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DE102005056385A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten mit einer Strahlungsquelle - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten mit einer Strahlungsquelle Download PDF

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DE102005056385A1
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Zhiqiang Chen
Kejun Kang
Yulan Li
Li Zhang
Yinong Liu
Xuewu Wang
Bin Sang
Hailin Wang
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Nuctech Co Ltd
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Tsinghua University
Nuctech Co Ltd
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Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten mit einer Strahlungsquelle betreffen das Gebiet der Erkennungstechnik mit Anwendung von Strahlung. Die Hauptschritte des Verfahrens gemäß der Erfindung sind: Ein zu untersuchender Artikel wird in eine Arbeitszone innerhalb eines Strahlungsabschirmungsbereiches transportiert; der Strahl, der von einer Strahlungsquelle emittiert wird, durchdringt den zu untersuchenden Artikel und wird von einem Detektor empfangen; der Detektor überträgt das empfangene Strahlsignal zu einem Datenerfasser; der Datenerfasser verstärkt und formt das Strahlsignal und überträgt diese Daten und die von Dickenmessungs-Prüfköpfen gesammelten Daten zu einem Datenverarbeitungscomputer; und der Datenverarbeitungscomputer verarbeitet die zwei Gruppen von Daten, um die Dichte und Kernladungszahl der untersuchten Flüssigkeit abzuleiten, vergleicht das Ergebnis mit den Dichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln in einer vorhandenen Datenbank und zeigt die erkannten Informationen über den untersuchten Artikel an. Im Vergleich zum Stand der Technik ist die Erfindung nicht dem Einfluss der äußeren Verpackung eines Artikels unterworfen und ist sehr störungssicher, und sie weist die Merkmale eines kleinen Volumens, einer hohen Genauigkeit der Erkennung, einer einfachen Abschirmung und einer hohen Benutzungssicherheit und Zuverlässigkeit auf.

Description

  • Querverweis auf ein Dokument mit einer rechtlichen Beziehung
  • Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Vorteile der chinesischen Patentanmeldung Nr. 200410009896.6, die am 26. November 2004 beim Chinesischen Patentamt eingereicht wurde und die in ihrer Gesamtheit durch Querverweis in die vorliegende Anmeldung einbezogen ist.
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Erkennung mittels Strahlung und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten mit einer Strahlungsquelle.
  • In einem Sicherheitserkennungssystem der Zivilluftfahrt ist es erforderlich, dass die flüssigen Artikel, die von Fluggästen mitgeführt werden, kontrolliert werden, ohne sie zu öffnen. Die angewendeten Erkennungsverfahren nach dem Stand der Technik umfassen hauptsächlich ein chemisches Verfahren, ein elektromagnetisches Verfahren und ein Neutronenerkennungsverfahren. Das chemische Verfahren kann wiederum in ein Geruchsidentifizierungsverfahren und ein Ionenscan-Sprengstofferkennungsverfahren und ähnliches eingeteilt werden, wobei es mit diesen Verfahren in praktischen Anwendungen oft nicht gelingt, die Erkennung durchzuführen, da die flüssigen Artikel versiegelt und verpackt sind, und ferner weist das chemische Verfahren den Nachteil einer hohen Empfindlichkeit und eines hohen Fehlerkennungsanteils auf. Das elektromagnetische Erkennungsverfahren ist aufgrund seines schwachen Signals anfällig gegen elektromagnetische Störungen und kann nicht angewendet werden, um flüssige Artikel mit Metallverpackungen zu untersuchen. Die Anwendung des Neutronenerkennungsverfahrens hat zur Folge, dass aufgrund der "Neutronenaktivierung" Reststrahlung in der untersuchten Flüssigkeit verbleibt, und die Strahlungsabschirmung ist kompliziert, weist eine schlechte Stabilität und einen großen Abdeckungsbereich auf und erfordert hohe Investitionen, so dass das Verfahren für Anwendungen im großen Maßstab im Sicherheitserkennungssystem der Zivilluftfahrt nicht geeignet ist. Bei den existierenden Röntgendurchleuchtungs-Erkennungssystemen wird der Röntgenstrahl, der einen untersuchten Artikel durchdrungen hat, von einem Detektor erfasst, so dass die Dichteverteilung in dem untersuchten Artikel in Abhängigkeit von der Intensitätsänderung des Röntgenstrahles widergespiegelt wird, und die Intensität des Röntgenstrahls wird in ein Graustufenbild umgewandelt, so dass das perspektivische Bild des untersuchten Artikels erhalten wird. Mit einem solchen Röntgendurchleuchtungs-Erkennungsverfahren, welches durch Identifizieren der Dichteinformationen und der Forminformationen des untersuchten Artikels ein Bild herstellt, gelingt es nicht, eine Erkennung mittels Bilderzeugung für einen flüssigen Artikel mit gleichmäßiger Dichteverteilung durchzuführen.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Um die beim Stand der Technik vorhandenen Mängel zu überwinden, besteht der Zweck der Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten mit einer Strahlungsquelle bereitzustellen. Mit dem Verfahren kann eine Sicherheitserkennung für einen flüssigen Artikel durchgeführt werden, ohne dessen Verpackung zu entfernen, und das Ergebnis der Erkennung wird nicht durch die Materialqualität der Verpackung beeinflusst; und die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die Vorteile einer kleinen Abdeckungsfläche, einer hohen Genauigkeit, einer hohen Sicherheit und Zuverlässigkeit und eines einfachen Schutzes auf. Das Verfahren und die Vorrichtung sind für Sicherheitserkennungssysteme der Zivilluftfahrt und anderer wichtiger Standorte anwendbar.
