Поиск и обнаружение культурных ценностей

Многие виды культурных ценностей по своим внешним специфическим признакам могут быть выявлены с помощью аппаратуры интроскопии, металлодетекторов, наборов технических средств поиска тайников. Однако в целом определить принадлежность перемещаемых предметов к запрещенным предметам без применения специальных методов весьма затруднительно. Эффективным способом выявления указанных предметов могла бы быть постановка на них специальных меток.

Интроскопические технические средства Интроскопия объектов таможенного контроля

Интроскопия объектов таможенного контроля — таможенное действие, направленное на дистанционное (без вскрытия) получение визуальной информации о внутреннем строении и содержимом контролируемого объекта.

Наконец, интроскопические технические средства применяют­ся для просвечивания самых разнообразных объектов таможенно­го контроля. Они используются для выборочного и сплошного досмотров. Это интроскопические досмотровые комплексы, в том числе досмотровая рентгеновская техника.

В процессе интроскопии визуальное изображение внутреннего строения объекта должно обеспечить определение назначения и принадлежности предметов. Поэтому важно знать систему характерных признаков предметов и способов устройства тайников, уметь выявлять сокрытые предметы на фоне значительного множества иных маскирующих объектов (пустот, преград, уплотнений и т.п.).

На основании данных, полученных путем применения интроскопии, следует произвести ручной досмотр контролируемого объекта, найти среди других предметов подозрительный объект, осуществить его выемку и детальный осмотр, а также осуществить демонтаж конструкции и установить истинные назначение и вид вложения.

 Интроскопия целесообразна в технологических линиях таможенного контроля: ручной клади и бага­жа пассажиров и транспортных служащих, несопровождаемого багажа (отдельно следующего багажа), среднегабаритных грузовых (товарных) упаковок, международных почтовых отправлений, контейнеров, железнодорожных вагонов, платформ. Интроскопы для таких объектов таможенного контроля существуют и разрабатываются.

Технические средства интроскопии объектов таможенного контроля

Классификация досмотровой рентгеновской техники.

Досмотровая рентгеновская техника как вид аппаратуры интроскопии предназначена для получения визуальной информации о внутреннем устройстве и содержимом контролируемого объекта таможенного контроля.

Целями таможенной интроскопии объектов являются: установление принадлежности находящихся в них предметов к определенным группам, видам, классам, типам, выявление в контролируемых объектах характерных конструктивных признаков тайников или сокрытых вложений, а также предметов, подозрительных на определенные конкретные виды предметов таможенных правонарушений. В процессе данного таможенного действия оперативный работник, анализируя на экране аппаратуры интроскопии визуальное изображение внутреннего строения контролируемого объекта, по совокупности характерных индивидуальных признаков и сохранившимся в его памяти мысленным образам узнает назначение и принадлежность предметов. Самым важным и сложным в данном действии является знание совокупности характерных признаков и способов устройства тайников и внешнего вида предметов таможенных правонарушений и умение выявлять их на фоне значительного множества иных маскирующих элементов (нелогичных пустот, преград, уплотнений и др.).

Досмотровая рентгеновская техника (ДРТ) – это первый и основной класс технических средств таможенного контроля, представляющий собой комплекс рентгеновской аппаратуры, специально предназначенный для визуального таможенного контроля ручной клади и багажа пассажиров, предметов отдельно следующего багажа, среднегабаритных грузов и международных почтовых отправлений без их вскрытия с целью выявления в них предметов, материалов и веществ, запрещённых к ввозу (вывозу) или не соответствующих декларированному содержанию.

В зависимости от видов указанных в определении объектов контроля, перемещаемых через таможенную границу, принятой тех­нологии таможенного контроля на конкретном участке и условий, в которых он осуществляется, досмотровая рентгеновская техника (ДРГ) может быть классифицирована следующим образом:

1. ДРГ для контроля содержимого ручной клади и багажа с пассажиров и транспортных служащих.

2. ДРТ для углублённого контроля отдельных предметов ручной клади и багажа пассажиров, транспортных служащих и грузовых упаковок.

3. ДРТ для контроля содержимого среднегабаритных багажа и грузов.

