他们在用什么检查我们？

嗨，Giktayms！

与检查系统的广泛引入有关，许多人都在问这个问题。 在这篇文章中，作者希望就各种搜索系统，检测危险物体的应用原理以及直到硬件的搜索设备的设计开始一系列文章。

首先，让我们看一下X射线检查系统。

在X射线检查系统中，或者在电视系统的内存中，例如“搜索”，-RTU（X射线电视安装），通常会使用X射线管。 是的， 康德拉德·伦琴 （ Kondrad Roentgen）发明的相同， 但通常没有阳极通过旋转冷却。

图像采集方案最初很简单-通过投影到X射线下的发光板上。

如何使用X射线检查系统查找爆炸物？

行李筛查系统发展的历史。

让我们讲述一下X射线检查系统的发展故事。
首先，一些说明图。

X射线照相术中X射线的基本几何形状

在此图像中，X射线流被投影到荧光屏上。 最初，X射线检查系统与X射线照相技术没有太大区别。 操作原理很简单。

来自源的X射线辐射穿过受控的（被照明的）物体，该物体在特殊的荧光屏上转换为与该物体的X射线图像（所谓的``阴影图像''）相对应的光浮雕，并由操作员通过防护玻璃视觉看到。

直接成像荧光透视：

后来，为了防止辐射，他们考虑将辐射封闭在一个铅盒中，通过镜子和光学系统观察获得的图像，并可能放大。

电视摄像机的图像增强

进一步的发展沿着使用光电放大器放大最终图像并将其转换为在监视器上观看的电视信号的途径。

但是很快，数字革命就来了，从根本上改变了扫描原理。

现代X射线检查系统通常使用其他原则，这些原则可以减少附带研究并大大改善：

1. 画质
2. 材料的可分辨性

由于使用了高灵敏度的半导体检测器（光电二极管），该检测器涂有一层发光物质（通常是碘化铯），并且还在计算机上进行了数字处理，因此图像质量得到了改善。

X射线束以条带的形式精确地投射到检测器线上，被扫描的物体（行李）沿着传送带移动通过检测器。 进行扫描的隧道的窗户在入口和出口处用铅百叶窗关闭。 这是为了防止散射辐射。

接下来，接收到的信号由模数转换器-ADC读取和转换，对准并传输到计算机以进行处理，并将对象的“连续切片”添加到单个图像中。

狭缝准直方案

微剂量数字X射线扫描

很快，为减小X射线检查单元的尺寸，他们想出了L形的探测器结构，如图所示。

L形检测器阵列的优势。

现代的X射线检查设备使用康普顿效应来区分材料，并确定两种X射线能量-高能量和低能量。

→ 康普顿效应（康普顿效应，康普顿散射）

1923年 A.康普顿研究含有自由或弱结合电子的各种物质（主要是光：石墨，石蜡等）对X射线（高能光子）的散射，发现在散射射线中包含了原始波长为l的辐射还发出波长l¢大于l（l¢> l）的光线。 而且，差D1 ＝ l·-1与l和散射物质的性质无关，并且完全由散射角确定。 通过实验建立了以下规律性：

其中q是由散射辐射方向与主光束方向形成的角度； l0是所有物质的常数，等于l0 = 0.0242 = 2.42×10-12m。

定义：自由或弱耦合电子对电磁辐射的散射，其中单个光子由于与电子发生弹性碰撞而将其部分动量（部分能量）传递给它，这称为康普顿效应或现象。

简单来说，会发生以下情况：

当X射线量子碰撞时，能量转移到电子上。 被激发的电子以较低能量的X射线光子的形式释放从量子接收的能量。

重要的是要了解：

当辐射被原子序数小的物质散射时，几乎所有散射的辐射都具有偏移的波长。 因此，在X射线光谱中会出现两种能量：低能量和初始能量-高能量。

最初的X射线光谱是高能量。

通过有机物起源后的X射线光谱。

X射线检查系统由不同的公司生产。 在俄罗斯，主要有来自Nuctech，Smits Detection，Rapiscan，L3 Communication，Astrophysics，Medrentech，Berg等的设备。 这些公司来自不同的国家：俄罗斯，中国，美国，英国，德国。

