專利名稱：數字化x射線異物檢測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種食品包裝檢測裝置，具體來說是一種數字化X射線異物檢測儀。
技術背景目前食品生產企業大規模使用不銹鋼機械設備進行加工制造，在實現機械自動化的同時也帶來了一些安全隱患。如生產過程中機械零件磨損造成的掉屑等問題，這些金屬的碎屑不但影響產品的口味及品質，而且含有鉛、汞等多種有害的物質。它們體積小，用肉眼很難發現，非常容易被消費者誤食，對消費者健康形成巨大威脅，因此，金屬及異物檢測設備是食品行業廠家所必需的。
實用新型內容本實用新型為了解決上述問題，提供一種結構簡單、能夠實現高速檢測的數字化X射線異物檢測儀。
本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是包括傳送裝置、掃描裝置和計算機控制系統，所述掃描裝置包括分別固定設置在傳送裝置兩側的X光射線管和探測器。
還可包括一個防護殼體，所述掃描裝置封閉被封閉在所述防護殼體中。
所述傳送裝置可包括至少一個傳送電機和傳送帶，所述傳送帶出入所述防護殼體的位置還可設置有鉛布簾。
所述X光射線管的出光口處可設置有狹縫形束光器。
所述防護殼體為厚度可為0.5mm～2mm的鉛材料防護殼體。
本實用新型包括傳送裝置、掃描裝置和計算機控制系統，所述掃描裝置包括分別固定設置在傳送裝置兩側的X光射線管和探測器。本實用新型能夠實現高通過率、高靈敏度、低劑量、低能耗的數字化檢測，檢測速度可調，屏幕實時顯示，軟件自動識別異物并報警，X射線的線掃描由微機控制，掃描信息直接進入計算機，由計算機進行圖像生成并分析，異物圖像可直接定格存儲，用于生產設備的分析調試。不僅薄的產品，而且厚的產品、罐裝的產品在允許的范圍內也可以檢測，可以精確檢測到0.3mm直徑的鐵或不銹鋼小球，還可檢出金屬、石頭、玻璃、陶瓷、橡膠等異物。
圖1為本實用新型的結構示意圖圖2為本實用新型中探測器的結構示意圖具體實施方式
如圖1本實用新型包括一個防護殼體1和固定設置在所述防護殼體1內的X光射線管2和探測器3，所述X光射線管的出光口設置有一個狹縫形束光器，是X光射線管發出的X光射線呈薄的扇面，照射在所述長條形的探測器3上，用于承載和傳送袋裝食品的傳送帶，通過兩個同步同向轉動的驅動電機5、6驅動，所述驅動電機5、6的輸出軸直接或分別通過傳送帶7、8帶動傳動軸9、10轉動，進而帶動分別與所述傳動軸9、10相連的傳送帶11、12平穩地循環轉動，所述傳送帶11、12穿過所述防護殼體1，且所述X光射線管2和探測器3分別設置在所述傳送帶11、12接頭的空隙的上、下兩側，所述傳送帶11、12之間的空隙保證使所述X光射線的投射面通過，且被檢食品不會掉落，在所述傳送帶11進出所述防護殼體1處設置有鉛布簾13、14，與所述外殼厚度為1mm的鉛材料防護殼體1構成完整的防護殼，避免X光射線的輻射泄露，對操作人員造成的傷害，保證檢測周圍環境的安全，可通過調整鉛布簾實現調整出入口的大小。所述X光射線管2、探測器3和驅動電機5、6通過計算機系統控制，實現完整的掃描和檢測過程。
