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国内外主要的便携式X射线检查仪优缺点分析
2019-04-24 11:38:29
目前国内外主要的便携式X射线检查仪有三种:基于高灵敏线阵列探测器的便携式超薄X射线检查仪、基于CCD的便携式X射线检查仪、基于非晶硅(硒)平板探测器的便携式X射线检查仪。
    1、基于高灵敏线阵列探测器的便携式超薄X射线检查仪
机场安检口、火车站入口配备的固定通道式X射线安检仪都是采用光电二极管线阵列探测器(闪烁晶体为Gd2O2S,像素大小1.6mm~2.5mm),对比度大约2000:1,。由于其探测器电子学结构的局限性(尺寸大),无法用于制造便携式X射线安检缉毒仪,目前多用于通道式安检设备上,价格较贵。
    2、基于非晶硅(硒)平板探测器的便携式X射线检查仪
    在20世纪90年代,出现了非晶硒和非晶硅平板探测器,首先应用于医学领域,然后才转移到无损检测领域,目前国外也有研究机构利用非晶硅平板探测器开发出了一种便携式X射线箱包检查仪。该装置是由非常好的基于薄胶片半导体探测器,组成二维阵列,以像素表示(绘制一个棋盘,每个平方的宽度和长度以人的头发的尺寸为单位),当X射线暴光时,每个像素采集和存储的电荷。两种成像板的差别是采集的电荷数值不同。对于非晶硅板,被X射线激发的荧光屏不直接处理每个像素的电荷,而是通过发光二极管转换。对于非晶硒板,无需荧光物,因为硒层能够直接将光电子转换成电子。这两个装置的都能够存储电荷,每个像素被数字化,因此以2维图像显示在显示器上。
    这种平板探测器的优点是图像的空间分辨率较高。其缺点是,本底噪声较高,密度分辨率、对比度一般只能达到2000:1,其入射X射线剂量需要较高,对物品或人体损伤较大。
    但平板探测器就像液晶显示器一样,非常脆弱,在使用和搬运过程中必须十分小心,而且使用环境要求苛刻。尤应指出的是这种非晶硅(硒)板上的线路在X光的反复照射下会产生“刻蚀效应”,造成局部损坏,使图像质量大大下降,而且不能修复,只能整块探测器更换。而且平板探测器只能依靠进口,价格非常昂贵,以300mm*400mm的探测面积为例,价格大概在100万左右,而且售后维修得不到保证(时间长、费用高)。
    3、基于CCD的便携式X射线检查仪
    目前,国内警务人员执行反恐排爆任务时使用的便携式X射线成像仪,基本上都采用的是一种闪烁屏耦合CCD探测器,如图8所示。在探测器中有一个稀土荧光屏(医用拍片使用的荧光增感屏),X光透过物品后,照射在稀土荧光屏上,产生荧光,在使用高灵敏的星光级CCD拍摄荧光,直接把荧光图像获取到计算机里,即得到X透视图像。
    配备闪烁屏耦合CCD探测器的便携式X射线成像仪因为器件比较简单,价格相比于平板探测器而言非常便宜。以300mm*400mm的探测面积为例,一般价格大约在30~40万左右。
    闪烁屏耦合CCD探测器,为了避免CCD直接被X光照射,通常需要通过一面30~45度角的镜子反射稀土荧光屏上的图像,因此便携式探测箱的厚度较大,达到探测箱宽度的一半。以300mm*400mm的探测面积为例,探测箱厚度一般大于180mm。另外,闪烁屏耦合CCD探测器用于安检缉毒还有很多不便之处:
    图像对比度差。受CCD的信噪比限制,图像动态范围20:1,对于检测毒品等轻物质分辨能力差。
穿透力弱。由于探测器灵敏度低,对于150Kv的X射线,仅能穿透6mm钢板。在对于较厚箱包或者人体藏毒,无能为力。探测面积有限。最小100mm*100mm,最大240mm*300mm。对于较大箱包,无法一次检查全部。
    便携式超薄X射线检查仪对比度高,分辨能力强,在反恐排爆时拥有与生俱来的优势。使用者能清晰的看清放置在包裹中的爆炸物的形状、种类、位置、接线。使排爆专家能够准确无误的,从容不迫的拆除或摧毁爆炸物。
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