دانلود مقاله سیستم تجسس و دستگاه بازرسی اشعه X فرودگاه

word قابل ویرایش
138 صفحه
17700 تومان
177,000 ریال – خرید و دانلود

مقدمه
حفاظت و تأمین جان انسان در هر اجتماع و حفظ سرمایه های ملی در هر کشور از بدو تجمع انسانها مورد توجه رهبران و دولتمردان در هر جامعه بوده و غفلت از آن موجب اضمحلال اقوام و جوامع گردیده است. که در هر عصر و زمانی این اقدامات تامینی بنا به مقتضای پیشرفتهای علمی در تشخیص و ارزیابی نوع خطر اعمال شده است.

اساس و زیربنای اقدامات، حفاظتی است که معمولاً در سطح یک کشور در سازمان دفاع غیرنظامی هر مملکت متمرکز می‎شود و سازمانهای نظامی نیز به طور اخص و جداگانه بنا به

مردم در زمینه حفاظت شخصی و استفاده از سیستم های امنیتی در مکانهای موردنیاز می‎باشد. ما اعتقاد داریم امنیت باید اساساً برخود مردم و نه بر ماشین متکی باشد بر این اعتقاد فلسفه محصولات کمپانیهای سازنده پیوسته در پی طرح ابزاری بوده که بهترین پیوند را با نیازهای فردی

امنیتی داشته باشد و امکان بازرسی چمدانهای و بسته های مسافری با دستگاه اشعه X را جهت افزایش امنیت خطوط هوایی ایجاد کرده است در این گزارش دستگاه اشعه X مورد بررسی قرار گرفته است که در مبادی فرودگاهی و گمرکات و ادارات پست استفاده گردیده است.

فصل ۱
تولید اشعه

تولید اشعه
۱-۱- تولید اشعه X
در سال ۱۹۸۵ هنگامیکه ویلهلم کنراد رونتگن استاد دانشگاه وورتسبورگ مشغول مطالعه در خواص اشعه کاتودیک بود پدیده تازه ای توجه او را به خود جلب کرد وقتی که جریان از لوله کروکس می گذشت قطعه پلاتینو سیانور باریم که در مجاورت آن قرار داشت فلوئور سانس سبز رنگ پیدا کرد و با پوشاندن جدار لوله باز این پدیده مشاهده می گشت.

چون هیچگونه نور مرئی و اشعه کاتودیک به قطعه مزبور نمی رسید رونتگن نتیجه گرفت که پیدایش فلوئور سانس در اثر تابش اشعه نامرئی که تا آنموقع شناخته نشده بود و به این جهت آن را اشعه (X-RAY) نامید. رونتگن ضمن آزمایشهای مکرر تعدادی از خواص این اشعه را کشف و نتیجه مطالعات خود را به انجمن پزشکی وورستبورگ به شرح زیر گزارش داد:
۱- اشعه X نامرئی است و به خط مستقیم سیر می کند و در میدان الکتریکی یا مغناطیسی منحرف نمی گردد.

۲- در بعضی اجسام خاصیت فلوئورانس ایجاد می نمایند و صفحه عکاسی را نیز متاثر می سازد.
۳- از اغلب اجسامی که برای نور مرئی حاجب است عبور می کند و ضمن عبور از هوا یا گاز ها تولید جفت یون می نماید.
بلافاصله پس از کشف اشعه X بوسیله رونتگن امکان از آن را در پزشکی مطرح گردید و در همان سال مقالات متعددی راجع به موارد استعمال آن در پزشکی انتشار یافت.
مطالعات درباره خواص اشعه X بوسیله سایر محققین دنبال شد و ماهیت ارتعاشی آن با تشکیل طیف و سایر خواص نوری به اثبات رسید. بعدها با استفاده از نظریه کوانتای پلانک و تئوری انیشتین، چگونگی تولید و انتشار اشعه X و تشگیل طیف اتصالی و مختص آن تعبیر و تفسیر گردد.

هنوز یکسال از کشف اشعه X نگذشته بود که گزارشهایی درباره تاثیر آن بر پوست بدن و سرخی شبیه سوختگی با اشعه آفتاب انتشار یافت و نیز معلوم گردید که این اشعه با مقدار کافی سبب ریزش موها می شود

و به همین دلیل از آن برای درمان کچلی استفاده کردند. بعدها دو دانشمند فرانسوی بنامهای برگوئیه و تری بوند و (BERGONIE & TRIBONDEA)قوانین حساسیت بافتها را نسبت به این اشعه مطالعه و منتشر نمودند وتدریجاً سایر خواص و اثرات بیولیژیگی و پزشکی آن بوسیله دانشمندان کشف و مورد تحقیق قرار گرفت بطوریکه امروزه کمتر نکته مهمی در این خصوص وجود دارد.
مهمترین مورد استعمال اشعه X در پزشکی تشخیص تعداد زیادی از بیماریها و درمان بعضی از امراض است بطوریکه پرتوشناسی یکی از ارکان مهم تشخیص را تشکیل می دهد و بخش رادیولوژی جزء لاینفک هر مؤسسه درمانی می باشد.

البته اشعه X مورد مورد استعمال غیرپزشکی نیز دارد و در بعضی از صنایع بخصوص صنایع فلزی از آن استفاده می کنند. با گسترش روزمره دانش بشری کاربرد صنعتی پرتوها در آینده افق وسیعی را بخود اختصاص خواهد داد امروزه در بازرسی از وسایل وچمدانهای مسافرین واتومبیل وپالتها در فرودگاه ها و کانتینرها در بنادر از دستگاههای اشعه X که به سیستمهای تلویزیونی و نور ماوراء بنفش و دیگر تجهیزات مربوطه مجهز است استفاده می شود که هر کدام از دستگاهها بحث گسترده ای نیاز دارند.

در این مقدمه ابتدا به نحوه تولید اشعه X و سپس دستگاههای تولید اشعه و سایر خواص و طرز استفاده از آن می پردازیم:
۲-۱- تخلیه الکتریکی در گازهای رقیق
هر گاه بین دو الکترود یک حباب شیشه ای که درون آن به ماشین تخلیه هوا مربوط است اختلاف پتانسیل کافی بر قرار سازند و به تدریج فشار هوا را پایین آورند تخلیه الکتریکی با مناظر نورانی خاصی در آن انجام می گیرد. در فشار ده میلیمتر جیوه، نور ضعیفی برنگ بنفش تقریباً تمام لوله را پر می کند وقتی که فشار به حدود از کاتود به آند به ترتیب فضای تاریک کروکس، نور منفی، فضای تاریک فاراده و بالاخره ستون نور مثبت قرار دارد.

هر گاه فشار باز هم کمتر می شود و به یک دهم میلیمتر جیوه برسد ستون مثبت کوتاهتر شده جای آن را نور منفی فرا می گیرد. در فشار میلیمتر ستون مثبت بطور کلی از بین رفته و درون حباب تقریباً تاریک می شود و در این صورت تخلیه الکتریکی با جریان الکترونها انجام می گیرد. الکترونها دارای سرعت زیاد می باشند و از برخورد آنها با لوله و یا حباب پدیده فلوئور سانس ظاهر می شود این جریان الکترونی را اشعه کاتدیک و حباب آن را لوله کروکس می نامند.

۳-۱- اشعه کاتدیک
چگونگی تولید اشعه کاتدیک در لوله کروکس به این ترتیب است که تعدادی از یونهای آزاد موجود در داخل حباب در اثر میدان الکتریکی به حرکت در می آیند و در مسیر خود ایجاد یونهای جدیدی می کنند. می دانیم که در اطراف کاتد به علت سقوط آنی پتانسیل میدان الکتریکی شدیدی وجود دارد بنا بر این یونهای مثبت سرعت زیادی پیدا می کنند و با شدت بر سطح کاتد اصابت می نماید (هجوم کاتدی) برخورد شدید این یونها باعث کنده شدن الکترونها از سطح کاتد و پرتاب شدن آنها با سرعت زیاد به طرف مقابل می گردد و به این ترتیب اشعه کاتدی به وجود می آید. الکترونها عمود از سطح کاتد خارج می شوند و بطور مستقیم سیر می نمایند بطوریکه اگر کاتد مقعر باشد اشعه در یک نقطه متمرکز می شود.

