3.2 Устройство, принцип действия, характеристики интроскопа, порядок его использования при досмотре экипажа и судна

Рентгеновские установки досмотра - это специальная аппаратура, предназначенная для досмотра методом рентгеновского просвечивания объектов контроля с целью выявления в них и их содержимом любых видов предметов запрещённых к перевозке и их признаков.

По конструкции и назначению РУД можно разделить на:

· флюорографические установки «прямого» изображения;

· переносные малогабаритные рентгенотелевизионные установки (РТУ) сканирующего типа;

· стационарные рентгенотелевизионные установки (РТУ) сканирующего типа для досмотра багажа и почтовых отправлений;

· мобильные или передвижные системы встроенным базовым элементом которых они являются (Rapiscan, Fi-Scan, Hi-Scan, Microdoza).

Конструктивные особенности и устройство рентгено-телевизионных установок сканирующего типа показаны на схеме (рис. 1).

На схеме показаны три основные функциональные системы рентгеновских аппаратов сканирующего типа: система управления, рентгеновская система и система получения изображения.

Основным элементом системы управления является микропроцессорный программированный блок управления. Он получает управляющие сигналы от соответствующих управляющих кнопок пульта управления оператора, от световых датчиков зоны включения и выключения рентгеновского излучения, регистратора скорости движения конвейера, а также подаёт команды на конвейерную ленту, рентгеновский генератор, монитор и модуль детекторной линейки.

Рис. 1

Основными элементами рентгеновской системы интроскопа являются рентгеновский генератор; ленточный транспортер (конвейерная система); веерный рентгеновский луч; коллиматор, формирующий веерный луч.

· Ленточный транспортер перемещает досматриваемый объект в горизонтальной плоскости с постоянной скоростью относительно веерного луча. Скорость перемещения (порядка 0.2 м/с) поддерживается постоянной с помощью электронной следящей системы.

· Веерный рентгеновский луч формируется коллиматором, который исключает распространение излучения вне пределов плоского сектора.

· Рентгеновский генератор работает только в течение времени перемещения досматриваемого объекта в инспекционном туннеле. Такой режим позволяет значительно сократить общее время существования рентгеновского излучения, т. е. повышает радиационную безопасность.

Система получения изображения состоит из детекторной линейки, блока обработки информации, блока памяти, монитора. Детекторная линия расположена в вертикальной плоскости и состоит из нескольких сотен миниатюрных сцинтилляционных датчиков. Датчики могут размещаться либо вертикально, либо Г-образно. Во втором варианте габариты интроскопа получаются несколько меньше. Каждый датчик состоит из пластинки сцинтиллятора, фотодиода и усилителя тока диода (фототока), выполненного, например, по схеме преобразователя ток-напряжение на операционном усилителе.

Прошедшее через контролируемый объект рентгеновское излучение превращается в видимый свет, благодаря сцинцилляторам. (Сцинцилляция - это свойство определённых веществ (люминофоров) излучать свет под действием ионизирующих излучений, к которым, как известно, и относится рентгеновское излучение.) Возникновение сцинцилляций связано с тем, что при взаимодействии электронов, образованных ионизирующим излучением, с веществом сцинциллятора его возбуждённые, ионизированные атомы возвращаются в нормальное состояние с испусканием микрочастиц видимого света. Световые вспышки сцинциллятора воспринимаются фотодиодами, которые преобразуются ими в электрические сигналы и усиливаются. Детекторные сигналы, путём опроса каждого детектора всей линейки детекторов, считываются, т.е. поступают в блок обработки информации, последовательно измеряются и интегрируются (объединяются в соответствии с определённым протоколом) с помощью специальных устройств - аналоговых или цифровых мультиплексоров.

Сигналы датчиков детекторной линии последовательно записываются в блок памяти. За один цикл записи формируется вертикальный разрез объекта. К моменту начала следующего цикла объект перемещается в горизонтальной плоскости и в память записывается следующий разрез. За время перемещения объекта через плоскость веерного рентгеновского луча в памяти накапливается число вертикальных разрезов, пропорциональное горизонтальному размеру объекта и обратно пропорциональное скорости движения ленты транспортера. Обработанные сигналы из памяти выводятся на экран монитора. Изображение может воспроизводиться на экране монитора неограниченно долго.

При отсутствии рентгеновского излучения процессор детекторной линейки измеряет фоновые величины (шумы и помехи) всех каналов детекторной линейки, переводит их в цифровую форму и фиксирует в блоке памяти. При включении рентгеновского излучения эти фоновые сигналы вычитаются из общего сигнала теневого изображения, создавая качественное, чёткое (без аппаратурных шумов) изображение контролируемого объекта на чёрно-белом или цветном мониторе. Система получения изображения позволяет оператору проводить анализ теневого изображения, используя возможности электронных схем обработки записанной в памяти "картинки", обеспечивающих изменение её контрастности, выделяя более плотные предметы или создавая негативное изображение объекта.

Особо следует обратить внимание на выполнение в рентгенотелевизионных установках сканирующего типа радиационной защиты. Она делается особо тщательно и предусматривает защиту собственно рентгеновского генератора специальным свинцовым кожухом; конструкция контрольного туннеля также выполняется из металлических листов толщиной 1,5-2,5мм; детекторная линейка снабжается специальным свинцовым экраном; загрузочно-разгрузочные арки туннеля закрываются резиновыми освинцованными полосками (лентами), также экранирующими рассеянное рентгеновское излучение. Это, кроме обеспечения безопасности продуктов, фотоматериалов и лекарственных препаратов, позволяет добиться минимально возможных, полностью безопасных для человека доз рентгеновского излучения на поверхности аппарата.

Основными оперативно-техническими преимуществами рентгено-телевизионных установок, использующих принцип "сканирующего луча" являются:

· Отсутствие геометрических искажений теневого изображения контролируемого объекта за счёт применения узконаправленного рентгеновского луча генератора и «Г-образного» расположения линейки детектора.

· Обеспечение высокой контрастности и разрешающей способности теневого изображения контролируемого объекта за счёт высокостабильных энергетических и геометрических параметров сформированного рентгеновского луча и высокочувствительных преобразователей рентгеновского излучения малых размеров.

· Возможность визуального телевизионного контроля достаточно плотных материалов и обнаружения предметов находящихся за преградами.

· Высокая производительность за счёт применения конвейерной системы перемещения объектов контроля.

· Возможность контроля предметов ручной клади и багажа практически неограниченной длины за счёт возможности фрагментарного контроля отдельных участков объекта, располагающегося на конвейере.

· Высокая радиационная безопасность операторов и окружения за счёт применения специальных защитных устройств, обеспечивающих предельно низкие дозы рентгеновского излучения на поверхности аппарата.