計算機系統是本裝置的控制中心，當對傳送帶上的食品進行X-射線攝影檢查時，首先設備在計算機系統控制下，啟動驅動電機5、6轉動，并驅動傳送帶11運動，當達到穩定的傳送速度，再啟動高壓發生器向X光射線管2加電，X光射線管2進行連續曝光，X光射線管2和探測器3分別固定于傳送帶的上、下方，被檢測物放置于傳送帶面上，隨傳送帶的運動向前運動通過兩傳送帶接頭的空隙的上方，依次從X光射線管2和探測器3之間穿過，在此期間X射線通過所述束光器形成薄的扇形光束，穿過傳送帶11、12上的被檢食品，射入探測器3的入射窗；探測器3在計算機系統控制下，將X射線信號轉換為電信號，由數據采集器將采集的每一行電信號送至電子學部件變為數字信號，數字信號再傳送到計算機，形成動態的掃描圖像，當異物識別系統發現可疑物時，計算機系統中的軟件立刻報警，并保存其定格圖像，傳送帶11將停止運行，可疑物被排除后，整個傳送帶上的食品檢查再正常進行。
X光射線管2與探測器3的距離可根據被檢測物的不同來調整，優選距離為1000mm。檢測速度可由計算機軟件設定，為80mm/s～200mm/s可調，優選檢測速度為200mm/s。
設備外殼的側面可設置有手控制面板13，工作人員可以通過手動按鍵調節傳送帶的運動起、停和運動方向，這種位置調節也可以通過軟件在計算機系統上遙控進行；所述X射線管2及束光器可通過一個彎杠與所述3探測器進行固定連接，以方便調節束光器的前端準直縫、X射線管的焦點與探測器入射窗的準直縫始終處于同一條直線上；所述束光器安裝在X射線球管上，X射線管通過管叉子安裝在彎杠的頂端，探測器安裝在彎杠的另一頂端。被檢查物在兩傳送帶的相對端的間隙處被X射線照射，穿過被檢物的X射線直接被探測器接收進行記錄，因此，傳送帶裝置的部件(傳送帶面、轉軸等)對X射線沒有影響。
X射線的形成是通過高壓發生器和X光球射線實現。
高壓發生器是用來產生恒定直流高壓并經過高壓電纜供給X射線管組件的裝置，它是X射線發生裝置的重要部件，為了保證X射線的質量和平穩性，采用高頻高壓發生器，高壓范圍為40KV～125KV，最高電流為64mA。高壓發生器的參數由計算機軟件設置。可靠性比較高。高壓發生器主要包括微處理器、高壓油箱、AC/DC、高頻逆變器、穩壓穩流電路、高壓插座、充放電板、接線板及接地線等。實際使用中，建議高壓范圍為40KV～90KV，最高電流為6mA。
高壓發生器有一個專用調試軟件，系統中的高壓控制是由計算機通過串行接口傳送命令實現的。高壓發生器內的運行程序保證在每單次攝影時，技術條件的選擇不會超過X射線管的額定容量。
X射線管也叫球管，X射線管由管殼和管芯組成，管芯是一種構造精密、易碎的高真空玻璃器件，它放置在充滿油的防護管殼內，管芯的作用是將電能轉換成X線。X射線機采用的是雙焦點固定陽極X射線管。X射線管管芯的陽極是一個錸-鎢合金盤，因此被電子撞擊的位置就固定在靶面的局部面積上，而不是均勻分布在整個靶面上。球管與高壓發生器之間有兩根電纜線相連，陰極和陽極高壓電纜線各一根。新的球管被裝入時，由于球管參數的不一致，要進行高壓發生器的參數校正。由于球管為貴重部件，運用時必須有保護措施。球管由于長時間的連續使用熱量很大，其熱容量下降到20％以下時會出現報警。使用和設置不當都會報警，此時必須查清原因才以能繼續使用。
本實用新型中X光射線管的焦點為2.0mm，對X光射線管較特殊的要求是最大電流要小于6mA，可持續工作24小時，并保持射線穩定性和重復性。X射線管組件的濾過不小于1.5mmAl當量；X射線設備的總濾過不小于2.0mmAl當量。
X射線管前裝有束光器，束光器由束光板、準直縫及結構架組成。
束光器的入口縫和出口準直縫由鉛板制成，兩者之間的筒形結構件保證形成扇形窄光束，外包有鉛板防護，以保證射線向其它方向的泄漏低于我國關于X射線設備泄漏的環保標準。
束光器用于限制無用部分的X射線束。X射線經過束光板，形成有效的薄的扇形X射線束，投照在前端準直器狹縫處尺寸約為100mm×1.2mm，并進一步縮小照射區。準直縫的位置可以調節，必須調節到使探測器的入射窗精確地對準照射中心，保證射出的X光平面全部投影到探測器的入射窗，且兩者的中心重合。前準直縫的調整對圖像質量的影響關系重大，否則將影響圖像的計數的數值和圖像質量。
