СИСТЕМА ПРОВЕРКИ ДВИЖУЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА ПУТЕМ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ И СПОСОБ ВЫБОРОЧНОЙ ЗАЩИТЫ
SYSTEM FOR INSPECTING MOVING OBJECT THROUGH IMAGE FORMATION AND SELECTIVE PROTECTION METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится, в общем, к процессу формирования изображения движущегося объекта сканированием, в частности, к процессу формирования изображений сканированием, когда объект движется с неравномерной скоростью и требуется быстрое формирование неполного изображения. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству для проверки движущегося объекта путем формирования изображения и его способу выборочной защиты.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Одним из типичных примеров устройств для проверки движущегося объекта путем формирования изображения является устройство для проверки транспортного средства, использующее высокоэнергетическое излучение. В устройстве для проверки транспортных средств высокоэнергетическим излучением проверяемое транспортное средство буксируется буксирующим устройством и движется равномерно, а ускоритель устройства непрерывно излучает высокоэнергетическое излучение с постоянной частотой. Такое устройство имеет блокировочную плиту для экранирования излучения, а испускаются ли высокоэнергетическое излучение в направлении проверяемого транспортного средства или нет, контролируется блокировочной плитой. Когда блокировочная плита открыта, высокоэнергетическое излучение излучаются в направлении проверяемого объекта; объект сканируется, формируется его изображение, и в итоге проверяется.
В стандартном устройстве, его стоимость высока, поскольку ускоритель обычно открыт. Между тем, поскольку излучение высокоэнергетического излучения управляется открыванием/закрыванием механической блокировочной плиты, скорость срабатывания медленна, а время проверки велико и эффективность проверки транспортных средств низка.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для устранения недостатков уровня техники, задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства для проверки движущего объекта путем формирования изображения и его способа выборочной защиты, которое может быстро излучать лучи после прохождения частей движущегося объекта, которые не подлежат сканированию, имеет высокое быстродействие и низкую стоимость изготовления.
Для достижения вышеописанных задач, технические решения достигаются следующим образом. Система для проверки движущегося объекта формированием изображения содержит: первый блок обнаружения, выполненный с обеспечением возможности определять, движется ли движущийся объект, подлежащий проверке, по проходу, или нет; второй блок обнаружения, выполненный с обеспечением возможности определять, прошла ли по проходу часть движущегося объекта, подлежащая экранировке, или нет, и формировать сигнал прохождения после того, как первый блок обнаружения определит, что движущийся объект, подлежащий проверке, движется по проходу; устройство формирования изображения сканированием, выполненное с обеспечением возможности излучать радиационные лучи для проверки движущегося объекта, подлежащего проверке, сканированием; и систему управления, выполненную с обеспечением возможности формировать управляющий сигнал для управления устройством формирования изображения сканированием для излучения радиационных лучей в соответствии с сигналом прохождения от второго блока обнаружения.
В вышеописанной системе для проверки движущегося объекта путем формирования изображения, устройство формирования изображения сканированием содержит ускоритель, имеющий:
СВЧ систему, выполненную с обеспечением возможности формировать СВЧ (микроволновое) электромагнитное поле; устройство излучения электронного луча, выполненное с обеспечением возможности излучать электронные лучи; и ускоряющее устройство, выполненное с обеспечением возможности принимать СВЧ излучение, формируемое СВЧ устройством для формирования СВЧ электромагнитного поля для ускорения электронных лучей, формируемых устройством излучения электронного луча, и направлять ускоренные электронные лучи к мишени для формирования лучей рентгеновского излучения.
В вышеописанной системе для проверки движущегося объекта формированием изображения, система управления запускает СВЧ систему, когда первый блок обнаружения обнаруживает сигнал о прохождении движущегося объекта, подлежащего проверке, по проходу, и формирует управляющий сигнал для управления устройством излучения электронного луча для формирования электронного луча после получения сигнала прохождения.
