車載式輻射檢查系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種車載式輻射檢查系統，包括行走車體、探測臂、輻射源和探測器。所述車載式輻射檢查系統還包括與所述探測臂分離的跟隨機構，所述跟隨機構中包括防輻射材料，并且在檢查被檢物品時所述跟隨機構以非接觸的方式跟隨所述探測臂一起移動，以防止輻射外泄。本發(fā)明不需要在探測臂中灌注鉛等大密度防輻射材料，因此，能夠有效降低探測臂的重量，從而不需要在搭載該探測臂的行走車體上設置平衡配重，因此，能有效解決車載式輻射檢查系統質量過大的問題。同時，本發(fā)明還能對跟隨機構的行走過程進行精密控制，防止跟隨機構與主動機構發(fā)生碰撞。
【專利說明】車載式輻射檢查系統
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及輻射檢測【技術領域】，尤其涉及一種車載式輻射檢查系統。
【背景技術】
[0002]在現有技術中，車載式集裝箱/車輛檢查系統是大型集裝箱/車輛檢查系統中的一種，能夠進行有機物/無機物識別、快速掃描和放射性監(jiān)測，其核心技術為輻射成像技術，其將輻射源和可伸縮式探測器臂裝載在商用汽車底盤上，進行檢查時探測器臂伸出，形成掃描通道，被掃描車直接駛入并通過掃描通道，在此過程中，安裝在商用汽車上的輻射源產生射線，穿過被掃描車，探測器臂接收射線形成掃描圖像。由于輻射防護的需要，探測器臂中必須灌入適量鉛。這種技術實現方式的問題在于探測器臂端的質量較大，導致探測器臂控制端的質量加倍增大，為了保證搭載該探測器臂的商用汽車底盤的平衡，必須在該商用汽車底盤上設置平衡用的配重，這就增加了整個設備的質量及成本，損害了整個設備的靈活性，不利于車載式集裝箱/車輛檢查系統的快速轉場。因此，很有必要對此進行改進。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的旨在解決現有技術中存在的上述問題和缺陷的至少一個方面。
[0004]根據本發(fā)明的一個方面，提供一種車載式輻射檢查系統，包括:行走車體；探測臂，搭載在所述行走車體上，所述探測臂和所述行走車體之間限定掃描通道；輻射源，安裝在所述行走車體上，用于向經過所述掃描通道的被檢物品發(fā)射輻射；和探測器，安裝在所述探測臂上，用于接收從所述輻射源發(fā)射的輻射。其中，所述車載式輻射檢查系統還包括與所述探測臂分離的跟隨機構，所述跟隨機構中包括防輻射材料，并且在檢查被檢物品時所述跟隨機構以非接觸的方式跟隨所述探測臂一起移動，以防止輻射外泄。
[0005]根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述跟隨機構中灌注有輻射防護用的鉛，并且所述探測臂中不灌注鉛。
[0006]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述跟隨機構具有一個容納凹部，在檢查被檢物品時，所述探測臂的安裝有探測器的部分容納在所述跟隨機構的容納凹部中。
[0007]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，在檢查被檢物品時，所述跟隨機構與所述探測臂之間保持預定間距。
[0008]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述跟隨機構上設置有至少一個傳感器，用于檢測所述跟隨機構與所述探測臂之間的實際間距。
[0009]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述跟隨機構上還設置有控制器，用于根據設定的預定間距和所述傳感器檢測到的實際間距之間的距離差計算驅動所述跟隨機構的電機的目標轉速，并用該目標轉速控制所述電機，使得所述跟隨機構與所述探測臂之間保持預定間距。
[0010]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述控制器根據所述距離差利用PID算法計算所述電機的目標轉速。[0011]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述跟隨機構上還設置有控制所述電機的轉速的變頻器，所述目標轉速作為所述變頻器控制所述電機的指令數值。
[0012]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述跟隨機構上還設置有檢測所述電機的實際轉速的編碼器，并且所述控制器根據所述目標轉速和所述編碼器檢測到的實際轉速之間的轉速差控制所述電機的轉速使之等于所述目標轉速。
