Dengan apa mereka menginspeksi kita?

Hai Giktayms!

Sehubungan dengan pengenalan luas sistem inspeksi, banyak yang menanyakan pertanyaan ini. Dalam posting ini, penulis ingin memulai serangkaian artikel tentang berbagai sistem pencarian, tentang prinsip-prinsip yang diterapkan untuk mendeteksi objek berbahaya dan desain peralatan pencarian hingga perangkat keras.

Pertama, mari kita lihat sistem inspeksi x-ray.

Paling sering, dalam sistem inspeksi sinar-X, atau dari memori sistem televisi, seperti "Pencarian", - RTU (instalasi televisi sinar-X), tabung sinar-X digunakan. Ya, yang sama yang diciptakan oleh Kondrad Roentgen dan paling sering tanpa anoda yang didinginkan oleh rotasi.

Skema akuisisi gambar pada awalnya sederhana - dengan memproyeksikan ke plat bercahaya di bawah sinar-x .

Bagaimana menemukan bahan peledak menggunakan sistem inspeksi x-ray?

Sejarah pengembangan sistem penyaringan bagasi.

Mari kita ceritakan perkembangan sistem inspeksi sinar-X.
Pertama, beberapa gambar penjelasan.

Geometri dasar sinar-x dalam fluorografi

Dalam gambar ini, aliran sinar-X diproyeksikan ke layar fluorescent. Awalnya, sistem inspeksi sinar-X tidak jauh berbeda dari teknik fluorografi. Prinsip operasi itu sederhana.

Radiasi sinar-X dari sumber melewati objek yang dikontrol (diterangi), yang dikonversi pada layar fluorescent khusus menjadi pereda cahaya yang sesuai dengan gambar x-ray objek (yang disebut "bayangan gambar") dan secara visual dirasakan oleh operator melalui kaca pelindung.

Fluoroskopi pencitraan langsung:

Kemudian, untuk melindungi dari radiasi, mereka berpikir untuk menutup radiasi dalam kotak bertimbal, mengamati gambar yang diperoleh, melalui cermin dan sistem optik dengan kemungkinan pembesaran.

Peningkatan gambar dengan kamera TV

Pengembangan lebih lanjut berjalan di sepanjang jalur memperkuat gambar yang dihasilkan menggunakan amplifier photoelectronic dan mengubahnya menjadi sinyal televisi yang dilihat pada monitor.

Tetapi segera revolusi digital datang, secara mendasar mengubah prinsip-prinsip pemindaian.

Sistem inspeksi x-ray modern sering menggunakan prinsip-prinsip lain yang mengurangi studi sisi dan sangat meningkatkan:

1. Kualitas gambar
2. Dapat dibedakan bahan

Kualitas gambar telah meningkat berkat penggunaan detektor semikonduktor yang sangat sensitif (fotodioda), dilapisi dengan lapisan bahan bercahaya (biasanya cesium iodida) dan juga diproses secara digital di komputer.

Sinar x-ray diproyeksikan dalam bentuk strip, tepat ke garis detektor, melewati mana objek yang dipindai (bagasi) bergerak, di sepanjang ban berjalan. Jendela-jendela terowongan tempat pemindaian berlangsung ditutup di pintu masuk dan keluar dengan daun jendela bertimbal. Ini untuk melindungi dari radiasi yang tersebar.

Selanjutnya, sinyal yang diterima dibaca dan dikonversi oleh konverter analog-ke-digital - ADC, disejajarkan dan dikirim ke komputer untuk diproses dan ditambahkan "irisan berurutan" dari objek menjadi satu gambar.

Skema Collimation Celah

Pemindaian sinar X Digital Microdose

Segera, untuk mengurangi ukuran unit inspeksi X-ray, mereka datang dengan pengaturan detektor berbentuk-L, seperti yang dapat dilihat pada gambar.

Keuntungan dari array detektor berbentuk-L.

Kompleks inspeksi x-ray modern membedakan bahan menggunakan efek Compton dan menentukan dua energi x-ray - tinggi dan rendah.

