专利名称：带有可调节焦距的准直光管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别是在x射线检测装置中的带有可调节焦距的
准直光管。
背景技术：
危险材料和物品。为了此目的已知多级系统，所述多级系统的第一级
系统基于X射线的吸收。使用第二级系统用于检测特定的危险材料例
如炸药，将来自第一级系统的物体有选择地供给所述第二级系统。作
为第二级系统使用其功能原理基于衍射现象的系统。入射的x射线偏 转的衍射角度依赖待检测的材料的原子晶格距离以及能量和由此该入
射的射线的波长。通过衍射现象的分析借助于x射线检测器推测晶格
距离和材料。以此种类型的二级系统例如在德国专利申请103305211 中公开发表。
由于X射线检测装置以极其微弱的辐射强度工作，强烈推荐使用 检测器。为了避免测量精度因此必须达到，仅通过检测设备产生的射 线射到检测器。另外的情况下必须保证仅在单独点探测到衍射的射线， 由于其他在待检测的物体内部的测定是不可能的。同样一 空间的过滤 也是必要的，其通过一所谓的准直光管实现。
由于在技术上产生单色的X射线非常昂贵，用于检测使用的、严 格限制的、称为针状射线(Nadelstrahl)的X射线具有能量光谱，该 能量光谱例如由测量已知。从Bragg，schen等式中得知，入射的射线 在每个点上衍射一角度，此角度与射线的能量有关。带有能量光镨的 射线因此在一角度范围衍射，衍射绕入射的针状射线旋转对称。在X 射线检测中这是期望的，仅在一定的角度中探测衍射的射线。同样这 将通过使用准直光管实现。准直光管的通带范围基本上与锥体的外壳
面积相应，其峰值与要检查的衍射特性的点相一致。为了检查物体内 的区域必须聚焦大量的点。
在德国专利申请103305211中已知一种用于检测物体区域的方 法，在此方法中检测器和准直光管组成的装置沿入射的X射线的方向 可移动。其中可以看出此方法的缺点是， 一方面需要高精度的移动装 置，另一方面总装置必须具有一待检测的物体的高度两倍以上的结构高度。
第二种可能性在于使用具有多个相同开口角度的平行开口的准直 光管，且因此通过同时多个的点聚焦旋转轴线。使用未分段的不是局 部分辨的检测器因此对所有的聚焦点提供一总体的输出信号，但是缺 点在于，被探测的射线的评估和明确的布置对衍射是困难的。使用分 段的检测器，例如分为单独评估的圆环，此种缺点虽然不发生，但是 如此的检测器是花费多和昂贵的。
发明内容
根据背景技术本发明的目的是，简化基于衍射原理的X射线检测 设备的结构和操作。
本发明的该目的通过带有可调节焦距的准直光管实现，其特征是 通过至少两个光阑具有至少一个绕一共同的中心轴线的基本上是圆环 形的缝隙，其中至少一个光阑沿着中心轴线可移动。
以此种类型的准直光管主要包括吸收X射线的外壳。在外壳内部 存在两个光阑，所述光阑带有至少一个绕一共同的中心轴线的基本上 是圆环形的缝隙。此中心轴线与准直光管的所期望的锥形外壳形状的 通带区域的旋转轴线相应。通过至少一光阑沿此中心轴线的平行移动， 开口角度以及准直光管的焦距可变化。在一相对于要检查的物体不可 移动设置的、由检测器和准直光管组成的组合中，角度调节相应于沿 中心轴线的焦点适配以及由此在要检查的物体内期望点的选择。为了 提高准直光管以及总的检测设备的效率，光阑以有利的方式由强烈地 吸收射线的材料组成。由此保证，主要仅在设定的角度下出现的和通 过此缝隙进入的射线成功到达在准直光管后面布置的检测器。有利的方式是按本发明的带有可调节焦距的准直光管在x射线检 测设备中使用，此设备具有一x射线源、 一准直光管和一x射线检测 器。因此宽带的x射线源得到一窄范围的针状射线。此针状射线射到 要检查的物体、然后衍射并且通过准直光管到达x射线探测器。