سرعت الکترونها با بالا رفتن اختلاف پتانسیل بین الکترودها بیشتر می شود بطوریکه با چند صد کیلو ولت سرعت اشعه کاتدیک به سرعت نور نزدیک می گردد مثلاً سرعت الکترونها در لوله ای که با ولت کار می کند معادل ۱۸۹۰۰ کیلومتر در ثانیه است ولی با ولتاژ ۲۵۰۰۰۰ ولت این سرعت به حدود ۲۵۰۰۰۰ کیلومتر در ثانیه می رسد اشعه کاتدیک دارای خواص متعدد و موارد استعمال مختلفی است که مهمترین آن تولید اشعه Xمی باشد.

بطوریکه گفته شد اشعه کاتدیک از الکترونهای سریع به وجود آمده اند و لذا دارای انرژی حرکتی زیادی می باشند. برخورد این اشعه به مانع سخت و توقف آنها باعث انتقال مقدار زیادی به ماده می گردد که قسمت عمده آن به صورت حرارت تلف شده (مورد ۵/۹۹ درصد) و مقدار کمی از آن به صورت انرژی تشعشعی در می آید که اشعه X را تشکیل می دهد.

۴-۱- مولدهای اشعه X
یک لامپ (tube) مولد اشعه X باید شامل‌‌‌‌‌‌‌‌ یک منبع الکترون و یک میدان الکتریکی قوی برای سرعت دادن به الکترونها و یک سطح فلزی بنام آنمتی کاتد باشد. الکترونها در میدان الکتریکی سرعت می گیرند و به سطح آنتی کاتد (آند) که از یک فلز سنگین انتخاب می شود (مانند فلز Wolfram) و در مسیر الکترونها قرار دارد اصابت می کنند تا اشعه X به وجود آید.

بطور کلی دستگاه اشعهX از قسمتهای زیر تشکیل شده است:
۱- لامپ اشعهX (tube X-RAY)
2- مولد ولتاژ بالا
۳- اتصالات و جعبه کنترل
۴- دستگاه خنک کننده
لامپ اشعه عمدتاً از یک حباب شیشه ای با خلاء بالا که در داخل آن کاتد با فیلامان و آند در آن تعبیه شده است که با عبور جریان پس از رسیدن به دمای بالا الکترون از خود ساطع می نماید. کمیت تابعی از دمای فیالامان بوده و به سادگی با تنظیم شدت جریان عبوری از فیلامان قابل کنترل است این شدت جریان که با میلی آمپر (M.A) اندازه گرفته می شود نشان دهنده شدت جریان اشعه X است. فیلامان به قطب منفی مدار high voltage متصل است.
آند یک قطعه فلز با قابلیت هدایت بالا (عمدتاً از مس) تشکیل یافته که صفحه هدف در آن به شکل و زاویه مناسب تعبیه شده است.این صفحه معمولاً از فلز دیرگداز(تنگستن) انتخاب می‌شود. این صفحه نسبت به امتداد پرتوهای الکتروی تابشی از کاتد، با زاویه حدود تا درجه قرار گرفته و به قطب مثبت مدار ولتاژ بالا (High Voltage) متصل است. فقط درصد کمی حدود ۱% از انرژی الکترونهای تابیده به این صفحه تولید اشعه X می‌نماید و بقیه انرژی آنها به حرارت تبدیل می گردد که از طریق دستگاه خنک‌کننده جذب می گردد.

بدنه لامپ را پوششی از فلز در بر گرفته است و از نظر الکتریکی اتصال به زمین است. بین لامپ (Tube) و بدنه از روغن و با گاز عایق پر شده است. پوشش دارای لایه ای از سرب پر می باشد تا از تشعشعات نا خواسته جلوگیری شود. لامپها در انواع یک و دو قطبی از نظر اتصال الکتریکی وجود دارند که ساختمانها را متفاوت می سازد. تمام کنترلهای لازم برای کار با تیوپ (لامپ) در پنل الکتریکی فراهم آنده است کلید های کنترل ولتاژ، میلی آمپرمتر، کلید اتصال فیلامان و ساعت تنظیم زمان پرتو دهی در آن تعبیه شده است. (شکل زیر)

۵-۱ بتاترون Betatron
در بتاترون برای تولید الکترونهای بسیار پر انرژی از میدان مغناطیسی استفاده می شود. (این دستگاه در سال ۱۹۳۹ به وسیله Kerst ساخته شده است که انرژی الکترونها را به حدود انرژی بتای اجسام رادیواکتیو می رساند) انرژی الکترونها در موقع برخورد به هدف تا ۱۰۰ میلیون الکترون ولت حتی بیشتر نیز می رسد و با این طریق اشعه X بسیار نافذ تولید می شود که برای درمان سرطانهای عمقی بکار می رود. در سالهای اخیر دستگاههای سنکروترون (Synchrotron) ساخته اند که انرژی الکترونها را تا۱۰۰۰ میلیون الکترون ولت (GEV) می رساند.

۶-۱ دستگاههای مولد اشعه X
برای تولید اشعه X باید بین دو سر لامپ مولذ اختلاف پتانسیل DC و ثابتی برقرار گردد که مقدار آن بر حسب طول موج مورد احتیاج از چند ده کیلو ولت تا صد کیلو ولت می باشد در دستگاههای اولیه این ولتاژ قوی به وسیله ماشین های الکترواستاتیک تهیه می شد که اختلاف پتانسیلی در حدود چندین ده کیلو ولت و در جهت معینی تولید می کردند ولی چون شدت جریان آنها خیلی کم بوده و حتی به یک میلی آمپر نمی رسید متروک شدند ولی امروزه به علت پیشرفتهای فنی و مترقی صنعت این گونه ماشین ها مجدداً مورد استعمال پیدا کرده اند. در لامپ ایجاد می کند.

در دستگاههای جدید برای تهیه (High Voltage) ولتاژ بالا از ترانسفورمانورهای خاص استفاده می شود که ولتاژ برق شهر را به ولتاژ قوی مورد نیاز تبدیل می نماید این جریان را به وسیله یک سو کننده ها یک طرفه می نمایند (DC) برای تولید ولتاژ های بسیار قوی از مولد آبشاری (کاسکید) و سرعت دادن به الکترونها از شتاب دهنده خطی و یا بتاترون استفاده می کنند در رادیولوژی برحسب موارد مختلف به اختلاف پتانسیل های متفاوتی نیازمندیم و چون تعداد دورهای ترانسفورماتور، ولتاژ اولیه ترانسفورماتور را تنظیم می کنند.

۷-۱ مدار دستگاه مولد اشعه X با ترانسفورماتور
این مدار شامل قسمتهای زیر است:
۱- یک اتوترانسفورماتور که به شبکه برق شهر وصل می شود و بوسیله آن ولتاژ اولیه ترانسفورماتور فشار قوی تنظیم می کنند.
۲- ترانسفورماتور فشار قوی که دو سر ثانویه‌ آن بوسیله کابلهای مخصوص به کاتد و آند لامپ وصل است با تغییر ولتاژ اتو ترانسفورماتور ولتاژ اولیه و در نتیجه اختلاف پتانسیل سر ثانویه ترانسفورماتور را می توان به دلخواه تنظیم نمود.

۳- یک ترانسفورماتورکاهنده به میزان ۴ تا ۱۲ ولت برای گرم‌کردن فیلامان لامپ به کمک رئوستایی که در مداراولیه این ترانسفورماتور قرار دارد ولتاژ ثانویه آن را تنظیم می‌کند.
۴- کلید اصلی دستگاه که در مدار شبکه برق شهر و ترانسفورماتور واقع شده است.
۵- کلید کار دستگاه که بین ترانسفورماتور و سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور فشار قوی قرار دارد و با بستن آن ولتاژ آند و کاتد بر قرار می شود.

۶- زمان سنج که بین اتو ترانسفورماتور و ترانسفورماتور فشار قوی نصب شده و به وسیله آن زمان لازم برای کار دستگاه تنظیم و پس از مدت مزبور مدار جریان به طور خودکار قطع می شود.
۷- یک میلی‌آمپرمتر بین ثانویه ترانسفورماتورو لامپ برای دانستن شدت جریانی که از لامپ می گذرد.
برای حفاظت کارکنان از خطرات فشار قوی، ترانسفورماتور اصلی را در محفظه ای حاوی روغن با ضریب عایق قوی قرار می دهند و ولتاژ قوی را به وسیله کابلهایی که روپوش ضخیم از کائوچو دارد به لامپ مولد می رساند.

۸-۱ تولید اشعه X نافذ
برای تولید اشعه X بسیار نافذ باید سرعت الکترونها را هر چه ممکن است بالا برد انجام این منظور از دو طریق امکان پذیر است:
الف- استفاده از مولد ها که ولتاژ بسیار قوی ایجاد می کنند تا میدان الکتریکی شدید باعث بالا رفتن سرعت و در نتیجه ازدیاد انرژی حرکتی الکترونها گردد.

