Установка для досмотра объектов, преимущественно железнодорожных вагонов

Авторы патента:

Корчагин Артем Сергеевич (RU)

Корчагин Дмитрий Сергеевич (RU)

Корчагин Сергей Игоревич (RU)

G01N23/04 - с последующим получением изображения (электронные микроскопы H01J)

Владельцы патента RU 2715812:

Корчагин Сергей Игоревич (RU)
Корчагин Артем Сергеевич (RU)
Корчагин Дмитрий Сергеевич (RU)

Использование: для контроля транспортных средств, например железнодорожных вагонов. Сущность изобретения заключается в том, что установка для досмотра объектов, преимущественно железнодорожных вагонов, включает расположенный под объектом источник излучения с коллиматором, закрепленную на ферме над объектом детекторную линейку, блок обработки данных и монитор. При этом источник излучения размещен на каретке, снабженной приводом возвратно-поступательного движения, осуществляющим ее перемещение в направлении, перпендикулярном движению объекта. А коллиматор снабжен шарниром, ось которого подпружинена вставленной в ее паз плоской пружиной. Плоская пружина возвращает коллиматор в исходное положение после его поворота от взаимодействия с одним из электромагнитов, размещенных с двух его сторон в плоскости, перпендикулярной движению объекта. Привод возвратно-поступательного движения может быть кулачкового, гидравлического, пневматического и другого вида, при этом он имеет варьируемую скорость движения. Детекторная линейка размещена над объектом на Г-образной ферме и в своем сечении имеет дугообразную форму. Технический результат: обеспечение возможности увеличения количества ракурсов досмотра транспортируемого груза, повышение качества сканирования транспортных средств, снижение эффекта «засветки», образуемого наличием железнодорожных рельс. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Предложенное техническое решение задачи относится к области контроля транспортных средств, например, железнодорожных вагонов, а именно транспортируемому ими грузу, с целью определения степени его загрязненности немагнитными материалами, обнаружения скрытых предметов, веществ и материалов, а также дистанционного измерения массы металлического лома, находящегося в транспортном средстве.

Известна установка для проверки объектов посредством электромагнитных лучей, прежде всего рентгеновских лучей (см. патент №2523609 от 20.07.2014 г.). Данная установка может использоваться с одним или двумя проверочными блоками, в каждом из которых размещен источник рентгеновского излучения и щелевой коллиматор. При необходимости более эффективного досмотра в данной установке используются два проверочных блока, которые могут размещаться или вертикально, или горизонтально, при этом веерные лучи проходят в параллельных плоскостях. Каждый веерный луч рентгеновского излучения взаимодействует со своим детекторным устройством, имеющим L-образную конфигурацию.

К недостатку данной установки следует отнести ее высокое энергопотребление, обусловленное использованием двух источников рентгеновского излучения.

Известен радиометрический способ контроля крупногабаритных объектов (см. патент №2284511 от 27.09.2006 г.). В данном способе два источника излучения формируют суммарный пучок с необходимым углом расходимости и энергией, обеспечивающей контроль материалов больших толщин и плотности.

Устройство, реализующее вышеуказанный способ, содержит два или более импульсных источника, при этом оси пучков каждого источника излучения направлены таким образом, чтобы суммарный веерный пучок охватил все поперечное сечение объекта. Детекторные линейки устройства располагают в плоскости луча соответствующего источника в пределах угла половинной мощности дозы. Число детекторных линеек соответствует числу источников излучения. Как вариант (см. патент №2284511, фиг. 2.1) источники излучения могут располагаться под объектом. Этот вариант позволяет обеспечить достаточно большой суммарный угол расходимости при небольшом фокусном расстоянии и небольшой мощности дозы излучения.

