دانلود مقاله سیستم تجسس و دستگاه بازرسی اشعه X فرودگاه

بخشی از مقاله

مقدمه
حفاظت و تأمين جان انسان در هر اجتماع و حفظ سرمايه هاي ملي در هر كشور از بدو تجمع انسانها مورد توجه رهبران و دولتمردان در هر جامعه بوده و غفلت از آن موجب اضمحلال اقوام و جوامع گرديده است. كه در هر عصر و زماني اين اقدامات تاميني بنا به مقتضاي پيشرفتهاي علمي در تشخيص و ارزيابي نوع خطر اعمال شده است.

اساس و زيربناي اقدامات، حفاظتي است كه معمولاً در سطح يك كشور در سازمان دفاع غيرنظامي هر مملكت متمركز مي‎شود و سازمانهاي نظامي نيز به طور اخص و جداگانه بنا به

مردم در زمينه حفاظت شخصي و استفاده از سيستم هاي امنيتي در مكانهاي موردنياز مي‎باشد. ما اعتقاد داريم امنيت بايد اساساً برخود مردم و نه بر ماشين متكي باشد بر اين اعتقاد فلسفة محصولات كمپانيهاي سازنده پيوسته در پي طرح ابزاري بوده كه بهترين پيوند را با نيازهاي فردي

امنيتي داشته باشد و امكان بازرسي چمدانهاي و بسته هاي مسافري با دستگاه اشعه X را جهت افزايش امنيت خطوط هوايي ايجاد كرده است در اين گزارش دستگاه اشعة X مورد بررسي قرار گرفته است كه در مبادي فرودگاهي و گمركات و ادارات پست استفاده گرديده است.

فصل 1
توليد اشعه

توليد اشعه
1-1- توليد اشعه X
در سال 1985 هنگاميكه ويلهلم كنراد رونتگن استاد دانشگاه وورتسبورگ مشغول مطالعه در خواص اشعه كاتوديك بود پديدة تازه اي توجه او را به خود جلب كرد وقتي كه جريان از لوله كروكس مي گذشت قطعه پلاتينو سيانور باريم كه در مجاورت آن قرار داشت فلوئور سانس سبز رنگ پيدا كرد و با پوشاندن جدار لوله باز اين پديده مشاهده مي گشت.

چون هيچگونه نور مرئي و اشعه كاتوديك به قطعه مزبور نمي رسيد رونتگن نتيجه گرفت كه پيدايش فلوئور سانس در اثر تابش اشعة نامرئي كه تا آنموقع شناخته نشده بود و به اين جهت آن را اشعه (X-RAY) ناميد. رونتگن ضمن آزمايشهاي مكرر تعدادي از خواص اين اشعه را كشف و نتيجة مطالعات خود را به انجمن پزشكي وورستبورگ به شرح زير گزارش داد:
1- اشعه X نامرئي است و به خط مستقيم سير مي كند و در ميدان الكتريكي يا مغناطيسي منحرف نمي گردد.

2- در بعضي اجسام خاصيت فلوئورانس ايجاد مي نمايند و صفحه عكاسي را نيز متاثر مي سازد.
3- از اغلب اجسامي كه براي نور مرئي حاجب است عبور مي كند و ضمن عبور از هوا يا گاز ها توليد جفت يون مي نمايد.
بلافاصله پس از كشف اشعه X بوسيله رونتگن امكان از آن را در پزشكي مطرح گرديد و در همان سال مقالات متعددي راجع به موارد استعمال آن در پزشكي انتشار يافت.
مطالعات دربارة خواص اشعه X بوسيله ساير محققين دنبال شد و ماهيت ارتعاشي آن با تشكيل طيف و ساير خواص نوري به اثبات رسيد. بعدها با استفاده از نظريه كوانتاي پلانك و تئوري انيشتين، چگونگي توليد و انتشار اشعه X و تشگيل طيف اتصالي و مختص آن تعبير و تفسير گردد.