[0013]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述控制器根據所述轉速差利用PID算法控制所述電機的轉速。
[0014]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述控制器為PLC控制器。
[0015]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述跟隨機構包括第一傳感器和第二傳感器，當檢查被檢物品時，所述第一傳感器和第二傳感器分別位于所述探測臂的兩側。
[0016]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述傳感器為接近開關。
[0017]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述跟隨機構包括:一對相互面對的方形柱狀側壁部分；和一個平板狀底壁部分，位于一對側壁部分之間。
[0018]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述行走車體上沒有設置用于平衡所述探測臂
的重量的配重。
[0019]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述探測臂包括:水平的第一臂，其連接到所述行走車體；和豎直的第二臂，其連接到所述水平的第一臂，所述探測器安裝在所述豎直的第
二臂上。
[0020]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述探測臂是可伸縮的探測臂，在不需要檢查被檢物品時，所述可伸縮的探測臂折疊在所述行走車體上，以便于運輸，并且在需要檢查被檢物品時，所述可伸縮的探測臂伸展開以形成所述掃描通道。
[0021]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，在不需要檢查被檢物品時，所述跟隨機構能夠搭載在所述行走車體上，以便于隨車運輸。
[0022]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述跟隨機構和所述行走車體為沿相互平行的軌道行走的有軌式跟隨機構和有軌式行走車體。
[0023]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所述跟隨機構和所述行走車體為僅通過滾輪行走的無軌式跟隨機構和無軌式行走車體。
[0024]與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于，由于提供了一個與探測臂分離的具有輻射防護功能的單獨的跟隨機構，因此，不需要在探測臂中灌注鉛等大密度防輻射材料，因此，能夠有效降低探測臂的重量，從而不需要在搭載該探測臂的行走車體上設置平衡配重，因此，能有效解決車載式輻射檢查系統質量過大的問題，并保證安全性，有效地進行輻射防護。同時，本發(fā)明還能對跟隨機構的行走過程進行精密控制，防止跟隨機構與主動機構發(fā)生碰撞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1a顯示根據本發(fā)明的一個實施例的車載式輻射檢查系統的立體示意圖；
[0026]圖1b顯示圖1a中的車載式輻射檢查系統的俯視圖，用于顯示跟隨機構與探測臂之間保持非接觸；
[0027]圖2顯示圖1中所示的跟隨機構的立體示意圖；[0028]圖3顯示圖1中所示的具有探測臂的行走車體的立體示意圖；
[0029]圖4顯示圖1所示的車載式輻射檢查系統的控制過程；
[0030]圖5顯示圖1所示的車載式輻射檢查系統的控制跟隨機構與探測臂之間的距離的控制框圖；和
[0031]圖6顯示圖1所示的車載式輻射檢查系統的控制跟隨機構的驅動電機的轉速的控制框圖。
【具體實施方式】
[0032]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中相同或相似的標號表示相同或相似的元件。下面參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0033]圖1a顯示根據本發(fā)明的一個實施例的車載式輻射檢查系統的立體示意圖。圖1b顯示圖1a中的車載式輻射檢查系統的俯視圖，用于顯示跟隨機構與探測臂之間保持非接觸。圖2顯不圖1a和圖1b中所不的跟隨機構的立體不意圖；和圖3顯不圖1a和圖1b中所示的具有探測臂的行走車體的立體示意圖。