ب- استفاده از دستگاههای شتاب دهنده که در آنها به وسیله میدانهای خاص الکتریکی یا مغناطیسی سرعت لازم به الکترونها داده می شود.
الف- مولدهای ولتاژ بسیار قوی- امروزه برای تولید ولتاژهای بسیار قوی از دو نوع مولد استفاده می شود:
۱- مولد های الکترواستاتیک- اساس آن مانند ماشین های الکترواستاتیک القایی قدیم است که امروزه تکامل پیدا کرده و در تولید اشعه X نافذ و مراکز اتمی مورد استفاده قرار می گیرد.
۲- مولد های آبشاری- این نوع مولد را که بنام سازنده اش گرانیاخر (Greinacher) نیز می نامند از یک سری قطعات مشابه تشکیل شده است که به نوبت و به تدریج ولتاژ را افزایش می دهند.

اساس ساختمان آن به شرح زیر است:
ترانسفورماتور oA که ولتاژ حداکثرآن E ولت است (نقطه O به زمین اتصال دارد).
در یک الترنانس خازن را از طریق پر می کند ( یکسوساز) در آلترنانس بعد چون ولتاژ خازن و ترانسفورماتور به یکدیگر اضافه می شوند بنابراین اختلاف سطح بین دو نقطه O,B بین صفر و E 2 نوسان می کند این اختلاف سطح خازن را با ولتاژ از راه کنوترون پر می کند.

بین نقطه C که پتانسیل آن E2 است و نقطه B که پتانسیل آن بین صفر وE2 تغییر می کند یک اختلاف سطح ضربانی به وجود می آید که از راه کنوترون و برای پر کردن خازن به کار می رود. و بین دو سلاح این خازن یعنی نقاط D,B اختلاف سطحی مساوی E2 می شود.

با اختلاف سطح ضربانی بین خازن پر می شود به طوری که پتانسیل نقطه E نسبت به C مساوی با E2 و نسبت به زمینی E4 می شود به همین ترتیب در طبقات بعدی دستگاه اختلاف پتانسیل افزایش می یابد دستگاهی که N طبقه باشد ولتاژی برابر NE2 ایجاد می کند.
۹-۱ شتاب دهنده خطی
عموماً به دستگاهی اطلاق می شود که در آن استفاده از میدان پر فرکانس، سرعت سرعت بسیار زیادی به ذرات باردار (پروتون، اشعه آلفا، الکترون و ……) می دهند در ابتدا از آن برای تهیه نوترون استفاده می شد ولی امروزه برای تولید الکترونهای بسیار پر انرژی هم به کار می رود.
الکترون هایی که قبلاً تحت تاثیر یک میدان الکتریکی (چندین ده کیلومتر ولت) سرعت کافی پیدا کرده اند بوسیله یک ولتاژ پر فرکانس شتاب می گیرد.

در یک طرف لامپ تخلیه شده مستقیمی یک مفتول ملتهب و به فاصله کمی از آن آند سوراخ دار قرار گرفته است. ولتاژ قوی مستقیم که بین مفتول و آند وجود دارد به الکترونها سرعت می دهددر مسیری الکترونهایی که بدین طریق سرعت گرفته اند تعداد الکترود استوانه ای در امتداد هم قرار دارد.

این الکترودها متناوباً به دو قطب مولد جریان پر فرکانس اتصال دارند دستگاه را طوری تنظیم می کنید که وقتی الکترونها به الکترود اول نزدیک می شوند این الکترود منفی و الکترود دوم مثبت می شود و بر سرعت الکترونها اضافه می گردد و به همین ترتیب تا الکترود آخر این عمل تکرار می گردد. در شتاب دهنده خطی فاصله دو الکترود متوالی باید مساوی با مسافتی باشد که الکترونها در نیم پریود جریان فرکانس بالا طی می کنند و چون مرتباً سرعن الکترونها افزوده می شود بنابراین فاصله الکترونها نیز در انتهای لوله به مراتب زیاد تر از ابتدای آن باید باشد برای تولید الکترونهای خیلی سریع طول لوله را باید هر چه ممکن است بلند تر انتخاب کرد.

مثلاً در آمریکا یک شتاب دهنده خطی به طول ۷۲ متر وجود دارد که به الکترونها MEV275 انرژی می دهد.

۱۰-۱ خواص اشعه X
قسمتی از انرژی حرکتی الکترونهای سریع در اثر برخورد به مانع و توقف آنها تبدیل به انرژی ارتعاشی با طول موج خیلی کم به نام اشعه X می گردد. خواص عمومی اشعه X شباهت کامل نور معمولی دارد و تنها مورد اختلاف آنها از نظر پدیده های مربوط به انرژی فوتونها و یا فرکانس آنها می باشد که برای اشعه ایکس X چندین هزار برابر توده های مرئی است بنابراین اشعه X قسمتی از طیف پیوسته امواج الکترومغناطیسی را تشکیل می دهد که طول موج آن بین ۱۲ تا ۰۶/۰ آنگسترم قرار دارد. (آنگسترم برابر با سانتی متر است و آن را با علامت اختصاری نشان می دهند).
معمولا در پزشکی از طول موجهای بین ۲/۱ تا ۱ آنگسترم استفاده می شود که خود آنها را به دو دسته اشعه نرو یا طول بلند و اشعه سخت یا طول موج کوتاه تقسیم می کنند.

۱۱-۱ اشعه نرم
قابلیت نفوذ کمتر دارند در صورتی که اشعه سخت بیشتر نفوذ می کنند ولی در هر حال این اشعه از بیشتر اجسامی که برای نور مرئی حاجب هستند عبور می کنند.
مشخصات X را علاوه بر طول موج می توان از روی ولتاژ سرعت دهنده الکترونها (بر حسب کیلوولت) یا انرژی فتنوتها آن بر حسب کیلو الکترون ولت KEV و یا مگا الکترون ولت MEV نیز تعیین نمود.

 لومینسانس، خواص دیگر تابش اشعه X در بعضی مواد باعث تغییر رنگ آنها می شود و میزان این تغییر با شدت اشعه و مدت تابش بستگی دارد. از این کیفیت در اندازه گیری اشعه X می توان استفاده نمود.
خواص شیمیایی ماهیت ذره ای اشعه X خواص موجی اشعه را تایید می کنند. خاصیت بر انگیختگی و یونیزاسیون اتمها نیز از دیگر خواص آن می باشد.
۱۲-۱ پدیده های مربوط به انتشار اشعه X در ماده
انتشار اشعه X در یک محیط مادی با تغییرات و تحولات همراه است که در اثر برخورد بعضی از فوتونها به الکترونهای محیطی و عبور آن از مجاورت هسته اتم صورت
می گیرد. ضمن عبور اشعه از ماده قسمتی از آن بدون تغییر جهت و طول موج باقی می ماند که آن را جزء منتقل می نامند مقدار نسبی این جزء بستگی به ضخامت و شرایط فیزیکی که آن را جزء منتقل می نامند مقدار نسبی این جزء بستگی به ضخامت و شرایط فیزیکی و جنس ماده دارد

.
از قسمت دیگر که جزء جذب شده موسوم است مقدار کمی به صورت انرژی حرارتی در ماده متوقف می گردد. ولی قسمت عمده آن بطوریکه در بالا اشاره شد دچار تغییرات گوناگونی می گردد که نتیجه آنها اولاً صدور اشعه X جدیدی با طول موجها و مسیرهای متفاوت و ثانیاً خروج الکترونهایی با سرعت کم یا زیاد از ماده جاذب می باشد. مجموعاً X جدید الکترونهای صادره اخیر را به نام اشعه ثانوی یا فرعی می نامند. اشعه ثانوی این اشعه شامل پرتوهای پراکنده و اشعه مربوط بر اثر فتوالکتریک و اشعه ای که در اثر مادی شدن فوتونها و عمل عکس آن به وجود می آید اشعه حاصل از عمل پراکندگی در ماده به دو کیفیت صورت می گیرد:

الف- پراکندگی ساده
که فقط با تغییر مسیر و جهت اشعه تابنده بدون تغییر طول امواج به وجود می آید در این پدیده الکترونهای اتم عنصر در اثر جذب انرژی فوتون، X به ارتعاش در می آیند و فرکانس این ارتعاش با فرکانس اشعه تابنده یکی است.
از ارتعاش الکترونها اشعه فرعی X با همان طول موج وبی با جهات انتشار متفاوت از داخل ماده صادر می شود. احتمال این نوع پراکندگی برای اشعه X با طول موج بلند و متوسط نسبتاً زیاد است.
ب- پراکندگی با تغییر طول موج یا پدیده کمپتون (COMPTION)
در عناصر سبک معمولاً برای فوتونها با انرژی متوسط این کیفیت بیشتر به ظهور
می رسد. بین یک فوتون و یکی از الکترونهای محیطی ماده که همبستگی ضعیفی با اتم داشته باشد تصادم به وجود می آید در این حال قسمتی از انرژی فوتون به الکترون منتقل می شود و آن را با سرعت کم و زیاد به حرکت در می آورد باقی مانده بین انرژی فوتون به صورت پرتوی باکوانتوم کوچکتر یعنی فرکانس کمتر و طول موج بلندتر در جهت مختلف به خارج منتشر می شود که همان پرتو پراکنده می باشد.
تجربه نشان می دهد که مسیر الکترون رانده شده با جهت انتشار اشعه X اولیه، زاویه‌ای بین صفر تا ۹۰ درجه ممکن است بسازد. تعداد این زاویه بستگی به نحوه برخورد فوتون با الکترون دارد و در حال مسیر الکترون در قسمت قدامی فوتون تابنده قرار می گیرد اما پرتو X ثانوی در تمام جهات حتی در جهت عکس فوتون اولیه ممکن است انتشار یابد این زاویه مسیر آن با امتداد اولیه فوتون بین صفر تا ۱۸۰ درجه تغییر می کند.

هر چه حرکت الکترون به جهت انتشار پرتو تابنده نزدیکتر باشد سرعت آن زیادتر و زاویه بین پرتو تابنده و پرتو پراکنده و انرژی فوتون پراکنده کمتر یعنی طول موج آن زیادتر است.
عبور اشعه X با ولتاژ قوی از عناصر سبک مانند عناصری که بافتهای بدن انسان را تشکیل می دهند با ظهور خاصیت کمپتون همراه است و می توان گفت که این اثر عامل مهم پراکندگی اشعه در بدن می باشد از این رو است که خاصیت پراکندگی با پدیده کمپتون ااهمیت زیادی پیدا می کند. تغییرات اشعه X در ماده و نتایج حاصل از آن ملاحظه می شود.

فصل ۲

۱-۲- نماد کلی یک دستگاه اشعه X
شکل زیر نماد کلی یک دستگاه اشعه X را نمایش می دهد.

۲-۲ شرح عمومی دستگاه اشعه X
شیئی یا بسته ای که باید بازرسی شود از میان تونل بازرسی توسط تسمه نقاله با سرعت ثابت منتقل می شود وقتی جسم وارد تونل می شود توسط چشمهای الکترونیکی تعبیه شده و در آن شکار می شود و بوسیله فرمانی که از سیستم کنترل ارسال می شود سیستم مولد اشعه X

فعال شده و اشعه X تولید شده بوسیله یک متمرکز کننده Collimator به شکل خاصی که مناسب این کار است و Fan-shaped نامیده می شود به این جسم مورد بازرسی تابیده و در آن نفوذ می کند بسته به وضعیت و چگالی جسم قسمتهایی از این اشعه جذب شده و در نهایت بوسیله خط آشکار ساز، آشکار می شود و با تصویر ساخته توسط قسمتهای مختلف این دستگاه را روی صفحه مانیتور مشاهده خواهیم نمود.

خط آشکار ساز ذکر شده شامل ۹ برد شبی یکدیگر (قابل معاوضه با یکدیگر) است. انرژی اشعه نورانی، X-RAY را به مقادیر ولتاژ الکتریکی تبدیل می کند. برای این تبدیل ۶۴ کریستال نورانی (جرقه زن یا (Scintillator روی هر برد آشکار ساز، همراه با ۶۴ دیود نورانی (فتودیود) و ۶۴ ولتاژ آمپلی فایر قرار داده شده است. کل این آشکار ساز ها به صورت L شکل در داخل تونل بازرسی قرار گرفته اند.
Fan-shaped به صورت فوق است یعنی در یک محدوده خاص و کنترل شده اشعه هدایت می شود.

به علت L شکل بودن آشکار سازها (بردها یا ماژولهای آشکار سازها) و تعبیه شدن اشعه X در روبروی آن، X-RAY در جهت مشخصی ساطع می شود و تمام فضای تونل بازرسی را پوشش می دهد که همین امر باعث می شود چه بزرگ و چه کوچک کاملاً مورد بازرسی قرار گیرد و در صفحه نمایش، نشان داده شود (البته اجسامی که حداکثر فضای تونل را بپوشانند و بزرگتر از خود تونل نباشند)

این اشعه باریک X در تمام مسیر اشیاء با ضخامت حدود ۱ میلیمتر را نمی تواند مرور (scan) کند و آشکار نماید. کل عمل مرور کردن (جاروب کردن scanning) هر تکه (scile) از شیء و انتقال مقادیر ولتاژ به کریستالهای نورانی و فتو دیودها و در نهایت آشکار شدن جسم، کمتر از چند میلی ثانیه (msec) طول خواهد کشید و مشاهده می شود.

هر تکه، بوسیله ۵۷۶ سطح ولتاژ آشکار می شود (کریستال ۶*۹ برد) پس هر تکه (Scile) به ۵۷۶ پیکسل تقسیم می شود. لذا مقادیر ولتاژ ارسالی توسط فتودیودها، مقادیر متغیر جذب اشعه جسم هستند. (المنتهای اشکار ساز در یک خط با فاصله مرکز تا مرکز m5/1 تا mm5/2 مرتب می شوند).
سیستمهائی هستند که با تکنولوژی ساخت high-material(Hi-MAT) مجهز شده اند این امتیاز را دراند که تعداد بردهای آشکار ساز ۲ برابر قبل می باشد. در هر برد کریستالها با حساسیت ه

ای متفاوت روی سر دیگری سوار شده است در جائی که جنس شیء از یک عنصر خاص نباشد (ترکیبی باشد) و دو مقدار ولتاژ برای وقتی که جاروب می شود (scan) نیاز باشد بر اساس تفاوت حساسیت کریستالها، می توان درجه سختی. نرمی اجسام را می توان محاسبه کرد مرحله به مرحله شیء در حال حرکت تکه به تکه (قسمت به قسمت) جاروب می شود (که البته در مرحله بعد است).

در اینجا یک تبدیل آنالوگ به دیجیتال و تصحیح اتفاق می افتد. اطلاعات تولید شده در یک حافظه ویدئوی دیجیتالی (به صورت ستونی) ذخیره می شود. که در سیستم Hi-MAT و تصویر در یک حافظه ویدئو با ظرفیت دوگانه ذخیره می شود در سیستمهای Hi-MAT ضخامت و نوع مواد (که به ترتیب با روشنائی و رنگ مطابق اند) از اطلاعات دو طیف رنج ذخیره شده که به صورت پارالل هستند، محاسبه می شود. که این محاسبات قبل از تبدیل D/A انجام می شود. اطلاعات روشنائی (brightness) برای تولید صفحه سیاه و سفید (b/w) و در همان زمان اطلاعات زمینه ای برای تصویر رنگی مفید خواهد بود. ۵۷۶ مقدار ولتاژ متفاوت برای هر تکه از شیء، یکی روی دیگری به شکل ستون عمودی تصویرX-RAY را تشکیل می دهند که همان ۵۷۶ پیکسل نشان داده شده می باشند. همیشه در ضمن عمل جاروب scanning، می توان مرحله به مرحله ساخته شدن ستونهای عمودی را روی صفحه مانیتور به عنوان یک نتیجه مرجله به مرحله انتقال مشاهده نمود. ستونهایی که دنبال هم تصویرX-RAY را می سازد (Scroll) می نامیم. در کل با ۶۸۴ ستون حد فاصل دو طرف صفحه نشان داده می شود.
تمام سیستمها به تعداد زیاد عوامل و فانکشتن ها جهت ارزیابی تصویر مجهز شده اند که اطلاعات مختلف را از نظر برگنمایی، وضوح، حذف بعضی عوامل و … تغییر می دهد ولی هیچ تغییر و یا از دست دادن اطلاعات را در نهایت نخواهیم داشت و کلیه تغییرات موضعی است.
توابع ارزیابی تصویر ذکر شده در قسمت“نرم افزار” پروژه به صورت کامل تغییر خواهد شد. در این سیستمها اشعه X که برای بازرسی استفاده می شود با dose (واحد انرژی اشعه) پائینی استفاده می شود.