هنوز يكسال از كشف اشعه X نگذشته بود كه گزارشهايي دربارة تاثير آن بر پوست بدن و سرخي شبيه سوختگي با اشعه آفتاب انتشار يافت و نيز معلوم گرديد كه اين اشعه با مقدار كافي سبب ريزش موها مي شود

و به همين دليل از آن براي درمان كچلي استفاده كردند. بعدها دو دانشمند فرانسوي بنامهاي برگوئيه و تري بوند و (BERGONIE & TRIBONDEA)قوانين حساسيت بافتها را نسبت به اين اشعه مطالعه و منتشر نمودند وتدريجاً ساير خواص و اثرات بيوليژيگي و پزشكي آن بوسيله دانشمندان كشف و مورد تحقيق قرار گرفت بطوريكه امروزه كمتر نكتة مهمي در اين خصوص وجود دارد.
مهمترين مورد استعمال اشعه X در پزشكي تشخيص تعداد زيادي از بيماريها و درمان بعضي از امراض است بطوريكه پرتوشناسي يكي از اركان مهم تشخيص را تشكيل مي دهد و بخش راديولوژي جزء لاينفك هر مؤسسه درماني مي باشد.

البته اشعه X مورد مورد استعمال غيرپزشكي نيز دارد و در بعضي از صنايع بخصوص صنايع فلزي از آن استفاده مي كنند. با گسترش روزمره دانش بشري كاربرد صنعتي پرتوها در آينده افق وسيعي را بخود اختصاص خواهد داد امروزه در بازرسي از وسايل وچمدانهاي مسافرين واتومبيل وپالتها در فرودگاه ها و كانتينرها در بنادر از دستگاههاي اشعه X كه به سيستمهاي تلويزيوني و نور ماوراء بنفش و ديگر تجهيزات مربوطه مجهز است استفاده مي شود كه هر كدام از دستگاهها بحث گسترده اي نياز دارند.

در اين مقدمه ابتدا به نحوه توليد اشعه X و سپس دستگاههاي توليد اشعه و ساير خواص و طرز استفاده از آن مي پردازيم:
2-1- تخليه الكتريكي در گازهاي رقيق
هر گاه بين دو الكترود يك حباب شيشه اي كه درون آن به ماشين تخليه هوا مربوط است اختلاف پتانسيل كافي بر قرار سازند و به تدريج فشار هوا را پايين آورند تخليه الكتريكي با مناظر نوراني خاصي در آن انجام مي گيرد. در فشار ده ميليمتر جيوه، نور ضعيفي برنگ بنفش تقريباً تمام لوله را پر مي كند وقتي كه فشار به حدود از كاتود به آند به ترتيب فضاي تاريك كروكس، نور منفي، فضاي تاريك فاراده و بالاخره ستون نور مثبت قرار دارد.

هر گاه فشار باز هم كمتر مي شود و به يك دهم ميليمتر جيوه برسد ستون مثبت كوتاهتر شده جاي آن را نور منفي فرا مي گيرد. در فشار ميليمتر ستون مثبت بطور كلي از بين رفته و درون حباب تقريباً تاريك مي شود و در اين صورت تخليه الكتريكي با جريان الكترونها انجام مي گيرد. الكترونها داراي سرعت زياد مي باشند و از برخورد آنها با لوله و يا حباب پديدة فلوئور سانس ظاهر مي شود اين جريان الكتروني را اشعه كاتديك و حباب آن را لوله كروكس مي نامند.

3-1- اشعه كاتديك
چگونگي توليد اشعه كاتديك در لوله كروكس به اين ترتيب است كه تعدادي از يونهاي آزاد موجود در داخل حباب در اثر ميدان الكتريكي به حركت در مي آيند و در مسير خود ايجاد يونهاي جديدي مي كنند. مي دانيم كه در اطراف كاتد به علت سقوط آني پتانسيل ميدان الكتريكي شديدي وجود دارد بنا بر اين يونهاي مثبت سرعت زيادي پيدا مي كنند و با شدت بر سطح كاتد اصابت مي نمايد (هجوم كاتدي) برخورد شديد اين يونها باعث كنده شدن الكترونها از سطح كاتد و پرتاب شدن آنها با سرعت زياد به طرف مقابل مي گردد و به اين ترتيب اشعه كاتدي به وجود مي آيد. الكترونها عمود از سطح كاتد خارج مي شوند و بطور مستقيم سير مي نمايند بطوريكه اگر كاتد مقعر باشد اشعه در يك نقطه متمركز مي شود.