[0034]如圖la、圖1b-圖3所示，在本發(fā)明的一個實施例中，車載式輻射檢查系統主要包括:檢查車200和與檢查車200分離的跟隨機構100。
[0035]如圖3所示，檢查車200主要包括行走車體201和搭載在行走車體201上的探測臂 202、203。
[0036]參見圖la、圖1b和圖3，在探測臂202、203和行走車體201之間限定一個讓被檢物品(未圖示，例如集裝箱或車輛等)通過的掃描通道。
[0037]如圖la、圖1b所示，在行走車體201上安裝有輻射源206，該輻射源206用于向經過掃描通道的被檢物品發(fā)射輻射。
[0038]如圖la、圖1b和圖3所示，在探測臂上安裝有與輻射源對應的探測器204，該探測器204用于接收從輻射源發(fā)射的并穿過被檢物品的輻射。
[0039]在圖示的一個實施例中，探測臂202、203主要包括水平的第一臂202和豎直的第二臂203。如圖la、圖1b和圖3所示，水平的第一臂202連接到行走車體201上，豎直的第二臂203連接到水平的第一臂202，探測器204安裝在豎直的第二臂203上。
[0040]盡管未圖示，在本發(fā)明的一個實施例中，水平的第一臂202可以相對于行走車體201在一個方向或多個方向上自由旋轉，同時，豎直的第二臂203可以相對于水平的第一臂202在一個方向或多個方向上自由旋轉。這樣，第一和第二探測臂202、203就構成了可伸縮和可折疊的探測臂，在不需要檢查被檢物品時，第一和第二探測臂202、203折疊在行走車體201上，以便于運輸，并且在需要檢查被檢物品時，第一和第二探測臂202、203伸展開以形成掃描通道。
[0041]如圖la、圖1b和圖2所示，車載式輻射檢查系統還包括與探測臂202、203分離的跟隨機構100。該跟隨機構100包括一對相互面對的方形柱狀側壁部分101、102和位于一對側壁部分101、102之間的一個平板狀底壁部分103。前述一對側壁部分101、102和平板狀底壁部分103共同限定一個容納凹部104，第二探測臂203容納在該容納凹部104中。
[0042]請注意，本發(fā)明的跟隨機構100的機械結構不局限于圖示的實施例，可以是其它結構，只要其具有一個適于容納第二探測臂203的容納凹部104即可。
[0043]在本發(fā)明中，跟隨機構100包括防輻射材料，例如，鉛。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在跟隨機構100中灌注有輻射防護用的鉛。
[0044]如圖1a和圖1b所示，在檢查被檢物品時，探測臂202、203的安裝有探測器204的第二臂203容納在跟隨機構100的容納凹部104中，以防止輻射外泄。
[0045]因為探測器204安裝在第二探測臂203上，因此，來自輻射源的射線會輻射向第二探測臂203，本發(fā)明通過將第二探測臂203容納在具有輻射防護功能的容納凹部104中，這樣就能夠防止輻射到第二探測臂203的射線外泄，起到很好的輻射防護作用，防止對周圍環(huán)境和工作人員的危害。
[0046]同時，由于跟隨機構100是與探測臂203分離的獨立機構，因此，不需要在探測臂203中灌注鉛等大密度防輻射材料，從而能夠有效降低探測臂203的重量，因而不需要在搭載該探測臂203的行走車體201上設置平衡配重，從而能有效解決車載式輻射檢查系統質量過大的問題，并保證安全性，有效地進行輻射防護。
[0047]如圖1a和圖1b所示，在檢查被檢物品時，跟隨機構100跟隨探測臂202、203 —起移動。
[0048]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，為了防止跟隨機構100在檢查被檢物品時碰撞探測臂202、203，因此，在檢查被檢物品時，跟隨機構100被控制成與探測臂202、203之間始終處于非接觸狀態(tài)。
[0049]圖4顯示圖1a和圖1b所示的車載式輻射檢查系統的控制過程。
[0050]如圖1a和圖lb、圖2和圖4所示，為了對跟隨機構100進行如上的控制，因此，在跟隨機構100上設置有至少一個傳感器111、112，用于檢測跟隨機構100與探測臂202、203之間的實際間距y。
[0051]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在跟隨機構100上設置有一對傳感器111、112,包括第一傳感器111和第二傳感器112。當檢查被檢物品時,如圖1a和圖1b所不,第一傳感器111和第二傳感器112分別位于探測臂202、203的兩側。