  • Um die oben erwähnten Zwecke der Erfindung zu erreichen, kann die technische Lösung der Erfindung auf die folgende Weise realisiert werden:
    Ein Verfahren zur Sicherheitserkennung einer Flüssigkeit mit einer Strahlungsquelle umfasst das Verwenden der Strahlungsquelle, eines Kollimators vom Abschirmungstyp, eines Postkollimators, eines Detektors, eines Datenerfassers, eines Datenverarbeitungscomputers, von Dickenmessungs-Prüfköpfen und eines Strahlungsabschirmungsbereiches; und weist die folgenden Hauptschritte auf:
    • 1) ein zu untersuchender Artikel wird mittels eines Transportmechanismus in eine Arbeitszone innerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches transportiert;
    • 2) der Strahl, der von der im Kollimator vom Abschirmungstyp befindlichen Strahlungsquelle emittiert wird, durchdringt den zu untersuchenden Artikel, durchdringt danach einen Postkollimator und wird von dem Detektor empfangen, der dem Strahlenbündel zugewandt ist;
    • 3) der Detektor überträgt das empfangene Signal zum Datenerfasser;
    • 4) der Datenerfasser verstärkt und formt das Strahlsignal und überträgt diese Daten zu dem Datenverarbeitungscomputer, und die auf beiden Seiten des Transportmechanismus angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe übertragen die von ihnen erfassten Daten zum Datenverarbeitungscomputer; und
    • 5) der Datenverarbeitungscomputer verarbeitet die zwei Gruppen von Daten und führt die Analyse des Energiespektrums des Strahls durch, der den untersuchten Artikel durchdrungen hat, um die Dichte der Flüssigkeit und die Kernladungszahl des untersuchten Artikels abzuleiten, vergleicht das Ergebnis mit den Dichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln in einer vorhandenen Datenbank und zeigt danach die erkannten Informationen über den untersuchten Artikel optisch an.
  • Eine Ausführungsform einer Vorrichtung, welche das oben beschriebene Verfahren zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten mit einer Strahlungsquelle realisiert, umfasst einen Strahlungsabschirmungsbereich und eine Strahlungsquelle, einen Kollimator vom Abschirmungstyp, einen Transportmechanismus, Dickenmessungs-Prüfköpfe, einen Postkollimator und einen Detektor, welche sich in dem Strahlungsabschirmungsbereich befinden. Die Ausführungsform umfasst ferner einen eine Verstärkungs- und Formungsschaltung aufweisenden Datenerfasser und einen mit einer Stoffdichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln enthaltenden Datenbank und mit einer Software zum Analysieren des Energiespektrums von Flüssigkeiten ausgestatteten Datenverarbeitungscomputer, welche sich außerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches befinden. Die Konstruktionsmerkmale der Ausführungsform bestehen darin, dass sich die Strahlungsquelle in dem Kollimator vom Abschirmungstyp befindet und dass sich der Kollimator vom Abschirmungstyp auf einer Seite des Transportmechanismus befindet, auf welchem ein zu untersuchender Artikel platziert werden kann. Auf der anderen Seite des Transportmechanismus sind nacheinander der Postkollimator und der Detektor angebracht, so dass das von der Strahlungsquelle emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp durchdrungen hat, auf den Postkollimator und den Detektor gerichtet ist. Die Signalausgangsleitung des Detektors ist mit dem Datenerfasser verbunden, und die Datenausgangsleitungen des Datenerfassers und der auf beiden Seiten des Transportmechanismus angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe sind alle mit dem Datenverarbeitungscomputer verbunden.
  • In der oben beschriebenen Vorrichtung kann die Strahlungsquelle ein Isotop einer Strahlungsquelle sein, das entweder ein einziges Energieniveau oder mehrere Energieniveaus aufweist, und sie kann ebenso eine Röntgenmaschine oder ein Elektronenlinearbeschleuniger sein.
  • Eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung, welche das oben beschriebene Verfahren zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten mit einer Strahlungsquelle realisiert, umfasst einen Strahlungsabschirmungsbereich und doppelte Strahlungsquellen, Kollimatoren vom Abschirmungstyp, einen Transportmechanismus, Dickenmessungs-Prüfköpfe, Postkollimatoren und Detektoren, welche sich in dem Strahlungsabschirmungsbereich befinden. Die Ausführungsform umfasst ferner einen eine Verstärkungs- und Formungsschaltung aufweisenden Datenerfasser und einen mit einer Stoffdichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln enthaltenden Datenbank und mit einer Software zum Analysieren des Energiespektrums von Flüssigkeiten ausgestatteten Datenverarbeitungscomputer, welche sich außerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches befinden. Die Konstruktionsmerkmale der Ausführungsform sind, dass sich die doppelten Strahlungsquellen aus einer Strahlungsquelle mit niedriger Energie und einer Strahlungsquelle mit hoher Energie zusammensetzen, welche sich jeweils in den Kollimatoren vom Abschirmungstyp befinden. Jeder Kollimator vom Abschirmungstyp befindet sich auf einer Seite des Transportmechanismus, auf welchem ein zu untersuchender Artikel platziert werden kann, und auf der anderen Seite des Transportmechanismus sind nacheinander die Postkollimatoren, der Niedrigenergiedetektor und der Hochenergiedetektor angebracht, so dass das von der Strahlungsquelle mit niedriger Energie emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp durchdrungen hat, auf den Postkollimator und den Niedrigenergiedetektor gerichtet ist und das von der Strahlungsquelle mit hoher Energie emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp durchdrungen hat, auf den Postkollimator und den Hochenergiedetektor gerichtet ist. Die Datenausgangsleitungen des Niedrigenergiedetektors und des Hochenergiedetektors sind mit dem Datenerfasser verbunden, und die Datenausgangsleitungen des Datenerfassers und der auf beiden Seiten des Transportmechanismus angebrachten Dickenmessungs- Prüfköpfe sind alle mit dem Datenverarbeitungscomputer verbunden.