سرعت الكترونها با بالا رفتن اختلاف پتانسيل بين الكترودها بيشتر مي شود بطوريكه با چند صد كيلو ولت سرعت اشعه كاتديك به سرعت نور نزديك مي گردد مثلاً سرعت الكترونها در لوله اي كه با ولت كار مي كند معادل 18900 كيلومتر در ثانيه است ولي با ولتاژ 250000 ولت اين سرعت به حدود 250000 كيلومتر در ثانيه مي رسد اشعه كاتديك داراي خواص متعدد و موارد استعمال مختلفي است كه مهمترين آن توليد اشعه Xمي باشد.

بطوريكه گفته شد اشعه كاتديك از الكترونهاي سريع به وجود آمده اند و لذا داراي انرژي حركتي زيادي مي باشند. برخورد اين اشعه به مانع سخت و توقف آنها باعث انتقال مقدار زيادي به ماده مي گردد كه قسمت عمده آن به صورت حرارت تلف شده (مورد 5/99 درصد) و مقدار كمي از آن به صورت انرژي تشعشعي در مي آيد كه اشعه X را تشكيل مي دهد.

4-1- مولدهاي اشعه X
يك لامپ (tube) مولد اشعه X بايد شامل‌‌‌‌‌‌‌‌ يك منبع الكترون و يك ميدان الكتريكي قوي براي سرعت دادن به الكترونها و يك سطح فلزي بنام آنمتي كاتد باشد. الكترونها در ميدان الكتريكي سرعت مي گيرند و به سطح آنتي كاتد (آند) كه از يك فلز سنگين انتخاب مي شود (مانند فلز Wolfram) و در مسير الكترونها قرار دارد اصابت مي كنند تا اشعه X به وجود آيد.

بطور كلي دستگاه اشعهX از قسمتهاي زير تشكيل شده است:
1- لامپ اشعهX (tube X-RAY)
2- مولد ولتاژ بالا
3- اتصالات و جعبه كنترل
4- دستگاه خنك كننده
لامپ اشعه عمدتاً از يك حباب شيشه اي با خلاء بالا كه در داخل آن كاتد با فيلامان و آند در آن تعبيه شده است كه با عبور جريان پس از رسيدن به دماي بالا الكترون از خود ساطع مي نمايد. كميت تابعي از دماي فيالامان بوده و به سادگي با تنظيم شدت جريان عبوري از فيلامان قابل كنترل است اين شدت جريان كه با ميلي آمپر (M.A) اندازه گرفته مي شود نشان دهنده شدت جريان اشعه X است. فيلامان به قطب منفي مدار high voltage متصل است.
آند يك قطعه فلز با قابليت هدايت بالا (عمدتاً از مس) تشكيل يافته كه صفحه هدف در آن به شكل و زاويه مناسب تعبيه شده است.اين صفحه معمولاً از فلز ديرگداز(تنگستن) انتخاب مي‌شود. اين صفحه نسبت به امتداد پرتوهاي الكتروي تابشي از كاتد، با زاويه حدود تا درجه قرار گرفته و به قطب مثبت مدار ولتاژ بالا (High Voltage) متصل است. فقط درصد كمي حدود 1% از انرژي الكترونهاي تابيده به اين صفحه توليد اشعه X مي‌نمايد و بقيه انرژي آنها به حرارت تبديل مي گردد كه از طريق دستگاه خنك‌كننده جذب مي گردد.