В вышеописанной системе для проверки движущегося объекта формированием изображения, устройство излучения электронного луча, содержит: устройство управления включением электронной пушки для формирования пускового синхронного сигнала, когда внедрен сигнал, разрешающий действие электронной пушки; импульсное устройство для формирования первого импульса высокого напряжения в соответствии с синхронным пусковым сигналом, сформированным устройством управления включением электронной пушки; и электронную пушку для излучения электронных лучей в соответствии с первым импульсом высокого напряжения.
В вышеописанной системе для проверки движущегося объекта формированием изображения, система управления запускает СВЧ систему, когда первый блок обнаружения проверяет сигнал о прохождении проверяемого движущегося объекта по проходу, и формирует управляющий сигнал для управления устройством излучения электронного луча, для формирования электронного луча после получения сигнала о прохождении.
В вышеописанной системе для проверки движущегося объекта формированием изображения, СВЧ система содержит: СВЧ импульсное устройство для формирования второго импульса высокого напряжения; и СВЧ источник для приема второго импульса высокого напряжения и формирования СВЧ.
В вышеописанной системе для проверки движущегося объекта формированием изображения, управляющий сигнал формируется после стабилизации СВЧ электромагнитного поля.
В вышеописанной системе для проверки движущегося объекта формированием изображения, движущимся объектом может быть транспортное средство. Дополнительно экранируемой частью может быть водительская камера транспортного средства.
Согласно другому аспекту изобретения предлагается способ выборочной защиты для движущегося объекта, проверяемого формированием изображения, содержащий:
первый этап определения, на котором оценивают, движется ли движущийся объект по проходу, или нет;
второй этап определения, на котором оценивают, прошла ли часть движущегося объекта, подлежащая экранировке, через область радиационного сканирования в проходе, или нет, и формируют сигнал прохождения;
этап формирования изображения сканированием, на котором формируют сигнал управления для управления устройством формирования изображения сканированием, чтобы сформировать радиационные лучи в соответствии с сигналом прохождения, после осуществления оценки, что часть, подлежащая экранировке, проходит через область радиационного сканирования, чтобы излучать радиационный луч в проход и проверять движущийся объект сканированием для скрытия области, после того как область движущегося объекта, подлежащая экранировке, проходит через область радиационного сканирования, благодаря чему эта часть, подлежащая экранировке, выборочно защищается.
Способ выборочной защиты движущегося объекта, проверяемого формированием изображения, после первого этапа обнаружения дополнительно содержит этап, на котором включают СВЧ-устройство ускорителя устройства формирования изображения сканированием для излучения радиационного луча для формирования микроволны, когда движущийся объект проходит по проходу, и этап включения устройства излучения электронного луча, принадлежащего ускорителю, для излучения электронного луча на этапе проверки сканированием.
В варианте осуществления изобретения представляется система для проверки транспортных средств, использующая высокоэнергетическое излучение. И водителю не требуется покидать проверяемое транспортное средство, движущееся с некоторой скоростью. После того как передняя часть транспортного средства «выборочно защищается», система излучает радиационный луч с предельно высокой скоростью срабатывания, таким образом, сокращая время проверки и достигая 100% коэффициента проверки, и коэффициент пропускаемых транспортных средств увеличивается.
При использовании изобретения коэффициент пропускания транспортных средств может быть увеличен до 200 контейнеровозов в час. По сравнению с предшествующим уровнем техники, соотношение проверяемых транспортных средств может быть значительно улучшено, и стоимость устройства может быть существенно уменьшено, с меньшей площадью, занимаемой этим устройством. И устройство из этого может использоваться на дорожных пропускных пунктах любых типов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и/или другие аспекты и преимущества настоящего изобретения будут более легко очевидны из нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи:
Фиг.1 - блок-схема, соответствующая системе проверки транспортных средств варианта осуществления изобретения;
Фиг.2 - схематическое изображение, соответствующее системе проверки транспортных средств варианта осуществления изобретения;
Фиг.3 - вид сверху устройства, показанного на Фиг.1;
Фиг.4 - схема ускорителя, проиллюстрированного на Фиг.1, и
Фиг.5 - блок-схема последовательности этапов способа выборочной защиты для движущегося объекта, проверяемого формированием изображения согласно изобретению.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее представлена подробная информация о варианте осуществления настоящего изобретения, со ссылками на его иллюстрации на приложенных чертежах, где одинаковые номера ссылок ссылаются на одинаковые элементы. Варианты осуществления описаны ниже для пояснения настоящего изобретения со ссылками на чертежи.