  • In der oben beschriebenen Vorrichtung können die Strahlungsquelle mit niedriger Energie und die Strahlungsquelle mit hoher Energie eine Röntgenmaschine oder ein Elektronenlinearbeschleuniger oder ein Isotop, das ein einziges Energieniveau aufweist, sein.
  • Die Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten mit einer Strahlungsquelle bereit, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Strahlungsabschirmungsbereich und eine Strahlungsquelle, einen Kollimator vom Abschirmungstyp, einen Transportmechanismus, Dickenmessungs-Prüfköpfe, einen Postkollimator und einen Detektor, welche sich in dem Strahlungsabschirmungsbereich befinden; und ferner umfasst: einen eine Verstärkungs- und Formungsschaltung aufweisenden Datenerfasser und einen mit einer Stoffdichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln enthaltenden Datenbank und mit einer Software zum Analysieren des Energiespektrums von Flüssigkeiten ausgestatteten Datenverarbeitungscomputer, welche sich außerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches befinden; wobei die Strahlungsquelle sich in dem Kollimator vom Abschirmungstyp befindet und der Kollimator vom Abschirmungstyp sich auf einer Seite des Transportmechanismus befinden kann, auf welchem ein zu untersuchender Artikel platziert werden kann, auf der anderen Seite des Transportmechanismus nacheinander der Postkollimator und der Detektor angebracht sind, so dass das von der Strahlungsquelle emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp durchdrungen hat, auf den Postkollimator und den Detektor gerichtet ist, die Datenausgangsleitung des Detektors mit dem Datenerfasser verbunden ist und die Datenausgangsleitungen des Datenerfassers und der auf beiden Seiten des Transportmechanismus angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe alle mit dem Datenverarbeitungscomputer verbunden sind.
  • Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle ein Isotop einer Strahlungsquelle sein kann, das entweder ein einziges Energieniveau oder mehrere Energieniveaus aufweist, und ebenso eine Röntgenmaschine oder ein Elektronenlinearbeschleuniger sein kann.
  • Die Erfindung stellt ferner eine Vorrichtung zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten mit einer Strahlungsquelle bereit, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Strahlungsabschirmungsbereich und doppelte Strahlungsquellen, Kollimatoren vom Abschirmungstyp, einen Transportmechanismus, Dickenmessungs-Prüfköpfe, Postkollimatoren und Detektoren, welche sich in dem Strahlungsabschirmungsbereich befinden; und ferner umfasst: einen eine Verstärkungs- und Formungsschaltung aufweisenden Datenerfasser und einen mit einer Stoffdichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln enthaltenden Datenbank und mit einer Software zum Analysieren des Energiespektrums von Flüssigkeiten ausgestatteten Datenverarbeitungscomputer, welche sich außerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches befinden; wobei sich die doppelten Strahlungsquellen aus einer Strahlungsquelle mit niedriger Energie und einer Strahlungsquelle mit hoher Energie zusammensetzen, welche sich jeweils in den Kollimatoren vom Abschirmungstyp befinden, wobei jeder Kollimator vom Abschirmungstyp sich auf einer Seite des Transportmechanismus befindet, auf welchem ein zu untersuchender Artikel platziert werden kann, und auf der anderen Seite des Transportmechanismus nacheinander die Postkollimatoren, der Niedrigenergiedetektor und der Hochenergiedetektor angebracht sind, so dass das von der Strahlungsquelle mit niedriger Energie emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp durchdrungen hat, auf den Postkollimator und den Niedrigenergiedetektor gerichtet ist und das von der Strahlungsquelle mit hoher Energie emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp durchdrungen hat, auf den Postkollimator und den Hochenergiedetektor gerichtet ist, die Datenausgangsleitungen des Niedrigenergiedetektors und des Hochenergiedetektors mit dem Datenerfasser verbunden sind und die Datenausgangsleitungen des Datenerfassers und der auf beiden Seiten des Transportmechanismus angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe alle mit dem Datenverarbeitungscomputer verbunden sind.
  • Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle mit niedriger Energie und die Strahlungsquelle mit hoher Energie eine Röntgenmaschine oder ein Elektronenlinearbeschleuniger oder ein Isotop, das ein einziges Energieniveau aufweist, sein können.
