بماذا يتفقدوننا؟

مرحبًا Giktayms!

فيما يتعلق بإدخال أنظمة التفتيش على نطاق واسع ، يطرح الكثيرون هذا السؤال. في هذا المنشور ، يريد المؤلف بدء سلسلة من المقالات حول مجموعة متنوعة من أنظمة البحث ، حول المبادئ المطبقة للكشف عن الأشياء الخطرة وتصميم معدات البحث حتى الأجهزة.

أولاً ، دعونا نلقي نظرة على أنظمة فحص الأشعة السينية.

في معظم الأحيان ، في أنظمة فحص الأشعة السينية ، أو من ذاكرة أنظمة التلفزيون ، مثل "البحث" ، - RTU (تركيب تلفزيون الأشعة السينية) ، يتم استخدام أنبوب الأشعة السينية. نعم ، نفس الشيء الذي اخترعه كوندراد رونتجن وفي أغلب الأحيان بدون أنود مبرد بالتناوب.

كان مخطط اكتساب الصورة بسيطًا في البداية - من خلال الإسقاط على لوحة الانارة تحت الأشعة السينية .

كيفية العثور على المتفجرات باستخدام أنظمة التفتيش بالأشعة السينية؟

تاريخ تطور أنظمة فحص الأمتعة.

دعنا نحكي قصة تطور أنظمة التفتيش بالأشعة السينية.
أولاً ، بعض الرسومات التوضيحية.

الهندسة الأساسية للأشعة السينية في التصوير الفلوري

في هذه الصورة ، يتم عرض دفق الأشعة السينية على شاشة الفلورسنت. في البداية ، لم تختلف أنظمة فحص الأشعة السينية كثيرًا عن تقنيات التصوير بالفلور. كان مبدأ العملية بسيطًا.

يمر إشعاع الأشعة السينية من المصدر عبر جسم متحكم (مضيء) ، والذي يتم تحويله على شاشة فلورية خاصة إلى تخفيف ضوئي يتوافق مع صورة الأشعة السينية للجسم (ما يسمى "صورة الظل") ويتم إدراكه بصريًا من خلال المشغل من خلال زجاج واق.

التنظير التصويري المباشر:

في وقت لاحق ، للحماية من الإشعاع ، فكروا في إغلاق الإشعاع في صندوق مرصود ، ومراقبة الصورة التي تم الحصول عليها ، من خلال المرايا والأنظمة البصرية مع إمكانية التكبير.

تحسين الصورة باستخدام كاميرا التلفزيون

استمر المزيد من التطوير على طول طريق تضخيم الصورة الناتجة باستخدام مكبرات الصوت الضوئية وتحويلها إلى إشارة تلفزيونية يتم عرضها على الشاشة.

ولكن سرعان ما جاءت الثورة الرقمية ، غيرت بشكل أساسي مبادئ المسح.

غالبًا ما تستخدم أنظمة فحص الأشعة السينية الحديثة مبادئ أخرى تقلل من الدراسة الجانبية وتحسن بشكل كبير:

1. جودة الصورة
2. تميز المواد

تحسنت جودة الصورة بفضل استخدام كاشفات أشباه الموصلات شديدة الحساسية (الثنائيات الضوئية) ، المغلفة بطبقة من مادة الانارة (عادة يوديد السيزيوم) ومعالجتها رقمياً أيضًا على جهاز كمبيوتر.

يتم عرض شعاع الأشعة السينية على شكل شريط ، بالضبط على خط أجهزة الكشف ، والذي يمر بعده الجسم الممسوح ضوئيًا (الأمتعة) على طول الحزام الناقل. يتم إغلاق نوافذ النفق الذي يتم فيه الفحص عند المدخل والخروج باستخدام مصاريع من الرصاص. هذا للحماية من الإشعاع المتناثر.

