Método y dispositivo para la detección de un artículo líquido.

Un método para la inspección de seguridad de un artículo líquido con TAC de doble fuente

, que comprende las etapas de:

la realización de un escáner DR para obtener una imagen de transmisión vertical del artículo inspeccionado; la determinación de al menos una posición de barrido por TAC horizontal en base al menos a una fila de la imagen de transmisión vertical;

la obtención de los datos de proyección de doble fuente mediante barrido por TAC de doble fuente en forma de barrido por TAC en el plano horizontal sobre el artículo líquido a inspeccionar en la al menos una posición determinada de barrido por TAC horizontal;

la realización de la reconstrucción por TAC sobre los datos de proyección para obtener una imagen de TAC que indique una pluralidad de atributos físicos del artículo líquido inspeccionado;

la extracción de la pluralidad de atributos físicos del artículo líquido inspeccionado en base a la imagen de TAC; y la determinación de si el artículo líquido inspeccionado es peligroso según si un punto en un espacio multidimensional definido por la pluralidad de atributos físicos está contenido en una región predeterminada dentro del espacio multidimensional.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CN2008/001654.

Solicitante: TSINGHUA UNIVERSITY.

Nacionalidad solicitante: China.

Dirección: TSINGHUA UNIVERSITY HAIDIAN DISTRICT BEIJING 100084 CHINA.

Inventor/es: HU, HAIFENG, ZHANG, LI, CHEN,Zhiqiang, LI,Yuanjing, LIU,Yinong, WANG,Xuewu, ZHANG,JINYU, WU,HONGXIN, ZHAO,ZIRAN, XING,YUXIANG, TANG,HU, YI,YUMIN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de materiales por la utilización... > G01N23/04 (y formando una imagen)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de materiales por la utilización... > G01N23/083 (consistiendo la radiación en rayos X (G01N 23/10 - G01N 23/18 tienen prioridad))

PDF original: ES-2531019_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método y dispositivo para la detección de un artículo líquido 5 Campo de la invención

[1] La presente Invención se refiere al campo de la técnica de inspección por radiación, y más en particular a un método y dispositivo para la inspección de seguridad rápida de artículos líquidos con TAC de doble

fuente.

Antecedentes de la invención

[2] Desde los atentados del 11 de septiembre en Estados Unidos cada vez se hace más hincapié en la inspección de seguridad en aviación. Aparte de la Inspección de seguridad convencional de paquetes, se ha añadido

la inspección de seguridad de artículos líquidos transportados por los pasajeros. Por consiguiente, existe una extrema necesidad de medios y métodos para la Inspección de seguridad rápida de artículos líquidos.

[3] Hoy día, existen cuatro tipos de métodos usados en la Inspección de seguridad de artículos líquidos, que incluyen el método químico, el método electromagnético, el método de detección por neutrones y el método de

detección por radiación de la manera siguiente:

1) El método químico se puede subdividir en el método de Identificación de olores, el método de detección de explosivos por barrido de iones y el método de análisis de sustancias. La identificación de olores en aplicaciones prácticas con frecuencia no consigue realizar la detección debido a las condiciones de sellado y envasado de los 25 artículos líquidos. El método de detección de explosivos por barrido de iones es conocido por su alta sensibilidad, pero con una elevada tasa de falsos positivos, se ve afectado por el entorno. El análisis de sustancias tiene una alta precisión y una exactitud elevada, pero este método requiere un cierto período de tiempo para analizar la muestra, que no satisface las demandas de detección rápida in situ.

2) El método electromagnético funciona como medición activa. Distingue artículos líquidos entre sí según sus constantes dieléctricas en un campo electromagnético. El método electromagnético se ve fácilmente muy afectado por envases metálicos u otros envases de materiales densos. En consecuencia, el uso del método electromagnético es limitado en el caso de materiales de envase complejos.

3) El uso del método de detección por neutrones deja radiación residual remanente en el líquido detectado debido al efecto de "activación de los neutrones". Además, la protección frente a la radiación es complicada debido a la fuerte penetrabilidad de los neutrones y el aparato tiene que tener una gran superficie, de manera que el método no es adecuado para la aplicación en sistemas de inspección de seguridad de aviación civil.

4) Actualmente, la mayoría de los aparatos de inspección de seguridad para aviación civil son aparatos de radiación. En estos aparatos, en su mayoría se adopta la tecnología de obtención de imágenes por rayos X en dos dimensiones y tecnología de TAC en tres dimensiones. Estas tecnologías, que se usan principalmente para la inspección de seguridad de paquetes, no consiguen la inspección de seguridad de artículos líquidos.

[4] La tecnología de obtención de imágenes por rayos X en dos dimensiones obtiene imágenes de

proyección en dos dimensiones integrando la información tridimensional de los artículos a lo largo de los rayos X. Estas imágenes muestran la estructura interna del objeto en forma de escala de grises o pseudo-coloreada, para proporcionar al operador una visualización con colores intensos. No obstante, la tecnología de obtención de imágenes por rayos X en dos dimensiones carece de la información acerca de una dimensión del objeto, de manera 5 que la inspección de artículos líquidos se ve afectada gravemente en cuanto a formas y tamaños de los artículos líquidos.