[0052]但是，請注意，本發(fā)明不局限于圖示的實施例，在本發(fā)明的跟隨機構100上也可以僅設置一個傳感器，之所以設置多個傳感器，其目的是提高設備的可靠性，例如，當一個傳感器失效，其它傳感器也可以正常工作，從而不會導致跟隨機構100與探測臂202、203碰撞。
[0053]圖5顯示圖1a和圖1b所示的車載式輻射檢查系統的控制跟隨機構與探測臂之間的距離的控制框圖。
[0054]如圖4和圖5所示，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在檢查被檢物品時，跟隨機構100被控制成與探測臂202、203之間保持恒定的預定間距r。
[0055]如圖la、圖lb、圖2和圖4所示，在跟隨機構100上還設置有控制器113，用于根據設定的預定間距r和傳感器111、112檢測到的實際間距y之間的距離差e計算驅動跟隨機構100的電機的目標轉速u’，并用該目標轉速u’控制電機，使得跟隨機構100與探測臂202,203之間保持預定間距r。
[0056]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，控制器113根據距離差e利用PID算法(比例積分微分控制算法)計算電機的目標轉速U’。但是，本發(fā)明不局限于此，控制器113也可以采用其它控制算法來控制跟隨機構100與探測臂202、203之間的間距。
[0057]由于PID算法屬于一種非常傳統的控制算法，為了簡潔起見，這里不再對其進行詳細說明。
[0058]如圖la、圖lb、圖2和圖4所示，在跟隨機構100上還設置有控制電機的轉速的變頻器114，來自控制器113的目標轉速u’作為變頻器114控制電機的指令數值。
[0059]圖6顯示圖1a和圖1b所示的車載式輻射檢查系統的控制跟隨機構的驅動電機的轉速的控制框圖。
[0060]為了將驅動跟隨機構100的電機的轉速控制到目標轉速u’，如圖la、圖2和圖4所示，在跟隨機構100上還設置有檢測電機的實際轉速u的編碼器115。
[0061]如圖6所示，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，控制器113根據目標轉速u’和編碼器115檢測到的實際轉速u之間的轉速差e’控制電機的轉速使之等于目標轉速u’。
[0062]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，控制器113根據轉速差e’利用PID算法控制電機的轉速。
[0063]在本發(fā)明中，控制器可以為PLC控制器，也可以為單片機或個人計算機等。
[0064]在本發(fā)明中，傳感器111、112為接近開關，當然，也可以是其它類型的距離傳感器，例如聲學距離傳感器、光學距離傳感器或接觸式距離傳感器等。
[0065]如圖1a至圖3所示，跟隨機構100和行走車體201可以為通過滾輪105、205沿相互平行的軌道301、302行走的有軌式跟隨機構100和有軌式行走車體201。
[0066]但是，請注意，本發(fā)明不局限于此，跟隨機構100和行走車體201也可以為僅通過滾輪105、205沿預定的平行軌跡行走的無軌式跟隨機構100和無軌式行走車體201。
[0067]在本發(fā)明中，當不需要檢查被檢物品時，跟隨機構100能夠搭載在行走車體201上，以便于隨車運輸。
[0068]盡管已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行變化。本發(fā)明的適用范圍由所附權利要求及其等同物限定。另外，權利要求的任何元件標號不應理解為限制本發(fā)明的范圍。
【權利要求】
1.一種車載式福射檢查系統,包括: 行走車體(201)； 探測臂(202、203)，搭載在所述行走車體(201)上，所述探測臂(202、203)和所述行走車體(201)之間限定掃描通道； 輻射源(206)，安裝在所述行走車體(201)上，用于向經過所述掃描通道的被檢物品發(fā)射輻射；和 探測器(204)，安裝在所述探測臂(202、203)上，用于接收從所述輻射源發(fā)射的輻射，其中，所述車載式輻射檢查系統還包括與所述探測臂(202、203)分離的跟隨機構(100)， 所述跟隨機構(100)中包括防輻射材料，并且在檢查被檢物品時所述跟隨機構(100)以非接觸的方式跟隨所述探測臂(202、203) —起移動，以防止輻射外泄。
2.根據權利要求1所述的車載式輻射檢查系統，其特征在于， 所述跟隨機構(100)中灌注有輻射防護用的鉛，并且所述探測臂(202、203)中不灌注鉛。