  • Ein Verfahren zur Sicherheitserkennung einer Flüssigkeit unter Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung umfasst die folgenden Hauptschritte:
    • 1) ein zu untersuchender Artikel wird mittels des Transportmechanismus in eine Arbeitszone innerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches transportiert;
    • 2) der Strahl, der von der im Kollimator vom Abschirmungstyp befindlichen Strahlungsquelle emittiert wird, durchdringt den zu untersuchenden Artikel, durchdringt danach den Postkollimator und wird von dem Detektor empfangen, der dem Strahlenbündel zugewandt ist;
    • 3) der Detektor überträgt das empfangene Datensignal zum Datenerfasser;
    • 4) der Datenerfasser verstärkt und formt das Strahlsignal und überträgt diese Daten zu dem Datenverarbeitungscomputer, und die auf beiden Seiten des Transportmechanismus angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe übertragen die von ihnen erfassten Daten zum Datenverarbeitungscomputer; und
    • 5) der Datenverarbeitungscomputer verarbeitet die zwei Gruppen von Daten und führt die Analyse des Energiespektrums des Strahls durch, der den untersuchten Artikel durchdrungen hat, um die Dichte der Flüssigkeit und die Kernladungszahl des untersuchten Artikels abzuleiten, vergleicht das Ergebnis mit den Dichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln in einer vorhandenen Datenbank und zeigt danach die erkannten Informationen über den untersuchten Artikel optisch an.
  • Ein Verfahren zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten unter Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung umfasst die folgenden Schritte:
    ein zu untersuchender Artikel wird mittels des Transportmechanismus in einen Weg des von der Strahlungsquelle mit niedriger Energie emittierten Strahls zwischen der Strahlungsquelle mit niedriger Energie und dem Niedrigenergiedetektor transportiert;
    der von der im Kollimator vom Abschirmungstyp befindlichen Strahlungsquelle mit niedriger Energie emittierte Strahl durchdringt den zu untersuchenden Artikel, durchdringt danach einen Postkollimator und wird von dem Niedrigenergiedetektor, der dem Strahlenbündel zugewandt ist, empfangen;
    der Niedrigenergiedetektor überträgt das empfangene Datensignal zu dem Datenerfasser;
    ein zu untersuchender Artikel wird mittels des Transportmechanismus in einen Weg des von der Strahlungsquelle mit hoher Energie emittierten Strahls zwischen der Strahlungsquelle mit hoher Energie und dem Hochenergiedetektor transportiert;
    der von der im Kollimator vom Abschirmungstyp befindlichen Strahlungsquelle mit hoher Energie emittierte Strahl durchdringt den zu untersuchenden Artikel, durchdringt danach einen Postkollimator und wird von dem Hochenergiedetektor, der dem Strahlenbündel zugewandt ist, empfangen;
    der Hochenergiedetektor überträgt das empfangene Datensignal zu dem Datenerfasser;
    der Datenerfasser überträgt, nachdem er die Strahlsignale von dem Niedrigenergiedetektor und dem Hochenergiedetektor verarbeitet hat, die so gebildeten Daten zu dem Datenverarbeitungscomputer, und die auf beiden Seiten des Transportmechanismus angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe übertragen die von ihnen erfassten Daten zu dem Datenverarbeitungscomputer; und
    der Datenverarbeitungscomputer verarbeitet die Daten von dem Datenerfasser und den Dickenmessungs-Prüfköpfen und führt die Analyse des Energiespektrums des Strahls durch, der den untersuchten Artikel durchdrungen hat, um die Dichte der Flüssigkeit und die Kernladungszahl des untersuchten Artikels abzuleiten, vergleicht das Ergebnis mit den Dichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln in einer vorhandenen Datenbank und zeigt danach die erkannten Informationen über den untersuchten Artikel optisch an.
  • Da die Erfindung die oben beschriebenen Verfahren und Konstruktionen verwendet, eine Sicherheitserkennung eines verpackten flüssigen Artikels unter Verwendung einer Strahlungsquelle durchführt, die Informationen über Dichte und Kernladungszahl des untersuchten flüssigen Artikels ableitet und das Ergebnis mit den Dichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Flüssigkeiten in einer Datenbank vergleicht, wird beurteilt, ob die untersuchte Flüssigkeit ein gefährlicher Artikel ist oder nicht. Im Vergleich zum Stand der Technik ist die Erfindung nicht dem Einfluss der äußeren Verpackung eines Artikels unterworfen und ist sehr störungssicher, und sie weist die Merkmale eines kleinen Volumens, einer hohen Genauigkeit der Erkennung, einer einfachen Abschirmung und einer hohen Benutzungssicherheit und Zuverlässigkeit auf.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und den speziellen Ausführungsformen weiter erläutert.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Prinzipskizze des Aufbaus einer Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung; und
  • 2 ist eine Prinzipskizze des Aufbaus einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Ausführungsform 1
  • Es wird auf 1 Bezug genommen; eine Vorrichtung, welche ein Verfahren der Erfindung realisiert, umfasst einen Strahlungsabschirmungsbereich 9 und eine Strahlungsquelle 1, einen Kollimator vom Abschirmungstyp 2, einen Transportmechanismus 3, Dickenmessungs-Prüfköpfe 8, einen Postkollimator 4 und einen Detektor 5, welche sich in dem Strahlungsabschirmungsbereich 9 befinden. Die Vorrichtung umfasst ferner einen eine Verstärkungs- und Formungsschaltung aufweisenden Datenerfasser 6 und einen mit einer Stoffdichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln enthaltenden Datenbank und mit einer Software zum Analysieren des Energiespektrums von Flüssigkeiten ausgestatteten Datenverarbeitungscomputer 7, welche sich außerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches 9 befinden. In der Vorrichtung ist die Strahlungsquelle 1 ein Isotop, das ein einziges Energieniveau aufweist, oder eine Röntgenmaschine oder ein Elektronenlinearbeschleuniger. Die Strahlungsquelle 1 befindet sich in dem Kollimator vom Abschirmungstyp 2, und der Kollimator vom Abschirmungstyp 2 befindet sich auf einer Seite des Transportmechanismus 3, auf welchem ein zu untersuchender Artikel platziert werden kann. Auf der anderen Seite des Transportmechanismus 3 sind nacheinander der Postkollimator 4 und der Detektor 5 angebracht, so dass das von der Strahlungsquelle 1 emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp 2 durchdrungen hat, auf den Postkollimator 4 und den Detektor 5 gerichtet ist. Die Datenausgangsleitung des Detektors 5 ist mit dem Datenerfasser 6 verbunden, und die Datenausgangsleitungen des Datenerfassers 6 und der auf beiden Seiten des Transportmechanismus 3 angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe 8 sind alle mit dem Datenverarbeitungscomputer 7 verbunden.
