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专利名称：扫描系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及扫描系统，特别是安全扫描系统，并且在使用高能量X射线辐射对于包裹、货物、集装箱载货以及汽车检查违法物质和设备的存在中具有特别的应用。
背景技术：
用于检测核物质和其它违禁品的货物集装箱的X射线照相术成像需要高强度的X射线辐射源。特定源能量的源强度越高，X射线束可以穿透的物质的量越大且对比分辨率越好。在当前的实践中，检查系统的X射线源强度通常设定为在系统和检查区域的特定环境下所允许的最高能级(level)(这里被称为输出设定点或0SP)，并且使用这个固定的强度检查所有的货物，不管货物的精确检查是否需要这个强度。然而这个OSP通常不是源能够产生的最高额定强度。经常地，OSP设定为在预定的排除区域的边界处不超过指定的辐射剂量限制，或在入口检查系统的情况下(其中卡车司机开着他们的卡车通过检查系统)，设定为保持在对被检查的卡车的司机的某一剂量限制以下。因此，当前的实践有两个缺点1.通常源的额定最大强度高于0SP，并且因此检查系统本质上能够提供比其被设定提供的更高的货物穿透；2.该系统对某些货物(或其部分)使用比所需要的高得多的强度，导致平均起来在检查系统附近不必要的高辐射能级。

发明内容
本发明提供一种扫描仪系统。该扫描仪系统可以包括福射产生器，被配置为产生辐射以照射物体。辐射产生器可以包括被配置为产生辐射的辐射源和被配置为提供对来自源的辐射可变的过滤的过滤器。该系统还可包括检测装置，例如检测系统，被配置为在辐射已经和物体相互作用之后检测该辐射，且其可以在所述物体相对于产生器移动时产生检测器数据集的序列。该系统还可包括处理装置，例如至少一个处理器，被配置为处理每个检测器数据集由此产生控制输出，该控制输出被配置为控制例如辐射产生器从而改变所述过滤，由此改变当扫描物体时由辐射产生器输出的辐射。该处理装置可以被配置为定义检测器数据的参数，以对于每个数据集确定该参数的值，以及例如如果该参数的值不满足预定的条件则产生配置为取决于该值改变辐射输出的控制输出。该检测装置可以包括多个检测器。该检测器数据可以包括指示在每个检测器处的辐射强度的一组强度值。该过滤器可以包括过滤元件，该过滤元件可以在多个位置之间移动从而提供多个不同的过滤级别。该过滤器可以包括多个过滤截面(section)且被配置为移动从而使得每个过滤截面依次与所述辐射对准。实际上，本发明还提供一种扫描仪系统，包括辐射源，其被配置为产生辐射；检测装置，其被配置为在辐射已经和物体相互作用之后检测该辐射由此产生数据集；过滤器，其包括多个过滤截面且被配置为移动从而使得每个过滤截面依次与所述辐射对准；以及处理系统，被配置为控制所述过滤器、源和检测装置中的至少一个，由此控制检测的辐射的过滤级别。该辐射生成器被配置为以脉冲形式产生辐射，以及例如在处理系统的控制下，被配置为改变脉冲的定时从而使得当收集数据集时改变哪个过滤截面与辐射对准。处理系统被配置为改变数据集的收集的定时，从而使得当收集数据集时改变哪个过滤截面与辐射对准。该过滤截面可以具有不同的过滤特征。例如其可以具有不同的厚度，并且其可以由相同的材料制成或其可以由不同的材料制成。该过滤器可以是可转动的，或者其可以线性地移动，或者以往复运动的方式移动。现在将参照附图通过只是示例的方式描述本发明的优选实施例。


图1是根据本发明的实施例的辐射成像系统的示意图。图2是根据本发明的又一个实施例的辐射成像系统的示意图。图3是根据本发明的又一个实施例的形成辐射成像系统的部分的过滤轮(filterwheel)的前视图。图4是通过图2的过滤轮的截面。图5是通过图2的过滤轮的又一个截面；以及图6是根据本发明的又一个实施例的通过过滤轮的类似于图5的截面。