[5] La tecnología de TAC tridimensional es la extensión y aplicación de la tecnología de TAC. La

tecnología de TAC se aplicó primero en el diagnóstico, que se puso en práctica realizando una proyección en 55 múltiples ángulos de las respectivas secciones de un artículo. Usando un ordenador para reconstruir los datos de proyección en múltiples ángulos de las respectivas secciones, se obtienen las imágenes reconstruidas. La información de los diferentes coeficientes de atenuación en las imágenes reconstruidas se visualizan en forma de diferentes escalas de grises, mediante las cuales se visualizan las estructuras internas de los artículos. Con el desarrollo de la tecnología de TAC, se aplicó la TAC Industrial para la inspección no destructiva y la TAC de envases

para la inspección de seguridad, con el objetivo que sigue siendo obtener las imágenes de las secciones de las estructuras Internas de los artículos. La determinación de si un artículo es peligroso depende del análisis de la estructura del operador humano, y así no es aplicable en la inspección rápida y automática. Además, es difícil que los dispositivos de Inspección de seguridad de tipo TAC adquieran popularidad, por su alto coste y volumen, como 5 consecuencia del amplio espectro de artículos que se pueden detectar con ellos.

[6] En resumen, para la detección rápida de artículos líquidos, el método químico, el método electromagnético y el método de detección por neutrones no son adecuados. Mediante el uso de la tecnología de obtención de Imágenes por rayos X en dos dimensiones y la tecnología de TAC en tres dimensiones, se obtienen

imágenes que muestran la estructura interna del artículo, pero estas imágenes no sirven como evidencia suficiente para la Inspección de seguridad automática de los artículos líquidos.

[7] GAO y col.: "Application of X-ray TAC to liquid security inspection: System analysis and beam hardening correction", NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH, SECTION - A:

ACCELERATORS, SPECTROMETERS, DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 579, no. 1, 8 de agosto de 27 (27-8-8), páginas 395-399, XP2219162, ISSN: 168- 92, DOI: Dl:1.116/J.NIMA.27.4.84, se centran en la corrección del defecto provocado por el endurecimiento del haz, que no supone la obtención de imágenes de DR y a continuación realizar un barrido por TAC de doble fuente en base al resultado de la imagen de DR para determinar el número atómico o la densidad del 2 líquido contenido en el artículo Inspeccionado.

[8] HEISMANN B J y col.: "Quantitative TAC characterization of body fluids with spectral pZ projection method", NUCLEAR SCIENCE SYMPOSIUM CONFERENCE RECORD, 26. IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, PISCATAWAY, NJ, USA, 29 de octubre 26 (26-1-29), páginas 279-28, XP31534977, ISBN: 978-1-4244-

56-2 describe un estudio clínico acerca de la caracterización de fluidos corporales con el algoritmo de proyección espectral pZ.

[9] El documento US 7.116.751 B2 supone la realización de un barrido por TAC normal sobre un artículo para determinar si el artículo contiene materia peligrosa o no. Si el artículo contiene materia peligrosa, entonces se

valora si parte del artículo se analiza o el sistema no puede identificar cuál es la materia peligrosa. Si se analiza parte del artículo, se realiza una inspección por TAC de alta energía o una inspección por TAC de alta resolución para eliminar el efecto provocado por el análisis. Por tanto, la Referencia 3 desvela cómo eliminar el efecto provocado por el análisis del artículo inspeccionado para inspeccionar el artículo con precisión.

[1] El documento US 24/1197 A1 se refiere a un dispositivo de inspección de seguridad. Una maleta

se transporta sobre una cinta hacía el espacio de inspección. En primer lugar, se realiza un escáner DR desde la parte superior con la maleta en movimiento. En segundo lugar se realiza otro... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para la inspección de seguridad de un artículo líquido con TAC de doble fuente, que comprende las etapas de:

la realización de un escáner DR para obtener una Imagen de transmisión vertical del artículo inspeccionado;

la determinación de al menos una posición de barrido por TAC horizontal en base al menos a una fila de la imagen de transmisión vertical;

la obtención de los datos de proyección de doble fuente mediante barrido por TAC de doble fuente en forma de barrido por TAC en el plano horizontal sobre el artículo líquido a inspeccionar en la al menos una posición determinada de barrido por TAC horizontal;

la realización de la reconstrucción por TAC sobre los datos de proyección para obtener una imagen de TAC que indique una pluralidad de atributos físicos del artículo líquido inspeccionado;

la extracción de la pluralidad de atributos físicos del artículo líquido inspeccionado en base a la imagen de TAC; y

la determinación de si el artículo líquido inspeccionado es peligroso según sí un punto en un espacio multidimensional definido por la pluralidad de atributos físicos está contenido en una región predeterminada dentro del espacio multidimensional.