→ Efek Compton (Efek Compton, Hamburan Compton)

Tahun 1923 A. Compton, mempelajari hamburan sinar-X (foton berenergi tinggi) oleh berbagai zat (terutama cahaya: grafit, parafin, dll.) Yang mengandung elektron bebas atau terikat lemah, ditemukan bahwa dalam sinar yang tersebar, bersama dengan radiasi dari panjang gelombang asli l, terkandung juga sinar dengan panjang gelombang l ¢ lebih besar dari l (l ¢> l). Selain itu, perbedaan Dl = l ¢ -l ternyata tidak tergantung pada l dan sifat zat hamburan, dan sepenuhnya ditentukan oleh sudut hamburan. Keteraturan berikut ditetapkan secara eksperimental:

di mana q adalah sudut yang dibentuk oleh arah radiasi yang tersebar dengan arah sinar primer; l0 adalah konstanta untuk semua zat, sama dengan l0 = 0,0242 = 2.42 × 10-12m.

DEFINISI: hamburan radiasi elektromagnetik oleh elektron yang bebas atau berpasangan lemah, di mana foton individu, sebagai hasil dari tabrakan elastis dengan elektron, mentransfer sebagian dari momentumnya (bagian dari energi) kepadanya, disebut efek atau fenomena Compton.

Secara sederhana, hal berikut terjadi:

Ketika sebuah kuantum sinar-X bertabrakan, energi ditransfer ke elektron. Elektron tereksitasi melepaskan energi yang diterima dari kuantum dalam bentuk foton sinar-X energi rendah.

Penting untuk dipahami:

Ketika radiasi tersebar oleh zat dengan nomor atom kecil, hampir semua radiasi yang tersebar memiliki panjang gelombang yang bergeser. Jadi, dua energi muncul dalam spektrum sinar-X: rendah dan awal - tinggi.

Spektrum sinar-X awal adalah energi tinggi.

Spektrum sinar-X, setelah asal melalui bahan organik.

Sistem inspeksi X-ray diproduksi oleh perusahaan yang berbeda. Di Rusia, terutama ada peralatan dari Nuctech, Smits Detection, Rapiscan, L3 Communication, Astrophysics, Medrentech, Berg dan banyak lainnya. Perusahaan-perusahaan ini berasal dari berbagai negara: Rusia, Cina, Amerika, Inggris, Jerman.

Pertimbangkan desain sistem inspeksi sinar-X yang biasa untuk memeriksa tas tangan.

Skema sistem inspeksi x-ray.

Generator X-ray (X-ray Sourse), array berbentuk L dari detektor Array Detektor Lipat dan komputer terlihat jelas di dalam beras.

Prinsip-prinsip sistem inspeksi sinar-X:

Ketika objek yang diperiksa memasuki terowongan dan tumpang tindih sensor fotolistrik, sinyal dari sensor memasuki unit kontrol, yang memulai generator x-ray.
Radiasi sinar-X keluar dari kolimator, menembus melalui objek yang diinspeksi dan memasuki detektor.

Sistem ini menggunakan dua pendeteksi energi. Jumlah modul detektor dua kali lipat dari dalam satu sistem energi. Dua unit detektor dengan sensitivitas terhadap sinar-x energi rendah dan tinggi, masing-masing, ditempatkan bersama untuk menerima sinar-x.

Tergantung pada sinyal yang diterima dari kedua detektor, sistem pemrosesan gambar dapat mengenali jenis bahan (terutama organik, anorganik, dan campuran) dari objek yang diinspeksi.
Modul detektor sistem dirakit dalam panel berpelindung yang terletak dalam bentuk G dan dipasang secara diagonal dari generator x-ray, untuk pemindaian x-ray dari seluruh bagian terowongan.

Dalam pengaturan ini, titik-titik buta dikecualikan dan setiap bagian dari benda yang melewati terowongan dapat diperiksa.

Gambar tambahan dari sistem inspeksi sinar-X

Detektor yang sangat efisien mengubah sinar-x menjadi sinyal arus lemah yang diperkuat dan diumpankan ke ADC.

Sinyal analog ini dikonversi menjadi sinyal digital 16-bit yang ditransmisikan ke komputer.

Komputer pertama-tama mengoreksi ketidakcocokan dan offset sinyal digital dari setiap piksel, kemudian mengklasifikasikan bahan organik dan anorganik dengan sinyal energi tinggi dan rendah yang dikoreksi dan melakukan fungsi pemrosesan gambar dasar, misalnya meningkatkan tepi gambar, mengoreksi sinyal energi tinggi dan rendah 16-bit.

Sinyal dari setiap irisan x-ray objek berubah menjadi "garis" gambar pada tampilan layar.

Tingkat abu-abu gambar menunjukkan tingkat penyerapan sinar-x pada objek yang diperiksa.