На приложенных чертежах показан иллюстрированный вариант осуществления с устройством для быстрой проверки транспортных средств. Нижеследующее описание со ссылками на чертежи будет описано только с целью иллюстрации и не для ограничения.
На Фиг.1 представлена блок-схема, соответствующая системе для быстрой проверки транспортного средства путем формирования изображения в варианте осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг.1, система для быстрой проверки транспортного средства путем формирования изображения содержит: первый блок 101 обнаружения, выполненный с обеспечением возможности обнаруживать, движется ли движущийся объект 15, подлежащий проверке, по проходу 14, или нет; второй блок 102 обнаружения, выполненный с обеспечением возможности обнаружения, проходит ли в зоне проверки, т.е. в зоне сканируемой радиационными лучами, экранируемая часть 16 движущегося объекта 15, или нет, и с обеспечением возможности формирования сигнала прохождения после того, как первый блок 101 обнаружения определит, что проверяемый движущийся объект 15 движется по проходу; устройство 104 формирования изображения сканированием, выполненное с обеспечением возможности излучать лучи, такие как, рентгеновские лучи или гамма-лучи и т.д., для сканирования проверяемого движущегося объекта 15; и систему 103 управления для формирования управляющего сигнала для управления устройством 104 формирования изображения сканированием, в соответствии с сигналом прохождения от второго блока 102 обнаружения.
На Фиг.2 представлена схема устройства для проверки движущегося объекта путем формирования изображения сканированием соответствующая варианту осуществления настоящего изобретения, и на Фиг.3 представлен вид сверху устройства, показанного на Фиг.1. На Фиг.2, 3, показаны: проход 14 для движущегося объекта, подлежащего проверке, груженного контейнером и т.п., корпус 9 камеры ускорителя, снабженный установленным в нем устройством формирования изображения сканированием, быстросрабатывающие переключатели 2 световой завесы, и заземленная индукционная катушка 3 для обнаружения транспортного средства, едущего по проходу, и радар 7 измерения скорости для измерения скорости транспортного средства, и комната управления (не показана). Быстросрабатывающие переключатели 2 световой завесы установлены на установочных стойках по обе стороны от прохода. Заземленная индукционная катушка 3 расположена под землей на входе прохода (с правой стороны на Фиг.2), как первый переключатель на входе для транспортного средства. Быстросрабатывающие переключатели 2 световой завесы и заземленная индукционная катушка 3 могут использоваться совместно для обнаружения, движется ли движущийся объект, подлежащий проверке, по проходу 14 или нет, и подсчета прошедших в нем транспортных средств с помощью счетчика. Счетчик может быть установлен в комнате управления, и он также может быть установлен отдельно. Радар 7 измерения скорости может измерять скорость движения движущегося объекта, подлежащего проверке. В варианте осуществления настоящего изобретения он может быть установлен на внешней стене корпуса 9 камеры ускорителя рядом с проходом. Комната управления является центром всей системы, и система управления в комнате управления может быть электрически соединена с другими электроприборами всего устройства для приема электрических сигналов от этих электроприборов и дальнейшего управления состоянием их работы.
Быстросрабатывающие переключатели 5 световой завесы установлены на стенах с обеих сторон прохода и на плече 12 детектора. Фотоэлектрические переключатели 10 установлены на экранирующих стенках 4 и 11 с обеих сторон прохода. Фотоэлектрические переключатели 10 и быстросрабатывающие переключатели 5 световой завесы используются для определения типа транспортного средства. И блок управления может управлять условиями включения, например, временем излучения радиационных лучей ускорителя, основываясь на полученных результатах.