中作为第二级系统:'因此在第一l系统中要检查的物体根"需要被输
入到第二级系统，第二级系统基于衍射原理且使用 一按本发明的准直 光管。 一此种类型的第二级系统特别适合于炸药的探测。
在使用 一此种类型的X射线检测设备情况下可实施X射线检测方
法，在此方法中要检查的物体被一宽带的x射线的针状射线照射且对 于不同的光阑位置通过x射线检测器接收衍射光镨。在此首先通过光
阑的定位调整焦距，并且由此聚焦特定的点。因此准直光管仅通过在 由光阑位置确定的角度下在聚焦点上衍射的射线。通过比较在检测器 中测量的输入光镨与已知的射出的针状射线可确定的是，在何种能量 下实现一预定角度下的衍射。因此可推测在聚焦点处的材料的原子晶 格结构和识别位于那里的材料。
有利的方式是存在这种可能性，即将接受的光i脊与参考光谱相比 较。因此例如在不同的光阑位置可接收和存储对已知危险材料的参考 光镨。由于在测量参考光镨和随后的检测过程中使用带有相同能量光 谱的针状射线，危险材料容易地通过比较接收光谱与参考光谱进行识 别。
接下来借助于实施例更详细地解释本发明的两种实施样式。其中 图1:带有一固定和可移动的光阑的自适应的准直光管； 图2a:带有一固定和两个可移动的光阑的自适应的准直光管在第 一个初始位置；
图2b:带有一固定和两个可移动的光阑的自适应的准直光管在第 二个初始位置；
具体实施例方式
在附图中涉及示出带有可调节焦距的准直光管的功能方式，此准 直光管带有至少两个光阑，所述光阑具有至少一个绕一共同的中心轴 线基本上是圆环形的缝隙围绕，其中至少一个光阑沿着中心轴线可移
动。准直光管在x射线检测装置中用于炸药的检测。出于简明的原因
个别元件例如准直光管的外壳在此忽略。而且在附图中相同的零件釆 用相同的附图标记。
在两种实施例中沿轴线3检查物体5的危险材料。轴线3同时又 是衍射现象的旋转轴线和光阑及其基本上是圆环形缝隙的中轴线。通 过宽频带X射线的针状射线1沿着轴线3照射待检测的物体5，其中 射线在物体5中衍射。然后对于不同的光阑位置通过X射线检测器4 接收衍射光镨。在衍射的射线射到检测器4之前，准直光管进行一空 间的过滤。未示出的X射线源通过已知的能量光镨产生射线1。在衍 射点处的材料通过接受的光镨与参考光镨的比较来鉴定。
在图1中示出B,是一固定的光阑，位于检测器4附近。B2是一可 移动的光阑，其在第二个位置用虚线示出并用B 表示。此光阑沿轴线 3平行于Bi移动。在光阑B2的第一个位置，在点P:上得到准直光管的 焦点。在此位置准直光管仅使以探测角度^的衍射射线2通过。在光 阑B2，的第二个位置，准直光管的焦点对准于点P2。在此情况下仅以探 测角度62的衍射射线2，通过准直光管射到检测器4上。此移动的光 阑可在任意定位，使得准直光管的焦距可调节。
根据光阑位置已知角度6 。通过检测器4可测得衍射射线的能量 光镨。从Bragg，schen等式得出E*sin 6表示一材料特性的常数。根 据此关系可清楚地确定处于衍射点的材料。
在要检查的物体的大空间的范围的情况下，准直光管的开口角度 必须在一大的范围上可调节。从Bragg，schen等式得出，大的控制角 度伴随着小的能量。但是小的能量在穿过检查物体时导致透射问题。 在此情况下物体的空间范围可分成更多的段。在图2a和2b中物体5 的总体的范围H分为两部分区域^和h2。在此情况下准直光管由固定 的光阑B3和两个可移动的光阑B4 ，B4，和B5，Bs，组成。光阑B4 ，B4，
