一种节能地铁安检设备及方法
【专利摘要】本发明涉及一种节能地铁安检设备，包括X射线安检机，X射线安检机包括依次连接的工控机(7)、电机(5)和传送带(2)，以及通过数据转化器(9)与工控机(7)连接的X射线探测器，安检设备还包括固定在X射线安检机上的称重传感器(11)，称重传感器(11)与工控机(7)连接，设置在X射线安检机入口铅帘前方，称重传感器(11)的感应部位与传送带(2)下表面相接，当地铁处于客运非高峰期时，X射线探测器和电机(5)保持待机，直到称重传感器(11)感应到来自传送带(2)的压力并向工控机(7)发送指令，此时工控机(7)控制X射线探测器和电机(5)启动。与现有技术相比，本发明能大大降低现有设备的能耗。
【专利说明】
_种节能地铁安检设备及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种地铁安检设备，尤其是涉及一种节能地铁安检设备及方法。
【背景技术】
[0002]1978年美国威斯康星大学推出第一台X射线数字图像处理系统以来，X射线成像系统已广泛应用于天文检测、医疗卫生、工业探伤、食品筛查、安全检测等各行各业中。国外从七十年代开始生产和使用安检设备，国内八十年末才开始装备。目前X射线安全检查设备广泛用于探测隐藏在行李、物品、货物、车辆内以及人体携带的威胁物和爆炸物。
[0003]2010年3月15日起，上海轨道交通全路网所有车站已经全面启动安检程序，在4月15号之前，全上海282座地铁车站将全部覆盖安检，共设置了 530多个安检点。
[0004]行李安检设备是借助输送带将被检查行李送入X射线检查通道而完成检查的电子设备。
[0005]乘客进站后，将行李箱、行李包或一些大件编织袋等行李放到行李安检机上，在传送带传送过程中接受X光检查。若没有问题，乘客将行李带走;若发现疑似危险物品，安检人员则要求乘客将行李打开，作进一步检查。当行李通过安检设备时，行李内的物品会在显示器中显示出大致的形状，并依据黄、绿、黑等颜色体现物品类别。
[0006]现有设备存在的问题有:
[0007]地铁车站早晚高峰客流量比较大，对安检设备的需求量也比较大，但是非高峰时段客流较为稀疏，安检设备一直保持运转会造成电能的浪费以及对安检设备寿命的损耗，尤其是安检设备的重要部件X射线发射器的使用寿命。
【发明内容】
[0008]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低能耗的节能地铁安检设备及方法。
[0009]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0010]—种节能地铁安检设备，包括X射线安检机，所述的X射线安检机包括依次连接的工控机、电机和传送带，以及通过数据转化器与工控机连接的X射线探测器，所述的安检设备还包括固定在X射线安检机上的称重传感器，所述的称重传感器与工控机连接，设置在X射线安检机入口铅帘前方，称重传感器的感应部位与传送带下表面相接，当地铁处于客运非高峰期时，X射线探测器和电机保持待机，直到称重传感器感应到来自传送带的压力并向工控机发送指令，此时工控机控制X射线探测器和电机启动。
[0011]所述的称重传感器为电阻应变式称重传感器。
[0012]所述的电阻应变式称重传感器包括依次连接的弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆，所述的弹性元件与传送带下表面相接，弹性元件具有特殊形状，承受传感器所受外力，对外力产生反作用力，即将力转换为形变，电阻应变片是一种传感元件，作用是将形变转换成电阻的变化，测量电路主要结构为惠斯登电桥，作用是把电阻应变片的电阻变化转换为电信号输出，所述的传输电缆与工控机连接。
[0013]所述的X射线安检机带有手动按钮，所述的手动按钮与电机连接。
[0014]所述的安检设备还包括与工控机连接的风扇，所述的风扇固定在X射线安检机的机架上，风扇位于电机下方，方向朝上。
[0015]—种使用所述的节能地铁安检设备进行安检的方法，包括非高峰期安检方法和高峰期安检方法，
[0016]所述的高峰期安检方法具体为:工控机控制称重传感器不工作，X射线安检机正常进行安检，
[0017]所述的非高峰期安检方法包括以下步骤:
[0018]SI，工控机控制X射线探测器、电机和风扇待机、称重传感器工作，直到称重传感器检测到重物时，进入步骤S2;
[0019]S2，称重传感器向工控机发送信号，工控机控制X射线探测器、电机和风扇运行，使传送带上的物品通过X射线，并在工控机的显示屏上显示物品图像，直到称重传感器连续3s未检测到重物后，返回步骤SI。
[0020]在高峰期和非高峰期，当出现突发事件时，例如物品卡住、危险品进入，使用手动按钮进行电机的制动和恢复。
[0021 ]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0022](I)使用称重传感器感应传送带受到的压力，可以检测到物品被放置在传送带上，从而控制电机和X射线探测器启动，无物品时电机和X射线探测器待机，从而节约能源。