具体实施例方式参照图1，X射线成像系统包括被配置为产生X射线束11的X射线产生器10，和被配置为在X射线已经穿过成像体(volume) 14后检测X射线的检测器阵列12。X射线产生器被配置为产生垂直延伸的扇形射束形式的射线束，且检测器阵列12包括垂直线性检测器阵列12a和水平线性检测器阵列12b。因此成像体14是薄的垂直切片的形式。处理系统16配置为从检测器阵列12中的每个检测器接收检测器信号，并处理检测器信号从而产生图像数据。可变过滤器系统18包括过滤元件20，该过滤元件在此情形中由金属薄片形成且是可移动地安装的，从而其可以在位于X射线束11的路径中的使用(deploy)位置和不位于X射线束的路径中的收回(retract)位置之间移动。致动器(actuator) 22连接到过滤元件20,且被配置为在过滤元件20的使用位置和收回位置之间移动过滤元件20。处理系统16被配置为分析检测器信号以及控制制动器22响应于该分析来控制过滤元件的位置。工作时，系统从过滤元件位于其使用位置开始，且源10配置为以脉冲形式产生X射线，并且处理系统16配置为对于每个脉冲采样该检测器信号以产生图像数据集，可以从该图形数据集产生二维图像。在此例中的图像数据集包括一组强度值，每一个针对阵列12中的一个检测器。当物体移动通过成像体时，在进入图1的纸面或从图1的纸面出来的方向上收集一系列的数据集，其随后可以用于构建形成物体的二维图像。在收集每个数据集时，处理系统16配置为对其分析以确定其是否满足条件，该条件在此例中是检测器阵列12中的所有检测器接收至少最小能级的辐射。如果满足这个条件，则处理系统简单等待下一个辐射脉冲从而其可以收集下一个数据集。然而，如果不满足该条件，则处理系统发送信号给致动器22，制动器22被配置为通过将过滤元件移动到其收回位置来响应。这减少了过滤器阻挡的辐射量，因此增加了 X射线束11的强度，这转而增加了由检测器阵列12检测的辐射的能级。该过滤器保持在收回位置直到满足又一个条件，该条件在此例中是所有的检测器都检测到大于最小能级的第二能级的辐射。如果满足这个条件，则处理系统被配置为控制致动器移动过滤元件回到使用位置。在较高和较低设定能级之间的差距(gap)提供了切换点附近的滞后(hysteresis)程度。参照图2，在与第一实施例类似但是这里以平面图示出的本发明的第二实施例中，过滤元件120具有变化的厚度，其具有不同厚度的多个截面120a、120b、120c、120d。在此例中，过滤元件位于X射线扇形射束111的侧面从而最小化该过滤器需要移动的距离。在这个实施例中，该过滤元件具有五个位置，对应于与X射线在一条线上的四个截面120a、120b、120c、120d的每个截面，以及如图2所示过滤元件120完全离开X射线的位置。在此例中，处理系统(未示出)配置为分析每个图像数据集(其还是与二维图像切片有关)以及为随后的切片图像选择过滤元件120的合适的位置。该处理系统然后配置发送信号给致动器122以将过滤元件120移动到要求的位置。对于第一实施例，可以以多种方式限定要移动的过滤元件必须满足的条件。参照图3和图4，根据第三实施例的扫描仪系统类似于图2，除了过滤器320包括过滤轮，该过滤轮包括被配置为绕平行于X射线束311的中心线的轴转动的可转动盘321，盘上形成有多个绕其旋转轴均匀地分开的过滤块330。盘321包括中心部分321a，以及从中心部分向外径向地延展的多个辐条或叶片321b，并且321b之间有空隙332。每个过滤块330安装在对应的一个辐条321b上。参照作为沿过滤轮320的弧的截面的图5，每个过滤块330由多个在圆周方向上并排(side by side)的截面330a和330b组成,并且每个在径向方向上延伸横跨块330的整个宽度，且其厚度不同。在这个实施例中有20个轮的辐条和20个过滤块330。安置过滤器320使得当盘321绕其轴转动时，与过滤块之间的空隙332交替的每个过滤块330的每个过滤截面330a和330b依次置于在X射线源310和检测器阵列312之间的X射线束311的路径中，从而其过滤X射线束311。处理系统316配置为从检测器阵列312接收检测器信号，并且还被配置为接收来自布置为检测过滤轮320的转动位置的转动位置检测器324的信号。处理系统316可以从位置信号确定任何时间过滤块330a和330b的哪一个在X射线束的路径中。处理系统316还配置为控制X射线源310的操作从而以脉冲形式产生X射线，并且可以由处理系统控制脉冲的定时。以过滤轮320的转动频率乘以过滤块330的数目(在此例中是20)产生该脉冲。因此可以在过滤轮320的每个转动期间发送20个脉冲(每个过滤块一个)，每个脉冲与和X射线束311对准的过滤块330a、330b或空隙332中相应的一个一致。