البته سیورت واحد بزرگی است برای مثال انرژی حذب شده توسط دستگاه X-RAY برابر MSV3/1 میکروسیورت می باشد. مولد های X-RAY مورد بررسی، به عنوان مولدهای فرکانس میانی KHZ23 تا KHZ29 طراحی شده اند.

۳-۲- X-RAY
در اینجا دستگاه X-RAY که در مبادی ورودی فرودگاهها و گمرکات جهت بازرسی بسته ها و چمدانها استفاده می شود بررسی می گردد که بنیان آن تولید اشعه X است که در فصل اول به آن پرداختیم و سپس بررسی سخت افزار و نرم افزار که مشروحاً به آن پرداخته شده است. اصطلاحاتی که در صفحات آتی از آنها استفاده شده است.
مواد مختلف (VAR1-MAT Variable Hi Material)
ترسیم به کمک کامپیوتر (Hi CAT high-computer aided tracing)
پروژه اشیاء تهدید کننده (Hi-Top high-threat object project)

در ابتدا بلوک دیاگرام کلی مواد دستگاه اشعه X در صفحه بعد را خواهیم دید و سیگنالهایی که این بلوکهای هفتگانه بهم ارتباط می دهد در شکل مشاهده می شود و سپس هر کدام از این بلوکها را جداگانه معرفی کرده و به تحلیل آن می پردازیم و در آخر نرم افزار حاکم بر این سیستم و نحوه‌فرماندهی آن را در سیستم بررسی کرده و بررسی را کامل خواهیم کرد.

دستگاهی که مورد بررسی قرار می گیرد تحت دو عنوان سخت افزار و نرم افزار بررسی می شود که بررسی سخت افزار مدارها، چگونگی ارتباط قسمتهای مختلف و چکونگی عمل سیستم کنترل و بررسی مسیرهائی که پس از اعمال سیگنالهای کنترلی، فرمان می پیماید، تا عمل مورد نظر انجام شود، را شامل می شود و قسمت نرم افزار چگونگی کار و مدیریت بر روی سیستم مورد نظر برای مقاصد کاری و مدیریتی و همچنین مقاصد آموزشی در امور اپراتوری دستگاه را مورد توجه قرار می دهد. دو قسمت سخت افزار و نرم افزار فوق الذکر در دو فصل بعدی خواهد آمد.

فصل ۳
سخت افزار

۱-۳ معرفی کلی قسمتهای مختلف سخت افزار دستگاه
در ابتدا قسمتهای کلی و تشکیل دهنده دستگاه X-RAY را نام می بریم و سپس به شرح اجمالی هر کدام از قسمتها پرداخته و در آخر بررسی نقشه، و چگونگی طی مسیرها بوسیله فرمانهای کلی انجام می پذیرد. دستگاه مذکور که جهت بازرسی در مبادی ورودی فرودگاهها یا ادارات پست یا گمرکات و …… مورد استفاده قرار می گیرد و از ۷ قسمت اصلی تشکیل شده است که عبارتند از:
۱- سیستم سوئیچهای اصلی Man swithching system
2- سیستم تغذیه Power system
3- سیستم چشم الکترونیکی Lightbarrier system
4- سیستم کنترل Control system
5- سیستم تسمه نقاله Conveyor system
6- سیستم تولید X-RAY generating system X-RAY
1- سیستم تولید تصویر image generating system

نحوه ارتباط این ۷ قسمت که ذکر شد در نقشه صفحه بعد آماده است که ابتدا به شرح مختصری درباره هر کدام از این قسمتها می پردازیم.
۱-۱-۳ سیستم سوئیچهای اصلی
این سیستم (Hi-scan) هم با برق تک فاز و هم با برق سه فاز تغذیه می شود. برق اصلی ورودی استاندارد یا با فرکانس است.
در این سیستم ترانسفورماتورهای سری یا تثبیت کننده های ولتاژ (Stablizer)
می توانند به راحتی به تک فاز یا سه فاز تغییر داده شوند. ولتاژ برق اصلی که تثبیت هم شده به قسمتهای تابعه دیگر به عنوان تغذیه اصلی اعمال می شود. اگر سیستم برق اصلی با VDC 24 عمل کند.

این ولتاژ ولتاژ به سیستم تغذیه اضافه می شود. البته لازم به ذکر است که فقط سیستم تسمه نقاله است که از برق تک فاز و سه فاز استفاده می کند و بقیه قسمتها همگی از برق تک فاز استفاده می کنند.
۲-۱-۳ سیستم برق Power
ولتاژ های DC (تغذیه های ANADC,DC) برای قسمتهای مختلف بوسیله تبدیل ولتاژ های سیستم برق اصلی به DC دست می آید. همچنین ولتاژ مربوط به سیستم تولید X-RAY به دلایل حفاظتی موقعی وصل می شود که تمام کلیدهای حفاظتی بنام interlock بسته شده باشند و احتمال تشعشع اشعه X به محیط خارج وجود نداشته باشد.

در این سیستمها روی دیواره تونل بازرسی که به System housing معروف است نمایشگری وجود دارد که عمل کردن inlerlock را تایید می کند و همچنین نمایشگرهائی وجود دارد که ON بودن مولد X-RAY را نشان می دهد. در این سیستم با وجود لامپ کنترل جریان یک نمایشگر اشکال پیدا می کند بلافاصله سیستم تولید X-RAY از طریق برق اصلی آن قطع‌خواهد شد.

۳-۱-۳ سیستم چشم الکترونیکی
اشیائی که از درون تونل بازرسی می گذرند و بوسیله تسمه نقاله منتقل می شوند، بوسیله چشم های الکترونیکی آشکار می شوند. چشم الکترونیکی که در این سیستمها بکار می رود ممکن است یکی از دو نوع زیر باشد:
I چشم الکترونیکی = انعکاسی مادون قرمز
II چشم الکترونیکی = با فرستنده و گیرنده الکترونیکی جداگانه

محل قرار گرفتن جفت چشم الکترونیکی در قسمت ورودی تونل و همچنین در وسط تونل بلافاصله از شعاع اشعه X است. چشمهای الکترونیکی سیگنالهای دیجیتال را وقتی وقفه ای در اشعه مادون قرمز چشم الکترونیکی ایجاد می شود ارسال می کنند. (البته مطلب فوق در مورد چشم الکترونیکی انعکاسی است). همچنین برای سیستمها وقتی که بازرسی در جهت معکوس (Full-reverse mode) هم انجام شود وجود دو جفت چشم بیشتر لازم می باشد که محل آنها ‌یک جفت در سمت خروجی تونل و یک جفت بلافاصله بعد از شعاع X-RAY است این چشمها سیگنالهای (همان ) و را فعال می کنند. این سیگنالهای فرمان که در فوق آمده است در نقشه مربوط به سیستم چشم الکترونیکی نشان داده خواهد شد.

سیگنالهای ذکر شده فقط در صورتی فعال می شوند که در ارسال اشعه مادون قرمز وقف ایجاد شود. نوع دوم یعنی چشم های الکترونیکی با گیرنده و فرستنده جداگانه علاوه بر سیگنالهای فوق یک سیگنال خطای را وقتی که چشم الکترونیکی بطور دائم ارتباط بین گیرنده و فرستنده اش قطع می شود ارسال می کند.

که با ارزیابی سیگنالهای و همچنین سیگنال اضافی عیب یا کثیفی چشم الکترونیکی می تواند به دقت تعیین شود. براساس مراحل فوق جهت تشخیص، پیامهای خطای مناسب روی صفحه مانیتور نمایش داده می شود. سیستم کنترل، سیگنال دیجیتال TEST را برای تست کردن می تواند فعال کند که البته این کاز فقط برای سیستمها با چشم الکترونیکی با گیرنده و فرستنده جداگانه انجام پذیر خواهد بود. پیامهای خطا مطابق تشخیص های بدست آمده در بالا نمایش داده خواهد شد (روی مانیتور)

۴-۱-۳ سیستم کنترل
این سیستم که قلب دستگاه است چنانچه در بلوک دیاگرام قبل نشان داده شده است از طریق فرامین کنترلی با تمام قسمتهای دیگر سیستم در تماس است و کلیه اعمالی که توسط قسمتها باید انجام پذیرد از این طریق مدیریت می شود که این سیستم متشکل از یک میکروپوسسور (۸۰۱۸۶) و یک (برد کنترلی) و همچنین یک قسمت کنترلی دیگر که صفحه کلید (کی برد Keyboard) است و راه انداز میکروپروسسور است، می باشد. سیستم کنترل،قسمتهای مختلف مرتبط با هم را از جمله چشم الکترونیکی سیستم تسمه نقاله، سیستم تولید X-RAY و سیستم تولید تصویر و گرفتن اطلاعات لازم که برای کنترل عملکرد تک تک این قسمتها به کار می رود را کنترل می کند.