4. ДРТ для контроля содержимого международных почтовых отправлений.

Исходя из условий, в которых осуществляется таможенный контроль, можно выделить следующие два их вида: стационарные и оперативные.

Стационарные условия - это условия, когда таможенный контроль осуществляется в специально выделенных для этих целей помещениях, постоянно или временно принадлежащих таможенной службе, где стационарно установлены необходимые для контроля технические средства, применительно к конкретным видам объектов таможенного контроля и установленных для них технологий контроля. Это - пассажирские досмотровые залы аэро- и автовокзалов, железнодорожных станций, морских и речных вокзалов, помещения складов, пакгаузов, закрытых грузовых площадок, почтамтов, а также специально построенные таможенные инспекционно-досмотревые комплексы (боксы).

Оперативные условия - это условия, когда таможенный контроль осуществляется в местах, где стационарная установка в них технических средств таможенного контроля невозможна или нецелесообразна. Например, в связи с малыми объёмами досмотровых операций или ввиду их нерегулярности и эпизодичности в этих местах.

Однако прежде чем приступить к детальному описанию имею­щейся на вооружении таможенных органов досмотровой рентгеновской техники, необходимо предельно кратко изложить физические основы рентгеновских методов контроля.

Понятие и физические основы рентгеновских методов контроля.

В 1895 году немецкий физик В.Рентген открыл новый, не из­вестный ранее вид электромагнитного излучения, которое в честь его первооткрывателя было названо рентгеновским. Было установлено, что это излучение обладает целым рядом удивительных свойств. Во-первых, невидимое для человеческого глаза рентгеновское излучение способно проникать сквозь непрозрачные тела и предметы. Во-вторых, оно способно поглощаться веществами тем интенсивнее, чем больше их атомный (порядковый) номер в периодической системе Менделеева. В-третьих, рентгеновское излучение вызывает свечение некоторых химических веществ и соединений. В-четвёртых, рентгеновские лучи обладают линейным характером распространения. Эти свойства рентгеновских лучей и используются для получения информации о внутреннем содержании и строении "просвечиваемых" ими объектов без их вскрытия.

Рентгеновские лучи в "табеле о рангах"- шкале электромагнитных волн, - имея диапазон длин волн от 0,06 до 20 ангстрем (IA=10-10 м), занимает место между ультрафиолетовым излучением и гамма-лучами (Рис. 2.1) и характеризуется энергией квантов от единиц килоэлектронвольт до сотен мегаэлектронвольт. Рентгеновское излучение образуется двумя путями. Первый - в результате торможения быстро движущихся электронов в веществе, так называемое "тормозное" излучение, второй – в результате изменения энергетического состояния атомов вещества, т.н. "характеристическое" излучение. Физику явлений можно показать на примере работы рентгеновской трубки, как специального электровакуумного высоковольтного прибора, предназначенного для генерирования рентгеновского излучения.

Шкала электромагнитных волн.

Рисунок.2.1

На Рис.2.2 схематично представлены основные узлы рентгенов­ской трубки: катод (1) нить накала (2), стеклянная или керамическая колба (3), анод (4) и источник высокого напряжения (5). Получение рентгеновского излучения осуществляется путём бомбардировки анода трубки пучком электронов, ускоренных приложенным к её электродам напряжением. Источником электронов является катод с нитью накала из вольфрамовой проволоки, который нагревается до высокой температуры (примерно 2500°С).

Схема основных узлов рентгеновской трубки

Рисунок.2.2.

Фокусировка потока электронов в узкий пучок достигается оптимальным выбором электрического поля в межэлектродном пространстве. Направляющиеся от катода к аноду электроны бомбар­дируют анод, на поверхности тела которого происходит их резкое торможение, образуя таким образом тормозное излучение непре­рывного спектра. Интенсивность его зависит от величины ускоряющего напряжения и атомного номера материала мишени анода. Чем выше атомный номер материала мишени, тем сильнее тормозятся в нём электроны. Поэтому, как правило, на изготовление анода идут ма­териалы типа вольфрама, имеющие, кроме этого, высокую точку пла­вления и хорошую теплопроводность. Интенсивность тормозного излучения характеризуется так называемой "лучевой отдачей" рентгеновской трубки, зависящей, главным образом, от величины питающего трубку напряжения и уровня предварительной фильтрации излучения.