بعد ذلك ، تتم قراءة الإشارة المستقبلة وتحويلها عن طريق محول تناظري إلى رقمي - ADC ، ومحاذاة وإرسالها إلى الكمبيوتر لمعالجة وإضافة "شرائح متتالية" من الكائن إلى صورة واحدة.

مخطط الموازاة الشقي

مسح بالأشعة السينية الرقمية Microdose

بعد فترة وجيزة ، لتقليل حجم وحدة فحص الأشعة السينية ، توصلوا إلى ترتيب للكشف على شكل حرف L ، كما يمكن رؤيته في الشكل.

مزايا مجموعة أجهزة الكشف على شكل حرف L.

تميز مجمعات فحص الأشعة السينية الحديثة المواد باستخدام تأثير كومبتون وتحدد طاقتي أشعة سينية - عالية ومنخفضة.

→ تأثير كومبتون (تأثير كومبتون ، تشتت كومبتون)

في عام 1923 أ. كومبتون ، الذي يدرس تشتت الأشعة السينية (الفوتونات عالية الطاقة) بمواد مختلفة (بشكل رئيسي الضوء: الجرافيت ، البارافين ، إلخ) تحتوي على إلكترونات حرة أو ضعيفة ، وجدت أنه في الأشعة المتناثرة ، إلى جانب إشعاع الطول الموجي الأصلي ، يتم احتواؤها أيضا أشعة بطول موجة l ¢ أكبر من l (l ¢> l). علاوة على ذلك ، تبين أن الفرق Dl = l ¢ -l مستقل عن l وطبيعة المادة المبعثرة ، وقد تم تحديده بالكامل من خلال زاوية الانتثار. تم تأسيس الانتظام التالي تجريبيا:

حيث q هي الزاوية التي تشكلها اتجاه الإشعاع المتناثر مع اتجاه الحزمة الأولية ؛ L0 هو ثابت لجميع المواد ، يساوي l0 = 0.0242 = 2.42 × 10-12 م.

تعريف: تشتت الإشعاع الكهرومغناطيسي بواسطة إلكترون حر أو ضعيف الإقران ، حيث يقوم الفوتون الفردي ، نتيجة الاصطدام المرن مع الإلكترون ، بتحويل جزء من زخمه (جزء من الطاقة) إليه ، يسمى تأثير كومبتون أو الظاهرة.

بعبارات بسيطة ، يحدث ما يلي:

عندما يصطدم الكم بالأشعة السينية ، يتم نقل الطاقة إلى الإلكترون. يقوم إلكترون متحمس بتفريغ الطاقة المتلقاة من الكم في شكل فوتون الأشعة السينية ذات الطاقة المنخفضة.

من المهم أن تفهم:

عندما تنتشر الإشعاع بمواد ذات أعداد ذرية صغيرة ، يكون لكل الإشعاع المتناثر تقريبًا طول موجي متغير. وهكذا ، يظهر طيفان في طيف الأشعة السينية: منخفض ومبدئي - مرتفع.

طيف الأشعة السينية الأولي طاقة عالية.

طيف الأشعة السينية ، بعد المنشأ من خلال المواد العضوية.

يتم إنتاج أنظمة فحص الأشعة السينية من قبل شركات مختلفة. في روسيا ، هناك معدات بشكل أساسي من Nuctech و Smits Detection و Rapiscan و L3 Communication و Astrophysics و Medrentech و Berg وغيرها الكثير. هذه الشركات من دول مختلفة: روسيا ، الصين ، أمريكا ، بريطانيا العظمى ، ألمانيا.

ضع في اعتبارك التصميم المعتاد لنظام فحص بالأشعة السينية لفحص حقائب اليد.

مخطط نظام فحص الأشعة السينية.

يمكن رؤية مولد الأشعة السينية (X-ray Sourse) ، والمصفوفة على شكل حرف L لكواشف صفيف الكاشف المطوي والكمبيوتر بوضوح في الأرز.