3.根據權利要求1所述的車載式輻射檢查系統，其特征在于， 所述跟隨機構(100)具有一個容納凹部(104)，在檢查被檢物品時，所述探測臂(202、203)的安裝有探測器(204)的部分(203)容納在所述跟隨機構(100)的容納凹部(104)中。
4.根據權利要求3所述的車載式輻射檢查系統，其特征在于， 在檢查被檢物品時，所述跟隨機構(100)與所述探測臂(202、203)之間保持預定間距Cr)。
5.根據權利要求4所述的車載式輻射檢查系統，其特征在于， 所述跟隨機構(100)上設置有至少一個傳感器(111、112)，用于檢測所述跟隨機構(100)與所述探測臂(202,203)之間的實際間距(y)。
6.根據權利要求5所述的車載式輻射檢查系統，其特征在于， 所述跟隨機構(100)上還設置有控制器(113)，用于根據設定的預定間距(r)和所述傳感器(111、112)檢測到的實際間距(y)之間的距離差(e)計算驅動所述跟隨機構(100)的電機的目標轉速(u’)，并用該目標轉速(u’)控制所述電機，使得所述跟隨機構(100)與所述探測臂(202、203)之間保持預定間距(r)。
7.根據權利要求6所述的車載式輻射檢查系統，其特征在于， 所述控制器(113)根據所述距離差(e)利用PID算法計算所述電機的目標轉速(U’)。
8.根據權利要求7所述的車載式輻射檢查系統，其特征在于， 所述跟隨機構(100)上還設置有控制所述電機的轉速的變頻器(114)，所述目標轉速(u’ )作為所述變頻器(114)控制所述電機的指令數值。
9.根據權利要求8所述的車載式輻射檢查系統，其特征在于， 所述跟隨機構(100)上還設置有檢測所述電機的實際轉速(U)的編碼器(115)，并且所述控制器(113)根據所述目標轉速(u’)和所述編碼器(115)檢測到的實際轉速(U)之間的轉速差(e，)控制所述電機的轉速使之等于所述目標轉速(u’)。
10.根據權利要求9所述的車載式輻射檢查系統，其特征在于，所述控制器(113)根據所述轉速差(e’ )利用PID算法控制所述電機的轉速。
11.根據權利要求6所述的車載式輻射檢查系統，其特征在于，所述控制器為PLC控制器。
12.根據權利要求5所述的車載式輻射檢查系統，其特征在于， 所述跟隨機構(100)包括第一傳感器(111)和第二傳感器(112)，當檢查被檢物品時，所述第一傳感器(111)和第二傳感器(112)分別位于所述探測臂(202、203)的兩側。
13.根據權利要求12所述的車載式輻射檢查系統，其特征在于，所述傳感器(111、112)為接近開關。
14.根據權利要求1所述的車載式輻射檢查系統，其特征在于，所述跟隨機構(100)包括: 一對相互面對的方形柱狀側壁部分(101、102);和 一個平板狀底壁部分(103 )，位于一對側壁部分(101、102)之間。
15.根據權利要求1所述的車載式輻射檢查系統， 所述行走車體(201)上沒有設置用于平衡所述探測臂(202、203)的重量的配重。
16.根據權利要求1所述的車載式輻射檢查系統，所述探測臂(202、203)包括: 水平的第一臂(202)，其連接到所述行走車體(201);和 豎直的第二臂(203)，其連接到所述水平的第一臂(202)，所述探測器(204)安裝在所述豎直的第二臂(203)上。
17.根據權利要求1所述的車載式輻射檢查系統，所述探測臂(202、203)是可伸縮的探測臂， 在不需要檢查被檢物品時，所述可伸縮的探測臂(202、203)折疊在所述行走車體(201)上，以便于運輸，并且 在需要檢查被檢物品時，所述可伸縮的探測臂(202、203)伸展開以形成所述掃描通道。
18.根據權利要求1所述的車載式輻射檢查系統， 在不需要檢查被檢物品時，所述跟隨機構(100)能夠搭載在所述行走車體(201)上，以便于隨車運輸。
19.根據權利要求1所述的車載式輻射檢查系統， 所述跟隨機構(100)和所述行走車體(201)為沿相互平行的軌道(301、302)行走的有軌式跟隨機構(100)和有軌式行走車體(201)。
20.根據權利要求1所述的車載式輻射檢查系統， 所述跟隨機構(100)和所述行走車體(201)為僅通過滾輪(105、205)行走的無軌式跟隨機構(100)和無軌式行走車體(201)。
【文檔編號】G01N23/04GK103529061SQ201210231130
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月4日 優(yōu)先權日:2012年7月4日
【發(fā)明者】李薦民, 劉以農, 李玉蘭, 宗春光, 宮輝, 黃清萍, 喻衛(wèi)豐 申請人:同方威視技術股份有限公司, 清華大學