Оптические свойства рентгеновской трубки определяются формой и размерами оптического фокуса трубки, а также углом раствора пучка излучения. Кроме тормозного излучения при бомбардировке анода электронами возникает характеристическое рентгеновское излучение, вызванное, как уже говорилось, изменением энергетического состояния атомов. Если один из электронов внутренней оболочки атома выбит электроном или квантом тормозного излучения, то атом переходит в возбужденное состояние. Освободившееся место в оболочке заполняется электронами внешних слоев с меньшей энергией связи. При этом атом переходит в нормальное состояние и испускает квант характеристического излучения с энергией равной разности энергии на соответствующих уровнях. Частота характеристического рентгеновс­кого излучения связана с атомным номером (Z) вещества анода. В отличие от непрерывного спектра тормозного рентгеновского излучения длины волн характеристического рентгеновского излучения имеют вполне определённые для данного материала анода значения.

При прохождении через исследуемое вещество пучок рентге­новского излучения ослабляется вследствие взаимодействия его с электронами, атомами и ядрами вещества. Основные процессы взаимодействия рентгеновского излучения с веществом при энергии квантов электромагнитного поля (фотонов) - менее 106 эВ - это фотоэлектрическое поглощение и рассеяние. Физика явлений при этом совершенно адекватна физике образования рентгеновского излучения.

Фотоэлектрическое поглощение рентгеновского излучения происходит при взаимодействии фотонов рентгеновского излучения с атомами вещества. Фотоны, попадая на атомы, выбивают электроны с внутренней оболочки атома. При этом первичный фотон полностью расходует свою энергию на преодоление энергии связи электрона в атоме и сообщает электрону кинетическую энергию. В результате энергетической перестройки атома, происходящей после вылета из атома фотоэлектрона, образуется характеристическое рентгеновское излучение, которое при взаимодействии с другими атомами может вызывать вторичный фотоэффект. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока энергия фотонов не станет меньше энергии связи электронов в атоме. Очень важно отметить, что процесс ослабления излучения при прохождении через вещество зависит не только от энергии фотонов и длины волны излучения, но и от атомного номера вещества, в котором происходит фотоэлектрическое поглощение.

Образующееся при прохождении через вещество рассеянное излучение либо обусловлено тем, что под действием электрического поля электроны получают переменное ускорение, в результате которого они сами излучают электромагнитные волны с частотой, совпадающей с частотой первичного излучения и изменённым направлением излучения, (так называемое - когерентное рассеяние), либо обусловлено взаимодействием фотонов со свободными или слабо связанными электронами атома вещества (так называемое - комптоновское рассеяние).

Таким образом, в результате фотоэлектрического поглощения рентгеновского излучения в веществе и рассеяния - часть энергии первичного излучения остаётся в виде характеристического и рассеянного излучения, часть энергии поглощается, а часть -пре­образуется в энергию заряженных частиц - электронов.

Прошедшее через предмет или вещество рентгеновское излучение ослабляется в различной степени в зависимости от распределения плотности их материала. Таким образом, оно несёт информацию о внутреннем строении объекта, т.е.образует рентгеновское изображение просвечиваемого объекта, которое затем преобразуется в адекватное оптическое изображение воспринимаемое глазами оператора. Возникающее рассеянное излучение не несёт информации о внутреннем строении предмета и только ухудшает качество формируемого изображения.

Основными требованиями к преобразователям рентгеновского изображения являются: максимальная информативность рентгенов­ского изображения при минимально возможной поглощённой дозе излучения просвечиваемым объектом и оптимальное преобразование рентгеновского изображения в оптическое, обеспечивающее получение оператором максимума информации, содержащейся в теневом рентгеновском изображении.

Качество рентгеновского изображения в основном определяется: контрастностью, яркостью, не резкостью и разрешающей способностью.