К недостатку данного способа и реализующего его устройства следует отнести наличие двух источников излучения настройка суммарного угла расходимости которых представляет определенные трудности. Кроме этого реализация данного способа и устройства, его реализующего для досмотра железнодорожных вагонов будет обусловлена наличием затемнения от железнодорожных рельс высота которых составляет 180 мм, при ширине 105 мм. Это затемнение снижает эффективность установок, реализующих вышеуказанный способ (досмотра с источником излучения находящимся подобъектом, например, железнодорожным вагоном) в плане их реализации по определению плотности транспортируемого в вагонах груза. Также к недостатку следует отнести одностороннее сканирование объекта, не позволяющее полноценно и пространственно определить сканируемый груз.

Техническим результатом предложенного технического решения задачи является повышение эффективности досмотра транспортируемого груза, преимущественно железнодорожных вагонов с целью получения достоверных данных по массе металлического лома и количества немагнитных материалов находящегося в транспортном средстве.

Технический результат достигается тем, что в установке для досмотра объектов, преимущественно железнодорожных вагонов, включающей расположенный под объектом источник излучения с коллиматором, закрепленную на ферме над объектом детекторную линейку, блок обработки данных и монитор. Источник излучения размещен на каретке снабженной приводом возвратно-поступательного движения, осуществляющим ее перемещение в направлении перпендикулярном движению объекта, а коллиматор снабжен шарниром, в пазе оси которого размещена плоская пружина возвращающая коллиматор в исходное положение после его поворота от взаимодействия с одним из электромагнитов, размещенных с двух его сторон в плоскости перпендикулярной движению объекта.

Преимущественно чтобы, привод возвратно-поступательного движения был кулачкового типа, гидравлического, пневматического и прочее.

Преимущественно чтобы, привод возвратно-поступательного движения имел варьируемую скорость движения.

Преимущественно чтобы, электромагниты были закреплены на корпусе источника излучения.

Преимущественно чтобы, детекторная линейка в своем сечении имела дугообразную форму.

Преимущественно чтобы, в качестве источника излучения был использован рентгеновский генератор с линейным ускорителем.

Преимущественно чтобы, источник излучения выдавал рентгеновское излучение с энергией в диапазоне от 150 до 500 кэВ, и в диапазоне от 1 до 10 МэВ.

На фиг. 1 - показан вид спереди на установку.

На фиг. 2 - представлен вид сверху на установку.

На фиг. 3 - показано место А, на фиг. 1.

На фиг. 4 - показан разрез по Б-Б на фиг. 3.

На фиг. 5 - показан вид спереди на установку при выходе части веерного пучка излучения из зоны полного сканирования объекта.

На фиг. 6 - показан вид спереди на установку при развороте коллиматора одним из электромагнитов.

На фиг. 7 - показано место - С, на фиг. 6.

На фиг. 8 - показан вид спереди на установку при выходе части веерного пучка излучения из зоны полного сканирования объекта при угловом развороте коллиматора.

На фиг. 9 - показан вид спереди на установку при развороте коллиматора электромагнитом, расположенным с противоположной стороны.

Предложенное техническое решение задачи состоит из источника излучения 1 размещенного под объектом 2, например, железнодорожным вагоном (фиг. 1). В качестве источника излучения 1 используется рентгеновский генератор с линейным ускорителем с энергией рентгеновского излучения в диапазоне от 150 до 500 кэВ, и в диапазоне от 1 до 10 МэВ.

Источник излучения 1 размещен на каретке 3 движущейся по рельсам и снабженной приводом возвратно-поступательного движения 4 осуществляющим ее перемещение в направлении перпендикулярном движению объекта 2. Привод возвратно-поступательного движения 4 имеет варьируемую скорость движения и может быть кулачкового, гидравлического, пневматического или иного типа.

Коллиматор 5 снабжен шарниром 6 дающий ему угловую степень свободы в плоскости перпендикулярной движению объекта 2 (фиг. 3 и фиг. 4). В оси 7 шарнира 6 выполнен паз 8 в котором размещена плоская пружина 9. Два электромагнита 10 и 11 закрепленные на корпусе 12 источника излучения 1 обеспечивают поворот коллиматора 5. Детекторная линейка 13, в своем сечении имеющая дугообразную форму, закреплена на Г-образной ферме 14 и размещена над объектом 2.