具有一基本上是圆形的缝隙。光阑B3和B5，B5，每个都具有两个同心的
基本上是圆环形的缝隙。光阑B4，B4，的唯一的缝隙，光阑B3的内侧缝
隙和光阑B5，B5，的外侧缝隙与中轴线3有相同的间距。
图2a示出了用于检查物体5的区域&的构形。光阑B4紧贴于光 阑B3且遮住其外侧的缝隙。仅移动光阑B5， B5，。在拉出的示出的位置， 区域&的右边缘通过光阑Bs聚焦，在左边缘在虛线的位置通过Bs，聚 焦。在中间位置每个点都可以聚焦在区域hi内。
图2b示出了用于检查区域h2的构形。光阑B4和B5以及B/和Bs， 直接紧贴且共同移动。光阑B4遮住Bs的内侧的缝隙以及B4，遮住Bs， 的内侧的缝隙。通过两光阑的共同移动每个点聚焦在区域h2内。在图 中可以看出光阑B,和B5拉出的示出的位置，在区域h2的右边缘点聚焦， 光阑B/和Bs，虚线表示的位置在区域h2的左边缘点聚焦。
在另外一种实施样式中挡块的几何外形可简单，当使用分段的X 射线检测器。因此检测器例如分成很多的圆环形的段，其同心地围绕 准直光管的中心轴线布置且其输出信号可分开评估。
为了避免在调节角度时光阑的干扰影响，光阑应具有尽可能小的 材料厚度。为了得到尽可能好的阴影，应使用强烈地吸收射线的材料 例如鴒化合物制造光阑。
以上提及的实施样式描述了仅仅本发明的两种实施样式且就这点 而言不限制。特别是光阑的数量，其可移动性以及缝隙的数量和位置 可任意变化。
权利要求
1.特别是在X射线检测装置中带有可调节焦距的准直光管，其特征在于，设有至少两个光阑(B1，B2)，所述光阑具有至少一个绕一共同的中心轴线(3)的基本上是圆环形的缝隙，其中至少一个光阑沿着中心轴线(3)可移动。
2. 按权利要求1所述的带有可调节焦距的准直光管，其特征在于， 光阑(Bp B2)由强烈地吸收射线的材料制成。
3. 使用按权利要求1或2所述的带有可调节焦距的准直光管的X 射线检测装置，其特征在于，设有一X射线源， 一带有可调节焦距的 准直光管和一X射线检测器(4)。
4. 按权利要求3所述的X射线检测装置，其特征在于，设有一 分段的X射线检测器。
5. 在使用按权利要求3或4所述的X射线检测装置情况下的X 射线检测方法，其特征在于，用宽频带的X射线的针状射线(1)照 射待检测的物体(5)，而且对于不同的光阑位置借助于X射线检测器(4 )接收衍射光谱。
6. 按权利要求5所述的方法，其特征在于，将接收的光谱与参考 光镨进行对比。
全文摘要
本发明涉及一种特别是在X射线检测装置中的带有可调节焦距的准直光管。在X射线检测装置中，其操作原理基于在一物体(5)中的衍射现象，带有固定焦距的准直光管必须可以大范围的移动。本发明的目的在于减少移动的距离。该目的通过带有至少两个光阑(B<sub>1</sub>，B<sub>2</sub>)的准直光管实现，所述光阑具有至少一个绕一共同的中心轴线(3)的基本上是圆环形的缝隙，其中至少一个光阑(B<sub>1</sub>，B<sub>2</sub>)沿着中心轴线(3)可移动。
文档编号G01N23/20GK101107677SQ200680003279
公开日2008年1月16日 申请日期2006年1月18日 优先权日2005年1月26日
发明者M·哈尔蒂克, N·豪恩席尔德, P·沙尔, U·西登博格, U·赫尔达 申请人:史密斯海曼有限公司