بدنه لامپ را پوششي از فلز در بر گرفته است و از نظر الكتريكي اتصال به زمين است. بين لامپ (Tube) و بدنه از روغن و با گاز عايق پر شده است. پوشش داراي لايه اي از سرب پر مي باشد تا از تشعشعات نا خواسته جلوگيري شود. لامپها در انواع يك و دو قطبي از نظر اتصال الكتريكي وجود دارند كه ساختمانها را متفاوت مي سازد. تمام كنترلهاي لازم براي كار با تيوپ (لامپ) در پنل الكتريكي فراهم آنده است كليد هاي كنترل ولتاژ، ميلي آمپرمتر، كليد اتصال فيلامان و ساعت تنظيم زمان پرتو دهي در آن تعبيه شده است. (شكل زير)

5-1 بتاترون Betatron
در بتاترون براي توليد الكترونهاي بسيار پر انرژي از ميدان مغناطيسي استفاده مي شود. (اين دستگاه در سال 1939 به وسيله Kerst ساخته شده است كه انرژي الكترونها را به حدود انرژي بتاي اجسام راديواكتيو مي رساند) انرژي الكترونها در موقع برخورد به هدف تا 100 ميليون الكترون ولت حتي بيشتر نيز مي رسد و با اين طريق اشعه X بسيار نافذ توليد مي شود كه براي درمان سرطانهاي عمقي بكار مي رود. در سالهاي اخير دستگاههاي سنكروترون (Synchrotron) ساخته اند كه انرژي الكترونها را تا1000 ميليون الكترون ولت (GEV) مي رساند.

6-1 دستگاههاي مولد اشعه X
براي توليد اشعه X بايد بين دو سر لامپ مولذ اختلاف پتانسيل DC و ثابتي برقرار گردد كه مقدار آن بر حسب طول موج مورد احتياج از چند ده كيلو ولت تا صد كيلو ولت مي باشد در دستگاههاي اوليه اين ولتاژ قوي به وسيله ماشين هاي الكترواستاتيك تهيه مي شد كه اختلاف پتانسيلي در حدود چندين ده كيلو ولت و در جهت معيني توليد مي كردند ولي چون شدت جريان آنها خيلي كم بوده و حتي به يك ميلي آمپر نمي رسيد متروك شدند ولي امروزه به علت پيشرفتهاي فني و مترقي صنعت اين گونه ماشين ها مجدداً مورد استعمال پيدا كرده اند. در لامپ ايجاد مي كند.

در دستگاههاي جديد براي تهيه (High Voltage) ولتاژ بالا از ترانسفورمانورهاي خاص استفاده مي شود كه ولتاژ برق شهر را به ولتاژ قوي مورد نياز تبديل مي نمايد اين جريان را به وسيله يك سو كننده ها يك طرفه مي نمايند (DC) براي توليد ولتاژ هاي بسيار قوي از مولد آبشاري (كاسكيد) و سرعت دادن به الكترونها از شتاب دهنده خطي و يا بتاترون استفاده مي كنند در راديولوژي برحسب موارد مختلف به اختلاف پتانسيل هاي متفاوتي نيازمنديم و چون تعداد دورهاي ترانسفورماتور، ولتاژ اوليه ترانسفورماتور را تنظيم مي كنند.

7-1 مدار دستگاه مولد اشعة X با ترانسفورماتور
اين مدار شامل قسمتهاي زير است:
1- يك اتوترانسفورماتور كه به شبكه برق شهر وصل مي شود و بوسيله آن ولتاژ اوليه ترانسفورماتور فشار قوي تنظيم مي كنند.
2- ترانسفورماتور فشار قوي كه دو سر ثانوية‌ آن بوسيلة كابلهاي مخصوص به كاتد و آند لامپ وصل است با تغيير ولتاژ اتو ترانسفورماتور ولتاژ اوليه و در نتيجه اختلاف پتانسيل سر ثانويه ترانسفورماتور را مي توان به دلخواه تنظيم نمود.