Контрастность изображения тем выше, чем меньше уровень рассеянного излучения. Реальные источники излучения дают рас­ходящийся пучок лучей, выходящий из фокусного пятна анода рентгеновской трубки, причём интенсивность рентгеновского излучения убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от фокуса рентгеновской трубки. Для получения большей интенсивности излучения в плоскости наблюдательного экрана и, следовательно, большей яркости свечения экрана при заданной мощности рентгеновской трубки выгодно максимально приближать фокус трубки и экран к исследуемому объекту. Однако в зависимости от расстояния от фокуса трубки до поверхности просвечиваемого объекта и от поверхности объекта до преобразователя рентгеновского изображения (экрана) возникает искажение геометрических соотношений в теневом рентгеновском изображении: одинаковые по размерам структуры элементов, находящихся на разных расстояниях до фокуса рентгеновской трубки, дают существенно различные по форме и площади тени. Поскольку размеры фокусного пятна трубки имеют конечную величину, переход от наибольшей яркости изображения к области полной тени происходит постепенно - вместо резкой границы образуется переходная область полутени. Контраст, обеспечивающий заданную вероятность обнаружения объекта и определяемый заданными параметрами изображения, а также условиями зрительной работы, принято называть пороговым контрастом. Этот параметр очень значим, т.к. практически оператор не знает того, где и когда в поле его зрения появится "запрещённый" объект. Кроме того, в поле зрения опе­ратора представляется одновременно нескольких объектов, часть из которых он должен опознать по известным признакам с учётом таких факторов как определённое ограничение времени наблюдения (особенно при конвейерном способе контроля), побочные возбуждения оператора в производственных условиях, а также наличие шумов на изображении и его определённая не резкость.

Не резкость изображения определяется явлением рассеяния и конечными размерами фокусного пятна трубки. Не резкость тем больше, чем ближе трубка к просвечиваемому объекту и чем дальше находится от объекта преобразователь рентгеновского изображения (экран). При просвечивании движущегося объекта на не резкость его изображения накладывается так называемая динамическая не резкость, обусловленная инерционностью элементов системы визуализации рентгеновского изображения. К плавным переходам интенсивности между соседними участками рентгеновского излучения (не резкости) может привести и сама внутренняя структура просвечиваемого объекта, толщина элементов которого может изменяться постепенно.

Яркость изображения - это отношение силы света элемента излучающей поверхности к площади проекции этого элемента на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения. Яркость изображения в значительной степени, кроме мощности источника рентгеновского излучения, зависит от свойств применяемых рент­геновских экранов и детекторов, которые характеризуются достаточно высокими параметрами энергетического выхода люминесценции, высоким уровнем поглощения и высоким коэффициентом спек­трального соответствия глазу человека (только при рентгеноскопии).

Разрешающая способность - это способность давать чёткие раздельные изображения двух близких друг к другу мелких объектов. Пределом разрешения называется наименьшее линейное (для досмотровой рентгеновской техники) или угловое расстояние между двумя объектами, начиная с которого их изображения сливаются. В практике принято оценивать величину разрешающей способности числом линий на 1мм, причём толщина линий равна толщине промежутков между ними.

Принципы построения досмотровой рентгеновской техники

С оперативно-технической точки зрения досмотровая рентгеновская техника должна удовлетворять следующим основным требованиям:

- обеспечивать возможность однозначного обнаружения скрытых вложений в контролируемых объектах;

- обеспечивать радиационную безопасность обслуживающего персонала и окружения;

- не оказывать воздействия рентгеновского излучения на продукты питания, лекарственные препараты и фоточувствительные материалы, находящиеся в объектах контроля;

- обеспечивать достаточно высокую производительность контроля;

- обеспечивать удобство эксплуатации.

Анализ технических средств рентгеновского контроля, применяемых органами безопасности и таможенными службами ведущих капиталистических стран, показывает, что в настоящее время в практике их работы широко применяются рентгеноаппараты, осно­ванные на двух основных принципах получения и регистрации ре­нтгеновского изображения: флюороскопии и сканирующего рент­геновского луча.