  • Das Verfahren umfasst, wenn es von der oben beschriebenen Vorrichtung angewendet wird, die folgenden Schritte:
    • 1) ein zu untersuchender flüssiger Artikel wird mittels des Transportmechanismus 3 in eine Arbeitszone innerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches 9 transportiert;
    • 2) der Strahl, der von der im Kollimator vom Abschirmungstyp 2 befindlichen Strahlungsquelle 1 emittiert wird, durchdringt den zu untersuchenden flüssigen Artikel 10, durchdringt danach den Postkollimator 4 und wird von dem Detektor 5 empfangen, der dem Strahlenbündel zugewandt ist;
    • 3) der Detektor 5 überträgt das empfangene Datensignal zum Datenerfasser 6;
    • 4) der Datenerfasser 6 überträgt das verstärkte und geformte Datensignal zu dem Datenverarbeitungscomputer, und die auf beiden Seiten des Transportmechanismus 3 angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe 8 übertragen die von ihnen erfassten Daten zu dem Datenverarbeitungscomputer 7;
    • 5) der Datenverarbeitungscomputer 7 verarbeitet die zwei Gruppen von Daten und führt die Analyse des Energiespektrums des Strahls durch, der den untersuchten flüssigen Artikel 10 durchdrungen hat, um die Dichte der Flüssigkeit und die Kernladungszahl des untersuchten flüssigen Artikels 10 abzuleiten, vergleicht das Ergebnis mit den Dichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln in der vorhandenen Datenbank und zeigt danach die erkannten Informationen über den untersuchten flüssigen Artikel 10 optisch an.
  • Die vorliegende Ausführungsform ist für den Fall geeignet, in welchem die effektive Kernladungszahl des Stoffes der äußeren Verpackung des untersuchten flüssigen Artikels 10 ungefähr gleich der der Flüssigkeit des untersuchten flüssigen Artikels 10 ist oder die äußere Verpackung eine bekannte Standardverpackung ist und ihre effektive Kernladungszahl in der vorhandenen Datenbank gespeichert worden ist.
  • Ausführungsform 2
  • Die Strahlungsquelle 1 in 1 ist durch ein Isotop mit mehreren Energieniveaus ersetzt. Der Aufbau der Vorrichtung und die Schritte des Verfahrens der Ausführungsform sind dieselben wie bei der Ausführungsform 1, und die Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Die vorliegende Ausführungsform ist für die Untersuchung und Identifizierung von Flüssigkeiten in den äußeren Verpackungen von verschiedenen standardmäßigen oder nicht standardmäßigen untersuchten flüssigen Artikeln 10 geeignet.
  • Ausführungsform 3
  • Es wird auf 2 Bezug genommen; 2 zeigt eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung der Erfindung und ist eine Prinzipskizze des Aufbaus der Ausführungsform, bei der eine doppelte Energiestrahlungsquelle verwendet wird. Die Vorrichtung umfasst einen Strahlungsabschirmungsbereich 9 und doppelte Strahlungsquellen, Kollimatoren vom Abschirmungstyp 2, einen Transportmechanismus 3, Dickenmessungs-Prüfköpfe 8, Postkollimatoren 4 und Detektoren, welche sich in dem Strahlungsabschirmungsbereich 9 befinden. Die Vorrichtung umfasst ferner einen eine Verstärkungs- und Formungsschaltung aufweisenden Datenerfasser 6 und einen mit einer Stoffdichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln enthaltenden Datenbank und mit einer Software zum Analysieren des Energiespektrums von Flüssigkeiten ausgestatteten Datenverarbeitungscomputer 7, welche sich außerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches 9 befinden. Die doppelten Strahlungsquellen sind aus einer Strahlungsquelle 12 mit niedriger Energie und einer Strahlungsquelle 13 mit hoher Energie zusammengesetzt, in welchen eine Röntgenmaschine, ein Elektronenlinearbeschleuniger oder ein Isotop, das ein einziges Energieniveau aufweist, verwendet wird und welche sich jeweils in den Kollimatoren vom Abschirmungstyp 2 befinden. Jeder Kollimator vom Abschirmungstyp 2 befindet sich auf einer Seite des Transportmechanismus 3, auf welchem ein zu untersuchender Artikel angebracht werden kann, und auf der anderen Seite des Transportmechanismus 3 sind nacheinander die Postkollimatoren 4 und ein Niedrigenergiedetektor 18, ein Hochenergiedetektor 19 angebracht, so dass das von der Strahlungsquelle 12 mit niedriger Energie emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp 2 durchdrungen hat, auf den Postkollimator 4 und den Niedrigenergiedetektor 18 gerichtet ist und das von der Strahlungsquelle 13 mit hoher Energie emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp 2 durchdrungen hat, auf den Postkollimator 4 und den Hochenergiedetektor 19 gerichtet ist. Die Datenausgangsleitungen des Niedrigenergiedetektors 18 und des Hochenergiedetektors 19 sind mit dem Datenerfasser 6 verbunden, und die Datenausgangsleitungen des Datenerfassers 6 und der auf beiden Seiten des Transportmechanismus 3 angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe 8 sind alle mit dem Datenverarbeitungscomputer 7 verbunden.
