安检设备原理及应用剖析

安检设备的相关知识及原理

如今市场上的安检设备主要是以X伦琴射线的高频穿透原理，金属检测主要以电磁共振原理获得分析依据的。除此以外，还有太赫兹、红外、毫米波等原理来作为检测手段。

下图为光谱射线以频率从低到高分布图：

下面我们来列举一些检测原理及相关幅值单位。

X伦琴射线：

伦琴(Wilhelm Conrad Röntgen)射线，又称“X射线”(X-Ray)，它是一种波长很短的电磁辐射，其波长约为（20～0.06）×10-8厘米之间。伦琴射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光，使照相底片感光以及空气电离等效应，波长越短的X射线能量越大，叫做硬X射线，波长长的X射线能量较低，称为软X 射线。当在真空中，高速运动的电子轰击金属靶时，靶就放出X射线，这就是X射线管的结构原理。放出的X射线分为两类：（1）如

果被靶阻挡的电子的能量，不越过一定限度时，只发射连续光谱的辐射。这种辐射叫做轫致辐射；（2）一种不连续的，它只有几条特殊的线状光谱，这种发射线状光谱的辐射叫做特征辐射。连续光谱的性质和靶材料无关，而特征光谱和靶材料有关，不同的材料有不同的特征光谱这就是为什么称之为“特征”的原因。X射线的特征是波长非常短，频率很高。因此X射线必定是由于原子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的。所以X射线光谱是原子中最靠内层的电子跃迁时发出来的，而光学光谱则是外层的电子跃迁时发射出来的。X射线在电场磁场中不偏转。这说明X射线是不带电的粒子流。1906年，实验证明X射线是波长很短的一种电磁波，因此能产生干涉、衍射现象。X射线用来帮助人们进行医学诊断和治疗；用于工业上的非破坏性材料的检查；在基础科学和应用科学领域内，被广泛用于晶体结构分析，及通过X射线光谱和X射线吸收进行化学分析和原子结构的研究。

X射线(X-ray)检测仪是在不损坏被检物品的前提下使用低能量X 光，快速检测出被检物诺鼎X射线异物检测仪[1]品的内部质量和其中的异物，并通过计算机显示被检物品图像的测试手段。当待检品经X射线照射后，物质的密度和原子序数越大，物质吸收X 射线的比率也会越大。而食品中的蛋白质、碳水化合物、脂肪、水分以及骨头（钙质）、玻璃（硅质）、金属和毛发等成分均对X射线有不同的吸收比率。X射线检测系统就是根据上述原理实现。产品输送至X射线照射区，检测装置将自动测定X射线的透射比率。由于

食品中异物成分比食品成分更能吸收X射线能量，因此，当含有异物的产品经X射线照射后，其能量会被大量吸收，X光检测器测量透过被检测物的光束强度，来检测物品中是否含有不同于产品本身物质成分的异物。编辑本段好处1、声光报警满足条件时发出声音和报警灯信号2、网络接口可以连接局域网，多个终端同时检查行李3、射线更安全射线发射自动控制，避免误发射4、一键关机控制关机时只需一个动作：旋转一下钥匙，设备自动安全关机，不需要复杂的多步操作，更方便，简洁5、鹰眼可以方便地看到当前放大的区域6、故障自诊断出现故障自动判断，并给出提示信息，便于维护

X射线通过什么原理来实现包裹安检的呢?下面我们来简单介绍一下。

首先要认为制造出X射线？

现在制造出X射线要具备电源、密封真空玻璃管（阴极灯丝和阳极钨靶）、准直器、几个必备条件。

元件。具体做法是先通过低压变压器给阴极灯丝加热，使其产生自由电子，然后通过升压变压器给阳极钨靶加压至几万伏甚至几十万伏电压，使其电势变化陡增，阴极灯丝上的自由电子加速冲击阳极钨靶从而产生能量，其中99%产出为热量，1%的能量转化为X射线，再通过准直器发射。安检设备会通过绝缘油箱给予冷却。X射线的穿透力的大小由阴极灯丝电流和阳极钨靶电压大小有关，成正比关系。

X射线发出之后安检设备里有一个L型探测器，通过CCD图像采集系统，即通过光电二极管把X射线穿透过被检测物体的射线击到探测板产生的微弱光信号转化为电子信号从而通过电脑显示屏显示出来。安检设备一般检测板通过负高阻原理来分析图像信号的。

目前主流设备都是单射线源X安检设备，也有多射线源即多视角X 安检设备，只是价格高，不是主流。

安检设备主要参数有穿透力、穿透分辨率、线分辨率、辐射泄漏量、传送速度、通道尺寸等相关参数，具体看产品说明书。

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什么是CCD电荷耦合元件

CCD，英文全称:Charge-coupled Device，中文全称:电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器,也叫图像控制器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把光信号转换成电荷信号。CCD上有许多排列整齐的光电二极管，能感应光线，并将光信号转变成电信号，经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号。

希弗和戈瑞之间的关系

当量剂量= 吸收剂量x 辐射权重因数

吸收剂量的单位记作“戈瑞”（gray），简称“戈”，用符号Gy 来表示。

当量剂量的单位记作“西弗”（sievert，也译作“希伏”、“希沃特”），用符号Sv 来表示。

西弗=戈瑞x 辐射权重因数

Sv = Gy x 辐射权重因数

mSv = mGy x辐射权重因数

核泄漏将会引发多种类型的辐射，没有一个确定的辐射权重因数，我们通常取1

戈瑞即1kg被辐照物质吸收1焦耳的能量为1戈瑞，辐照工业常用的单位为千戈瑞（KGy）；表示吸收剂量的拉德（mard）。10K戈瑞=1拉德。

一戈瑞几乎要乘以10的20次方

Gy表示戈瑞,吸收剂量单位

适合于γ射线、β射线、中子等任何电离辐射.

吸收剂量：指被照射物某一点上单位质量中所吸收的能量值.

1千克被照射物吸收电离辐射的能量为1J（焦耳）时称为1Gy.即：1Gy=1J/kg.

Sv是西弗的意思

用来衡量辐射对生物组织的伤害（剂量当量）.