球管叉的后部裝有三個軸流風扇，用于保護X射線組件和提供強制散熱。球管叉分為前后兩段，它將球管固定在中間，后端與彎杠相連。
探測器在結構上由以下部件組成X射線探頭、信號采集電路、低壓電源組合、數據采集器。其中X射線探頭和信號采集電路一起被封裝在一個長方體的鋁合金盒內，被稱為探測器；而低壓電源組合則單獨被封裝在一個具有良好散熱功能的金屬方盒中；數據采集器是一數據卡置于計算機中，來接收探測器來的圖像數據。
探測器包括密封鋁膜、晶體陣列、信號采集電路三部份。探測器3的結構如2圖示，是一個封閉的鋁合金腔室，前面板是具有屏蔽作用的鉛銻合金材料，其偏上部是一鉛準直器A，準直器后端有密封鋁膜B，鋁膜B下面為晶體陣列C，它的引出線連接信號采集電路D，后面還有A/D轉換電路、緩存器、通信接口。
X射線透過被檢食品投照到探頭上，經準直器準直后，穿過密封鋁膜，到達晶體陣列，晶體將X射線轉換為電信號，由其后端的信號采集電路采集，經A/D轉換為數字信號，存入緩存器，由通信接口電路把緩存器中的數字圖像數據發送給計算機系統。所述探測器的主要部件就是由晶體單元組成的一條陣列，每個晶體單元的信號，作為圖像的一個像素，用14個字節表示，每個晶體單元的靈敏面積基本上是相同的，所以，探測器的整個測量區域中的空間分辨率是一致的。
信號采集電路緊挨著探測器固定，它由以下功能組件組成控制器，適配器和電源系統。
控制器包括信號模擬處理電路，16位模/數變換器和可編程邏輯控制電路。
模擬處理電路用來在可編程邏輯電路指令的控制下讀出信號和積分信號。
模/數變換器用來把模擬信號轉換為數字代碼，以便寫入適配器的動態存儲器DRAM中。
所述可編程邏輯電路可以完成以下功能①使探頭多路線陣同步工作；②可將數字信息寫入適配器的DRAM中；③將接收的信號經適配器送到微機上；④檢測電源；⑤測試探頭電路；⑥測試適配器DRAM。
另外還設有容量為16位的控制器狀態寄存器和幀長寫入用的行計數器等。
在采集系統上設有插頭，以便與外部裝置相接，包括連接供電電源、數據傳輸線—與計算機的數據采集器相連，必要時連接外部傳感器(RS485)。
低壓電源用于產生12伏直流輸出電壓，為電子學組合和探頭供電，低壓電源的輸入為單相220V。
此外還可以設置操作控制臺，所述操作控制臺包括由計算機及應用軟件組成的技術工作站、手控盒以及用戶所選的輸出設備.
技術工作站在計算機控制下完成檢測物圖像數據采集、圖像實時顯示。如檢測啟動、停止，接通高壓、控制曝光等。此外還用于工作狀態的在線檢測和故障報警，在檢測發現異物時，完成數據處理及存儲，并顯示圖像等。技術工作站可提供檢測物建檔、查詢，檢測曝光條件選擇，傳送帶運動控制，圖像實時顯示，日志報告生成和編寫、圖像打印及故障診斷時所需的基本功能。
手控盒也稱高壓發生器控制盒，是在控制裝置上開啟和關閉高壓發生器的裝置，手控盒可設置有兩個按鍵。高壓發生器控制盒引出的電纜分別與高壓發生器，控制機柜和計算機相連。球管的曝光控制及高壓發生器kV與mA設定均由計算機通過軟件完成。
在手控盒上還可設有對講裝置，音箱安裝在檢測車間內。當需要對主機操作人員講話時要踩下腳踏開關，否則檢測車間內的人員聽不見。