مبادئ نظام التفتيش بالأشعة السينية:

عندما يدخل الجسم الذي تم فحصه إلى النفق ويتداخل مع المستشعر الكهروضوئي ، تدخل الإشارة من المستشعر وحدة التحكم ، والتي تبدأ تشغيل مولد الأشعة السينية.
يخرج إشعاع الأشعة السينية من جهاز الميزاء ، ويخترق الجسم الذي يتم فحصه ويدخل الكاشف.

يستخدم النظام كاشفين للطاقة. عدد وحدات الكشف هو ضعف عدد وحدات الطاقة. يتم وضع وحدتي كشف مع حساسية للأشعة السينية المنخفضة والعالية الطاقة ، على التوالي ، معًا لاستقبال الأشعة السينية.

اعتمادًا على الإشارات المستلمة من كلا الكاشفين ، يمكن لنظام معالجة الصور التعرف على أنواع المواد (بشكل أساسي المواد العضوية وغير العضوية والمخاليط) للكائن الذي تم فحصه.
يتم تجميع وحدات الكشف في النظام في ألواح محمية تقع على شكل D ويتم تثبيتها قطريًا من مولد الأشعة السينية ، للمسح بالأشعة السينية القسم بأكمله من النفق.

في هذا الترتيب ، يتم استبعاد البقع العمياء ويمكن فحص أي جزء من الأشياء التي تمر عبر النفق.

صورة إضافية لنظام فحص الأشعة السينية

يعمل الكاشف عالي الكفاءة على تحويل الأشعة السينية إلى إشارات تيار ضعيفة يتم تضخيمها وتغذيتها إلى ADC.

يتم تحويل هذه الإشارات التناظرية إلى إشارات رقمية 16 بت يتم إرسالها إلى جهاز كمبيوتر.

يقوم الكمبيوتر أولاً بتصحيح عدم تطابق وإزاحة الإشارة الرقمية من كل بكسل ، ثم يقوم بتصنيف المواد العضوية وغير العضوية من خلال إشارات الطاقة العالية والمنخفضة المصححة ويقوم بوظائف معالجة الصور الأساسية ، على سبيل المثال ، تحسين حواف الصور ، وتصحيح إشارات الطاقة العالية والمنخفضة 16 بت.

تتحول إشارة كل شريحة من صور الأشعة السينية إلى "خط" للصورة على شاشة العرض.

يشير المستوى الرمادي للصورة إلى درجة امتصاص الأشعة السينية في الكائن الذي تم فحصه.

نظرًا لأن الجسم يتم نقله عبر النفق بواسطة ناقل بسرعة ثابتة ، يقوم النظام بفحصه باستخدام "مقاطع الأشعة السينية" المتسلسلة. يتم عرض صور الأشعة السينية للكائن بشكل تسلسلي للعرض.

يتم دمج جميع أقسام الأشعة السينية لصور الكائن الذي تم فحصه وتشكل صورة أشعة سينية كاملة.

حتى يتمكن المفتشون من فهم تفاصيل الصورة بشكل أفضل واتخاذ القرار الصحيح ، يزودهم النظام بعدد من الوظائف لتحليل الصورة وتقييمها.

لا يؤدي تطبيق هذه الوظائف إلى تغيير بيانات الصورة نفسها. يؤدي تعطيل هذه الوظائف إلى استعادة الصورة الأصلية.

أمتعة الاختبار التي تم فحصها بواسطة وحدة فحص الأشعة السينية هي كما يلي:

تحتوي هذه الحالة على المجموعة الكاملة من الإرهابيين المحترمين - مسدس ، قنبلة يدوية ، قنبلة مزودة بمؤقت ، مجموعة مفاتيح لطائرة بوينج ، هاتف محمول و Samsung Galaxy Note 7.
تم رسم الصورة الناتجة بألوان مختلفة.