Предложенное техническое решение задачи работает следующим образом.

При прохождении объектом 2 досмотровой зоны установки, источник излучения 1 размещенный на каретке 3 вместе с ней совершает возвратно-поступательное движение в направлении перпендикулярном движению объекта 2. Возвратно-поступательное движение реализуется с помощью привода возвратно-поступательного движения 4, информативно связанным с датчиком скорости 15 объекта 2 через блок обработки данных 16 (фиг. 2). Блок обработки данных 16 получив данные с датчика скорости 15 задает частоту возвратно-поступательного движения каретки 3. Как правило она колеблется в диапазоне (0,1-0,5) Гц. Источник излучения 1 размещенный на каретке 3 осуществляет сканирование объекта 2 двигаясь в поперечном направлении относительно его. Так, при движении каретки 3 слева направо веерный пучок рентгеновского излучения меняя свое положение осуществляет сканирование груза, находящегося в объекте 2. При этом, например, отрезок трубы 17 находящийся на дне объекта 2 будет просканирован в двух направлениях. Первое продольное в направлении движения объекта 2, а второе, в плоскости перпендикулярной движению объекта 2. Перемещение веерного пучка рентгеновского излучения в плоскости перпендикулярной движению объекта 2, позволяет «рассмотреть» отрезок трубы 17 с разных ракурсов (слева-снизу, снизу и справа-снизу), а также обойти зону засветки, образуемую наличием железнодорожных рельс тем самым увеличивая эффективность досмотра.

При движении источника излучения 1 в плоскости перпендикулярной движению объекта 2, веерный пучок излучения может выходить из зоны полного сканирования объекта 2 по сечению (фиг. 5). Для того, чтобы это не происходило, в установке используется поворот коллиматора 5 с помощью закрепленных на корпусе 12 источника излучения 1 электромагнитов 10 и 11. Команда на срабатывание электромагнита 10 или 11 и подается с крайних детекторов 18 или 19 соответственно, детекторной линейки 13.

Рассмотрим движение источника излучения 1 с нейтрального положения -это его нахождение строго по оси движения объекта 2 (фиг. 1). Здесь коллиматор 5 находится в вертикальном положении и все детекторы включая крайние 18 и 19, детекторной линейки 13, получают информацию о сканируемом объекте 2. При продвижении источника излучения 1 слева направо наступает момент, когда веерный пучок рентгеновского излучения выходит из зоны полного сканирования объекта 2 (фиг. 5), и блок обработки данных 16 получивший сигнал с крайнего детектора 18, о не поступлении излучения с веерного пучка рентгеновского излучения включает электромагнит 10. Электромагнит 10, притягивает к себе коллиматор 5 поворачивает его, в результате чего, вставленная в паз 8 плоская пружина 9 изгибается (фиг. 6, и фиг. 7).

Далее каретка 3 продолжает свое движение слева направо до момента, когда привод возвратно-поступательного движения 4 не сменит направление движения и каретка 3 начнет двигаться в обратном направлении.

При этом, веерный пучок рентгеновского излучения, идущий из повернутого коллиматора 5 источника излучения 1, вновь выходит за зоны его полной регистрации на детекторной линейке 13 (фиг. 8), по всему сечению объекта 2, и его крайний детектор 19 выдает сигнал в блок обработки данных 16. Последний отключает электромагнит 10 и освобожденный коллиматор 5 под воздействием плоской пружины 9 возвращается в исходное положение. При дальнейшем продвижении каретки 3, коллиматор 5 вновь оказывается в нейтральном положении (фиг. 1).

Дальнейшая работа установки при перемещении источника излучения 1 справа налево аналогична вышеописанному, отличие только в том, что коллиматор 5 поворачивается в другую сторону электромагнитом 11, после срабатывания крайнего детектора 18 (фиг. 9).

Детекторная линейка 13 выполнена в форме дуги, что позволяет обеспечить равномерность расстояния от источника излучения 1 до детекторов, расположенных как на ее краю, так и в центре.