Karena objek diangkut melalui terowongan oleh konveyor dengan kecepatan konstan, sistem akan memindai dengan sekuens "bagian sinar-X." Gambar x-ray yang diproses dari objek ditampilkan secara berurutan untuk dilihat.

Semua bagian x-ray dari gambar objek yang diperiksa digabungkan dan membentuk gambar x-ray yang lengkap.

Agar inspektur dapat lebih memahami detail gambar dan membuat keputusan yang tepat, sistem memberi mereka sejumlah fungsi untuk menganalisis dan mengevaluasi gambar.

Menerapkan fungsi-fungsi ini tidak mengubah data gambar itu sendiri. Menonaktifkan fungsi tersebut mengembalikan gambar asli.

Bagasi uji yang dipindai oleh unit inspeksi X-ray adalah sebagai berikut:

Kasing ini memiliki seluruh perangkat teroris - seorang revolver, granat, bom dengan timer, seperangkat kunci untuk pesawat Boeing, ponsel dan Samsung Galaxy Note 7.
Gambar yang dihasilkan dilukis dalam berbagai warna.

Bahan yang berbeda sesuai dengan warna yang berbeda untuk mewarnai objek sesuai dengan tabel:

Zeff adalah berat atom bahan yang menyala di area gambar tertentu. Parameter ini ditentukan oleh efek Compton dan detektor sinar-X energi rendah dan tinggi.

Ada berbagai fungsi untuk memproses gambar dari objek yang dicari. Mode hitam putih favorit inspektur digunakan untuk mendeteksi benda logam tipis.

Misalnya: kabel, pisau dalam proyeksi vertikal atau bahan peledak dengan kabel dan sekring.

Gambar hitam dan putih (B / W)

Untuk mendeteksi benda logam, mode eliminasi bahan organik digunakan. Akibatnya, objek logam ditandai dengan warna biru pada gambar. Berjalan sedikit di depan, saya dapat mengatakan bahwa logam ringan dicat hijau - misalnya, aluminium atau garam logam.

Eliminasi organik

Untuk menentukan TNT atau bahan peledak plastik lainnya, obat juga digunakan untuk mengecualikan bahan anorganik - logam dan garam. Akibatnya, bahan organik, seperti buah-buahan dan sayuran, plastik, termasuk bahan peledak plastik dan zat narkotika, terlihat.

Hanya tampilkan bahan organik dengan mengesampingkan bahan anorganik

Juga, selama inspeksi, kemungkinan menentukan bahan dengan nomor atom - Z eff.

Nomor atom efektif (Zeff) bahan peledak dan obat-obatan terletak pada kisaran [7,9], seperti yang ditunjukkan pada Tabel.

Tabel Jumlah Atom Efektif Bahan Peledak dan Obat-obatan

Fungsi Z7 / Z8 / Z9 digunakan untuk memilih bahan dengan Zeff sama dengan 7, 8 atau 9. Pada gambar ini, dengan menggunakan fungsi ini, Anda dapat melihat bahan organik dengan Zeff masing-masing sebesar 7, 8 atau 9. Bagian gambar dengan bahan organik dengan Zeff yang ditunjukkan ditunjukkan dalam warna merah, dan bagian yang tersisa ditampilkan dalam warna abu-abu. Dengan demikian, bahan peledak atau obat-obatan dapat dengan mudah diisolasi.

Penerapan fungsi Z9

Gambar tersebut dengan jelas menunjukkan butiran amfetamin di dalam tas, ditunjukkan dengan menggunakan fungsi Z9.

Juga digunakan adalah "otomatis" - mode deteksi otomatis. Dalam mode ini, zat berbahaya dikelilingi oleh kontur berwarna, persegi panjang.

Gambaran nyata dari bagasi pada monitor unit inspeksi dan inspeksi X-ray.

Benda yang mirip peledak dilingkari dalam bingkai kuning. Bingkai merah muda - mengelilingi objek seperti narkoba. Bingkai merah adalah peringatan tentang objek yang tidak terpapar sinar-x.

Karenanya, di balik item ini mungkin ada sesuatu yang tidak terlihat oleh inspektur. Dan jika sebagian besar bagasi tersembunyi, maka inspektur harus memeriksanya.

Penting untuk dipahami bahwa, kerangka kerja ini merupakan peringatan bagi inspektur. Tidak terlalu sering, bingkai menunjukkan ancaman nyata.

Pada artikel selanjutnya, metode pelatihan operator, fitur dan fungsi perangkat lunak, dan desain kompleks inspeksi x-ray akan dibahas.