[0023](2)称重传感器为电阻应变式称重传感器，具有结构简单、可靠性好、价格适中、称量范围广的优点。
[0024](3)使用风扇对电机进行散热，有助于安检机内保持正常温度。
[0025](4)X射线安检机带有手动按钮，可以手动使电机停止，适用于物品卡住等突发情况。
[0026](5)非高峰期时，X射线探测器、电机和风扇大部分时候保持待机状态，有物品被放置才启动，综合能耗低。
[0027](6)安检机通过物品的平均时间为1.8s左右，将称重传感器连续未检测到物品的时长设置为3s，保证物品完全通过安检机，又能最大限度降低能耗;该时长还可根据安检机的实际传送速度进行调整。
【附图说明】
[0028]图1为本实施例的立体结构示意图；
[0029]图2为本实施例的主视结构示意图；
[0030]图3为本实施例的左视结构不意图；
[0031]附图标记:
[0032]I为显示器;2为传送带;3为X射线探测端;4为传送系统；5为电机;6为风扇；7为工控机;8为铅帘;9为数据转化器;10为X射线发射端;11为称重传感器。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0034]实施例
[0035]如图1?3所示，一种节能地铁安检设备，包括X射线安检机，X射线安检机包括依次连接的工控机7、电机5和传送带2，以及通过数据转化器9与工控机7连接的X射线探测器，安检设备还包括固定在X射线安检机上的称重传感器11，称重传感器11与工控机7连接，设置在X射线安检机入口铅帘8前方，称重传感器11的感应部位与传送带2下表面相接，当地铁处于客运非高峰期时，X射线探测器和电机5保持待机，直到称重传感器11感应到来自传送带2的压力并向工控机7发送指令，此时工控机7控制X射线探测器和电机5启动。
[0036]称重传感器11为电阻应变式称重传感器，电阻应变式称重传感器包括依次连接的弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆，弹性元件与传送带2下表面相接，弹性元件具有特殊形状，承受传感器所受外力，对外力产生反作用力，即将力转换为形变，电阻应变片是一种传感元件，作用是将形变转换成电阻的变化，测量电路主要结构为惠斯登电桥，作用是把电阻应变片的电阻变化转换为电信号输出，传输电缆与工控机7连接。
[0037]X射线安检机带有手动按钮，手动按钮设置在X射线安检机铅帘上方，与电机5连接。
[0038]安检设备还包括与工控机7连接的风扇6，风扇6固定在X射线安检机的机架上，风扇6位于电机5下方，方向朝上。
[0039]—种使用节能地铁安检设备进行安检的方法，包括非高峰期安检方法和高峰期安检方法，高峰期安检方法具体为:工控机7控制称重传感器11不工作，X射线安检机正常进行安检，包括以下流程:
[0040]利用传送系统4将待检的行李物品拖送入射线照射的通道，物品进入通道后，由射线发射器发出的X射线透过被检物体到达上方的射线探测器，经过射线探测器的光电转换，透射射线束被转换为微弱的电信号，经过一系列放大和模数转换，由数据转换器9传送到工控机7，经过工控机7内部的图像处理软件处理，最终将行李物品的图像呈现在显示器I上，安检人员可以依据图像的不同颜色物质属性，判断行李的物质属性。
[0041]非高峰期安检方法包括以下步骤:
[0042]SI，工控机7控制X射线探测器和电机5待机、称重传感器11工作，直到称重传感器11检测到重物时，进入步骤S3 ；
[0043]S2，称重传感器11向工控机7发送信号，工控机7控制X射线探测器和电机5运行，使传送带2上的物品通过X射线，并在工控机7的显示屏上显示物品图像，直到称重传感器11连续3s未检测到重物时，返回步骤SI。
[0044]步骤S2中，安检工作流程如下:
[0045]I)待检的行李物品放置在传送带2上；
[0046]2)利用传送系统4将待检的行李物品拖送入射线照射的通道；
[0047]3)物品进入通道后，由X射线发射端10发出的X射线透过被检物体；
[0048]4)X射线到达上方的X射线探测端3;
[0049]5)经过X射线探测端3的光电转换，透射射线束被转换为微弱的电信号；
[0050]6)通过数据转换器9将电信号经过一系列放大和模数转换；
[0051 ] 7)由数据转换器9把信号传送到工控机7;
[0052]8)经过工控机7内部的图像处理软件处理；
[0053]9)最终将行李物品的图像呈现在显示器I上。
[0054]以下为某市两个车站非高峰时段的情况下，利用本发明的安检设备和方法计算改进后安检设备的用电量。
[0055]X射线安检机为上海高晶影像科技生产的GJ-XS6550型X射线安检机，电机的额定功率为800VA，传送带速率0.2m/s，安检机的通过能力为32人/min。
[0056]VA是用电器的视在功率单位，因为V是电压单位，A是电流单位，根据P = UI，即VA是功率单位。W也是功率单位，表示用电器的实际/额定功率。这里额定功率为800VA，即额定功率为800W。
[0057]计算该设备一个小时的用电量为:800/1000kwX lh = 0.8kw.h。