Более конкретно, в варианте осуществления, в котором фотоэлектрические переключатели 10 и переключатели 5 световой завесы используются для определения, проходит ли движущейся объект 15 через зону проверки, или нет, в блоке 103 управления хранится характеристическая информация и информация об очертаниях контейнеровоза, грузовика, легкового автомобиля и т.д. Переключатель 5 световой завесы состоит из излучателя и приемника, установленных, например, на обеих сторонах прохода и определяет информацию о высоте внешней формы транспортного средства на основе картины перекрытия светового луча, также могут быть получены отличительные характеристики, например, очертание головной части движущегося объекта 15, например, транспортного средства, проходящего через проход. Управляющий блок может определить тип транспортного средства по отличительным характеристикам или по части характеристики очертания транспортного средства. Когда фотоэлектрический переключатель 10 обнаруживает переднюю часть транспортного средства, сигнал прибытия испускается в систему 103 управления. Во время движения транспортного средства переключатели 5 световой завесы многократно определяют информацию о высоте транспортного средства и передают ее на блок управления. Блок управления отыскивает информацию от приемника переключателей 5 световой завесы в профиле транспортного средства и сравнивает измеренную информацию о транспортном средстве с хранящейся в контроллере с тем, чтобы распознать тип транспортного средства.
Устройство 104 формирования изображения сканированием, установленное в корпусе 9 камеры ускорителя, содержит ускоритель, который может быстро излучать радиационные лучи, как показано на Фиг.4. Ускоритель содержит: СВЧ-систему 300, выполненную с обеспечением возможности формировать СВЧ электромагнитное поле; и устройство для излучения электронного луча, как например, электронную пушку 307 и т.п., выполненную с обеспечением возможности излучать электронные лучи, при инициации импульсом высокого напряжения; ускоряющее устройство, такое как ускорительная труба 305, и т.п., выполненное с обеспечением возможности принимать микроволны, сформированные магнетроном 4 через систему передачи СВЧ для формирования СВЧ электромагнитного поля, причем электромагнитное поле ускоряет электронный луч, сформированный электронной пушкой 307, и направляет ускоренный электронный луч к мишени для формирования лучей рентгеновского излучения равными порциями; и цепь 301 системы синхронной генерации для подачи синхронного импульсного сигнала на СВЧ-систему 300 и систему 320 излучения радиационных лучей.
Кроме того, СВЧ-система содержит СВЧ-импульсное устройство, СВЧ-источник, такой как магнетрон 304 и т.п., и систему передачи СВЧ. СВЧ-импульсное устройство содержит модулятор 302, и импульсный трансформатор 303, при этом модулятор 302 принимает импульсный сигнал синхронизации системы от цепи 301 системы синхронной генерации и формирует второй импульсный сигнал. Импульсный трансформатор 303 преобразует второй импульсный сигнал во второй импульс высокого напряжения для запуска магнетрона 304. Магнетрон 304 принимает второй импульс высокого напряжения и формирует СВЧ-сигнал. СВЧ-система 306 передает СВЧ на ускорительную трубу 305 для формирования в ускорительной трубе 305 СВЧ электромагнитного поля. Кроме того, СВЧ-система 300 дополнительно содержит АРЧ устройство (АРЧ - устройство автоматической регулировки частоты). АРЧ устройство стабилизации частоты выполнено с обеспечением возможности позволить выходной частоте СВЧ из СВЧ источника содержать частоту импульса высокого напряжения, т.е. с характеристической частотой, генерируемой ускорительным устройством для запуска электронной пушки 307, сформированной ускорительным устройством.