Рассмотрим принцип флюороскопического рентгеновского контроля. Он основан на свойствах рентгеновских лучей вызывать под их действием свечение (флюоресценцию) некоторых веществ. На Рис.2.3. представлена принципиальная схема флюороскопической установки непосредственного наблюдения (флюороскопа).

Схема флюороскопического метода рентгеновского контроля

Рисунок.2.3.

Рентгеновское излучение от источника проходит через контролируемый (просвечиваемый) предмет, преобразуется на специальном флюоресцентном экране в световой рельеф, соответствующий рентгеновскому изображению объекта (т.н. "теневое изображение"), через защитное стекло визуально воспринимается оператором.

Кроме флюороскопов непосредственного наблюдения принци­пиально могут применяться и другие схемы построения рентгеновских установок, использующих флюороскопический метод контроля. На Рис.2.4 и 2.5 представлены классификация и схемы построения флюороскопических рентгеновских установок. В этой группе флюороскопических рентгеновских аппаратов различают, кроме установок непосредственного наблюдения (вариант"а"), следующие:

Классификация флюороскопических рентгеновских установок

Рисунок.2.4.

- флюороскопы с электронно-оптическими усилителями света (вариант "б"), обеспечивающими усиление яркости видимого изо­бражения;

- флюороскопы с электронно-оптическими усилителями света и телевизионными системами передачи рентгеновского изображения (вариант "в");

- рентгенотелевизионные флюороскопы (вариант"г").

Флюороскопы с применением телевизионных устройств в свою очередь подразделяются на установки, работающие с источником излучения в непрерывном и в импульсном режимах. Импульсные установки используют кратковременные серии рентгеновских им­пульсов, достаточных для запоминания "теневого" изображения в телевизионном блоке памяти, наблюдение которого производится уже после воздействия излучения. Мировой опыт и технические возможности однозначно показывают, что наиболее приемлемым и находящим применение в таможенной практике является вариант построения флюороскопов по рентгенотелевизионному принципу с импульсным источником рентгеновского излучения и блоком памяти (Рис. 2.5 "г"), об особенностях и достоинствах которого будет сказано ниже.

а) - флюороскоп

б) - флюороскоп с усилителем света

в) - флюороскоп с усилителем света и системой

г) - рентгенотелевизионный флюороскоп

1 - источник рентгеновского излучения

2 - просвечиваемый объект

3 - рентгеновский экран

4 - оптические приборы переноса изображения

5 - электронно-оптический преобразователь

6 - блок формирования телевизионного сигнала изображения

7 - блок передачи телевизионного сигнала изображения

8 - видео-контрольное устройство (монитор)

9 - блок памяти

Принципиальные схемы флюороскопических досмотровых установок

Одним из самых важных параметров рентгеноаппаратов является их чувствительность, определяемая в мировой практике как размеры уверенного обнаружения на экране устройства визуализации специального тест-объекта в виде эталонной медной проволочки определённого диаметра. Чувствительность флюороскопов определяется в основном двумя параметрами - интенсивностью излучения и эффективностью его регистрации рентгеновским экраном - и зависит от толщины и плотности контролируемого объекта. Чтобы обеспечить высокую яркость свечения экрана требуется достаточно высокая энергия рентгеновского источника, что не только оказывает существенное влияние на объект контроля, но и требует применения высокоэффективных средств защиты оператора и окружения от прямого и рассеянного рентгеновского излучения, а это в свою очередь влечёт за собой существенное увеличение весогабаритных параметров флюороскопов, практически выполнить которые применительно к таможенному контролю багажа и ручной клади не представляется возможным. Поэтому реально, флюороскопия вынуждена проводиться при сравнительно низких яркостях свечения существующих ныне экранов, к сожалению требующих длительной адаптации зрения и применения светозащитных тубусов или даже специальных кабин. Отказаться от светозащитных приспособлений позволяют рентгеноаппараты с электронно-оптическими усилителями (преобразователями) света (ЭОП). ЭОПы позволяют значительно уменьшить уровень лучевой нагрузки на контролируемый объект и снизить вес устройств радиационной защиты рентгеноаппарата. Одним из недостатков флюороскопов и флюороскопов с ЭОП является сравнительно незначительные размеры наблюдательных экранов (не более 0,6 - 0,7м).