[0058]开机的过程(即电机启动的瞬间)比较费电。一般来讲电机启动电流是额定电流的5到7倍。功率相应的也就是5到7倍。所以启动耗电就大约等于电机的额定功率乘于5到7倍的电机启动时间。电机小、电源功率大、电压高、电机性能好时，开机功率是额定功率的5倍，于是在这里取5倍额定功率，即电机启动耗电为:
[0059]W=Pt = 0.8kw.hX5X (1/3600) =0.0Ollllkw.h
[0060]W单位是kw.h，P单位是kw，t单位是h。
[0061]改进后，安检设备用电量是将电机启动耗电与设备运行耗电求和，根据某市车站非高峰时段I小时客流情况计算一小时耗电情况，与原设备一个小时耗电情况进行比较。由于轨道交通出行多数是利用常规公交进行接驳，尤其郊区线路，常规公交接驳会产生客流在某一时段比较集中的情况，因此将车站客流按批划分。
[0062]假设一辆公交接驳需要换乘轨道交通的乘客为十人。
[0063]A站统计10:00-11:00时进站客流为44，出站客流为65。
[0064]由于只需要考虑进站客流，44人进站所需要的时间为:
[0065]44/32 = 1.375min = 0.0229ho
[0066]公交接驳一批10人，S卩44/10 = 4.4，约为5批。
[0067]本实施例设备在这个时间段内用电量为:
[0068]5X0.0Ollllkw.h+0.0229hX0.8kw = 0.023875kw.h<0.8kw.h
[0069]B站统计10:00-11:00时进站客流为148。
[0070]进站所需时间为:
[0071]148/32 = 4.625min = 0.077h
[0072]148/10 = 14.8，约为 15 批。
[0073]本实施例设备在这个时间段内用电量为:
[0074]15X0.0Ollllkw.h+0.077hX0.8kw = 0.0783kw.h<0.8kw.h
[0075]非高峰时段的郊区线路车站使用改进后的安检装置，是可以达到节省电能的作用的，并且电机暂停作用时，X射线发射器也停止运行，不仅可以延长射线发射器的使用寿命，也可以防止安检人员过长时间在射线作用的范围内。
【主权项】
1.一种节能地铁安检设备，包括X射线安检机，所述的X射线安检机包括依次连接的工控机(7)、电机(5)和传送带(2)，以及通过数据转化器(9)与工控机(7)连接的X射线探测器，其特征在于，所述的安检设备还包括固定在X射线安检机上的称重传感器(11)，所述的称重传感器(11)与工控机(7)连接，设置在X射线安检机入口铅帘前方，称重传感器(11)的感应部位与传送带(2)下表面相接，当地铁处于客运非高峰期时，X射线探测器和电机(5)保持待机，直到称重传感器(11)感应到来自传送带(2)的压力并向工控机(7)发送指令，此时工控机(7)控制X射线探测器和电机(5)启动。2.根据权利要求1所述的一种节能地铁安检设备，其特征在于，所述的称重传感器(II)为电阻应变式称重传感器。3.根据权利要求1所述的一种节能地铁安检设备，其特征在于，所述的电阻应变式称重传感器包括依次连接的弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆，所述的弹性元件与传送带(2)下表面相接，所述的传输电缆与工控机(7)连接。4.根据权利要求1所述的一种节能地铁安检设备，其特征在于，所述的X射线安检机带有手动按钮，所述的手动按钮与电机(5)连接。5.根据权利要求1所述的一种节能地铁安检设备，其特征在于，所述的安检设备还包括与工控机(7)连接的风扇(6)，所述的风扇(6)固定在X射线安检机的机架上，风扇(6)位于电机(5)下方，方向朝上。6.—种使用如权利要求4所述的节能地铁安检设备进行安检的方法，其特征在于，包括非高峰期安检方法和高峰期安检方法， 所述的高峰期安检方法具体为:工控机(7)控制称重传感器(11)不工作，X射线安检机正常进行安检， 所述的非高峰期安检方法包括以下步骤: SI，工控机(7)控制X射线探测器、电机(5)和风扇(6)待机、称重传感器(11)工作，直到称重传感器(11)检测到重物时，进入步骤S2; S2，称重传感器(11)向工控机(7)发送信号，工控机(7)控制X射线探测器、电机(5)和风扇(6)运行，使传送带(2)上的物品通过X射线，并在工控机(7)的显示屏上显示物品图像，直到称重传感器(11)连续3s未检测到重物后，返回步骤SI。
【文档编号】G01G3/14GK106093086SQ201610635695
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月5日 公开号201610635695.X, CN 106093086 A, CN 106093086A, CN 201610635695, CN-A-106093086, CN106093086 A, CN106093086A, CN201610635695, CN201610635695.X
【发明人】靳笑楠, 刘志钢, 陈颖雪
【申请人】上海工程技术大学