از طریق سیگنالهای BREV~,BFOR~ یک یا چند موتور تسمه نقاله برای حرکت در جهت نرمال (FoRward) و یا در جهت معکوس (Reverse) فعالی می شوند و اگر هر دو سیگنال غیر فعال شوند تسمه نقاله متوقف خواهد شد. سیگنالهای کنترلی (GEON,GEON~) (به ترتیب لاجیک LOW و لاجیک High) در سیستم کنترل تولید اشعه X در قسمت مواد
X-RAY را عملی می سازد. به دلایل حفاظتی و امنیتی سیگنالها با سطوح مختلف لاجیک فعال کننده استفاده می شود تا از تشعشع اشعه X نا خواسته اجتناب شود. مثلاً در سیستم های جدیدتر مولد X-RAY، سیستم کنترل ۲ نقطه، عمل متفاوت به وسیله سیگنالهای API/2 می تواند انتخاب نماید.

بطور مثال: مثلاً ۲ های تنشن مختلف و ۲ لامپ جریان مختلف، که میزان نفوذ متفاوتی را دارا باشند. سیستم تولید X-RAY که به سیستم تشخیص کاملی مجهز شده پارامترهای اصلی از قبیل high tension و جریان گرم کننده و غیره را وصل می کند. بعلاوه ولتاژ اصلی یعنی مقادیر ولتاژ DC از طریق خروجی آنالوگ سیستم مولد,ACTUAL VALUES) (GENERATOR, AVG به سیستم تولید تصویر وصل می شود. این عمل بوسیله سیستم کنترل با ظاهر کردن ۳ بیت کد بد عنوان

آدرس مد انجام می شود. سیستم تولید تصویر تبدیل A/D مقادیر ولتاژ انجام می دهد و در نهایت مخابره اطلاعات مشاهده شده را به سیستم کنترل جهت ارزیابی به عهده دارد. سیستم تولید تصویر از طریق یک لینک ارتباطی دو طرفه (LINK IN/LINK OUT) به سیستم کنترل متصل می شود. از طریق لینک ارتباطی (LINK IN/LINK OUT) اطلاعات منتقل می شود و برنامه ای علمی سیستم تولید تصویر کنترل می شود:

پس از روشن کردن سیستم، برنامه های اجرائی و برنامه های برای پردازش تصویر دیجیتال از سیستم کنترل به سیستم تولید تصویر انتقال داده می شود.
کمی قبل از مرور (SCANNING) یا جاروب شییء (موقع پرس کردن کلید (CO) یا عمل کردن چشم الکترونیکی) سیستم تولید تصویر از طریق یک فرمان مناسب، برای اندازه گیری و ذخیره حداکثر و حداقل ولتاژ های آنالوگ خروجی از دتکتورهای X-RAY را به مقادیر دیجیتال تبدیل می کند و آنها را در حافظه ویدئو ذخیره می کند، بعد از مقادیر دیجیتال تصویر، این مقادیر در فرم پیکسل های

(Pixels) مختلف رنگ و چگالی روی صفحه مانیتور نمایش داده می شود. نمایش، همزمان با ذخیره مقادیر دیجیتال در حافظه انجام می شود.

برای نمایش موضوع روی صفحه مانیتور، سیستم کنترل کد کاراکتر های مناسب می فرستد و کاراکترهای موقعیت در شکل آدرس سطر و ستون می فرستد.- وقتی که اپراتور ها برای ارزیابی تصویر از توابع مختلف تصویر از قبیل ZOOM، Hi-CAT، VARI-CAT، (در قسمت نرم افزاری شرح داده خواهد شد) استفاده می کنند فرمانهای کنترل مخصوص و اطلاعات لازمه توسط سیستم کنترل برای تغییر در شکل نمایش مطابق با آنچه که اپراتور خواسته است فرستاده می شود.
سیستم تولید تصویر، با دانستنیهای بدست آمده توسط فرمان کنترلی که سیستم کنترل صادر می شود به برنامه هاش تشخیصی بدست آمده دست می آید. لذا اطلاعات بدست آمده می تواند بوسیله سیستم کنترل به قسمتهای مختلف هدایت شود.

۵-۱-۳ سیستم تسمه نقاله
سیستم تسمه نقاله متناسب با اندازه تونل بازرسی (که خود متناسب به حجم و وزن اجسام مورد بازرسی است) می تواند با درام موتور (drum motors) یا Cjim motors تک یا سه فاز راه اندازی شود و در همین راستا از سیستمهای کنترل موتور متفاوت، از قبیل مدارهای ارتباطی متنوع، رله

های نیمه عادی، مبدلهای فرکانسی، مدارهای کنتاکتور معکوس و غیره، بر حسب قدرت موتور ها به کار برده می شوند. وقتی تسمه نقاله حرکت می کند یک وسیله مکانیکی که برای تولید پالس الکترونیکی استفاده می شود وMotion Pick up (مبدل حرکت به جریان الکتریکی) نامیده می شود با تولید سیگنالی که WGCLK می نامیم سیستم تسمه نقاله را کامل می کند. ابتدا توضیح در اینجا در مورد Montion Pick up می دهیم. Montion Pick up وسیله مکانیکی است که با حر

کت تسمه نقاله، چرخ دنده ای دارد که متناسب با سرعت تسمه نقاله یک پالس الکتریکی تولید
می کند که این پالس پهنائی دارد که تغییر سرعت تسمه نقاله کم و زیاد می شود و اگر سرعت تسمه نقاله خیلی کند شود فرمان قطع حرکت تسمه را صادر می کند زیرا سرعت کم تسمه نقاله نشانه سنگین شدن تسمه نقاله است و دقیقاً کار اصلی Motion Pick up هم همین است که وقتی بار بیش از حد مجاز روی تسمه را می گیرد اجازه حرکت به تسمه را نمی دهد. (در این دستگاه مورد بررسی حداکثر بار مجاز Kg150 است که بیشتر از آن باعث قطع تسمه و متعاقب آن قطع اشعه می باشد).

سیگنال ساعت WGCLK که قبلاً ذکر شد فرکانسی دارد که متناسب با سرعت تسمه نقاله است مثلاً مسافت پوشیده بوسیله تسمه نقاله می تواند به وسیله شمارش پالسها محاسبه شود. لذا شروع و مدت تشعشع اشعه X برای یک قطعه شیء که به وسیله چشمهای الکترونیکی انجام می شود محاسبه می شود. در کنار آن، اگر به هر دلیلی تسمه متوقف شود (در حالی که همه شیء هنوز Scan نشده است) وقتی حرکت دوباره انجام می شود در تصویر هیچ گونه اختلالی نخواهد بود و پردازش تصویر بدون انقطاع را در آن خواهد داشت و محاسبات ذکر شده در بالا هم با این توقف ها نیمه تمام نخواهد ماند و با حرکت دوباره خواهد یافت و به نتیجه خواهد رسید.
این سیستم تسمه نقاله می تواند در مواقع اضطراری که مشکل پیش آید خاموش شود. این عیبها ممکن است در موتور یا خود سیستم تسمه باشد که در این صورت فوراً اشعه متوقف خواهد شد همچنین سیگنالی از طریق Mpcu در سیستم کنترل برای آن ‌ارسال می شود که می تواند جهت حرکت را معین کند DIR F/~R (F~ برای حرکت در جهت اصلی و R~ برای در جهت معکوس)
۶-۱-۳ سیستم تولید اشعه X

این سیستم بوسیله سیستم کنترل فعال می شود و یک شعاع X-RAY، به شکل
Fan-shaped می سازد که برای نمایش اجسام تحت بازرسی لازم است. این قسمت مهمترین module در کل سیستم، همراه با برد کنترل مولد اشعه X می باشد و این قسمت جدای از تمام قسمتهای دیگر این دستگاه دارای پاورسوپلای جداگانه می باشد و قسمتهای کنترلی و حفاظتی آن بیشتر از سایر قسمتها می باشد.