Дополнительно устройство 320, излучающее электронный луч, может содержать устройство 308 управления включением электронной пушки, импульсное устройство и электронную пушку 307, при этом импульсное устройство содержит импульсный источник 309 питания и импульсный трансформатор 310. Устройство 308 управления включением электронной пушки принимает импульсный сигнал синхронизации, например, исходящий от цепи 301 системы синхронной генерации в системе 103 управления, и разрешающий сигнал, позволяющий работать электронной пушке 310, при этом разрешающий сигнал может быть запущен на основании локальной машинной команды на испускание луча, исходящей от системы 103 управления, например, когда система 103 управления посылает команду на испускание луча после того, как определит, что через область сканирования проходит часть транспортного средства, подлежащей защите (например, кабина водителя). Альтернативно, разрешающий сигнал может быть запущен в соответствии с внешней командой на излучение луча, посылаемой от другого внешнего управляемого механизма, на основании устойчивого состояния мощности СВЧ, формируемого магнетроном 304. Альтернативно, разрешающий сигнал может быть запущен, при возникновении обоих этих событий. Когда разрешающий сигнал запущен, устройство 308 управления включением электронной пушки может формировать синхронный сигнал включения для приведения в действие импульсного источника 309 питания для формирования первого импульсного сигнала для электронной пушки 307. Импульсный трансформатор 310 может преобразовывать первый импульсный сигнал, сформированный импульсным источником 309 питания в первый импульс высокого напряжения, а затем электронная пушка 307 приводится в действие первым импульсом высокого напряжения для излучения электронного луча.
В соответствии с ускорителем изобретения, после того, как система 103 управления запустит работу СВЧ системы 300, начинает работать магнетрон 304, однако ускоритель в целом еще не формирует поток рентгеновского излучения. После того, как система 103 управления определит, что кабина водителя транспортного средства прошла через область проверки, то есть после того как магнетрон 304 проработал некоторое время (обычно это занимает 10 с), система приводится в действие программными средствами, приводится в действие АРЧ устройство стабилизации частоты и в ускорительной трубе формируется стабилизированное ускоряющее электромагнитное поле, а затем система 103 управления выдает команду на излучение луча. Команда на излучение луча немедленно запускает импульсный источник 309 питания посредством устройства 308 управления включением электронной пушки и в электронной трубе 305 соответственно формируется стабильный импульс рентгеновского излучения. Поэтому в ускорителе 104 изобретения, когда ускоритель начинает работать, СВЧ-система 300 начинает работать немедленно. Однако устройство, излучающее электронный луч, в этот момент не излучает электронные лучи. И только когда система 103 управления примет команду на излучение луча, включается устройство, излучающее электронный луч, чтобы излучать электронный радиационный луч и луч для проверки сканированием далее излучается. Поэтому достигается не только быстрое излучение луча ускорителем, но и та часть, например, кабина водителя и пр., которая не требует сканирования радиационными лучами, может быть выборочно защищена, и вред водителю, причиняемый радиационным излучением можно предотвратить.
Система для проверки движущегося объекта путем формирования изображения в соответствии с изобретением дополнительно содержит быстросрабатывающий переключатель 6 световой завесы и заземленную индукционную катушку 8, размещенную под землей на выходе из прохода для обнаружения покинуло ли проверяемое транспортное средство проход, или нет, и проверенное транспортное средство, едущее прочь от прохода 14, считается с помощью счетчика.
Далее следует описание процесса работы системы для проверки путем формирования изображения в соответствии с изобретением.
Система находится в режиме ожидания, когда количество транспортных средств в проходе равно нулю. Сначала, когда транспортное средство 1А движется к проходу, включается заземленная индукционная катушка 3 и определяется направление движения транспортного средства совместно с быстродействующими переключателями 2 световой завесы. Если транспортное средство едет в проход, счетчик, для подсчета транспортных средств в проходе, увеличивается на единицу. Радар 7 измерения скорости измеряет скорость транспортного средства. И система переходит в режим готовности, а система 103 управления включает СВЧ систему 300, формирующее СВЧ, и сформированное СВЧ передается на ускорительную трубу 305 по системе 306 передачи микроволн для формирования стабильного электромагнитного поля в ускорительной трубе 305. Транспортное средство продолжает ехать вперед, система регистрирует изменение состояния транспортного средства, едущего по проходу.