3- يك ترانسفورماتوركاهنده به ميزان 4 تا 12 ولت براي گرم‌كردن فيلامان لامپ به كمك رئوستايي كه در مداراوليه اين ترانسفورماتور قرار دارد ولتاژ ثانويه آن را تنظيم مي‌كند.
4- كليد اصلي دستگاه كه در مدار شبكه برق شهر و ترانسفورماتور واقع شده است.
5- كليد كار دستگاه كه بين ترانسفورماتور و سيم پيچ اوليه ترانسفورماتور فشار قوي قرار دارد و با بستن آن ولتاژ آند و كاتد بر قرار مي شود.

6- زمان سنج كه بين اتو ترانسفورماتور و ترانسفورماتور فشار قوي نصب شده و به وسيله آن زمان لازم براي كار دستگاه تنظيم و پس از مدت مزبور مدار جريان به طور خودكار قطع مي شود.
7- يك ميلي‌آمپرمتر بين ثانويه ترانسفورماتورو لامپ براي دانستن شدت جرياني كه از لامپ مي گذرد.
براي حفاظت كاركنان از خطرات فشار قوي، ترانسفورماتور اصلي را در محفظه اي حاوي روغن با ضريب عايق قوي قرار مي دهند و ولتاژ قوي را به وسيله كابلهايي كه روپوش ضخيم از كائوچو دارد به لامپ مولد مي رساند.


8-1 توليد اشعه X نافذ
براي توليد اشعه X بسيار نافذ بايد سرعت الكترونها را هر چه ممكن است بالا برد انجام اين منظور از دو طريق امكان پذير است:
الف- استفاده از مولد ها كه ولتاژ بسيار قوي ايجاد مي كنند تا ميدان الكتريكي شديد باعث بالا رفتن سرعت و در نتيجه ازدياد انرژي حركتي الكترونها گردد.

ب- استفاده از دستگاههاي شتاب دهنده كه در آنها به وسيله ميدانهاي خاص الكتريكي يا مغناطيسي سرعت لازم به الكترونها داده مي شود.
الف- مولدهاي ولتاژ بسيار قوي- امروزه براي توليد ولتاژهاي بسيار قوي از دو نوع مولد استفاده مي شود:
1- مولد هاي الكترواستاتيك- اساس آن مانند ماشين هاي الكترواستاتيك القايي قديم است كه امروزه تكامل پيدا كرده و در توليد اشعه X نافذ و مراكز اتمي مورد استفاده قرار مي گيرد.
2- مولد هاي آبشاري- اين نوع مولد را كه بنام سازنده اش گرانياخر (Greinacher) نيز مي نامند از يك سري قطعات مشابه تشكيل شده است كه به نوبت و به تدريج ولتاژ را افزايش مي دهند.

اساس ساختمان آن به شرح زير است:
ترانسفورماتور oA كه ولتاژ حداكثرآن E ولت است (نقطة O به زمين اتصال دارد).
در يك الترنانس خازن را از طريق پر مي كند ( يكسوساز) در آلترنانس بعد چون ولتاژ خازن و ترانسفورماتور به يكديگر اضافه مي شوند بنابراين اختلاف سطح بين دو نقطه O,B بين صفر و E 2 نوسان مي كند اين اختلاف سطح خازن را با ولتاژ از راه كنوترون پر مي كند.

بين نقطه C كه پتانسيل آن E2 است و نقطه B كه پتانسيل آن بين صفر وE2 تغيير مي كند يك اختلاف سطح ضرباني به وجود مي آيد كه از راه كنوترون و براي پر كردن خازن به كار مي رود. و بين دو سلاح اين خازن يعني نقاط D,B اختلاف سطحي مساوي E2 مي شود.