تتوافق المواد المختلفة مع الألوان المختلفة لكائنات التلوين وفقًا للجدول:

Zeff هو الوزن الذري للمواد المضاءة في منطقة معينة من الصورة. يتم تحديد هذه المعلمة من خلال تأثير كومبتون وكاشفات الأشعة السينية منخفضة وعالية الطاقة.

هناك وظائف مختلفة لمعالجة صورة الكائن الذي تم البحث عنه. يُستخدم الوضع الأبيض والأسود المفضل لدى المفتشين للكشف عن الأجسام المعدنية الرفيعة.

على سبيل المثال: الأسلاك ، السكاكين في الإسقاط العمودي أو المتفجرات بأسلاك وفتيل.

صورة أبيض وأسود (أبيض وأسود)

للكشف عن الأجسام المعدنية ، يتم استخدام طريقة التخلص من المواد العضوية. ونتيجة لذلك ، يتم تمييز الأجسام المعدنية باللون الأزرق في الصورة. بسير إلى الأمام قليلاً ، أستطيع أن أقول أن المعادن الخفيفة مطلية باللون الأخضر - على سبيل المثال ، الألومنيوم أو أملاح معدنية.

القضاء العضوي

لتحديد مادة TNT أو المتفجرات البلاستيكية الأخرى ، يتم استخدام الدواء أيضًا لاستبعاد المواد غير العضوية - المعادن والأملاح. ونتيجة لذلك ، يمكن رؤية المواد العضوية ، مثل الفواكه والخضروات والبلاستيك ، بما في ذلك المتفجرات البلاستيكية والمواد المخدرة.

عرض المواد العضوية فقط مع استبعاد المواد غير العضوية

أيضا ، أثناء الفحص ، إمكانية تحديد المواد بالأرقام الذرية - Z eff.

تقع الأعداد الذرية الفعالة (Zeff) للمتفجرات والمخدرات في النطاق [7.9] ، كما هو موضح في الجدول.

جدول الأعداد الذرية الفعالة للمتفجرات والأدوية

تُستخدم الوظيفة Z7 / Z8 / Z9 لتحديد المواد ذات Zeff التي تساوي 7 أو 8 أو 9 في الصورة. وباستخدام هذه الوظيفة ، يمكنك عرض المواد العضوية ذات Zeff تساوي 7 أو 8 أو 9 على التوالي. تظهر أقسام الصورة مع المواد العضوية مع Zeff المشار إليها باللون الأحمر ، وتظهر الأجزاء المتبقية باللون الرمادي. وبالتالي ، يمكن عزل المتفجرات أو المخدرات بسهولة.

تطبيق الوظيفة Z9

يوضح الشكل بوضوح حبيبات الأمفيتامين الموجودة في الحقيبة ، والتي تظهر باستخدام وظيفة Z9.

يستخدم أيضا هو "الكشف التلقائي" - وضع الكشف التلقائي. في هذا الوضع ، تكون المواد الخطرة محاطة بملامح مستطيلة ملونة.

صورة حقيقية للأمتعة على شاشة وحدة التفتيش والتفتيش بالأشعة السينية.

الأشياء الشبيهة بالمتفجرات محاطة بإطارات صفراء. الإطارات الوردية - الأشياء المحيطة مثل المخدرات. الإطارات الحمراء هي تحذير حول الأشياء التي لم تتعرض لأشعة إكس.

لذلك ، قد يكون وراء هذا العنصر شيء غير مرئي للمفتش. وإذا تم إخفاء جزء كبير من الأمتعة ، فيجب على المفتش فحصها.

من المهم أن نفهم أن هذا الإطار هو تحذير للمفتش. في كثير من الأحيان ، تشير الإطارات إلى تهديد حقيقي.

في المقالة التالية ، سيتم مناقشة طرق تدريب المشغلين ، وميزات البرنامج ووظائفه ، وتصميم مجمعات فحص الأشعة السينية.