Фотоэлектрический переключатель 10 переключается, когда транспортное средство переезжает из положения 1А в положение 1C через положение 1В с нормальной скоростью. В этот момент на основании состояния переключателя 5 световой завесы определяется, что проверяемым транспортным средством является контейнеровоз или крытый грузовик, и в зависимости от типа транспортного средства принимаются разные условия включения сканирования. Если транспортным средством является крытый грузовик, электронная пушка 310 ускорителя в системе 300 управления излучает электронный луч немедленно после того, как пройдет кабина водителя. Электронные лучи ускоряются электрическим полем в ускорительной трубе 305, и образуют радиационные лучи после фокусировки для проверки крытого грузовика сканированием.
С другой стороны, после того, как быстродействующий переключатель 2 световой завесы определит транспортное средство, перемещающееся по проходу 14, если система 300 управления с помощью вышеупомянутого переключателя 5 определит, что по проходу 14 движется контейнеровоз, определяется, прошла ли кабина водителя через область проверки, или нет, и после прохождения части контейнеровоза с кабиной водителя через область проверки формируется сигнал прохождения, система 300 управления немедленно начинает управлять излучением лучей электронной пушкой 310 ускорителя. Электронный луч ускоряется электрическим полем в ускорительной трубке 305 и после фокусировки на мишень формирует радиационные лучи для проверки контейнеровоза сканированием.
Когда транспортное средство выезжает из прохода сканирования, счетчик транспортных средств уменьшается на единицу и контроллер 103 переводит весь ускоритель в выключенное состояние, или электронная пушка входит в состояние отключения. Вся система проверки движущегося объекта путем формирования изображения сохраняет состояние готовности, если подсчитанная величина на счетчике в проходе не равна нулю, а если транспортных средств в проходе нет, система входит в режим ожидания.
Поскольку транспортное средство, подлежащее проверке, может быстро проехать через проход 14 и во время проверки транспортного средства необходимо обеспечить безопасность водителя, команда на излучение луча подается на ускоритель (включается сигнал включения электронной пушки) после того как система безопасно выборочно защитит кабину водителя, и система позволяет ускорителю формировать стабильный импульсный поток лучей через 100 микросекунд после приема сигнала включения. Ускоритель выдает стабильный импульс поток лучей после получения 4 импульсов сигнала включения электронной пушки (приблизительно 20 микросекунд, при нормальной работе системы на частоте 200 Гц) на основе экспериментальных данных об обнаружении. Когда используется система ускорителя, эффективность проверки транспортного средства увеличивается. Время проверки контейнеровоза сокращается с 2-3 минут до 10 секунд или менее. Кроме того, соответственно уменьшается стоимость устройства системы.
В вышеописанной системе для проверки движущегося объекта путем формирования изображения в соответствии с изобретением, быстродвижущийся объект может быть проверен путем формирования изображения быстро, безопасно и надежно.
Согласно изобретению предлагается способ проверки движущегося объекта путем формирования изображения и способ выборочной защиты для движущегося объекта, проверяемого путем формирования изображения, содержащий: первый этап S10 обнаружения, на котором определяют, движется ли движущийся объект, такой как контейнеровоз, грузовик, легковой автомобиль и пр. по проходу, или нет; второй этап S12 обнаружения, на котором определяют, прошла ли экранируемая область движущегося объекта, такая как часть кабины водителя, через область радиационного сканирования; и этап S14 формирования изображения сканированием, на котором включают ускоритель для излучения радиационных лучей для проверки сканированием после того, как область, подлежащая экранированию, прошла через область радиационного сканирования.
Кроме того, на первом этапе обнаружения способ дополнительно содержит: этап S11, на котором включают СВЧ устройство ускорителя для излучения радиационного луча и формирования СВЧ, когда движущийся объект проходит по проходу после первого этапа обнаружения; и этап S13, на котором включают устройство ускорителя, излучающее электронный луч, для излучения электронного луча на этапе 14 проверки сканированием.
Хотя выше был показан и описан вариант осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в этот вариант осуществления могут быть внесены изменения, не выходящие за пределы принципов и идей изобретения, объем которых определен в формуле изобретения, а также эквивалентных им.