  • Wenn die Ausführungsform verwendet wird, wird ein zu untersuchender flüssiger Artikel 10 jeweils entsprechend den Schritten des Verfahrens der oben beschriebenen Ausführungsform 1 zwischen der Strahlungsquelle 12 mit niedriger Energie und dem Niedrigenergiedetektor 18 bzw. zwischen der Strahlungsquelle 13 mit hoher Energie und dem Hochenergiedetektor 19 untersucht. Durch den Transportmechanismus 3 wird sichergestellt, dass zwei Untersuchungen des untersuchten flüssigen Artikels 10 an derselben Position des untersuchten flüssigen Artikels 10 erfolgen. Die das Energiespektrum betreffenden Informationen der durchdringenden Röntgenstrahlen mit niedriger Energie bzw. mit hoher Energie, die mittels der zwei Untersuchungen erhalten werden, erhöhen zusammen mit den Dickeninformationen des Strahls, der den untersuchten flüssigen Artikel 10 durchdrungen hat, die Genauigkeit der Erkennung.
  • Ferner ist anzumerken, dass, außer der Untersuchung und Identifizierung des untersuchten flüssigen Artikels 10, die oben beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen auch verwendet werden können, um eine Dichteuntersuchung und Stoffidentifizierung anderer fester Artikel durchzuführen, deren Formen regelmäßig sind.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten mit einer Strahlungsquelle, welches das Verwenden der Strahlungsquelle, eines Kollimators vom Abschirmungstyp, eines Kollimators, eines Detektors, eines Datenerfassers, eines Datenverarbeitungscomputers, von Dickenmessungs-Prüfköpfen und eines Strahlungsabschirmungsbereiches umfasst und die folgenden Hauptschritte aufweist: 1) ein zu untersuchender Artikel wird mittels eines Transportmechanismus in eine Arbeitszone innerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches transportiert; 2) der Strahl, der von der in dem Kollimator vom Abschirmungstyp befindlichen Strahlungsquelle emittiert wird, durchdringt den zu untersuchenden Artikel, durchdringt danach einen Postkollimator und wird von dem Detektor empfangen, der dem Strahlenbündel zugewandt ist; 3) der Detektor überträgt das empfangene Datensignal zum Datenerfasser; 4) der Datenerfasser verstärkt und formt das Strahlsignal und überträgt diese Daten zu dem Datenverarbeitungscomputer, und die auf beiden Seiten des Transportmechanismus angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe übertragen die von ihnen erfassten Daten zum Datenverarbeitungscomputer; und 5) der Datenverarbeitungscomputer verarbeitet die zwei Gruppen von Daten und führt die Analyse des Energiespektrums des Strahls durch, der den untersuchten Artikel durchdrungen hat, um die Dichte der Flüssigkeit und die Kernladungszahl des untersuchten Artikels abzuleiten, vergleicht das Ergebnis mit den Dichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln in einer vorhandenen Datenbank und zeigt danach die erkannten Informationen über den untersuchten Artikel optisch an.
  2. Vorrichtung, welche das Verfahren zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten mit einer Strahlungsquelle nach Anspruch 1 realisiert, umfassend einen Strahlungsabschirmungsbereich (9) und eine Strahlungsquelle (1), einen Kollimator vom Abschirmungstyp (2), einen Transportmechanismus (3), Dickenmessungs-Prüfköpfe (8), einen Postkollimator (4) und einen Detektor (5), welche sich in dem Strahlungsabschirmungsbereich (9) befinden; ferner umfassend einen eine Verstärkungs- und Formungsschaltung aufweisenden Datenerfasser (6) und einen mit einer Stoffdichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln enthaltenden Datenbank ausgestatteten und mit einer Software zum Analysieren des Energiespektrums von Flüssigkeiten ausgestatteten Datenverarbeitungscomputer (7), welche sich außerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches (9) befinden; dadurch gekennzeichnet, dass sich die Strahlungsquelle (1) in dem Kollimator vom Abschirmungstyp (2) befindet, dass sich der Kollimator vom Abschirmungstyp (2) auf einer Seite des Transportmechanismus (3) befindet, auf welchem ein zu untersuchender Artikel platziert werden kann, dass auf der anderen Seite des Transportmechanismus (3) nacheinander der Postkollimator (4) und der Detektor (5) angebracht sind, so dass das von der Strahlungsquelle (1) emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp (2) durchdrungen hat, auf den Postkollimator (4) und den Detektor (5) gerichtet ist, dass die Datenausgangsleitung des Detektors (5) mit dem Datenerfasser (6) verbunden ist und dass die Datenausgangsleitungen des Datenerfassers (6) und der auf beiden Seiten des Transportmechanismus (3) angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe (8) alle mit dem Datenverarbeitungscomputer (7) verbunden sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (1) ein Isotop einer Strahlungsquelle sein kann, das entweder ein einziges Energieniveau oder mehrere Energieniveaus aufweist, und ebenso eine Röntgenmaschine oder ein Elektronenlinearbeschleuniger sein kann.