به مجرد اینکه سیستم تولید X-RAY در قسمت مولد اشعه X خود high tension را تولید کرد سیگنال X-RAY ON~ (یک سیگنال که منبع را فعال می کند) X-RAY ON2~ (یک سیگنال دیگر که اشعه را فعال می کند) برای عبور جریان آند فعال می کند (رویO Log) سیستم کنترل تشعشع اشعه X را از طریق سیگنال X-RAY ON~ روی کی برد کنترل می کند. هر دو سیگنال فوق برای تشخیص بهتر به ما کمک می کنند.

۷-۱-۳ سیستم تولید تصویر
بوسیله خطوط آشکار ساز، سیستم تولید اشعه ای را که از جنس نور است و جذب جسم تحت Scan (جاروب) نمی شود را به مقادیر ولتاژ الکتریکی، که برای تولید تصویر های بعدی به صورت w/b (سیاه و سفید) و تصویرهای ویدئوئی رنگی لازم است، تبدیل
می کند و مقادیر الکتریکی یعنی ولتاژ های (آنالوگ) تبدیل به مقادیر دیجیتال می شوند و به قسمت پردازش تصویر ارسال می شوند. سیستم پردازش تصویر تک تک تصویرهای ذخیره شده در حافظه را به هم می پیوندد و برای توسعه توانایی تشخیص و راهنمایی اپراتور جهت ارزیابی تصویر X-RAY می تواند آن را مجدداً تک تک نمایش دهد. سیستم تولید تصویر در مورد ورود اشیاء خطرناک (مواد منفجره) به داخل تونل در داخل تصویر X-RAY بوسیله Hi-top فراهم می شود. تصویر X-RAY بصورت دیجیتال بوسیله یک سیستم DIG IRE C(Digital Recording) مقادیر آنالوگ را به مقادیر

دیجیتال تبدیل کرده و برای تشخیص های نهائی به واحد چک مجدد recheck unit می فرستد که ار طریق LINK IN/LINK OUT ای

ار انجام می شود. (البته قسمت ذکر شده اخیر در دستگاه مورد بررسی ما وجود ندارد).
تااینجا شرح کلی و مختصری درمورد قسمتهای هفت گانه X-RAY مطرح شد ازاین‌به بعد سعی خواهد شد که با توجه به مدارات و از روی نقشه های موجود به شرح این قسمت ها و همچنین طریقه ارتباط و فرمان گیری آنها از قلب سیستم یعنی همان سیستم کنترل (Control system) پرداخته شود و فرمانهای کنترلی که از طریق این سیستم جهت کارهای مختلف اعمال و ارسال می شود بررسی می گردد. البته سیستم مورد بررسی، دستگاه X-RAY مدل هایمن ساخت کشور آلمان است که سعی شده چند مدلی را که فقط از نظر حجم با یکدیگر متفات اند و در اکثر قسمتها مشترک اند بررسی و تجزیه و تحلیل شود.

۲-۳- سیستم سوئیچهای اصلی Main switching system
این سیستم بصورت جامع در نقشه صفحه بعد نشان داده شده است. براساس نیاز و تقاضای برق موتور تسمه نقاله سیستم Hi-SCAN برق ورودی تک فاز یا سه فاز فراهم می کند.
برق ورودی اصلی با تلرانس %۱۰‌t‌%۱۵‌- را بدون تثبیت کننده های ولتاژ (Stablizer) یا ترانسفورماتورهای ورودی را قبول می کند و اگر تثبیت کننده ولتاژ داشته باشیم تلرانس هم مشکلی به وجود نخواهد آورد.

۱-۲-۳ مدار Fan unit , Power-on
کنتاکتورهای Power-on در ولتاژ یا VAC 24 وارد عمل می شوند. ولتاژ اصلی یا VAC 24 در ترانسفورمر اصلی که در نقشه با Main TRAFO نمایش داده شد، می باشد که از طریق سوئیچهائی به مصرف کننده می رسد این سوئیچها (کلیدها) عبارتند از:
یک یا چند سوئیچ اضطراری ((S) Emerency stop) که روی صفحه کلید (کی برد)‌و روی محفظه روی تسمه نقاله (system housing) و کنار سیستم برای خاموش و روشن کردن اضطراری قرار گرفته اند.

سوئیچهای حرارتی موتور (رله حرارتی) (Motor thermo switches) که روی موتور تسمه نقاله قرار داده می شوند و در حالتی که درجه حرارت بیش از حد (over temperature) شود عمل کرده و مدار را قطع می کند.
سوئیچهای حفاظتی (mtertock switches): کلیدها (سوئیچهای) حفاظتی، خارجی است که در قسمت درب های جانبی بکار رفته و تا آنها بسته نشوند و سیستم از لحاظ نفوذ اشعه به بیرون ایمن نباشد نمی گذارد سیستم on شود وقتی Key switch را وصل کنیم در نقشه کنتاکتور اصلی (Main contantor) فعال می شود و از طریق این کنتاتور VAC 24 به قسمتهای زیر منتقل می شود.
قبل از بردن نام قسمتهایی که از طریق این کنتور برق VAC 24 را می گیرند باید گفت که از طریق یک کنتاکت خود نگهدار Power-on Keys پل می شود (یعنی این کلید در این مورد از مدار خارج می شود) و جهت ماژولها و دیگر قسمتها از طریق کنتاکتور های دیگر استفاده می گردد، حال قسمتهایی که قرار بود ذکر شود.

پاور سیستم Power system
سیستم کنترل control system
سیستم تولید تصویر image generating system
سیستم تسمه نقاله converyor system که بسته به نوع از تک فاز یا سه فاز استفاده شده باشد.

و در سیستم های قدیمی تر که از Fan unit برای خنک کردن کنترل مواد در قسمت تولید X-RAY (فقط) استفاده می شده است.
۳-۳- سیستم تغذیه Power system
توضیحات زیر بلوک دیاگرام صفحه بعد را تشریح می کند.
۱-۳-۳- تولید ولتاژ run-tim meter , DC
ولتاژ اصلی که از سیستم سوئیچهای اصلی می آید به (Power supply) وارد می شود سپس در اینجا ولتاژ های که تثبیت شده است، ساخته می شود و برای همه ماژولها به جزء سیستم تولید اشعه X و خط آشکار ساز الکترونیکی در سیستم تولید تصویر استفاده می شود.
(زیرا در قسمت های تولید اشعه X به ولتاژ های یعنی High voltage نیاز است که توسط منابع تغذیه خودش تولید می شود). سیگنال خروجی Power Good~ که به کنترل سیستم وصل می شود و خط آشکار ساز را شامل نمی شود)
برای نمایش روی صفحه، ۴ ولتاژ مذکور روی ماژول DCDC می رود و از آن ولتاژهای به وسیله این ماژول تولید می شود خروجی DCDC جهت ولتاژ های دیجیتال بردها استفاده می شود از طرفی به time meter run هم وصل می شود.
۲-۳-۳- کلید روشن سیستم تولید X-RAY و نمایشگر X-RAY
Power on X-RAY generating system and X-RAY indicator
منبع برق اصلی برای سیستم مولد X-RAY (Main supply X-RAY) از طریق دومین کنتاکت می‌تواند عمل کند.

(Main contactor) این کنتاتور فقط وقتی می تواند عمل کند که همه سوئیچهای
inter lock در قسمتهای قابل حرکت (ماند دربها) بسته باشند. لذا تولید X-RAY با وجود نقص در هر کدام از قسمتها انجام نخواهد شد. اگر یک لامپ نشان دهنده جریان LAMP CURRENT MONITOR LCC یا ماژول PI با کنتاکت رله ای که با سوئیچهای inter lock سری است، بسته شود تا کنتاتور فعال شود آن وقت ولتاژ ۱۲VDC از پاور سوپلای (PS) به آن اعمال می شود و مسیر این لامپ نشان دهنده جریان کامل می شود. فعالیت (فعال شدن) کنتاتور از طریق دوین کنتاکت سوئیچ Power on انجام می گردد. اگر سیستم با نمایشگرهای

X-RAY on مجهز شود، این نمایشگر روی صفحه کلید سوار می شود، سیگنالهای کنترلی
X-RAY مجهز شود، این نمایشگر روی صفحه کلید سوار می شود، سیگنالهای کنترلی
X-RAY on برای فعال شدن high tension , X-RAY on2 برای ساطع کردن اشعه X در نظر گرفته شده است ماژولهای LCC و برد رله یا کنترل موتور ۲۲۰V نیاز دارند که در سیستمهای جدیدتر ماژول PI برای این نمایشگرها ۲۴V نیاز می باشد.