Полученные данные от сканирования с использованием перемещения источника излучения 1 в направлении перпендикулярном движению объекта 2 и углового наклона коллиматора 5, математически обрабатываются в блоке обработки данных 16, а монитор 20 демонстрирует транспортируемый объектом 2 груз.

Предложенное техническое решение задачи позволяет:

- увеличить количество ракурсов досмотра транспортируемого груза;

- повысить качество сканирования транспортных средств.

- снизить эффект «засветки», образуемый наличием железнодорожных рельс;

- позволяет обеспечить экспресс - взвешивание транспортируемой продукции, в частности металлолома;

- позволяет определить процент содержания неметаллических включений в поставляемом металлоломе;

- снизить потери металлоперерабатывающих организаций.

1. Установка для досмотра объектов, преимущественно железнодорожных вагонов, включающая расположенный под объектом источник излучения с коллиматором, закрепленную на ферме над объектом детекторную линейку, блок обработки данных и монитор, отличающаяся тем, что источник излучения размещен на каретке, снабженной приводом возвратно-поступательного движения, осуществляющим ее перемещение в направлении, перпендикулярном движению объекта, а коллиматор снабжен шарниром, в пазу оси которого размещена плоская пружина, возвращающая коллиматор в исходное положение после его поворота от взаимодействия с одним из электромагнитов, размещенных с двух его сторон в плоскости, перпендикулярной движению объекта.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что привод возвратно-поступательного движения может быть кулачкового типа, гидравлического, пневматического и прочее.

3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что привод возвратно-поступательного движения имеет варьируемую скорость движения.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что электромагниты закреплены на корпусе источника излучения.

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что детекторная линейка в своем сечении имеет дугообразную форму.

6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве источника излучения используется рентгеновский генератор с линейным ускорителем.

7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что источник электромагнитного излучения выдает рентгеновское излучение с энергией в диапазоне от 150 до 500 кэВ и в диапазоне от 1 до 10 МэВ.

Использование: для контроля кольцевого шва трубопровода. Сущность изобретения заключается в том, что локализуют положение исследуемого сварного шва на местности и записывают результаты локализации на носителе, фиксирующем результаты контроля сварного шва, при этом первоначально закрепляют приемник сигналов спутниковой системы навигации на аппаратуре, которая осуществляет контроль сварного шва, обходя трубопровод по образующей трубы, принимают сигналы от спутниковой системы навигации в течение всего времени контроля, затем первоначально усредняют попарно значения координат, полученных при нахождении приемника сигналов спутниковой системы навигации в точках образующей трубы, диаметрально противоположных друг другу, а затем усредняют все полученные средние значения координат между собой и далее записывают результаты локализации, а нахождение аппаратуры на образующей трубы определяют с помощью сигналов от датчика угла наклона к горизонту.

Система пошагового контроля кольцевого сварного шва трубопровода // 2710001

Использование: для контроля кольцевого шва трубопровода. Сущность изобретения заключается в том, что система пошагового контроля кольцевого шва трубопровода включает направляющий пояс, на котором с возможностью передвижения вдоль пояса установлены каретка с источником рентгеновского излучения и каретка с детектором рентгеновского излучения, каждая из кареток снабжена двигателем, обеспечивающим передвижение каретки, блоком управления движением каретки и блоком передачи сигналов между каретками, датчиком перемещения и датчиком угла наклона к горизонту, кроме того каретка детектора рентгеновского излучения включает блок хранения радиографических снимков участков кольцевого шва.

Способ обработки изображений, устройство обработки изображений и носитель данных // 2709437

Использование: для обработки изображений. Сущность изобретения заключается в том, что способ обработки изображений включает обработку входных данных в проекционной области с использованием сверточной нейронной сети.

Способ настройки магнитооптической системы протонографического комплекса // 2708541

Использование: для настройки магнитооптической системы протонографического комплекса. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют пропускание пучка протонов через объектную плоскость магнитооптической системы, включающей магнитные линзы и коллиматор, с последующим получением с помощью системы регистрации изображений тест-объекта, помещенного в объектную плоскость, меняя величину тока магнитных линз для определения оптимального значения, при котором магнитная индукция магнитооптической системы согласована с энергией пучка протонов, при этом в качестве тест-объекта используют пластину, толщина которой выбрана из условия обеспечения потери энергии протонов при прохождении через нее, не превышающей разброс энергии протонов в падающем пучке, при этом пластину выполняют либо сплошной и ориентируют так, чтобы пучок проходил через ее грань, либо с одной или несколькими прямоугольными прорезями и ориентируют так, чтобы пучок проходил через прорези, изменение величины тока линз производят с шагом, соответствующим требуемой точности настройки магнитооптической системы, выбор оптимального значения тока магнитных линз осуществляют по профилям интенсивности протонного пучка, которые строят по полученным изображениям тест-объекта в направлении, перпендикулярном грани или прорезям, в том случае если на грани или границах прорезей отсутствует всплеск интенсивности, то плоскость фокусировки магнитооптической системы совпадает с объектной плоскостью, а величина тока магнитных линз, при которой было получено изображение, является оптимальной.

Беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система // 2707577

Использование: для радиографического контроля качества сварных соединений различных металлоконструкций, в частности труб. Сущность изобретения заключается в том, что беспленочная автоматизированная рентгенометрическая система включает источник рентгеновского излучения, детекторный модуль, установленный на каретке автоматизированного перемещения и позиционирования, блок управления и питания.

Способ сканирования, система сканирования и контроллер радиационного сканирования // 2698117

Группа изобретений относится к области лучевого воздействия. Способ сканирования содержит этапы, на которых осуществляют получение данных детектирования подлежащего досмотру объекта при радиационном сканировании с использованием детектора; регулировку выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов устройства радиационного излучения в соответствии с данными детектирования, содержащую определение идеальной выходной мощности дозы излучения пучка и/или идеального уровня выходной энергии пучка электронов согласно алгоритму преобразования для преобразования данных детектирования в идеальную выходную мощность дозы излучения пучка ускорителя и/или идеальный уровень выходной энергии пучка электронов; настройку выходной мощности дозы излучения пучка ускорителя и/или уровня выходной энергии пучка электронов на идеальную выходную мощность дозы излучения пучка и/или идеальный уровень выходной энергии пучка электронов.

Способ сканирования, система сканирования и контроллер радиационного сканирования // 2698117

Конструкция многофункциональной радиолокационной досмотровой системы // 2691982

Изобретение относится к конструкции досмотровых рамок, предназначенных для обнаружения взрывчатых веществ (ВВ) и других запрещенных предметов на теле человека в местах большого скопления людей в аэропортах, морских и речных вокзалах, театрах, стадионах и пр.

Способ определения сигнала от стенки трубы по данным вип cd статистики энергетических линий // 2690975

Использование: для выявления дефектов трубопровода по данным ультразвукового внутритрубного дефектоскопа. Сущность изобретения заключается в том, что для анализа отраженных от стенки трубопровода ультразвуковых сигналов формируют частотную карту откликов отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов, исключают шумовую составляющую отраженного от внутренней стенки трубопровода ультразвукового сигнала, устанавливают пороговые значения отраженного от внутренней стенки трубопровода ультразвукового сигнала, определяют области трубопровода с низкой частотой отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов либо с отсутствием отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов, производят сглаживание подготовленных отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов, используют фильтр скользящего среднего с целью уменьшения уровня и частоты выбросов отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов с низким отношением сигнал/шум, формируют энергетические линии отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов, полученные энергетические линии отраженных от внутренней стенки трубопровода ультразвуковых сигналов считают зоной начала внутренней поверхности трубопровода.