  4. Vorrichtung, welche das Verfahren zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten mit einer Strahlungsquelle nach Anspruch 1 realisiert, umfassend einen Strahlungsabschirmungsbereich (9) und doppelte Strahlungsquellen, Kollimatoren vom Abschirmungstyp (2), einen Transportmechanismus (3), Dickenmessungs-Prüfköpfe (8), Postkollimatoren (4) und Detektoren, welche sich in dem Strahlungsabschirmungsbereich (9) befinden; ferner umfassend einen eine Verstärkungs- und Formungsschaltung aufweisenden Datenerfasser (6) und einen mit einer Stoffdichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln enthaltenden Datenbank und mit einer Software zum Analysieren des Energiespektrums von Flüssigkeiten ausgestatteten Datenverarbeitungscomputer (7), welche sich außerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches (9) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass sich die doppelten Strahlungsquellen aus einer Strahlungsquelle (12) mit niedriger Energie und einer Strahlungsquelle (13) mit hoher Energie zusammensetzen, welche sich jeweils in den Kollimatoren vom Abschirmungstyp (2) befinden, dass sich jeder Kollimator vom Abschirmungstyp (2) auf einer Seite des Transportmechanismus (3) befindet, auf welchem ein zu untersuchender Artikel platziert werden kann, dass auf der anderen Seite des Transportmechanismus (3) nacheinander die Postkollimatoren (4), der Niedrigenergiedetektor (18) und der Hochenergiedetektor (19) angebracht sind, so dass das von der Strahlungsquelle mit niedriger Energie (12) emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp (2) durchdrungen hat, auf den Postkollimator (4) und den Niedrigenergiedetektor (18) gerichtet ist und das von der Strahlungsquelle (13) mit hoher Energie emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp (2) durchdrungen hat, auf den Postkollimator (4) und den Hochenergiedetektor (19) gerichtet ist, dass die Datenausgangsleitungen des Niedrigenergiedetektors (18) und des Hochenergiedetektors (19) mit dem Datenerfasser (6) verbunden sind und dass die Datenausgangsleitungen des Datenerfassers (6) und der auf beiden Seiten des Transportmechanismus (3) angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe (8) alle mit dem Datenverarbeitungscomputer (7) verbunden sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (12) mit niedriger Energie und die Strahlungsquelle (13) mit hoher Energie eine Röntgenmaschine oder ein Elektronenlinearbeschleuniger oder ein Isotop, das ein einziges Energieniveau aufweist, sein können.
  6. Vorrichtung zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten mit einer Strahlungsquelle, umfassend einen Strahlungsabschirmungsbereich (9) und eine Strahlungsquelle (1), einen Kollimator vom Abschirmungstyp (2), einen Transportmechanismus (3), Dickenmessungs-Prüfköpfe (8), einen Postkollimator (4) und einen Detektor (5), welche sich in dem Strahlungsabschirmungsbereich befinden; und ferner umfassend einen eine Verstärkungs- und Formungsschaltung aufweisenden Datenerfasser (6) und einen mit einer Stoffdichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln enthaltenden Datenbank und mit einer Software zum Analysieren des Energiespektrums von Flüssigkeiten ausgestatteten Datenverarbeitungscomputer (7), welche sich außerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches (9) befinden; wobei die Strahlungsquelle (1) sich in dem Kollimator vom Abschirmungstyp (2) befindet, der Kollimator vom Abschirmungstyp (2) sich auf einer Seite des Transportmechanismus (3) befindet, auf welchem ein zu untersuchender Artikel platziert werden kann, auf der anderen Seite des Transportmechanismus (3) nacheinander der Postkollimator (4) und der Detektor (5) platziert sind, so dass das von der Strahlungsquelle (1) emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp (2) durchdrungen hat, auf den Postkollimator (4) und den Detektor (5) gerichtet ist, die Datenausgangsleitung des Detektors (5) mit dem Datenerfasser (6) verbunden ist und die Datenausgangsleitungen des Datenerfassers (6) und der auf beiden Seiten des Transportmechanismus (3) angebrachten Dickenmessungs-Prüf köpfe (8) alle mit dem Datenverarbeitungscomputer (7) verbunden sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (1) ein Isotop einer Strahlungsquelle sein kann, das entweder ein einziges Energieniveau oder mehrere Energieniveaus aufweist, und ebenso eine Röntgenmaschine oder ein Elektronenlinearbeschleuniger sein kann.
