lǐng)域涉及安全檢查系統(tǒng)，并且更具體地涉及一種具有 如下裝置的安全檢查系統(tǒng)被配置用于非對稱地平衡由感應(yīng)傳感器產(chǎn)生的磁場 的裝置；被配置用于最小化由用來操作該感應(yīng)傳感器的繼電器和電容器的不規(guī) 則幾何布置引起的對電磁干擾的脆弱性的裝置；被配置用于保護(hù)由所述感應(yīng)傳 感器產(chǎn)生的磁場不受外部電干擾的裝置；以及用于檢測被檢查人穿著的鞋中的 鞋芯墊片的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有安全檢查系統(tǒng)尤其使用已知技術(shù)、諸如核磁共振(NMR)、核四極共 振(NQR)、金屬檢測以及X射線來檢測例如鞋、行李、衣服等物品中或上的 武器、爆炸物、非法藥品以及感興趣的其他種類的物質(zhì)。當(dāng)提高安全性的時(shí)候，通常要求待掃描的人員脫掉他們的鞋。然后典型地， 將鞋放置在塑料盆中，該塑料盆fflil傳送帶移動(dòng)到X射線掃描器中。附加地或 替代地，安全人員可以在視覺上檢查鞋，為了 檢測而擦洗鞋的內(nèi)部和/*卜 部，和/或使手持式金屬檢測器通過鞋上方。這種方法消耗時(shí)間、打擾乘客、并 且減緩了安全檢查點(diǎn)的通M率。因此存在對能夠在鞋被穿著的同時(shí)簡單并精 確地檢觀何能隱藏在人員的鞋中的微、爆炸物、藥品和/或其他感興趣的物質(zhì) 的解決方案的需求。存在對如下解決方案的另一需求，該解決方案在存在于人員的下肢上的人員的短術(shù)Q/^服被穿著的同時(shí)提供對可能替代地或附加地隱 藏在這種短術(shù)口/或衣月艮中的雌、爆炸物、非法藥品禾口/或其他感興趣的物質(zhì)的 簡單并且精確的檢測。己經(jīng)開發(fā)出各種設(shè)備，試圖提供對這些需求中的一種或多種需求的解決方案。這種設(shè)備的一個(gè)實(shí)例為走查(walkthrough)式NQR鞋掃描器，其將NQR 傳 定位在鞋掃描器的底板中，并且在NQR傳感器的側(cè)面裝配電連接到鞋掃 描器的底板上的兩個(gè)相對的垂直側(cè)壁。由相對的垂直側(cè)壁之間的空間形成的通 道延伸該鞋掃描器的長度，使得人員可以進(jìn)入鞋掃描器的一 (開口)端，并且 從相對的(開口)端離開。當(dāng)人員站在該NQR鞋掃描器的中間部分時(shí)，該NQR 傳 工作，以檢測在人員的鞋、短襪或者衣物中或上的報(bào),體(例如武器、 爆炸物、非法藥物等)。另一個(gè)實(shí)例是乘客篩選(screening)系統(tǒng)，期每感應(yīng)NQR傳感器定位在乘 客篩選系統(tǒng)的底板中，并且在感應(yīng)NQR傳感器的側(cè)面裝配接合到一起并且附接 到乘客篩選系統(tǒng)的底板上的三個(gè)垂直導(dǎo)電壁。這三個(gè)垂直導(dǎo)電壁包括兩個(gè)導(dǎo)電 的并且相對的側(cè)壁以及一個(gè)導(dǎo)電的端壁。由相對的頂i歷之間的空間形成的通道 從乘客篩選系統(tǒng)的開口端延伸到形成乘客篩選系統(tǒng)的相對端的端壁，使得人員 能夠僅僅從通道的開口端進(jìn)入和離開該乘客篩選系統(tǒng)。該乘客篩選系統(tǒng)還包括 具有兩個(gè)金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡的金屬檢測傳感器，即被定位在相對的側(cè)壁之一 上的第一金屬檢測劉專導(dǎo)軌跡、禾啦定位在相對的側(cè)壁中的另一個(gè)上的第二金 屬檢測器傳導(dǎo)軌跡。該金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡被配置成當(dāng)在掃描區(qū)中沒有金屬物 體或者物質(zhì)存在的時(shí)候產(chǎn)生均勻磁場。隨后被定位于該掃描區(qū)中的任何金屬物 體或者物質(zhì)將干擾由金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡所產(chǎn)生的否則平衡的磁場。這種干擾 在金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡之間產(chǎn)生電和/或磁失衡，這導(dǎo)致乘客篩選系統(tǒng)接收到指 示在掃描區(qū)內(nèi)已經(jīng)檢觀倒金屬物體的信號(hào)。上面示意性說明的已知的安全檢查系統(tǒng)、諸如走查式NQR鞋掃描器和乘 客篩選系統(tǒng)具有多僧點(diǎn)。它們的原理是當(dāng)M亭(kiosk)和/或端壁覆蓋通道 的時(shí)候磁場變得不平衡。此外，如果不能有效地至少屏蔽內(nèi)部和/或外部電磁場 的電分量，那么磁場退化。因此，除了上面提到的這些需求之外，存在對非對 稱地平衡由感應(yīng)傳感器所產(chǎn)生的磁場的鞋掃描器的需求。還存在對如下鞋掃描 器的需求，該鞋掃描器保護(hù)該磁場不受對由用來操作該感應(yīng)傳感器的繼電器和5電容器的不規(guī)則幾何布置弓胞的電磁干擾的脆弱性影響。存在對一種非對稱的 電屏蔽的鞋掃描器的另一需求，該鞋掃描器被配置用于簡單并準(zhǔn)確地檢測被檢 查人員所穿著的鞋中的金屬鞋鞋芯墊片的存在。發(fā)明內(nèi)容這里所公開的技術(shù)M:提供一種檢查系統(tǒng)來克月艮與有關(guān)技術(shù)相關(guān)的缺點(diǎn)并且滿足上述需求，在其它優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果中，該檢查系統(tǒng)定位平衡墊片，以非 對稱地平衡由感應(yīng)傳/i^所產(chǎn)生的磁場；對稱地定位用來操作感應(yīng)傳感器的開 關(guān)和繼電器的幾何布置，以最小化電干擾；提供屏蔽裝置，該屏蔽裝置保護(hù)由 感應(yīng)鞋傳感器所產(chǎn)生的磁場不受內(nèi)部和外部電干擾；以及在感應(yīng)傳感器中定位槽，以調(diào)諧該感應(yīng)傳感器的共振模，從而準(zhǔn)確地并且特別地檢測鞋中的金屬鞋 芯墊片。在一個(gè)實(shí)施例中，檢査系統(tǒng)包括電磁屏蔽。該電磁屏蔽包括兩個(gè)相對側(cè)壁、 電連接到兩個(gè)相對側(cè)壁中的每一個(gè)上的端壁、和底板。該底板包括凹入殼體， 并且電連接到兩個(gè)相對側(cè)壁中的每一個(gè)和該端壁上。兩個(gè)相對側(cè)壁、端壁、底 板以及凹入殼體各自由導(dǎo)電材料形成。該檢查系統(tǒng)進(jìn)一步包括被定位在該電磁 屏蔽內(nèi)的感應(yīng)傳感器。該感應(yīng)傳感器包括至少兩個(gè)被定位在該電磁屏蔽的中間 平面的相對側(cè)上的傳導(dǎo)軌跡。另外，該感應(yīng)傳感器被配置用于檢測由于位于被 定位在掃描區(qū)內(nèi)的被檢查人員的鞋中的金屬物體的存在而產(chǎn)生的調(diào)諧頻率的偏 移。本發(fā)明的實(shí)施例可以包括一種方法。該方法可以包括檢測鞋掃描器的掃描 區(qū)內(nèi)物品的存在的步驟，其中該鞋掃描器包括用于檢測鞋芯墊片的裝置。該方 法可以進(jìn)一步包括使用頻率為與預(yù)定報(bào)警物體的特征共振頻率對應(yīng)的預(yù)定共振 頻率的電磁信號(hào)來激勵(lì)一個(gè)或者多個(gè)金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡的步驟。該方法可以 進(jìn)一步包括響應(yīng)于該電磁信號(hào)而產(chǎn)生磁場的步驟。


當(dāng)連同附圖考慮下面的詳細(xì)說明時(shí)，所要求的本發(fā)明的各種實(shí)施例的上述和其他方面將變得更加顯而易見，其中圖1為檢查系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的正面透視剖視圖，該檢查系統(tǒng)包括與非對稱鞋掃描器結(jié)合的識(shí)別亭；圖2為圖1中所示的放大區(qū)域"A"的頂視透視圖，其進(jìn)一步示出在具有 四個(gè)導(dǎo)電壁的電磁屏蔽內(nèi)第一、第二、第三和第四傳導(dǎo)軌跡的示范配置；圖3標(biāo)出在形成圖1糊一對稱鞋掃描器的部件的、感應(yīng)傳 的實(shí)施例 中的電流的圖示；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一對交叉導(dǎo)電平衡導(dǎo)線的設(shè)置的圖示；圖5為沿線B-B'所取的圖1的非對稱鞋掃描器的橫截面亂圖6為圖1的非對稱鞋掃描器的右偵艦圖，顯示非平衡磁場；圖7為圖1的非對稱鞋掃描器的右側(cè)視圖，示出導(dǎo)電墊片的設(shè)置如何能夠有效地平衡圖6中所示的非平衡磁場；圖8為圖1的非對稱鞋掃描器的右側(cè)視圖，示出交叉導(dǎo)電導(dǎo)線的設(shè)置如何育,有效地平衡圖6中所示的非平衡磁場；圖9為可以被用來操作圖1的非對稱鞋掃描器的實(shí)施例的計(jì)^t幾控制系統(tǒng)的示意圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖； 圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方法的流程圖；以及 圖12示出屏蔽裝置的實(shí)施例的圖示，該屏蔽裝置可以被用來保護(hù)檢查掃描 器中的NQR/NMR磁場不受電子干擾。