В рентгенотелевизионных флюороскопах рентгеновское изоб­ражение контролируемого объекта преобразуется в видимое входным рентгеновским экраном и проецируется с помощью светосильной оптики на высокочувствительный фотокатод передающей теле­визионной трубки. В ней изображение преобразуется в видеосигнал, который после обработки в блоке формирования телевизионного сигнала снова преобразуется в видимое изображение на телемониторе.

Применение телевизионных систем во флюороскопах позволяет создать сравнительно комфортные условия работы оператора, поскольку ему не приходится тратить время и испытывать неудобства, вызванные необходимостью адаптации зрения при использовании светозащитного тубуса или находиться в тёмной кабине в течение всего времени таможенного контроля.

Что касается применения во флюороскопах импульсных источников рентгеновского излучения в сочетании с блоками за­поминания изображения, то их преимущества очевидны. Во-первых, оператор и окружение не подвергаются сравнительно длительному облучению, т.к.для формирования теневого изображения на мониторе аппарата достаточно длительности серии импульсов рентгеновского генератора в доли секунды. Во-вторых, оператор имеет возможность наблюдать изображение предмета столько времени, сколько нужно для идентификации содержимого объектов контроля, а также, используя электронные способы обработки, варьировать контрастность и масштабирование изображения и его отдельных элементов. Кроме этого, при импульсном режиме работы практически не успевает разрушиться светочувствительный слой бытовых фотокиноплёнок, которые могут находиться в контролируемом объекте, и тем самым не ущемляются права их владельцев.

Поясним принцип работы телевизионного блока памяти. При воздействии короткого рентгеновского импульса ТВ-камера вос­принимает моментальное теневое изображение с флюоресцентного экрана и передаёт электрический сигнал в блок памяти, выполненный, например, на запоминающей электронно-лучевой трубке (ЗЭЛТ). Мишень ЗЭЛТ состоит из нескольких миллионов элементарных ёмкостей. Эти ёмкости заряжаются пропорционально числу электронов в записываемом луче, который синхронно с лучом в передающей трубке образует на мишени ЗЭЛТ растр. Затем блок памяти автоматически переключается в режим считывания. На этом этапе электронный луч, "развёртывая" мишень и взаимодействуя с электрическим полем заряженных элементарных ёмкостей мишени ЗЭЛТ, отдаёт часть электронов, пропорционально зарядам этих ёмкостей, на сигнальную пластину. Усиленный сигнал поступает на видео - контрольное устройство, и изображение, многократно считываемое с мишени ЗЭЛТ, представляется оператору для визуа­лизации. Именно применение ТВ-трубок с высокой чувствительностью позволяет снизить уровень экспозиционной дозы до величины безопасной для бытовых фотоплёнок, а также существенно снизить требования к радиационной защите и уменьшить вес установок.

Принцип работы рентгеноустановок, основанный на применении метода сканирующего рентгеновского луча можно продемонстрировать на схеме Рис.2.6. Неподвижный рентгеновский генератор (Re) с помощью специального коллимирующего устройства формирует узкий (около 1° по толщине) веерообразный пучок рентгеновских лучей, по вертикали имеющий угол около 60°. Рентгеновские лучи, прошедшие сквозь объект контроля с помощью специальной детекторной линейки, преобразуются в электрические сигналы, которые после соответствующей обработки в блоке обработки информации, записываются устройством цифровой видеопамяти, а затем поступают на видеоконтрольное устройство монитор, трансформирующее их в видимое изображение на телевизионном экране.

На схеме показаны три основные функциональные системы рентгеновских аппаратов сканирующего типа: система управления, рентгеновская система и система получения изображения.

Мозгом системы управления является микропроцессорный программированный блок управления. Он получает управляющие си­гналы от соответствующих управляющих кнопок пульта управления оператора, от световых датчиков зоны включения и выключения рентгеновского излучения, регистратора скорости движения конвейера, а также подаёт команды на конвейерную ленту, рентгеновский генератор, монитор и модуль детекторной линейки. Он обеспечивает включение рентгеновского генератора только при движущейся ленте транспортёра и только при наличии в контрольном туннеле объекта контроля.

Схема построения рентгенотелевизионного аппарата по методу сканирующего луча

Рисунок.2.6.

Рентгеновская система - содержит собственно рентгеновский генератор, коллиматорное устройство, блок управления режимом работы генератора и энергопитанием, а также световые индикаторы включённого рентгеновского излучения.

Система получения изображения - состоит из непосредственно контура «Г-образной» детекторной линейки, куда попадает прошедшее через контролируемый объект рентгеновское излучение, и где оно превращается в видимый свет, благодаря специальным устройствам - сцинцилляторам. Сцинцилляция - это свойство определённых веществ светиться под действием ионизирующих излучений, к которым, как известно, и относится рентгеновское излучение. Возникновение сцинцилляций связано с тем, что при взаимодействии электронов, образованных ионизирующим излучением, с веществом сцинциллятора его возбуждённые и ионизированные атомы возвращаются в нормальное состояние с испусканием микрочастиц видимого света. Световые вспышки воспринимаются фотодиодами, которые и преобразуются ими в электрические сигналы, усиливаются и поступают в процессор детекторной линейки. Детекторные сигналы путём опроса каждого детектора всей линейки детекторов считываются и последовательно измеряются, интегрируются с помощью специальных устройств - аналоговых мультиплексоров. При отсутствии рентгеновского излучения процессор детекторной линейки измеряет фоновые величины (шумы и помехи) всех каналов детекторной линейки, переводит их цифровую форму и фиксирует в блоке памяти. При включении рентгеновского излучения эти фоновые сигналы вычитаются из общего сигнала теневого изображения, создавая качественное, чёткое (без аппаратурных шумов) изображение контролируемого объекта на чёрно-белом мониторе. Система получения изображения позволяет оператору проводить анализ теневого изображения, используя возможности электронных схем обработки записанной в памяти "картинки", обеспечивающих изменение её контрастности, выделяя более плотные предметы или создавая негативное изображение объекта.

Особо следует обратить внимание на выполнение в рентгенотелевизионных аппаратах сканирующего типа - радиационной защиты. Она делается особо тщательно и предусматривает защиту собственно рентгеновского генератора специальным свинцовым кожухом; конструкция контрольного туннеля также выполняется из металлических листов толщиной 1,5 - 2,5мм; детекторная линейка снабжается специальным свинцовым экраном; загрузочно-разгрузочные арки туннеля закрываются резиновыми свинцовосодержащими полосками (лентами), также экранирующими рассеянное рентгеновское излучение. Это, кроме обеспечения безопасности продуктов, фотоматериалов и лекарственных препаратов, позволяет добиться минимально возможных, полностью безопасных для человека доз рентгеновского излучения на поверхности аппарата.

Основными оперативно-техническими преимуществами рентгенотелевизионных аппаратов, использующих принцип "сканирующего луча" являются:

1.Отсутствие геометрических искажений теневого изображения контролируемого объекта за счёт применения узконаправленного рентгеновского луча рентгеногенератора и «Г-образного» расположения линейки детектора.

2.Обеспечение высокой контрастности и разрешающей способности теневого изображения контролируемого объекта за счёт высокостабильных энергетических и геометрических параметров сформированного рентгеновского луча и высокочувствительных преобразователей рентгеновского излучения малых размеров.

3.Возможность визуального телевизионного контроля достаточно плотных материалов и обнаружения предметов находящихся за преградами из них.

4.Высокая производительность контроля за счёт применения конвейерной системы перемещения объекта контроля.

5.Возможность контроля предметов ручной клади и багажа практически неограниченной длины за счёт возможности фрагмен­тарного контроля отдельных участков объекта, располагающегося на конвейере.

6.Высокая радиационная безопасность операторов и окружения за счёт применения специальных защитных устройств, обеспечивающих предельно низкие дозы рентгеновского излучения на поверхности аппарата.

7.Минимальная доза облучения инспектируемого объекта, обеспечивающая полную безопасность продуктов, фотоматериалов и лекарств.

8.Возможность углублённого анализа отдельных фрагментов теневого изображения за счёт применения специальных схем обработки изображения и схем выбора и масштабирования участков изображения.

9.Оперативно приемлемые габариты и вес аппаратов.

10.Возможность оперативной работы на аппарате операторов не имеющих специального технического образования.

11.Удобство работы операторов за счёт рационального вы­полнения клавиатуры пульта управления аппарата и оптимального расположения ТВ-монитора.

12.Создание комфортных условий для лиц, ручная кладь и багаж которых подвергается контролю, за счёт применения в аппарате низкорасположенного конвейера и рольганга.

Однако, применяемые таможенными службами аппараты скани­рующего типа, обладают определённым недостатком - позволяют на­блюдать и анализировать объекты за один цикл контроля только в одной плоскости, что в ряде случаев затрудняет распознавание и идентификацию предметов, что снижает вероятность обнаружения контрабандных вложений. Метод формирования нескольких проекций теневого рентгеновского изображения позволяет увеличить вероятность распознавания предметов за счёт увеличения количества информации, поступающей к оператору. Этот метод позволяет оператору наблюдать одновременно или последовательно изображение нескольких проекций контролируемого объекта. Такая аппаратура, как правило, строится по двухканальной схеме, при которой оператор может наблюдать и анализировать одновременно две проекции инспектируемого объекта на одном мониторе (стереоскопический метод) или последовательно каждую из проекций на одном мониторе (двухракурсный метод).

Для получения стереоскопического эффекта используют два источника рентгеновского излучения, расположенные на определённом расстоянии и под определённым углом друг к другу, или специальную рентгеновскую трубку, имеющую два катода, две управляющих сетки и один общий анод, и одну систему визуального изображения. Электронное управление каждым из двух генераторов или сетками одного генератора обеспечивает их попеременное включение. Электронные пучки попадают на объект контроля под разными углами, при этом теневые изображения, фиксируемые передающей телевизионной системой, оказываются расположенными под различными углами зрения.

Специальная система электронного управления, синхронизи­рованная с системой управления генераторами или сетками трубки, разделяют сигналы от передающей ТВ-трубки по двум каналам. На одном ТВ-приёмнике фиксируется изображение от одного генератора или одной половины рентгеновской трубки, на другом -от второго или другой части трубки. При совместном наблюдении двух экранов мониторов ТВ-системы достигается стереоэффект. Однако работа оператора одновременно с двумя экранами вызывает его быструю утомляемость и в целом нужного оперативного эффекта не достигается. Возможно формирование изображений каждого канала на одном мониторе, но это требует попеременного формирования каждого из ракурсных каналов на мониторе и синхронизированного восприятия оператором изображения с помощью специальных поляризационных стереоочков. На таком принципе (с двумя рентгеновскими генераторами) американская фирма "Астрофизике ресёч" создала модель рентгеновского стереоаппарата "Лайн-Скан-стерео"и продемонстрировала его работу на выставке "Оборудование для таможни-87" в Москве. По заявлению представителей английской и американской таможенных служб эта аппаратура не нашла своего оперативного применения из-за достаточной сложности электроники, значительной стоимости и необходимости оператору практически постоянно работать в стереоочках, что весьма затруднительно.

Поэтому наиболее оптимальным вариантом получения значительно большего объёма информации о содержимом инспектируемого объекта при незначительных усложнениях конструкции рентге-ноаппарата является двухракурсннй вариант получения теневого изображения за один цикл контроля, принцип образования которого представлен на Рис.2.7. Он построен на базе использования рентгеновской трубки с двумя разнесенными по высоте фокусными пятнами (точками выхода излучения), работающими в режиме последовательной коммутации и попеременной визуализации теневых изображений на одном мониторе, полученных от действия луча каждого ракурса и заложенных в блоке памяти аппарата. Экспериментами подтверждено, что при двухракурсном варианте контроля узнаваемость предметов в кон­тролируемых объектах, идентификация их истинных образов и при­надлежности примерно на 50-60% выше, чем при одноканальном одноракурсном просвечивании.

Двухракурсный метод получения теневого изображения контролируемого объекта

Рисунок. 2.7.