  8. Vorrichtung zur Sicherheitserkennung einer Flüssigkeit mit einer Strahlungsquelle, umfassend einen Strahlungsabschirmungsbereich (9) und doppelte Strahlungsquellen, Kollimatoren vom Abschirmungstyp (2), einen Transportmechanismus (3), Dickenmessungs-Prüfköpfe (8), Postkollimatoren (4) und Detektoren, welche sich in dem Strahlungsabschirmungsbereich befinden; ferner umfassend einen eine Verstärkungs- und Formungsschaltung aufweisenden Datenerfasser (6) und einen mit einer Stoffdichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln enthaltenden Datenbank und mit einer Software zum Analysieren des Energiespektrums von Flüssigkeiten ausgestatteten Datenverarbeitungscomputer (7), welche sich außerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches (9) befinden; wobei sich die doppelten Strahlungsquellen aus einer Strahlungsquelle (12) mit niedriger Energie und einer Strahlungsquelle (13) mit hoher Energie zusammensetzen, welche sich jeweils in den Kollimatoren vom Abschirmungstyp (2) befinden, wobei jeder Kollimator vom Abschirmungstyp (2) sich auf einer Seite des Transportmechanismus (3) befindet, auf welchem ein zu untersuchender Artikel platziert werden kann, auf der anderen Seite des Transportmechanismus (3) nacheinander die Postkollimatoren (4), der Niedrigenergiedetektor (18) und der Hochenergiedetektor (19) angebracht sind, so dass das von der Strahlungsquelle (12) mit niedriger Energie emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp (2) durchdrungen hat, auf den Postkollimator (4) und den Niedrigenergiedetektor (18) gerichtet ist und das von der Strahlungsquelle (13) mit hoher Energie emittierte Strahlenbündel, nachdem es den Kollimator vom Abschirmungstyp (2) durchdrungen hat, auf den Postkollimator (4) und den Hochenergiedetektor (19) gerichtet ist, die Datenausgangsleitungen des Niedrigenergiedetektors (18) und des Hochenergiedetektors (19) mit dem Datenerfasser (6) verbunden sind und die Datenausgangsleitungen des Datenerfassers (6) und der auf beiden Seiten des Transportmechanismus (3) angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe (8) alle mit dem Datenverarbeitungscomputer (7) verbunden sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (12) mit niedriger Energie und die Strahlungsquelle (13) mit hoher Energie eine Röntgenmaschine oder ein Elektronenlinearbeschleuniger oder ein Isotop, das ein einziges Energieniveau aufweist, sein können.
  10. Verfahren zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, welches die folgenden Hauptschritte umfasst: 1) ein zu untersuchender Artikel wird mittels des Transportmechanismus in eine Arbeitszone innerhalb des Strahlungsabschirmungsbereiches transportiert; 2) der Strahl, der von der im Kollimator vom Abschirmungstyp befindlichen Strahlungsquelle emittiert wird, durchdringt den zu untersuchenden Artikel, durchdringt danach den Postkollimator und wird von dem Detektor empfangen, der dem Strahlenbündel zugewandt ist; 3) der Detektor überträgt das empfangene Datensignal zum Datenerfasser; 4) der Datenerfasser verstärkt und formt das Strahlsignal und überträgt diese Daten zu dem Datenverarbeitungscomputer, und die auf beiden Seiten des Transportmechanismus angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe übertragen die von ihnen erfassten Daten zum Datenverarbeitungscomputer; 5) der Datenverarbeitungscomputer verarbeitet die zwei Gruppen von Daten und führt die Analyse des Energiespektrums des Strahls durch, der den untersuchten Artikel durchdrungen hat, um die Dichte der Flüssigkeit und die Kernladungszahl des untersuchten Artikels abzuleiten, vergleicht das Ergebnis mit den Dichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln in einer vorhandenen Datenbank und zeigt danach die erkannten Informationen über den untersuchten Artikel optisch an.
  11. Verfahren zur Sicherheitserkennung einer Flüssigkeit unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, welches die folgenden Schritte umfasst: ein zu untersuchender Artikel wird mittels des Transportmechanismus in einen Weg des von der Strahlungsquelle (12) mit niedriger Energie emittierten Strahls zwischen der Strahlungsquelle (12) mit niedriger Energie und dem Niedrigenergiedetektor (18) transportiert; der von der im Kollimator vom Abschirmungstyp befindlichen Strahlungsquelle (12) mit niedriger Energie emittierte Strahl durchdringt den zu untersuchenden Artikel, durchdringt danach einen Postkollimator und wird von dem Niedrigenergiedetektor (18), der dem Strahlenbündel zugewandt ist, empfangen; der Niedrigenergiedetektor überträgt das empfangene Datensignal zu dem Datenerfasser (6); ein zu untersuchender Artikel wird mittels des Transportmechanismus in einen Weg des von der Strahlungsquelle(13) mit hoher Energie emittierten Strahls zwischen der Strahlungsquelle (13) mit hoher Energie und dem Hochenergiedetektor (19) transportiert; der von der im Kollimator vom Abschirmungstyp befindlichen Strahlungsquelle (13) mit hoher Energie emittierte Strahl durchdringt den zu untersuchenden Artikel, durchdringt danach einen Postkollimator und wird von dem Hochenergiedetektor (19), der dem Strahlenbündel zugewandt ist, empfangen; der Hochenergiedetektor überträgt das empfangene Datensignal zu dem Datenerfasser (6); der Datenerfasser überträgt, nachdem er die Strahlsignale von dem Niedrigenergiedetektor und dem Hochenergiedetektor verarbeitet hat, die so gebildeten Daten zu dem Datenverarbeitungscomputer, und die auf beiden Seiten des Transportmechanismus angebrachten Dickenmessungs-Prüfköpfe übertragen die von ihnen erfassten Daten zu dem Datenverarbeitungscomputer; und der Datenverarbeitungscomputer verarbeitet die Daten von dem Datenerfasser und den Dickenmessungs-Prüfköpfen und führt die Analyse des Energiespektrums des Strahls durch, der den untersuchten Artikel durchdrungen hat, um die Dichte der Flüssigkeit und die Kernladungszahl des untersuchten Artikels abzuleiten, vergleicht das Ergebnis mit den Dichten und Kernladungszahlen von gefährlichen Artikeln in einer vorhandenen Datenbank und zeigt danach die erkannten Informationen über den untersuchten Artikel optisch an.
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