具體實(shí)施方式
這里參考上面簡要描述的附圖，該附圖通過例示顯示所要求的本發(fā)明的各 種實(shí)施例。上面所提及的技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到在不脫離所要 求的本發(fā)明的范圍的情況下，可以利用其它實(shí)施例，并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)改變、 電氣改變和程序上的改變。如這里所使用的，單數(shù)(說明性地，"shoe")包括復(fù) 數(shù)(說明性地，"shoes"),并且復(fù)數(shù)包括單數(shù)。如這里所使用的，術(shù)語"鞋"包 括可以穿著在人腿的整體或部分上的任何類型的天然或人造物品。如這里所使 用的，術(shù)語"亭"包括被配置用于一個(gè)或多個(gè)這里所描述的特殊用途的、 一側(cè) 或多側(cè)開口的區(qū)域或結(jié)構(gòu)。這種特殊用途的非限制性實(shí)例包括已登記的旅客的 身份證識(shí)別和/或生物測定識(shí)別、從人員得到的微粒和/或物質(zhì)的痕跡檢測分析為方便起見，在被實(shí)施為典型航空安全系統(tǒng)的部件的員式(walk-up)識(shí)別亭的環(huán)境中描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。相應(yīng)地，可以特別參考針對報(bào)警物體 (例如， 、爆炸物、非法藥物、和感興趣的其它物質(zhì))被篩選的"人員"、"鞋"、"短襪"和"衣物"等；然而，本發(fā)明的實(shí)施例并不限于航空安^4頁域中的應(yīng)用。 相反，許多其它應(yīng)用都是可以預(yù)見的并處于本公開內(nèi)容的教導(dǎo)范圍內(nèi)。例如， 與走近式識(shí)別亭檢查系統(tǒng)結(jié)合的非對稱鞋掃描器的實(shí)施例也可以在港口、運(yùn)動(dòng) 場、跑道、公共建筑、公共運(yùn)輸設(shè)施、監(jiān)獄、醫(yī)院、發(fā)電廠、法院、辦公樓、 酒店以及娛樂場等處被實(shí)施。具有非對稱的核四極共振(NQR)或核磁共振(NMR)鞋掃描器、金屬檢 測傳感器、和/或識(shí)別亭的乘客檢查系統(tǒng)的實(shí)施例可以被用于實(shí)施由美國運(yùn)輸安 全管理局(TSA)贊助的登記旅客程序。該禾將被設(shè)計(jì)用來提供對自愿向TSA 認(rèn)可的商家提供生物測定和傳記信息并且成功地完成初始安全威脅評估的乘客 的加速安全篩選。例如，登記旅客不是站在緩慢移動(dòng)的安全線中，而是可以繞過這種安全線并^a根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的乘客檢查系統(tǒng)的實(shí)施例。 一旦定位于該檢查系統(tǒng)的實(shí)施例內(nèi)，該登記旅客可以使他們的ID卡信息和/或生物測定信息被形成該 檢查系統(tǒng)的部分的識(shí)別亭驗(yàn)證。在大約同時(shí)，該登記旅客可以通過該檢查系統(tǒng) 的金屬檢測傳感器被掃描以確定金屬物體、諸如鞋的鞋芯墊片的存在。另外， 登記旅客可以通過檢查系統(tǒng)的感應(yīng)NQR/NMR傳感器被篩選以確定在他們的鞋 中、鞋上和減鞋附近附艮警物體的存在。如果檢測到金屬物體(例如鞋的鞋芯 墊片、武器、爆炸物容器、爆炸物點(diǎn)火裝置等)或另一類型的報(bào)Wtl體(例如 爆炸化學(xué)物、非法藥品、禾B/或感興趣的其它物質(zhì))，可以要求該登記旅客進(jìn)行附 加的安全檢查和/或篩選。另外，如果只檢測到金屬物體，可以告知該登記旅客， 可以在將來的旅行中通過穿著不包含金屬物體的鞋禾B/或衣服來避免目前的附加 的檢查和/或篩選。如果該登記旅客的身份被正確驗(yàn)證并且沒有檢測到金屬物體 或其它類型的報(bào)警物體，則可以允許該登記旅客快M過(或繞過)對所有未 登記旅客來說都需要的一個(gè)或多個(gè)安全檢查點(diǎn)?，F(xiàn)在關(guān)于圖l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11和12來描述本發(fā)明的實(shí) 施例。關(guān)于圖1，術(shù)語"前部"指的是鞋掃描器IOO的,識(shí)別亭20的封閉端 12，并且術(shù)語"后部"指的是該鞋掃描器100的相對的開口端13。相應(yīng)地，在8圖2和隨后的圖中，該術(shù)語"前部"指的是檢查系統(tǒng)10的位于橫向中心軸123"上方"的部分，并且術(shù)語"后部"指的是該檢查系統(tǒng)10的位于橫向中心軸123"下方"的部分。如這里所4柳的，術(shù)語"非對稱鞋掃描器"指的是關(guān)于被定義為該檢査系統(tǒng)10的長度"L"的中點(diǎn)的系統(tǒng)中心軸11不對稱的鞋掃描器100的 實(shí)施例。該檢查系統(tǒng)10的長度"L"可以是從通道106的外緣到該識(shí)別亭20的 外緣所測量的距離，如圖1中說明性地所示。檢查系統(tǒng)10進(jìn)一步包括寬度"W" 和高度"H"，其中的每一個(gè)在下面進(jìn)一步被定義。圖1是檢查系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的正面透視剖視圖，該檢查系統(tǒng)包括集成 有非對稱鞋掃描器訓(xùn)的識(shí)另停20。在一個(gè)實(shí)施例的操作中，人員進(jìn)入該鞋掃 描器100的開口端13并且面對端壁104站立。該鞋掃描器100的前端以端壁104 為邊界，并且該鞋掃描器100的后端打開，以允許人員進(jìn)入和離開該鞋掃描器 100。這種非對稱的配置使在該鞋掃描器100工作時(shí)產(chǎn)生的磁場失衡。具體地， 當(dāng)該端壁104將磁場的前面部分向后朝著該鞋掃描器100的開口端13反射時(shí)， 該磁場變得不平衡。在圖6中示出了這種現(xiàn)象，并且在下面關(guān)于圖6進(jìn)一步對 該JI^行描述。這種不平衡的磁場這里稱為"非對稱磁場"。再次參考圖1，檢查系統(tǒng)10的實(shí)施例包括由底板101、兩個(gè)垂直的相對的 側(cè)壁102、 103和端壁104形成的無源的開方認(rèn)口的電磁屏蔽。偵l歴102、 103 中的每一個(gè)和端壁104都ffi5i焊接和/或其它已知的導(dǎo)電緊固技術(shù)彼此電連接， 并電連接至底板101。電連接的底板101、側(cè)壁102、 103和端壁104—起作用 以至少保護(hù)感應(yīng)傳感器110不受外部EM/RFI (電磁干掀射頻干擾)噪聲的影 響。在NQR/NMR檢查過程禾口/或金屬檢測檢查過程期間，它們也阻止RF能量 逃離該非對稱鞋掃描器IOO。為了減少所需要的屏蔽量，該感應(yīng)傳感器110可以 被配置為只激勵(lì)充分衰減的共振模。在一個(gè)實(shí)施例中，該感應(yīng)傳感器110為核四極共振("NQR")傳 和核 磁共振("NMR")傳感器之一。僅僅為了方便起見，這里使用被實(shí)施為NQR 傳感器的感應(yīng)傳感器110來描述各種實(shí)施例，但是這種描述同樣適用于其它類 型的感應(yīng)傳感器。在一個(gè)實(shí)施例中，可以在底板101中形成凹入殼體150。該感應(yīng)傳感器110 的一個(gè)或多個(gè)組件可以被定位在該凹入殼體150上方或中。相比于常規(guī)的走查 式鞋掃描器，該端壁104防止進(jìn)入該非對稱鞋掃描器100的開口端13的人員走出該非對稱鞋掃描器IOO，除了衝過該開口端13回fe外。在一個(gè)實(shí)施例中，該端壁104可以包括該識(shí)別亭20的部件。包括掃描區(qū)107的通道106由以該側(cè) 壁102和103以及端壁104為邊界的空間形成。與i亥底板101的端部連接的斜 坡108可以被包括在該通道106的開口端13處。i亥底板101、側(cè)壁102、 103和端壁104中的每一個(gè)都可以由固體導(dǎo)電材料 或者由接合為框架的導(dǎo)電材料片形成。合適的導(dǎo)電材料的實(shí)例包括、但并不限 于鋁和銅。作為說明，側(cè)壁103被切開，以顯示這種框架109的實(shí)施例。選擇該檢查系統(tǒng)10的總尺寸和形狀，以提供對于所實(shí)施的感應(yīng)NQR傳感 器110和/或磁傳織120的鄉(xiāng)和功率來說必要的電磁屏蔽。作為說明，該側(cè) 壁102、 103和端壁104具有總高度"H"。該高度"H"可以作為支承該檢查系 統(tǒng)10的基底的頂面與該偵蝰102、 103和端壁104的最高部分之間的距離被測 量。該檢査系統(tǒng)10的寬度"W"可以作為該側(cè)壁102和103之間的距離被測量。 在一個(gè)實(shí)施例中，該高度"H"的范圍可以從大約71.1cm至大約106.7cm，并 且該寬度"W"的范圍可以從大約61cm至大約91.4cm。圖1的實(shí)施例示出在 該通道106的開口端13處形成有可選地截短的部分的左和右壁102、 103。以這 種方式截短側(cè)壁102、 103便于進(jìn)出該檢查系統(tǒng)10的移動(dòng)。底板101和側(cè)壁102、 103在電磁屏蔽的內(nèi)部的表面可以由本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員已知的類型的持久耐磨材料形成(或者覆蓋和/或涂敷)。至少該底板IOI 的內(nèi)表面和/或斜坡108的頂面可以覆蓋有抗滑材料，以防止iSA或退出該非對 稱鞋掃描器100的人員滑倒或跌倒?？蛇x地，i亥底板101的內(nèi)表面、或者覆^/ 涂敷該底板101的持久耐磨材料可以被標(biāo)記，以向人員顯示站在(或?qū)⑽锲贩?在)該掃描區(qū)107內(nèi)的什么地方，以便可以i!51形成該非對稱鞋掃描器100的 部件的感應(yīng)NQR傳麟110和/或磁傳感器120掃描該人員(或物品)。在這方 面，在圖2中包括了腳的虛線輪廓116、 117，以說明在該掃描區(qū)107內(nèi)人員的 腳(或其它物品)可以被放置的大概區(qū)域以便M—個(gè)或多個(gè)感應(yīng)傳感器llO、 120進(jìn)行掃描。不同于某些常規(guī)的檢查系統(tǒng)，本發(fā)明的檢查系統(tǒng)10的實(shí)施例并不需要人員 去除他們的鞋、襪子、駄服以進(jìn)行掃描。替代地，該人員可以穿著襪子、鞋、 衣服等直接iSA該非對稱鞋掃描器100，并且當(dāng)該人員在識(shí)別亭20進(jìn)行處理時(shí)， 可以出i見對報(bào)警物體(例如武器、爆炸物、非法藥品等)的掃描。例如，適當(dāng)配置的感應(yīng)NQR傳感器110可以檢測范圍寬廣的爆炸物，諸如塞姆汀(Semtex) 塑料爆炸物、C4塑料爆炸物、硝化甘油炸藥、季戊四醇四硝酸酯(PETN)、循 環(huán)甲基三硝酸(通常所知的"RDX"、"旋風(fēng)炸藥"或"黑索今炸藥")、由E.I.du Pont de Nemours and Company制造的DETASHEET 塑料爆炸物、三硝基甲苯 (TNT)、三石肖基苯甲硝胺(特屈兒)、硝酸銨燃料油(ANFO)、黑火藥等。根據(jù)實(shí)施例，該感應(yīng)傳感器110可以被定位在該底板101的凹入殼體150 的頂上和/或內(nèi)部、在入口斜坡108與端壁104之間。該底板101內(nèi)的這個(gè)凹入 區(qū)可以在全部或部分的掃描區(qū)107之下延伸。雖然該感應(yīng)傳感器110被示出為 定位于凹入殼體150的內(nèi)部或頂上，但是一種替代方案是將該凹入殼體150和 所包括的感應(yīng)傳感器110安裝到該入口斜坡108與端壁104之間的，的基本 平坦的部分上。這種配置將要求被檢查人員，或走到該凹入殼體150上以進(jìn) 行檢查。磁傳感器120的組件可以被合并到側(cè)壁102和103中的每一個(gè)中。雖然沒有示出，但是該非對稱鞋掃描器100的實(shí)施例可以包括射頻(RF) 子系統(tǒng)，i刻寸頻子系統(tǒng)具有與該感應(yīng)NQR傳麟110通信的可變頻率RF源， 并且被配置用來向定位于該掃描區(qū)107內(nèi)的物品提供RF;M]信號(hào)。該感應(yīng)傳感 器110的繼電器和電容器被用來將該RF激勵(lì)信號(hào)的頻率調(diào)諧到想要的共振模。 該共振模以及其對應(yīng)的RF 、娜信號(hào)頻率(或頻率范圍)將根據(jù)所檢測附艮翻 體的 而變化。在一個(gè)實(shí)施例中，該RF'M信號(hào)的頻率等于或接近于預(yù)定報(bào) 翻體的預(yù)定特征核四極共振頻率。在這種實(shí)施例中，該感應(yīng)NQR傳麟110 可以被配置用作響應(yīng)于RF激勵(lì)信號(hào)而產(chǎn)生的來自該物品的NQR信號(hào)的拾波線 圈(pckupcoil)，并進(jìn)一步被配置用來提供表示存在或沒有感興趣物質(zhì)的NQR 輸出信號(hào)。因此，該感應(yīng)傳感器110可以向定位于該掃描區(qū)107內(nèi)的物品提供 電(和/或磁)；繊。替代地，該感應(yīng)線圈110可以是用來提供等于或接近于預(yù) 定報(bào)警物體的預(yù)定特征NMR頻率的激勵(lì)信號(hào)的核磁共振(NMR)傳感器。作為說明，NQR傳自M圍繞電場梯度內(nèi)的原子四極核子而工作。當(dāng)原 子四極核子位于射頻磁場中時(shí)，與場梯度相關(guān)的局部場的變化以不同的方式對 該核子的不同部分產(chǎn)生影響。這些場的合力使得該四極核子受到扭矩，該扭矩 使該四極核子繞該電場梯度旋進(jìn)。旋,動(dòng)產(chǎn)生振蕩核磁矩。外部施加的與四 極方繊頻率同相的射頻(RF)磁場可以瞬間傾斜核子的方向。能級(jí)暫時(shí)不處于 平衡狀態(tài)，并立即開始返回平衡狀態(tài)。當(dāng)核子返回時(shí)，它們產(chǎn)生RF信號(hào)，稱為ii自由感應(yīng)衰減(FID)。熟練的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，物品的前述激勵(lì)可以被用來從該物品產(chǎn)生NQR 信號(hào)。該感應(yīng)傳繊110檢測所得到的該NQR信號(hào)，該NQR信號(hào)隨后通過靈 敏接收器被放大并通過計(jì)算機(jī)處理器被處理，以測量其特征?？梢詮膶υ撟杂?感應(yīng)衰減的處理得至據(jù)示存在或沒有預(yù)定報(bào)翻體的計(jì)^m產(chǎn)生的信號(hào)。另外，該檢查系統(tǒng)10可以進(jìn)一步包括用于操作和控制該非對稱鞋掃描器 100和/或該識(shí)別亭20的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在下面參照圖9進(jìn)一步描述這種計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)的實(shí)施例。圖2為圖1中所示的該非對稱鞋掃描器100的放大區(qū)域"A"的頂，腿視 圖，其進(jìn)一步圖解說明具有四個(gè)導(dǎo)電壁IOI、 102、 103和104的電磁屏蔽內(nèi)的 第一傳導(dǎo)軌跡(conductive trace) 111、第二傳導(dǎo)軌跡112、第一金屬檢測器傳導(dǎo) 軌跡121、和第二金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡122的示范配置。為了說明的目的，該底 板101的防滑表面已經(jīng)從圖2中被除去，以更加清楚地顯示該凹入殼體150、印 刷電路板130、以及形成該感應(yīng)NQR (或NMR)傳感器110的部件的傳導(dǎo)軌跡 111、 112。同樣為了說明的目的，側(cè)壁102、 103的內(nèi)表面已經(jīng)從圖2中被除去， 以更加清楚地顯示i織一金屬檢測劍專導(dǎo)軌跡121和第二金屬檢測劉專導(dǎo)f爐 122，其共同形成上述的磁傳感器120。如圖2中所示，可以使用兩個(gè)傳導(dǎo)軌跡lll、 112來實(shí)施感應(yīng)傳 110。 這些傳導(dǎo)f爐lll、 112中的每一個(gè)都可以被形成為印刷電路板130的部件，并 且位于該印刷電路板130的中間平面的相對側(cè)上。該印刷電路板130的前邊緣 131和后邊緣132可以與該凹入殼體150的前部151和后部152電耦合。如圖2 中所示，該傳導(dǎo)軌跡111被定位于中間平面113的一側(cè)上，而該傳導(dǎo)軌跡112 被定位于該中間平面113的相對側(cè)上。在一個(gè)實(shí)施例中，磁場平衡墊片140作為該非對稱鞋掃描器100的組件被 集成。在沒有該墊片140的情況下，該非對稱鞋掃描器100的端壁104 ffi31將 該磁場的前部向后朝著橫向中心軸123 g而使當(dāng)該非對稱鞋掃描器100工作 時(shí)所產(chǎn)生的NQR/NMR磁場失衡。如果不被修正，該失衡的磁場可能將誤差引 入到該非對稱鞋掃描器100所收集的數(shù)據(jù)中，和/或致使該非對稱鞋掃描器100 不能操作。相應(yīng)地，本發(fā)明的實(shí)施例提供該墊片140 (并且特別地將其定位)， 以便以如下方式平衡該NQR/NMR磁場，即允許該非對稱鞋掃描器100以具有高吞吐量和低假警報(bào)百分比的最佳方式工作。注意，該橫向中心軸123不同于 圖l中所示的該系統(tǒng)中心軸ll。如上所述，這里，該橫向中心軸被用來定義該感應(yīng)NQR傳 110和磁傳感器120的前和后對稱。在一個(gè)實(shí)施例中，該墊片140被形成在該印刷電路板130內(nèi)。在另一實(shí)施 例中，該墊片140禾,粘合劑或緊固件被固定到該印刷電路板130的外表面上。 在任一實(shí)施例中，該墊片140可以是具有導(dǎo)電特性的大體平坦的矩形材料片。 合適材料的一個(gè)例子是銅，但是也可以使用其它導(dǎo)電材料或材料組合。該墊片 140被放置在該傳導(dǎo)軌跡111、 112之間，并與該傳導(dǎo)軌跡lll、 112電絕緣。另 夕卜，該墊片140的垂直中心軸與中間平面113對齊。為了通過使該NQR/NMR 磁場朝著該端壁104偏轉(zhuǎn)而使該NQR/NMR磁場平衡，該墊片140的前邊緣141 應(yīng)該被定位于或稍微靠后于從兩個(gè)相對側(cè)壁中的第一側(cè)壁102向兩個(gè)相對側(cè)壁 102、 103中的第二側(cè)壁103延伸的橫向中心軸123 (例如在該橫向中心軸123 下面)。該墊片140的尺寸將根據(jù)多個(gè)因素而變化，該多個(gè)因素其中包括但并不限 于該電路板130的尺寸、該傳導(dǎo)軌跡lll、 112的尺寸、以及該NQR磁場的 弓M。在圖2中說明性所示的實(shí)施例中，墊片140具有的(平行于該橫向中心 軸123而測得的)寬度142大于(平行于該中間平面113而測得的)其深度143。如圖2中所示，并且如在下面參照圖3進(jìn)一步所述，該非對稱鞋掃描器100 的操作在該印刷電路板130、該感應(yīng)NQR傳感器llO的傳導(dǎo)fttlll、 112、以 及該磁傳感器120的傳導(dǎo)軌跡121 、122中的一個(gè)或多個(gè)中產(chǎn)生不同的電流回路。 下面參照圖3描述形成于該印刷電路板130和傳導(dǎo)軌跡111、 112中的最大電流 回路的詳情和方向。較小的自包含的電流回路124、 125分別形成于該磁傳, 120的金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡121、 122中每一個(gè)中。兩個(gè)附加的自包含的槽電流 回路114、 115可以分別形成于傳導(dǎo)軌跡m、 112中的每一個(gè)中。如果鞋芯墊片檢測槽145、 146分別形成于該傳導(dǎo)軌跡m、 112中，男P么 它們可以以該傳導(dǎo)車爐111經(jīng)受大體上或基本上平行于側(cè)壁102的電流的方式 并且以該傳導(dǎo)軌跡112經(jīng)受大體上或基本上平行于側(cè)壁103的單獨(dú)電流的方式來配置。為了獲得這些電流，該傳導(dǎo)軌跡m、 m可以被設(shè)置為與電源(在該圖中未示出)、諸如上述RF激勵(lì)源連通。要理解的是，所繪出的該電流回路124、 125和槽電流回路114、 115僅僅是用于說明，并且在所制造的設(shè)備的實(shí)施例中將不會(huì)出現(xiàn)。再次參照圖2，可以使用與該印刷電路板130電絕緣的至少兩^M專導(dǎo)軌跡 121、 122來構(gòu)建磁傳感器120。該第一金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡121可以附接于側(cè) 壁102，并且第二金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡122可以附接于側(cè)壁103。如圖所示，第 一金屬檢測劉專導(dǎo)車爐121位于通道106的中間平面113的一側(cè)，并且第二金 屬檢測^(專導(dǎo)軌跡122位于該中間平面113的相對側(cè)。該磁傳 120可以以如下方式來配置該第一金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡121 經(jīng)受大體上或者基本上平行于該側(cè)壁102的電流，并且該第二金屬檢測器傳導(dǎo) 軌跡122經(jīng)受大體上或者基本上平行于該側(cè)壁103的^^蟲電流。為了獲得這些 電流，可以將該第一和第二金屬檢測劉專導(dǎo)IWlll、 112設(shè)置為與電源(未示 出)魏。在一個(gè)實(shí)施例中，可以配置該磁傳感器120以在多個(gè)不同方向上檢觀岐被 檢查人員的下肢附近范圍內(nèi)存在的金屬物體。在這種實(shí)施例中，該檢查系統(tǒng)10 可以利用該感應(yīng)傳繊110來附加地或替代地檢測在被檢查人員的下肢附近存 在的金屬物體、諸如槍、小刀、弟IJ刀、以及其它有刀刃的武器。在圖2中所示的特定實(shí)施例中，該感應(yīng)傳感器110被配置用來檢測由于位 于被檢查人員的鞋中的鞋芯墊片的存在而產(chǎn)生的調(diào)諧頻率的偏移。因而，傳導(dǎo) 軌跡lll、 112中的每一個(gè)都設(shè)有用于產(chǎn)生共振模以檢測鞋內(nèi)鞋芯墊片的存在的 裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，這種用于產(chǎn)生共振模的裝置包括分別在該傳導(dǎo)軌跡lll 和112中的每一個(gè)中的垂直槽145、 146。垂直槽145、 146中的每一個(gè)都可以形 鵬分別延伸通過每一傳導(dǎo)軌跡(例如線圈)lll、 112的中心的各個(gè)縱向軸180、 181中，并通常定中心于各個(gè)縱向軸180、 181上。該槽145的長度的大部分可 以被定位于該傳導(dǎo)軌跡111的后部中(例如該傳導(dǎo)軌跡111的后部傳導(dǎo)元件162 的M中)。對以地，該槽146的長度的大部分可以被定位于該傳導(dǎo)軌跡112的 后端中(例如該傳導(dǎo)軌跡112的后部傳導(dǎo)元件164的前端中)。該槽145、 146 各自用于產(chǎn)生新共振模(例如每一個(gè)槽145、 146的存在產(chǎn)生尤其適合于檢測被 置于該掃描區(qū)107內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)鞋內(nèi)金屬鞋芯墊片的存在的共振頻率范圍)。如下所述，當(dāng)由鞋芯墊片檢測槽145、 146所提供的唯一共振模(或共振模 范圍)被 時(shí)，該感應(yīng)傳感器110用作鞋芯墊片檢測器，離測由于位于被 檢查人員的鞋中的金屬鞋芯墊片的存在而產(chǎn)生的共振調(diào)諧頻率的變化或偏移。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，該金屬檢測制專導(dǎo)$爐121、 122中的每一個(gè)都可以ilil發(fā)生器(未示出)來驅(qū)動(dòng)，以在該感應(yīng)傳繊110的傳導(dǎo)車腿111、 112 中分別產(chǎn)生磁場，該磁場產(chǎn)生共振槽電流114、 115。如果不存在金屬物體或物 質(zhì)，則該磁場通常是均勻的；然而被定位于鞋芯墊片檢測槽145、 146中的任何 一個(gè)(或兩個(gè))上的金屬物體或物質(zhì)將改變該磁場(及其所產(chǎn)生的共振槽電流 114、 115)。因此，該共振槽電流114、 115的變化可以指示金屬鞋芯墊片(和/或其它金屬物體和/或物質(zhì))的存在。該感應(yīng)傳感器110可以與計(jì)算機(jī)處理器耦合。相應(yīng)地，可以通過(圖9的) 該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300將與鞋芯墊片共振模相關(guān)的共振調(diào)i皆頻率的偏移與被檢查人 員的鞋中所隱藏的金屬鞋芯墊片的存在關(guān)聯(lián)起來。如果檢測到鞋芯墊片，貝暢 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300可以輸出信號(hào)給該識(shí)別亭圖形用戶接口，該識(shí)別亭圖形用戶接 口通知被檢查人員，他們將需要在另一安全檢查點(diǎn)進(jìn)一步進(jìn)行掃描。在該檢查 系統(tǒng)10被實(shí)施于機(jī)場的售檢票區(qū)處的一個(gè)實(shí)施例中，該第二安全檢查點(diǎn)可以是 閘門區(qū)檢查點(diǎn)。如果沒有檢測到金屬物體或物質(zhì)，就可以允許該人員快速通過 (或繞過) 一個(gè)或多個(gè)安全檢查點(diǎn)。在圖1和2中，該檢查系統(tǒng)10被示出為具有開放式入口，該開發(fā)式入口通 過這種結(jié)構(gòu)的基本上U形的設(shè)計(jì)來定義。如果希望，該檢查系統(tǒng)10可以替代地 配置有閘門、門、或其它包圍裝置。雖然該檢查系統(tǒng)10在沒有被配置為全封閉 的屏蔽的包圍體的情況下功能完全，但是這種設(shè)計(jì)是可能的。進(jìn)一步注意，根 據(jù)本發(fā)明各禾中實(shí)施例的NQR/NMR金屬檢測傳感器110、 120不僅作為該檢查系 統(tǒng)10的部^M共對例如爆炸物、非法藥物和金屬物體的篩選，而且這種傳感器 也可以被實(shí)施用來與其它類型的檢查系統(tǒng)(例如蒸汽軌跡、x射線等)協(xié)同工作。圖3是描繪感應(yīng)傳感器110的主要電氣組件中的一些的簡化示意圖。作為 說明，所示的傳導(dǎo)軌跡111具有通過非傳導(dǎo)性間隙165分開的前部傳導(dǎo)元件161 和后部傳導(dǎo)元件162。類似地，傳導(dǎo)軌跡112包括也通過非傳導(dǎo)性間隙166分開 的前部傳導(dǎo)元件163和后部傳導(dǎo)元件164。該傳導(dǎo)軌跡111、 112可以由任何適 當(dāng)?shù)貙?dǎo)電的材料形成。適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料的非限制性例子例如包括銅或鋁。對于本發(fā)明的每一實(shí)施例來說，該傳導(dǎo)軌跡111、 112的長度和寬度將變化。 在示范實(shí)施例中，每一傳導(dǎo)軌跡111、 112可以各自具有大約10.2cm至大約 20.3cm的寬度118以及大約30.5cm至大約61cm的長度119 (包括該間隙165、15166)。如從該傳導(dǎo)元件161、 163的后邊緣到對應(yīng)的傳導(dǎo)元件162、 164的前邊 緣所測量的，每一間隙165、 166可以皿大約0.3cm至大約2.5cm。該傳導(dǎo)軌跡111的傳導(dǎo)元件161和傳導(dǎo)元件162被示出為fflil固定值的共 振電容器167和調(diào)諧電容器168電耦合，該調(diào)諧電容器可以是具有可變電容的 開關(guān)電容器。另外，該傳導(dǎo)軌跡112的傳導(dǎo)元件163和傳導(dǎo)元件164被示出為 類似:tW過固定值的共振電容器169和調(diào)諧電容器170電耦合。圖3也包括幾個(gè)箭頭182、 183、 184、 185，這些箭頭顯示在與本發(fā)明實(shí)施 例相關(guān)的電流回路中流經(jīng)傳導(dǎo)軌跡lll、 112的電流的方向。熟練技術(shù)人員將理 解，根據(jù)該鞋掃描器如何工作，電流可以在幾個(gè)電流回路之一中流動(dòng)。在通過 箭頭182、 183、 184和185表示的電流回路中，電流在通過箭頭182所指示的 一個(gè)方向上(例如從帶正電荷的前部傳導(dǎo)元件161到帶負(fù)電荷的后部傳導(dǎo)元件 162)流經(jīng)該傳導(dǎo)軌跡lll，并且也在通過箭頭183所指示的相反方向上(例如 從帶正電荷的后部傳導(dǎo)元件164至蹄負(fù)電荷的前部傳導(dǎo)元件163)流經(jīng)該傳導(dǎo)軌 跡112。在這個(gè)電流回路中，該傳導(dǎo)fliilll、 112被說成具有"非對稱電流" 182、 183。由于該印刷電路板130的前邊緣131與該凹入殼體150電耦合，所以電流 也在M箭頭184所指示的方向上(例如從該傳導(dǎo)軌跡112的帶負(fù)電荷的前部 傳導(dǎo)元件163到該傳導(dǎo)軌跡111的帶正電荷的后部傳導(dǎo)元件161)流動(dòng)。由于該 印刷電路板130的后邊緣132與該凹入殼體150電耦合，所以電流也在通過箭 頭185所指示的方向上(例如從該傳導(dǎo)軌跡111的帶負(fù)電荷的后部傳導(dǎo)元件162 到該傳導(dǎo)軌跡112的帶正電荷的后部傳導(dǎo)元件164)流動(dòng)。參照圖2和3，每一傳導(dǎo)軌跡lll、 112可以包括兩個(gè)傳導(dǎo)元件組和兩個(gè)繼電器和電容器組，它們被幾何地配置并且被定位，以最小化電磁干擾。作為說 明，該傳導(dǎo)f爐lll包括M3i間隙165分開的傳導(dǎo)元件161、 162。同樣，該傳 導(dǎo)軌跡112包括ilil間隙166分開的傳導(dǎo)元件163、 164。該傳導(dǎo)軌跡111包括 第一繼電器和電容器組171以及對應(yīng)的第二繼電器和電容器組172。在每一組 171、 172中，該繼電器和電容器被布置成一個(gè)或多個(gè)條帶。這些條帶彼此電絕 緣，并基本上平行于該縱向軸180。繼電器和電容器組171的大部分可以被定位 于傳導(dǎo)元件161在該傳導(dǎo)f爐的縱向軸180的第一側(cè)的后端上。為了平衡并且 有效地抵銷由繼電器和電容器所發(fā)出的任何電磁干擾，該第二繼電器和電容器組可以被定位于該傳導(dǎo)軌跡的中心垂直軸180的第二側(cè)上。另外，該第二繼電器和電容器組172可以從該第一繼電器和電容器組171的方向旋轉(zhuǎn)180度。第 二繼電器和電容器組172的大部分也可以被定位于該傳導(dǎo)元件162的前端。參照該第二傳導(dǎo)軌跡112，可以以上述方式來配置第三和第四繼電器和電 容器組173、 174，并且可以將其進(jìn)一步配置為與該第一和第二繼電器和電容器 組171、 172鏡像對稱。例如，如圖2中所示，i織三繼電器和電容器組173的 大部分可以被定位于傳導(dǎo)元件163在該傳導(dǎo)軌跡的縱向軸181的第一側(cè)的后端 上。該第四繼電器和電容器組174可以被定位于該傳導(dǎo)軌跡的縱向軸181的第 二側(cè)上，并且可以從該第三繼電器和電容器組173的方向旋轉(zhuǎn)180度。該第四 繼電器和電容器組174的大部分可以被定位于該傳導(dǎo)元件164的前端。圖4是描繪與該感應(yīng)NQR傳感器110的傳導(dǎo)軌跡111、 112連通的可選電 流平衡導(dǎo)線191、 192的簡化示意圖。注意，圖4描繪與圖3的該感應(yīng)NQR傳 感器110相同的實(shí)施例，但是為了清楚起見，省略了傳導(dǎo)軌跡lll、 112的固定 值的共振電容器167、 169和調(diào)諧電容器168、 170。在圖4中，電流平衡導(dǎo)線191被示出為與帶正電荷的前部傳導(dǎo)元件161和 帶正電荷的后部傳導(dǎo)元件164電耦合。與該電流平衡導(dǎo)線191在交點(diǎn)193交叉 的第二電流平衡導(dǎo)線192類似地與帶負(fù)電荷的后部傳導(dǎo)元件162和帶負(fù)電荷的 前部傳導(dǎo)元件163電耦合。另外，該電流平衡導(dǎo)線191、 192應(yīng)該彼此電絕緣。 該平衡導(dǎo)線191 、 192幫助該NQR傳感器110維持上述^t稱的通過該傳導(dǎo)軌 跡lll、 112的電流流動(dòng)182、 183。另外，該平衡導(dǎo)線191、 192將該傳導(dǎo)軌跡 111、 112的正和負(fù)傳導(dǎo)元件維持在大約相同的電流電平。在4頓上述平衡墊片140的實(shí)施例中，該平衡導(dǎo)線191、 192 (以及它們的 交點(diǎn)193)可以被定位于大約該中間平面113與該橫向中心軸123的交點(diǎn)處，如 所示的那樣。替代地，在不i頓平衡墊片140的實(shí)施例中，該平衡導(dǎo)線191、 192 (以及它們的交點(diǎn)193)可以被移動(dòng)到該橫向中心軸123的后部，以將感應(yīng)NQR 傳感器IIO、 120所產(chǎn)生的磁場向前朝著該端壁104反射，如下面進(jìn)一步參照圖 8所述。圖5是沿著圖1中的截線B—B'所取的該安全檢査系統(tǒng)10的部分橫截面圖， 示出被定位于上述無源電磁屏蔽內(nèi)(例如該側(cè)壁102、 103和端壁104的內(nèi)部區(qū) 域內(nèi))的感應(yīng)NQR傳感器110的實(shí)施例。箭頭194指示由在該傳導(dǎo)軌跡111中流動(dòng)的電流所產(chǎn)生的磁場的逆時(shí)針流通方向。箭頭195指示由在該傳導(dǎo)軌跡112 中流動(dòng)的電流所產(chǎn)生的磁場的順時(shí)針流通方向。相比于常規(guī)的感應(yīng)傳 系統(tǒng)，由該感應(yīng)NQR傳感器110所產(chǎn)生的(ffi31箭頭194、 195表示的)非對稱磁場 是充分衰減的(well-attenuated)、自包含的，并且尤其適合于與開方^A口屏蔽結(jié) 構(gòu)一起使用。例如，所得到的由感應(yīng)NQR傳感器110產(chǎn)生的(通過箭頭194、 195表示的)磁場的圖案沿著徑向方向在強(qiáng)度上經(jīng)歷由下式給出的近似指數(shù)的下 降e=r/w (1)其中"r"為壁的半徑(圖1的距離196)，并且"w"為壁之間的橫向間隔(圖 1的距離"W")。在一個(gè)實(shí)施例中，該感應(yīng)傳感器110可以與凹入殼體150耦合，以在包含 該感應(yīng)傳li^ 110的傳導(dǎo)軌跡111、 112的電路板130與該凹入殼體150的底部 154之間形成非傳導(dǎo)性間隙153。該間隙153允許該磁場194、 195圍繞它們各 自的傳導(dǎo)f爐lll、 112自由 lffl。在一個(gè)實(shí)施例中，該間隙153的最小深度將 大約為5.1cm。如上所述，該感應(yīng)傳感器110可以使用印刷電路板130來實(shí)施，該印刷電 路板ffiil該印刷電路板130的不導(dǎo)電的區(qū)域133、 134、 135使該傳導(dǎo)軌跡111、 112彼此電絕緣，并且與傳導(dǎo)壁102、 103電絕緣。該印刷電路板130的這些非 傳導(dǎo)性區(qū)域也允許磁場194、 195圍繞它們各自的傳導(dǎo)軌跡自由流通。作為實(shí)際 應(yīng)用的例子，該傳導(dǎo)軌跡lll、 U2可以分別M該印刷電路板130的橫向非傳 導(dǎo)性區(qū)域133和134被定位鄉(xiāng)巨離它們各自的壁102、 103大約5.1cm至大約 17.8cm。另外，可以使用該印刷電路板130的中心非傳導(dǎo)性區(qū)域135將該傳導(dǎo) 車爐定位成彼啦巨離大約10.2cm至大約35.6cm。在圖5中，該傳導(dǎo)軌跡lll、 112被示出為具有與該印刷電路板130近似相 同的厚度，但是這并不是要求；并且在某些實(shí)施例中，該傳導(dǎo)軌跡lll、 112可以比該印刷電路板130的厚度更薄。該傳導(dǎo)軌跡m、 m中的每一個(gè)的厚度范圍的非限制性例子為大約0.2cm至大約1.6cm，但是也可以是其它厚度。圖6、 7和8為圖1和2的該非對稱鞋掃描器100的簡化橫截面?zhèn)纫晥D。圖 6示出一個(gè)問題，針對該問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供技術(shù)方案。圖7和8示出解 決圖6中所示問題的本發(fā)明的實(shí)施例。18參照圖6，由流經(jīng)交叉平衡導(dǎo)線191、 192的交點(diǎn)193的電流產(chǎn)生逆時(shí)針流 通的磁場200。這個(gè)磁場200被該端壁104急劇向上反射離開i繊板101和/或 凹入殼體150的底部。因此，該磁場200在前部/后部方向上變得失衡，這損害 該非對稱鞋掃描器勵(lì)的操作。參照圖2和7，可以如前所M51放置該平衡墊片140來平衡(例如朝著 該端壁104反射)該磁場200。由于該平衡墊片140導(dǎo)電，所以其抵制該磁場 200。將該平衡墊片的前邊緣141放置在該橫向中心軸123上或其后改變該磁場 200的形狀，使得其更加均勻地分布在該橫向中心軸123的前部和后部。這顯著 改善該非對稱鞋掃描器100的操作。參照圖4和8，平衡該磁場200的另一種方式是將該交叉平衡導(dǎo)線191 、 192 (包括它們的交點(diǎn)193)偏移到該橫向中心軸123的后部。當(dāng)該交叉平衡導(dǎo)線191、 192如圖8中所示被定位時(shí)，該磁場200不會(huì)ffi51端壁104如圖6中所示那樣急 劇地向上反射。相應(yīng)地，該交叉平衡導(dǎo)線191、 192的偏移放置改變該磁場200 的形汰，使得該磁場200更加均勻地分布在該橫向中心軸123的前部和后部。圖9 ^出可以被用來操作該檢查系統(tǒng)10的一個(gè)或多個(gè)組件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 300的實(shí)施例的圖示。該計(jì)^m系統(tǒng)300被說吸性地示出為具有圖形用戶接口 305、，器310、和存儲(chǔ)器315。該處理器310可以使用任何適當(dāng)?shù)挠?jì)算裝置 來實(shí)施，該計(jì)算裝置提供與該檢查系統(tǒng)10相關(guān)的各種系統(tǒng)和組件(包括電源 302)的必要控制、監(jiān)控、以及數(shù)據(jù)分析。通常，處理器310可以是專用或通用計(jì)算機(jī)，諸如具有諸如DOS、Windows、 OS/2或Linux的操作系統(tǒng)的個(gè)人i十算機(jī)；Macintosh計(jì)算機(jī)；具有JAVA OS作 為操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)；圖形工作站，諸如Sun Microsystems和Silicon Graphics 的計(jì)算機(jī)，和具有某些版本的UNIX操作系統(tǒng)、諸如Sun Microsystems的MX 或SOLARIS、或者任何其它已知的并可得至啲操作系統(tǒng)的其它計(jì)算機(jī)，或者包 括但并不限于膝上型電腦或手,射十算機(jī)的任何裝置。圖形用戶接口 305可以是 可與這里所描述的任何計(jì)算裝置一起工作的任何適當(dāng)?shù)娘@示裝置，并且可以包 括顯示器，諸如液晶顯示器、發(fā)光二極管顯示器、陰極射線管顯示器、等離子 顯W器等。可以使用支持用于操作控制該檢查系統(tǒng)10的各種組件(例如感應(yīng)NQR傳 感器IIO、金屬檢測^[專感器120、亭20、痕跡檢測入口 202、空氣噴口 203，等)的數(shù)據(jù)以及必要信令的傳輸?shù)娜魏芜m當(dāng)技術(shù)來實(shí)施系統(tǒng)300與各種檢查和檢測器系統(tǒng)之間的通信鏈路301?？梢允褂贸Ｒ?guī)的通信技術(shù)、諸如未屏蔽的雙絞 線(UTP)線纜、以太網(wǎng)線纜、同軸線纜、串行線纜、并行線纜、以及光纖等 來實(shí)施該通信鏈路301 。雖然可以{柳無線通信技術(shù)，但是典型地并不利用它們， 因?yàn)樗鼈儾⒉荒芴峁┰S多應(yīng)用、諸如機(jī)場行李篩選系統(tǒng)所需要的必要的安全級(jí) 別。在某些實(shí)施方案中，系統(tǒng)300被物理地配置成與該檢査系統(tǒng)在物理上非常 接近，但是如果希望，系統(tǒng)300可以遠(yuǎn)程地被實(shí)施。遠(yuǎn)程實(shí)施可以M31給系統(tǒng) 300和檢查系統(tǒng)配置包括從專用連接到局域網(wǎng)(LAN)、到廣域網(wǎng)(WAN)、到 城域網(wǎng)(MAN)、或者甚至到互聯(lián)網(wǎng)的任何鏈路的適當(dāng)安全的網(wǎng)絡(luò)鏈路來完成?，F(xiàn)在描述使用禾B/或操作該檢查系統(tǒng)10的實(shí)施例的示范方法。參照圖1和2， 人員可以在該通道106的開口端103 itA該檢查系統(tǒng)10并行進(jìn)到該識(shí)別亭20。 當(dāng)與該識(shí)別亭20交互時(shí)，該人員可以站立，并且他們的腳定位于該NQR傳感 器110的傳導(dǎo)軌跡111、 112上(或者鄰近于該傳導(dǎo)軌跡lll、 112)并且鄰近于 該金屬檢觀帷繊120的金屬檢測劉專導(dǎo)軌跡121、 122。 ffiil感測體(例如 視覺檢查、紅外激光器、壓力傳感器、熱傳感器、觸摸墊、相機(jī)等)的使用， 該檢查系統(tǒng)10可以檢測在該掃描區(qū)107內(nèi)人員或物品的存在，并且然后利用頻 率為與預(yù)定報(bào)警物體的預(yù)定特征NQR/NMR頻率對應(yīng)的預(yù)定共振頻率的電磁信 號(hào)來娜該傳導(dǎo)$爐111、 112、 121、 122。例如，基于RDX的塑料爆炸物具有 大約3.410MHz的共振頻率，而基于PETN的塑料爆炸物具有大約890KHz的共 振頻率。注意，該激勵(lì)頻率并不需要與目標(biāo)物質(zhì)的NQR頻率精確相同，但是其 典型地在正或負(fù)大約500Hz至大約1000Hz的范圍內(nèi)?？梢詊柳NQR檢測的各 種感興趣的目標(biāo)物質(zhì)的共振頻率是眾所周知的，并且不需要進(jìn)一步被描述。RF、ma信號(hào)在位于掃描區(qū)107內(nèi)的被檢查人員的下肢周圍(或在被置于掃 描區(qū)107內(nèi)的物品P(銜)產(chǎn)生自包含的平衡磁場194、 195、 200。在傳送RF激 勵(lì)信號(hào)之后，傳導(dǎo)軌跡lll、 112用作檢測從感興趣物質(zhì)接收的任何共振信號(hào)的 拾波線圈。這些被反射的共振信號(hào)可以被傳送給用于處理和分析的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 300。在完成分析之后，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300可以輸出在鞋掃描器100的掃描區(qū)內(nèi) 是否存在報(bào)翻體、感興趣物質(zhì)等的指示。在一個(gè)實(shí)施例中，NQR掃描過程需 要大約2秒至大約20秒，其提供對被檢査人員的下肢的快速、準(zhǔn)確的非侵入式檢查。圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法1000的流程圖。該方法1000包括在鞋掃描器的掃描區(qū)內(nèi)檢測人員或物品的存在的可選步驟1001，其中鞋掃描器包括用 于非對稱地平衡磁場的裝置。這可以在視覺±313 作本發(fā)明的實(shí)施例的人員、和/或通過已知的檢測，、例如激光束、攝像機(jī)、壓力傳感器等來實(shí)現(xiàn)。該方 法可以進(jìn)一步包括利用頻率為與預(yù)定報(bào)警物體的特征共振頻率對應(yīng)的預(yù)定共振頻率的電磁信號(hào)激勵(lì)一個(gè)或者多個(gè)傳導(dǎo)軌跡的步驟畫2。該方法可以進(jìn)一步包 括響應(yīng)電磁信號(hào)產(chǎn)生磁場的步驟1003，以及非對稱地平衡磁場以改進(jìn)鞋掃描器 的性能的步驟1004。該方法還可以進(jìn)一步包括檢測來自鞋掃描器的掃描區(qū)內(nèi)的 人員和/或物品的共振信號(hào)的步驟1005。該方法也可以包括使用計(jì)算機(jī)處理器分 析該共振信號(hào)的步驟1006。該方法可以進(jìn)一步包括輸出是否存在報(bào)警物體的指 示作為通過計(jì)算機(jī)處理器進(jìn)行的分析的結(jié)果的步驟1007。附加地或替代地，預(yù)定共振頻率的RF漏信號(hào)可以被用來檢測被檢查人 員所穿著的鞋中的金屬鞋芯墊片。如前所述，如果在該掃描區(qū)內(nèi)不存在金屬物 體，那么通電的金屬檢測制專導(dǎo)$腿121、 122產(chǎn)生均勻磁場。然而，如果在掃 描區(qū)中存在鞋芯墊片，那么形成鞋芯墊片的金屬^l，壞平衡磁場194、 195和 200。這種破壞可以i!31傳導(dǎo)軌跡11、 112來檢測，并且i!31計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300 來分析，以確定在掃描區(qū)中存在金屬鞋芯墊片。圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖1100。該方法1100包括檢測鞋 掃描器的掃描區(qū)內(nèi)人員或者物品的存在的可選步驟1101，該鞋掃描器包括用于 檢測鞋芯墊片的裝置。這可以在視覺上3131本發(fā)明實(shí)施例的操作員和/或通過己 知的檢測裝置、例如激光束、攝像機(jī)、壓力傳感器等來實(shí)現(xiàn)。該方法可以進(jìn)一 步包括利用頻率為與預(yù)定報(bào)警物體的特征共振頻率對應(yīng)的預(yù)定共振頻率的電磁 信號(hào)、WI]—個(gè)或者多個(gè)金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡的步驟1102。該方法可以進(jìn)一步包 括響應(yīng)于該電磁信號(hào)而產(chǎn)生磁場的步驟1103。該方法可以進(jìn)一步包括在與一個(gè) 或者多個(gè)金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡電絕緣的一個(gè)或者多個(gè)傳導(dǎo)軌跡中檢測來自鞋掃 描器的掃描區(qū)中的人員和/或物品的共振信號(hào)的步驟1104。該方法也可以進(jìn)一步 包括使用計(jì)算機(jī)處理器分析該共振信號(hào)的步驟1105。該方法還可以進(jìn)一步包括 輸出是否存在鞋芯墊片的指示作為通過計(jì)算機(jī)處理器進(jìn)行的分析的結(jié)果的步驟 1106。應(yīng)理解，這些方法步驟可以按照任何適當(dāng)?shù)捻樞虮粓?zhí)行。注意，鞋襪、短襪和其他衣物不需要在檢查之前被去除。這些物品可以在被檢查人員穿著時(shí)m檢查系統(tǒng)10進(jìn)行檢查。由于在檢查之前不需要被檢查人員去除這樣的物品，因此該檢查系統(tǒng)10特別適于作為多站、機(jī)場篩選檢查點(diǎn)的 部件對乘客進(jìn)行非侵入式檢查。圖12為示出屏蔽裝置400的實(shí)施例的圖示，該屏蔽裝置400可以被用于保 護(hù)感應(yīng)NQR傳感器llO、 120不受電磁干擾。該屏蔽裝置400可以被集成在該 印刷電路板130的外表面內(nèi)或者上。如圖12中所示，該印刷電路板130具有中 間平面113，該中間平面與垂直的橫向中心軸123相交。該屏蔽裝置400的部件 包括導(dǎo)電主軌跡401和與該主軌跡401電耦合的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電輔助軌跡組 402、 403。該主軌跡401可以居中，并且在中間平面113的任一側(cè)和/或在橫向 中心軸123的任一側(cè)上均勻分布。該主軌跡401的長度405可以從該印刷電路 板130前邊緣130處或附近到該印刷電路板130的后邊緣處或附M行測量。 該主軌跡401的長度405可以大于其寬度406。在一個(gè)實(shí)施例中，該主軌跡的寬 度406可以大于輔助軌跡組402、 403中的任何一個(gè)輔助軌跡(secondary trace) 的寬度。在圖12中，該輔助軌跡組402被定位于中間平面113的一側(cè)，并且該輔助 車tt組403被定位于中間平面的相對側(cè)。該輔助軌跡組402、 403中的*車 450都與該主軌跡401電連接。此外，^軌跡被定位成與主軌跡401垂直或者 基本上垂直，并且絕緣間隙407隔開每一輔助軌跡。在一個(gè)實(shí)施例中，該屏蔽 裝置400的中心區(qū)域408具有比屏蔽裝置400的前部區(qū)域409和/或后部區(qū)域410 更高的輔助軌跡密度。如這里所使用的，短語"更高的輔助軌跡密度"意味著 輔助ltt緊密地間隔在一起，或者等同地說，該輔助軌^t間的間隙407是小 的。如所示的那樣，該輔助軌跡組402的軌跡450的端部411可以在該印刷電 路板130的側(cè)邊緣136處或者附近終止。以類似的方式，該輔助車爐組403的 車tt450的端部412可以在該印刷電路板130的側(cè)邊緣137處或者附近終止。 在一個(gè)實(shí)施例中，該端部411彼此間隔開，并且不與側(cè)軌跡電連接。以類似的 方式，該端部412也彼此間隔開，并且不電端接于側(cè)$ 中。在替代實(shí)施例中，該輔助軌跡組402的軌跡450的端部411可以與平行(或 者基本上平行)于該主軌跡401的第一側(cè)ftt電連接，并且該輔助軌跡組403 的執(zhí)跡450的端部412可以與平行(或者基本上平行)于該主軌跡401的第二22側(cè)軌跡電連接。在使用中，該屏蔽裝置400吸收與電容器167、 168、 169、 170 相關(guān)聯(lián)的電場，使該感應(yīng)NQR傳感器llO、 120所產(chǎn)生的磁場的全部或大部分 不受影響。這顯著提高檢查系統(tǒng)10的工作。這里所描述的該方法和過程的一個(gè)或多個(gè)步驟可以在例如使用計(jì)算機(jī)軟 件、硬件、或者它們的一些組合的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中被實(shí)施。對于硬件實(shí)施來 說，這里所描述的實(shí)施例可以ffi31處理器310來執(zhí)行，該處理器可以在一個(gè)或 者多個(gè)專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、數(shù)字信號(hào)處理裝置 (DSPD)、可編程邏輯裝置(PLD)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控 制器、微控制器、微處理器、其它被設(shè)計(jì)用于執(zhí)行這里所述功能的電子單元、 或者其選擇性組合內(nèi)被實(shí)施。對于軟件實(shí)施來說，這里所描述的實(shí)施例可以利用單獨(dú)的軟件模塊、例如 程序、功能等來實(shí)施，其中的每一個(gè)者敞行這里所述的功能和操作中的一個(gè)或 者多個(gè)。軟fH戈碼可以利用以任何適當(dāng)?shù)木幊陶Z言編寫的軟件應(yīng)用來實(shí)施，并 且可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元(例如存儲(chǔ)器315)中，并且M處理器(例如處理器 310)來執(zhí)行。該存儲(chǔ)單元可以在處理器中或者處理默卜部被實(shí)施，在這種情況 下該存儲(chǔ)單元可以利用已知的通信技術(shù)與該處理器通信耦合?？梢允褂萌魏晤?型的適當(dāng)?shù)囊资院头且资源鎯?chǔ)器或存儲(chǔ)設(shè)備(或者其組合)來實(shí)施示范存 儲(chǔ)單元315，該易失性和非易失性存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)設(shè)備包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、 可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)、只讀存儲(chǔ)器 (ROM)、磁存儲(chǔ)器、閃存、磁盤或光盤、或者其他類似的或者有效的存儲(chǔ)器或 者數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。己經(jīng)提供了本發(fā)明的各種實(shí)施例的詳細(xì)說明，然而在本發(fā)明的范圍內(nèi)的修 g^，技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。這些人員將理解， 關(guān)于一個(gè)實(shí)施例所描述的特征可以適用于其它實(shí)施例。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng) 參考后面的權(quán)利要求來正確地解釋。
權(quán)利要求
1.一種檢查系統(tǒng)，包括電磁屏蔽，具有兩個(gè)相對側(cè)壁(102、103)、與所述兩個(gè)相對側(cè)壁(102、103)中的每一個(gè)都電連接的端壁(104)、包括凹入殼體(150)并且與所述兩個(gè)相對側(cè)壁(102、103)中的每一個(gè)以及所述端壁(104)都電連接的底板(101)，其中所述兩個(gè)相對側(cè)壁(102、103)、所述端壁(104)、所述底板(101)以及所述凹入殼體(150)各自由導(dǎo)電材料形成；被定位于所述電磁屏蔽內(nèi)的感應(yīng)傳感器(110)；其中所述感應(yīng)傳感器(110)包括被定位于所述電磁屏蔽的中間平面的相對側(cè)上的至少兩個(gè)傳導(dǎo)軌跡(111、112)；其中所述感應(yīng)傳感器(110)被配置用于檢測由于位于被定位于掃描區(qū)(107)內(nèi)的被檢查人員的鞋中的金屬物體的存在而產(chǎn)生的調(diào)諧頻率的偏移。
2. 權(quán)利要求1的檢查系統(tǒng)，進(jìn)一步包括與所述凹入殼體(150)的前和后邊緣電連接的印刷電路板(130)，其中所 述傳導(dǎo)軌跡(111、 112)和用于平衡磁場的裝置各自是所述印刷電路板(130) 的組件。
3. 權(quán)利要求1的檢查系統(tǒng)，其中所述感應(yīng)傳麟(110)進(jìn)一步包括用于 產(chǎn)生共振模以檢測所述金屬物體的存在的裝置。
4. 權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中所述用于產(chǎn)生共振模的裝置包括 形成于所述至少兩個(gè)傳導(dǎo)軌跡(111、 112)中的每一個(gè)的縱向軸中并且沿著該中心軸定中心的槽(145、 146)。
5. 權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中所述槽(145、 146)的長度形成于所述至少兩 個(gè)傳導(dǎo)f爐(111、 112)中的每一個(gè)的后部中，所蹈少兩個(gè)傳導(dǎo)軌跡(111、 112)中的每一個(gè)的后部位于兩個(gè)相對偵蝰(102、 103)中的第一側(cè)艇 伸到所述兩個(gè)相對側(cè)壁(102、 103)中的第二側(cè)壁的橫向中心軸處或在該橫向 中心軸下面。
6. 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中所述金屬物體包括鞋芯墊片。
7. 權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括與所述感應(yīng)傳感器(110)耦合并被配 置用于關(guān)聯(lián)調(diào)諧頻率的偏移的計(jì)^m處理器(310)。
8. 權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述調(diào)諧頻率是核四極共振頻率和核磁共振頻 率之一。
9. 權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述感應(yīng)傳感器(110)是核磁共振傳麟和 核四極共振傳感器之一。
10. 權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中所述感應(yīng)傳感器(110)被配置用于響應(yīng)于以 通常對應(yīng)于所述金屬物體的預(yù)定特征共振頻率的頻率產(chǎn)生的RF 、 信號(hào)而作 為共振信號(hào)的拾波線圈起作用，并且進(jìn)一步被配置用于提供指示存在或沒有所 述金屬物體的共振輸出信號(hào)。
11. 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中四個(gè)導(dǎo)電壁之一包括識(shí)別亭(20)。
12. —種方法，包括檢測鞋掃描器(100)的掃描區(qū)(107)內(nèi)鞋的存在，其中該鞋掃描器(100) 包括用于檢測鞋芯墊片的裝置；利用頻率為與預(yù)定報(bào)警物體的特征共振頻率對應(yīng)的預(yù)定共振頻率的電磁信 號(hào)來 —個(gè)或者多個(gè)金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡(111、 112);以及響應(yīng)于該電磁^言號(hào)而產(chǎn)生磁場(194、 195)。
13. 權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括在與所述一個(gè)或多個(gè)金屬檢測器傳導(dǎo)軌跡(111、 112)電絕緣的一個(gè)或者 多個(gè)傳導(dǎo)軌跡(111、 112)中檢測來自所述鞋掃描器(100)的掃描區(qū)(107) 內(nèi)的物品的共振信號(hào)。
14. 權(quán)利要求13的方法，進(jìn)一步包括 4OT計(jì)算機(jī)處理器(310)來分析所述共振信號(hào)；以及 輸出是否存在所述鞋芯墊片附旨示作為由該計(jì)穀幾處理器(310)進(jìn)行的分析的結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于檢測鞋中的金屬物體的裝置和方法。公開了一種檢查系統(tǒng)(10)以及用于操作該檢查系統(tǒng)的方法。該檢查系統(tǒng)(10)可以包括感應(yīng)傳感器(110)。用于將該感應(yīng)傳感器(110)調(diào)諧到所希望的共振頻率的繼電器和電容器(171、172)可以被幾何地布置，以最小化由該繼電器和電容器的操作產(chǎn)生的電干擾?？梢允褂帽欢ㄎ挥谠摳袘?yīng)傳感器(110)中的槽(145、146)來調(diào)諧該感應(yīng)傳感器(110)的共振模，以精確地并且特別地檢測金屬鞋芯墊片和/或鞋、襪、和/或衣服中的其它金屬物體。
文檔編號(hào)G01N24/00GK101256161SQ20071030357
公開日2008年9月3日 申請日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者C·克勞利 申請人:通用電氣家園保護(hù)有限公司