۴-۳- سیستم چشم الکترونیکی Lightbarrir system
سیستم Hi-SCAN با مادر برد ۸ (نام آن است) هم می توانند با چشمای الکترونیکی انعکاسی مجهز شوند و هم با چشمهای الکترونیکی فرستنده . گیرنده تجهیز گردند. در اینجا هر دو نوع را مورد بررسی قرار می دهیم. شکلهای صفحه بعد مورد بررسی قرار می گیرند سیستمها معمولاً با دو چشم الکترونیکی انعکاسی یا گیرنده یا فرستنده، که در ورودی تونل بازرسی استفاده می گردند به علاوه آن یک جفت چشم انعکاسی یا گیرنده/فرستنده در وسط تونل بازرسی بلافاصله قبل از اشعه X قرار گرفته است. در نقشه مربوط به چشم های انعکاسی دراول تونل (LSIA, LSIB) و و سط تونل (LS21A,LS2.1B) قرار دارد که شیئی که به تونل بازرسی وارد می شود را آشکار می کند (و در همین زمان است که تولید اشعه فعال می شود) و زمان شروع خوردن اشعه به شیئی را تعیین می کند (که در این زمان اشعه تابیده می شود).

حال اگر سیستم به بازرسی در جهت معکوس هم مجهز باشد ۲ جفت چشم الکترونیکی دیگر هم به آن اضافه می شود که چنانچه در نقشه مشخصی است در آخر تونل دو چشم LS3A. LS3B می باشد و دو چشم انعکاسی نیز در وسط تونل بلافاصله بعد از اشعه هستند که LA2.2A, LS2.2B می باشند که هر کدام از اینها توسط فرمانهائی که از سیستم کنترل می گیرند فعال می شوند و کار محوله را انجام می دهند.

در این نوع چشم الکترونیکی، ۱ کانال چشم الکترونیکی شامل یک منبع نور مادون قرمز و یک گیرنده مادون قرمز است و روبروی آن یک رفلکتور نصب شده است لذا به صورت بسیار مطمئن هر دو نوع شیئی مسطح و غیرمسطح را به وسیله دو چشم الکترونیکی که روی یکدیگر (یکی بالای دیگری) سوار شده است و به صورت پارالل وصل شده اند (جهت اینکه اشیاء ریز و درشت را ببینند) آشکار می شود.

حال در مورد چشم الکترونیکی با گیرنده و فرستنده مجزا باید گفته که چنانچه در نقشه صفحه قبل پیداست مانند حالت قبل چشم های اول تونل LBR2, LS12LBT2 و در وسط تونل LS2.1 و برای سیستمهای که در دو جهت بازرسی را انجام می دهند چشمهای LS3 در آخر تونل و LS2.2 هم در وسط تونل و بلافاصله بعد از اشعه X قرار گرفته اند دیودهای فرستنده (LBT) در هر قسمت دارای ۲ فرستنده و در سمت دیگر دیودهای گیرنده (LBR) دارای ۲ گیرنده می باشند که روی یکدیگر سوار شده اند و به صورت قابل اعتمادی قابلیت آشکار سازی اشیا را دارند. بردهای گیرنده یک AGC (کنترل بهره اتوماتیک) جهت جبران تضعیف سیگنال بر اثر کثیفی دارند.

جهت خوانی، برد فرستنده سیگنالهای SYNC , CLK تولید می کند و بردهای گیرنده هم همین پالس را دریافت می کنند. همه بردهای فرستنده و گیرنده از طریق کابلهای ریبان مانند به صورت موازی به هم متصل هستند. نتیجه ارتباط بین خروجی سیگنال و آشکارسازی چشم الکترونیکی در زیر آمده است:

در نقشه چشم الکترونیکی فرستنده/ گیرنده یک سیگنال دیگر دیده می شود که lerror ~ می باشد و همه گیرنده ها به طور مشترک دارند و در موقعی که هیچ دریافتی از چشمها نداشته این سیگنال فعال می شود. (در هنگام چشم الکترونیکی). برای موارد تست، سیستم کنترل سیگنال دیجیتال را ایجاد می کند. در این زمان همه بردهای گیرنده خاموش می شوند و وقفه ای برای چشم الکترونیکی شبیه سازی می شود. براین اساس همه سیگنالهای خروجی چشم های الکترونیکی LS1~ … LS3~ فعال می شوند. در ضمن کار LS2.1 به جز مورد ذکر شده در بالا موارد زیر هم می باشد.

۱- تصویر در صفحه حرکت می کند.
۲- پس از خروجی شیئی از تونل تصویر متوقف می گردد.
۳- در ضمن روشن کردن سیستم تونل بازرسی را تخلیه می کند.

۵-۳-سیستم کنترل Control system
این قسمت قلب دستگاه هایمن می باشد که تمام فرامین از این طریق صادر می شود و کلیه قسمتها را تحت کنترل خواهد داشت. این سیستم در حالت کامل خود را از قسمتهای زیر تشکیل شده است.
میکروپروسسور (۸۰۱۸۶ اینتل) یا MPCU3 (واحد کنترل قابل برنامه ریزی)
صفحه کلید (Keyborad) SAT1 با المانهای کنترلی و نمایش دهنده
کلید پایی (foot mat switch)
سوئیچ دستی Hi-TOP hand switch Hi- TOP
علامت گذاری چمدان با چراغ یا زنگ
چمدان شمار با/ بدون اینترفیس
این چهار قسمت در سیستم خریداری شده ما وجود ندارد

تمام سیگنالهای ورودی و خروجی مستقیماً به MPCU3 (میکروپروسسور) متصل هستند سیگنال سری WGCLK، لینک سری اطلاعات به ترمینال خارجی (اینترفیس RS232C) به صورت سری هستند و اتصال یک لینک دو طرفه LINK IN/ LINK OUT برای تولید تصویر به لینک اینترفیس به صورت موازی وصل هستند. دارای یک باطری back- up (پشتیبانی) جهت چیپ حافظه (Read time clock) RTC , RAM می باشد که در واقع برق رفتگی، بدون تغییر باقی بمانند و دارای یک هارد EEPROM است که در این حافظه حتی با قطع شدن باطری back- up نیز اطلاعات بدون تغییر باقی می ماند.

۱-۵-۳- کی برد (Keyboard) یا صفحه کلید SAT1
صفحه کلید به میکروپروسسور مخصوص خودش مجهز شده است و البته به لوازم جانبی هم تجهیز شده است. اطلاعات از صفحه کلید به صورت کد به قسمت کنترل MPCU3 فرستاده می شود و اطلاعات لازم برای کنترل المانهای نمایشی که روی صفحه کلید قرار دارند به وسیله MPCU3 صادر شده و در صفحه کلید SAT1 دی کد (آشکار) می شود. این رد و بدل شدن اطلاعات از طریق خط اطلاعات سری –RXDA , -TXDA انجام می شود.

MPCU3 انتقال سری اطلاعات را (که یک سری کد هستند) از طریق فرمانی که به وسیله کابل کی برد به آن برده می شود انجام می دهند. اگر در این امکان کابل ارتباطی بین MPCU3 و کی برد SAT.1 نقصی وجود داشته باشد با یک پیغام مخصوص روی صفحه این نقص را اعلام می کند.
به دلایل حفاظتی، یکی از دو نمایش دهنده X-RAY روی صفحه کلید از طریق MPCU3 کنترل نمی شود، بلکه مستقیماً از طریق سیگنال در سیستم X-RAY کنترل می شود.

۲-۵-۳- سوئیچ سرویس service switch
سیگنال MENU LOCK (+Service) به صورت دستی به وسیله سوئیچ سرویس که روی ماژول DCDC سوار شده است اعمال می شود. در حالت فعال log 1 منوی اصلی را نمی توان روی صفحه آورد. با این سوئیچ بوت سیستم صورت می گیرد.

۳-۵-۳- سوئیچ پایی Foot mat Switch
به دلایل امنیتی این سوئیچ استفاده می شود و اپراتور هنگام استفاده از این سوئیچ سیگنال Fswitch C را فعال می کند. بدون فعال کردن سیگنال مذکور نه موتور تسمه نقاله و نه ساطع کردن اشعه X نمی تواند فعال شود.
۴-۵-۳- سوئیچ دستی Hi- Top
برای داخل کردن اشیا خطرناک (مواد منفجره) به داخل تصویر X-RAY برای مقاصد آموزشی، از این سیستم استفاده می شود و در این مورد سیگنال HT switch را وصل می کند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 17700 تومان در 138 صفحه
177,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد