集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)是國(guó)家“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃重點(diǎn)組織實(shí)施的項(xiàng)目,是針對(duì)我國(guó)目前的工業(yè)無(wú)損檢測(cè)、反恐形勢(shì)和反走私的實(shí)際需求而提出的。北京清華大學(xué)核研院在相繼成功研制了60co集裝箱檢測(cè)系統(tǒng)和60co鐵路貨運(yùn)列車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)之后,繼續(xù)承擔(dān)了這一國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目�？刂谱酉到y(tǒng)是60co集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)中的重要組成部分,對(duì)保證整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行有著重要意義。

    1 集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

    集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)是采用斷層掃描成像的方法對(duì)集裝箱等大型被檢客體進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的一種裝置。60co集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)主要由放射源(60co工業(yè)探傷機(jī))、陣列探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(以上三部分安裝在ct環(huán)形門(mén)架上)、機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、圖像重建系統(tǒng)和圖像顯示分析系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。60co集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)的在線檢測(cè)狀態(tài)示意圖如圖1所示。

    圖1 60co集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)在線檢測(cè)狀態(tài)示意圖

    安裝了放射源和陣列探測(cè)器的ct環(huán)形門(mén)架可以在豎直平面范圍內(nèi)以任意角度旋轉(zhuǎn),因此60co集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)不僅可以對(duì)被檢物體的可疑區(qū)域作ct掃描,還可以對(duì)大型被檢客體作任意角度的dr投影掃描。該檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像重建技術(shù)獲取集裝箱選定部位的斷層數(shù)字圖像,提高了對(duì)被檢物體形狀識(shí)別的能力;而且具有根據(jù)ct圖像的灰度值(ct值)與物質(zhì)密度相關(guān)這一特性來(lái)判別物性的功能,可以把食糖與食鹽、水和油(或酒精)等按密度的差別區(qū)分開(kāi)。

    2 控制子系統(tǒng)功能

    60co集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示,其中控制子系統(tǒng)包括安全監(jiān)控系統(tǒng)、掃描控制系統(tǒng)和主控系統(tǒng)。安全監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是安全聯(lián)鎖,實(shí)現(xiàn)對(duì)射線源的管理和射線輻射的控制,保證60co集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的設(shè)備和人身安全。掃描控制系統(tǒng)的主要功能是控制機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)ct環(huán)形門(mén)架的隨機(jī)旋轉(zhuǎn)、固定位置旋轉(zhuǎn)和連續(xù)旋轉(zhuǎn)功能以及平移機(jī)構(gòu)的前進(jìn)、后退和定位功能,保障對(duì)集裝箱進(jìn)行dr掃描和ct掃描的順利完成。

    圖2 60co集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)示意圖

    60co集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)中控制子系統(tǒng)的主控系統(tǒng)是其控制樞紐。主控系統(tǒng)的主要功能包括:(a)完成對(duì)集裝箱的dr掃描和ct掃描的流程控制。本檢測(cè)系統(tǒng)的掃描模式有正視投影、俯視投影、雙投影、ct掃描和常規(guī)掃描(雙投影加ct掃描);(b)與掃描控制系統(tǒng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊,發(fā)送流程控制命令并接收檢測(cè)系統(tǒng)反饋的狀態(tài)信息;(c)與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行通訊,發(fā)送集裝箱掃描模式命令和數(shù)據(jù)采集控制命令,接收數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取的原始集裝箱dr圖像和ct圖像,并實(shí)時(shí)顯示和保存原始集裝箱圖像; (d)與圖像重建系統(tǒng)進(jìn)行通訊,把所獲得的原始集裝箱dr圖像和ct圖像分配給圖像重建系統(tǒng),分別進(jìn)行刻度校正和圖像重建;(e)與圖像顯示和分析系統(tǒng)進(jìn)行通訊,把經(jīng)過(guò)圖像重建系統(tǒng)處理后的集裝箱dr圖像和ct圖像分配給圖像顯示和分析系統(tǒng),以對(duì)集裝箱圖像進(jìn)行檢查,確定所檢測(cè)的集裝箱中是否有可疑的違禁物品。

    3 控制子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    60co集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)中控制子系統(tǒng)的組網(wǎng)方式為以太網(wǎng)和profibus現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合,主控系統(tǒng)、工控機(jī)與60co集裝箱ct檢測(cè)系統(tǒng)的其它子系統(tǒng)通過(guò)有線和無(wú)線局域網(wǎng)進(jìn)行通訊,主控系統(tǒng)與plc以及plc之間通過(guò)profibus總線進(jìn)行通訊�？刂谱酉到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

    圖3 控制子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

    安全監(jiān)控系統(tǒng)由工控機(jī)、plc2和門(mén)禁、聲光報(bào)警燈、急停按鈕、快門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等外圍設(shè)備組成。其中,工控機(jī)和plc2安裝在ct環(huán)形門(mén)架上,工控機(jī)通過(guò)無(wú)線方式接入局域網(wǎng)。plc2通過(guò)ppi接口與工控機(jī)進(jìn)行通訊,完成安全聯(lián)鎖控制邏輯運(yùn)算,并實(shí)現(xiàn)對(duì)射線源快門(mén)的開(kāi)關(guān)控制。

    掃描控制系統(tǒng)由plc3、plc4