Способ измерения внутреннего объема объекта // 2690709

Использование: для измерения внутреннего объема объекта. Сущность изобретения заключается в том, что при измерении внутреннего объема неметаллического объекта, содержащего металлические элементы, выполняют следующие операции: внутренний объем объекта заполняют наполнителем многократного использования, объект бесконтактно сканируют с использованием компьютерного томографа, результаты сканирования используют для автоматизированного построения трехмерной модели внутреннего объема объекта, внутренний объем объекта измеряют с использованием компьютерной обработки полученной трехмерной модели, при этом рентгеновская плотность наполнителя отлична от рентгеновской плотности объекта и в качестве наполнителя используют кварцевый песок для избежания артефактов от металлических элементов на изображении объекта.

Установка для досмотра объектов, преимущественно железнодорожных вагонов // 2715813

Использование: для досмотра объектов, преимущественно железнодорожных вагонов. Сущность изобретения заключается в том, что установка имеет два варианта исполнения. В первом варианте установка включает в себя размещенный под объектом источник излучения с коллиматором, детекторное регистрирующее устройство, блок обработки данных и монитор. Источник излучения и коллиматор установлены с угловой степенью свободы по продольной оси объекта, при этом источник излучения связан с приводом возвратно-поступательного движения, обеспечивающим его двойной цикл колебаний за период прохождения объекта над источником излучения. Коллиматор связан с вибровозбудителем, размещенным на источнике излучения. Привод возвратно-поступательного движения может быть электромеханического, гидравлического, пневматического и другого вида, при этом он имеет варьируемую скорость движения. Вибровозбудитель, приводящий в колебательное движение коллиматор, имеет варьируемую частоту колебаний. В качестве детекторного регистрирующего устройства применяется детекторная матрица, имеющая в своем сечении дугообразную форму. Второй вариант установки отличается от первого тем, что источник излучения и коллиматор установлены с угловой степенью свободы в плоскости, перпендикулярной продольной оси объекта. Технический результат: обеспечение возможности получить 3D изображение транспортируемого объектом груза, более точно определить атомный вес и процент содержания неметаллических включений в поставляемом на переработку металлоломе, увеличить количество ракурсов досмотра транспортируемого груза, повысить качество сканирования транспортных средств и снизить потери металлоперерабатывающих организаций. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

Система досмотра транспортных средств, перемещающихся своим ходом, включая находящихся в транспортных средствах грузы, пассажиров и водителя, способ автоматического радиоскопического контроля движущихся объектов и зоны радиационного сканирования и способ формирования теневого изображения инспектируемого объекта // 2716039

Использование: для досмотра транспортных средств. Сущность изобретения заключается в том, что система досмотра транспортных средств, перемещающихся своим ходом, включая находящихся в транспортных средствах грузы, пассажиров и водителя, содержит источник радиационного излучения с высокой проникающей способностью с коллиматором, устройство управления источником радиационного излучения, портал с консолями и установленными на них детекторами излучения и расположенными на стороне портала, противоположной источнику радиационного излучения, электронный тракт формирования и сбора сигналов с детекторов, и соединенное с ним устройство формирования теневого изображения, устройство управления источником радиационного излучения выполнено с использованием лазерных сканеров, один из которых расположен от зоны излучения на расстоянии не менее длины максимально допустимого порталом габарита инспектируемого объекта в направлении его движения и с разверткой луча в горизонтальной плоскости, другой лазерный сканер размещен в непосредственной близости от зоны облучения и с разверткой луча в вертикальной плоскости, соединенного с лазерными сканерами контроллера положения инспектируемого объекта по отношению к зоне облучения, определения части инспектируемого объекта, не подлежащей облучению, при этом перед порталом с консолями по ходу движения инспектируемого объекта дополнительно установлен источник радиационного излучения с меньшей проникающей способностью с механической разверткой пучка излучения по вертикали и детектирующей системой обратно рассеянного излучения. Технический результат: обеспечение возможности высокой производительности досмотрового комплекса для широкого класса грузовых транспортных средств, расширение области досмотра инспектируемых объектов, включая груз, кабину водителя, пассажиров, повышение информативности изображений инспектируемых объектов, а также увеличение достоверности досмотра за счет повышения степени детализации изображений грузов. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.