处理系统配置为将延迟增加到脉冲串或从中移除，以偏移(shift)脉冲定时从而与不同组的过滤块截面330a、330b或空隙332的对准(alignment) —致，由此改变X射线脉冲的过滤程度。这个系统的操作与上述那些的类似之处在于，在收集每个数据集(通常包括来自线性阵列312的每个检测器的单独的采样)之后，处理系统分析检测器信号以检查是否满足一个或更多个条件，然后确定是否需要对于下一个或另一个随后的数据集增加或减少过滤的程度。如果需要，则处理系统配置为将X射线脉冲的定时偏移与到期望的过滤截面的过滤截面转变时段相等的定时偏移，即在随后的过滤截面与X射线束对准之间的时间，由此选择所要求的厚度的不同组的工作过滤截面。取决于使用的检测器的类型，处理系统316还可以配置为偏移检测器信号采样时间，以使其与X射线脉冲保持同步。因此可以在收集了每个检测器数据集之后调整过滤的程度，以及因此调整到达物体的X射线束的强度。参照图6，在对图5的实施例的改进中，每个阶梯式的过滤块320由具有连续变化的厚度的过滤块420取代，该厚度在过滤轮的圆周方向上变化。因此控制X射线脉冲的定时以确定其穿过过滤块320的哪个部分，这确定了其经历多少过滤。在对图5和图6的实施例的又一个修改中，处理系统322配置为控制驱动过滤轮的电动机的速度，这使得在X射线脉冲频率保持固定时，处理系统可以通过改变过滤轮的速度选择不同厚度的过滤截面作为工作的过滤截面。
权利要求
1.一种扫描仪系统，包括辐射产生器，被配置为产生辐射以照射物体，该辐射产生器包括被配置为产生辐射的辐射源和被配置为对来自源的辐射提供可变的过滤的过滤器；检测装置，被配置为在辐射已经和物体相互作用之后检测该辐射并随着物体相对于产生器移动而产生检测器数据集的序列；以及处理装置，被配置为处理每个检测器数据集，由此产生被配置为控制辐射产生器从而改变所述过滤的控制输出，由此改变当扫描物体时由辐射产生器输出的福射。
2.根据权利要求1的所述的扫描仪系统，其中处理装置被配置为定义检测器数据的参数，以对每个数据集确定参数的值，并且如果该参数的值不满足预定的条件则产生配置为改变辐射输出的控制输出。
3.根据权利要求1或2所述的扫描仪系统，其中所述检测装置包括多个检测器，且所述检测器数据包括指示每个检测器处的辐射强度的一组强度值。
4.根据上述任一权利要求所述的扫描仪系统，其中所述过滤器包括过滤元件，该过滤元件可以在多个位置之间移动从而提供多个不同的过滤级别。
5.根据权利要求1到3中任一个权利要求所述的扫描仪系统，其中所述过滤器包括多个过滤截面且被配置为进行移动使得每个过滤截面依次与所述辐射对准。
6.一种扫描仪系统，包括辐射源，其被配置为产生辐射；检测装置，其被配置为在辐射已经和物体相互作用之后检测该辐射由此产生数据集；过滤器，其包括多个过滤截面且被配置为进行移动使得每个过滤截面依次与所述辐射对准；以及处理系统，被配置为控制所述过滤器、源和检测装置中的至少一个，由此控制检测的辐射的过滤级别。
7.根据权利要求5或6所述的扫描仪系统，其中所述处理系统被配置为以脉冲形式产生辐射，并改变脉冲的定时使得改变当收集数据集时哪个过滤截面与辐射对准。
8.根据权利要求7所述的扫描仪系统，其中所述处理系统被配置为改变数据集的收集的定时，使得数据集与辐射脉冲保持同步。
9.根据权利要求5到8中任一个权利要求所述的扫描仪系统，其中所述过滤截面具有不同的过滤特征。
10.根据权利要求5到9中任一个权利要求所述的扫描仪系统，其中所述过滤截面具有不同的厚度。
11.根据权利要求5到10中任一个权利要求所述的扫描仪，其中所述过滤器是可转动的。
全文摘要
一种扫描仪系统，包括辐射产生器，被配置为产生辐射以照射物体，辐射产生器包括被配置为产生辐射的辐射源和被配置为对来自源的辐射提供可变的过滤的过滤器；检测装置，被配置为在辐射已经和物体相互作用之后检测辐射并且随着物体相对于产生器移动而产生检测器数据集的序列，以及处理装置，被配置为处理每个检测器数据集由此产生被配置为控制辐射产生器从而改变该过滤的控制输出，由此改变当扫描物体时由辐射产生器输出的辐射。
文档编号G01N23/00GK103003689SQ201180017643
公开日2013年3月27日 申请日期2011年2月3日 优先权日2010年2月3日
发明者J.本达汉, W.G.J.兰格维尔德 申请人:拉派斯坎实验室股份有限公司