此外還包括用作整機的配電、電氣控制和高壓發生器部件的控制機柜。機柜左后側為電氣配電部分，裝有接線端子、空氣開關和接觸器等；經配電分配后送往高壓發生器和掃描主機。本機供電為單相220V，功率為10KVA，開關設在機柜上方。工作站的計算機及打印機等由機柜供電。機柜下部安裝有高頻高壓發生器。電氣控制部件安裝在機柜的上部隔板上。其功能是①根據來自技術工作站的信號，控制傳送帶運動；②向計算機上報各開關狀態的檢測信號；③實現手動按鍵控制電機；④必要時使運動部分斷電保護。手動控制按鈕設在外罩正前面可由操作員控制傳送帶的運動及運動方向，以便于控制運動操作。遙控掃描時，由計算機經串行口“com1”控制。
本實用新型具有以下的特點1.高通過率檢測速度可調，速度一般在8～12米/分鐘，屏幕實時顯示，軟件自動識別異物并報警，被檢物順序通過，檢測效率極高，尤其適用于生產流水線上的檢查。
2.數字化X線機的線掃描由微機控制，掃描信息直接進入計算機，由計算機進行圖像生成并分析，異物圖像可直接定格存儲，用于生產設備的分析調試。實現廉價的無膠片化的數字化檢查拍片系統。
3.高靈敏度在食品行業現在的金屬檢測設備一般可檢測出0.8～1.0mm的金屬異物。數字化X線異物檢測儀X線最大輸出是90KV，通過高度120mm。不僅薄的產品，而且厚的產品、罐裝的產品在允許的范圍內也可以檢測，可以精確檢測到0.3mm直徑的鐵或不銹鋼小球。
4.低劑量；采用數字化線掃描直接成像技術，大大減小了拍攝條件，降低了對環境的輻射劑量，是一種更加安全、更加環保的檢測設備。
5.低能耗；采用數字化線掃描直接成像技術，大大減小了拍攝條件，從而降低了對球管和高壓發生器的要求，降低了設備的運行功率，是一種節能的新型檢測設備。標準的拍攝條件為45kV、2mA，小于家用電視的功率。
6.檢測范圍廣；可檢出金屬、石頭、玻璃、陶瓷、橡膠等異物。
以上對本實用新型所提供的數字化X射線異物檢測儀進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
權利要求1.一種數字化X射線異物檢測儀，其特征在于包括傳送裝置、掃描裝置和計算機控制系統，所述掃描裝置包括分別固定設置在傳送裝置兩側的X光射線管和探測器。
2.根據權利要求1所述的數字化X射線異物檢測儀，其特征在于還包括一個防護殼體，所述掃描裝置封閉被封閉在所述防護殼體中。
3.根據權利要求2所述的數字化X射線異物檢測儀，其特征在于所述傳送帶出入所述防護殼體的位置還設置有鉛布簾。
4.根據權利要求1或2或3所述的數字化X射線異物檢測儀，其特征在于所述傳送裝置包括至少一個傳送電機和傳送帶。，
5.根據權利要求1或2或3所述的數字化X射線異物檢測儀，其特征在于所述X光射線管的出光口處設置有狹縫形束光器。
6.根據權利要求2或3所述的數字化X射線異物檢測儀，其特征在于所述防護殼體為厚度為0.5mm～2mm的鉛材料防護殼體。
專利摘要本實用新型涉及一種食品包裝檢測裝置，具體來說是一種數字化X射線異物檢測儀。本實用新型包括傳送裝置、掃描裝置和計算機控制系統，所述掃描裝置包括分別固定設置在傳送裝置兩側的X光射線管和探測器。本實用新型能夠實現高通過率、高靈敏度、低劑量、低能耗的數字化檢測，檢測速度可調，屏幕實時顯示，軟件自動識別異物并報警，X射線的線掃描由微機控制，掃描信息直接進入計算機，由計算機進行圖像生成并分析，異物圖像可直接定格存儲，用于生產設備的分析調試。不僅薄的產品，而且厚的產品、罐裝的產品在允許的范圍內也可以檢測，可以精確檢測到0.3mm直徑的鐵或不銹鋼小球，還可檢出金屬、石頭、玻璃、陶瓷、橡膠等異物。
文檔編號G01N23/04GK2847276SQ20052014198
公開日2006年12月13日 申請日期2005年11月29日 優先權日2005年11月29日
發明者于紅林, 彭勃, 李川 申請人:于紅林, 彭勃, 李川