考虑用于检查手提行李的X射线检查系统的常规设计。

X射线检查系统方案。

大米中清晰可见X射线发生器（X射线源），L形折叠探测器阵列探测器和一台计算机。

X射线检查系统的原理：

当被检查物体进入隧道并与光电传感器重叠时，来自传感器的信号进入控制单元，控制单元启动X射线发生器。
X射线辐射从准直仪出来，穿透被检查的物体并进入检测器。

该系统使用两个能量探测器。 检测器模块的数量是一个能源系统中数量的两倍。 将分别对低能和高能X射线敏感的两个探测器单元放在一起以接收X射线。

根据从两个检测器接收到的信号，图像处理系统可以识别被检物体的材料类型（主要是有机物，无机物和混合物）。
该系统的检测器模块组装成D形的屏蔽板，并从X射线发生器对角安装，以便通过X射线扫描隧道的整个部分。

在这种布置中，排除了盲点，并且可以检查穿过隧道的物体的任何部分。

X射线检查系统的附加图像

高效的检测器将X射线转换为弱电流信号，该信号被放大并馈送到ADC。

这些模拟信号被转换为16位数字信号，然后传输到计算机。

计算机首先校正来自每个像素的数字信号的失配和偏移，然后通过校正后的高能量和低能量信号对有机和无机材料进行分类，并执行基本的图像处理功能，例如改善图像边缘，校正16位高能量和低能量信号。

物体的每个X射线切片的信号变成显示屏上图像的“线”。

图像的灰度等级表示被检查物体中X射线的吸收程度。

由于物体是由输送机以恒定速度通过隧道运输的，因此系统会使用连续的“ X射线截面”对其进行扫描。 依次显示对象的已处理X射线图像以供查看。

被检查物体图像的所有X射线断面都被合并在一起，形成完整的X射线图像。

为了使检查员能够更好地理解图像的细节并做出正确的决定，系统为他们提供了许多用于分析和评估图像的功能。

应用这些功能不会改变图像数据本身。 禁用此类功能将还原原始图像。

X射线检查单元扫描的行李如下：

此案包含恐怖分子的整个绅士风度：左轮手枪，手榴弹，带计时器的炸弹，一架波音飞机的钥匙，一部手机和三星Galaxy Note 7。
生成的图像以各种颜色绘制。

根据表格，不同的材料对应不同的颜色来为对象着色：

Zeff是在图像给定区域内被照明的材料的原子量。 该参数由康普顿效应以及低能和高能X射线探测器确定。

有多种功能可用于处理搜索到的对象的图像。 检查员最喜欢的黑白模式用于检测薄的金属物体。

例如：电线，垂直投影的刀或带有电线和保险丝的炸药。

黑白（黑白）图像

为了检测金属物体，使用了消除有机材料的模式。 结果，金属物体在图像中标记为蓝色。 向前走一点，我可以看出轻金属被涂成绿色-例如，铝或金属盐。

有机消除

为了确定TNT或其他塑料炸药，还使用一种药物排除无机材料-金属和盐。 结果，可见有机材料，例如水果和蔬菜，塑料，包括塑料炸药和麻醉物质。

仅显示有机物质，不含无机物质

同样，在检查过程中，可以通过原子序数确定材料的可能性-Z eff。

如表所示，炸药和毒品的有效原子序数（Zeff）在[7.9]范围内。

炸药和毒品的有效原子数表

Z7 / Z8 / Z9功能用于选择图像中Zeff等于7、8或9的材料，使用此功能，您可以分别查看Zeff等于7、8或9的有机材料。 带有带有Zeff的有机材料的图像部分以红色显示，其余部分以灰色显示。 因此，炸药或毒品很容易被隔离。

功能Z9的应用

该图清楚地显示了使用Z9功能显示的袋子中的苯丙胺颗粒。

还使用“自动”-自动检测模式。 在这种模式下，有害物质被彩色的矩形轮廓包围。

行李的真实图像在X射线检查和检查单元的监视器上。

爆炸物在黄色框内圈出。 粉色框-包围毒品等物体。 红色框是关于未暴露于X射线的物体的警告。

因此，在该项目后面可能是检查员看不见的东西。 如果行李中有很大一部分被隐藏起来，那么检查人员必须对其进行检查。

重要的是要了解，此框架是对检查员的警告。 框架通常并不表示真正的威胁。

在下一篇文章中，将讨论操作员培训方法，软件功能和特点以及X射线检查设备的设计。