2. El método de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de atributos físicos incluyen la densidad y el 25 número atómico del artículo líquido.

3. El método de la reivindicación 1, en el que al menos una fila de la imagen de transmisión vertical está definida por:

la detección de capas de líquido en la imagen de transmisión vertical al comparar los píxeles de la imagen de transmisión vertical en las direcciones verticales; y

la especificación de las filas centrales de las respectivas capas como las filas para las que se debe realizar el barrido por TAC de doble fuente.

4. El método de la reivindicación 1, en el que la etapa de realización de la reconstrucción por TAC sobre los datos de proyección para obtener una imagen de TAC que indica una pluralidad de atributos físicos del artículo líquido inspeccionado comprende las etapas de:

la generación de los datos de proyección de dos coeficientes de material básico en base a los datos de proyección de alta energía y de baja energía;

la realización de la reconstrucción sobre los datos de proyección de los dos coeficientes de material básico para obtener una imagen de TAC que indica los dos coeficientes de material básico correspondientes al artículo líquido 45 inspeccionado; y

la generación de una imagen de TAC que indica una pluralidad de atributos físicos del artículo líquido inspeccionado en base a la imagen de TAC que indica los coeficientes de material básico.

5. El método de la reivindicación 1, en el que la etapa de extracción de los atributos físicos del artículo

líquido inspeccionado en base a la imagen de TAC comprende las etapas de:

la extracción de los píxeles correspondientes al artículo líquido a partir de la imagen de TAC;

el cálculo de la densidad media y el número atómico de los píxeles correspondientes al artículo líquido como densidad y número atómico del artículo líquido inspeccionado.

6. El método de la reivindicación 1, en el que la etapa que consiste en determinar si el artículo líquido

inspeccionado es peligroso de acuerdo con los atributos físicos comprende las etapas de:

la determinación de si un punto definido por la densidad y el número atómico se encuentra en una región predeterminada en un espacio bidimensional de densidad-número atómico;

la determinación de que el artículo líquido inspeccionado es peligroso si el punto se encuentra en la región predeterminada.

7. El método de la reivindicación 1, en el que se disponen varios artículos líquidos en un tambor que está dividido en múltiples sub-espacios, en el que el método además comprende las etapas de:

la detección automática de la presencia del tambor con un patrón predefinido;

la determinación de una marca determinada en la imagen de TAC en el caso de la presencia del tambor; y 15 la rotación del tambor hasta una posición predefinida en base a la marca determinada.

8. Un dispositivo para la inspección de seguridad de un artículo liquido con TAC de doble fuente, que comprende:

una fuente de radiación para emitir haces de radiación;

un medio de detección y recolección para detectar y recoger los haces de radiación que se transmiten a través de al menos un artículo líquido a inspeccionar;

un controlador para controlar la fuente de radiación y el medio de detección y recolección para realizar un barrido por DR para obtener una imagen de transmisión vertical del artículo inspeccionado y realizar un barrido por TAC de doble fuente en forma de barrido por TAC en el plano horizontal sobre el artículo líquido inspeccionado en la al menos una posición de barrido por TAC horizontal para así obtener los datos de proyección, en el que la al menos una posición de barrido por TAC horizontal se determina en base a al menos una fila de la imagen de transmisión 3 vertical;

medios para realizar la reconstrucción de los datos de proyección para obtener una imagen de TAC que indica una pluralidad de atributos físicos del artículo líquido inspeccionado; y

medios para determinar si el artículo líquido inspeccionado es peligroso según si un punto en un espacio multidimensional definido por la pluralidad de atributos físicos está contenido en una región predeterminada dentro del espacio multidimensional.

9. El dispositivo de la reivindicación 8, en el que el medio de detección y recolección detecta y recoge los 4 haces de radiación que se transmiten a través de al menos un artículo líquido a inspeccionar para así formar una

Imagen de transmisión vertical;

en el que el dispositivo además comprende:

medios para detectar capas de líquido en la imagen de transmisión vertical al comparar los píxeles de la imagen de transmisión vertical en las direcciones verticales; y

medios para especificar las filas centrales de las respectivas capas como las filas para las que se debe realizar una energía TAC de doble fuente.

1. El dispositivo de la reivindicación 8, en el que la pluralidad de atributos físicos incluye al menos la densidad y el número atómico del artículo líquido inspeccionado.

11. El dispositivo de la reivindicación 9, en el que el medio para determinar si el artículo líquido 55 Inspeccionado es peligroso comprende:

medios para determinar si un punto definido por la densidad y el número atómico se encuentra en una región predeterminada en un espacio bidimensional de densidad-número atómico, en el que se determina que el artículo líquido Inspeccionado es peligroso si el punto se encuentra en la región predeterminada.

12. El dispositivo de la reivindicación 9, que además comprende un tambor que está dividido en múltiples

sub-espacios para disponer una pluralidad de artículos líquidos, respectivamente.