با اختلاف سطح ضرباني بين خازن پر مي شود به طوري كه پتانسيل نقطه E نسبت به C مساوي با E2 و نسبت به زميني E4 مي شود به همين ترتيب در طبقات بعدي دستگاه اختلاف پتانسيل افزايش مي يابد دستگاهي كه N طبقه باشد ولتاژي برابر NE2 ايجاد مي كند.
9-1 شتاب دهنده خطي
عموماً به دستگاهي اطلاق مي شود كه در آن استفاده از ميدان پر فركانس، سرعت سرعت بسيار زيادي به ذرات باردار (پروتون، اشعة آلفا، الكترون و ……) مي دهند در ابتدا از آن براي تهيه نوترون استفاده مي شد ولي امروزه براي توليد الكترونهاي بسيار پر انرژي هم به كار مي رود.
الكترون هايي كه قبلاً تحت تاثير يك ميدان الكتريكي (چندين ده كيلومتر ولت) سرعت كافي پيدا كرده اند بوسيله يك ولتاژ پر فركانس شتاب مي گيرد.

در يك طرف لامپ تخليه شده مستقيمي يك مفتول ملتهب و به فاصله كمي از آن آند سوراخ دار قرار گرفته است. ولتاژ قوي مستقيم كه بين مفتول و آند وجود دارد به الكترونها سرعت مي دهددر مسيري الكترونهايي كه بدين طريق سرعت گرفته اند تعداد الكترود استوانه اي در امتداد هم قرار دارد.

اين الكترودها متناوباً به دو قطب مولد جريان پر فركانس اتصال دارند دستگاه را طوري تنظيم مي كنيد كه وقتي الكترونها به الكترود اول نزديك مي شوند اين الكترود منفي و الكترود دوم مثبت مي شود و بر سرعت الكترونها اضافه مي گردد و به همين ترتيب تا الكترود آخر اين عمل تكرار مي گردد. در شتاب دهنده خطي فاصله دو الكترود متوالي بايد مساوي با مسافتي باشد كه الكترونها در نيم پريود جريان فركانس بالا طي مي كنند و چون مرتباً سرعن الكترونها افزوده مي شود بنابراين فاصله الكترونها نيز در انتهاي لوله به مراتب زياد تر از ابتداي آن بايد باشد براي توليد الكترونهاي خيلي سريع طول لوله را بايد هر چه ممكن است بلند تر انتخاب كرد.

مثلاً در آمريكا يك شتاب دهنده خطي به طول 72 متر وجود دارد كه به الكترونها MEV275 انرژي مي دهد.

10-1 خواص اشعه X
قسمتي از انرژي حركتي الكترونهاي سريع در اثر برخورد به مانع و توقف آنها تبديل به انرژي ارتعاشي با طول موج خيلي كم به نام اشعه X مي گردد. خواص عمومي اشعه X شباهت كامل نور معمولي دارد و تنها مورد اختلاف آنها از نظر پديده هاي مربوط به انرژي فوتونها و يا فركانس آنها مي باشد كه براي اشعه ايكس X چندين هزار برابر توده هاي مرئي است بنابراين اشعه X قسمتي از طيف پيوسته امواج الكترومغناطيسي را تشكيل مي دهد كه طول موج آن بين 12 تا 06/0 آنگسترم قرار دارد. (آنگسترم برابر با سانتي متر است و آن را با علامت اختصاري نشان مي دهند).
معمولا در پزشكي از طول موجهاي بين 2/1 تا 1 آنگسترم استفاده مي شود كه خود آنها را به دو دسته اشعه نرو يا طول بلند و اشعه سخت يا طول موج كوتاه تقسيم مي كنند.

11-1 اشعه نرم
قابليت نفوذ كمتر دارند در صورتي كه اشعه سخت بيشتر نفوذ مي كنند ولي در هر حال اين اشعه از بيشتر اجسامي كه براي نور مرئي حاجب هستند عبور مي كنند.
مشخصات X را علاوه بر طول موج مي توان از روي ولتاژ سرعت دهنده الكترونها (بر حسب كيلوولت) يا انرژي فتنوتها آن بر حسب كيلو الكترون ولت KEV و يا مگا الكترون ولت MEV نيز تعيين نمود.

 لومينسانس، خواص ديگر تابش اشعه X در بعضي مواد باعث تغيير رنگ آنها مي شود و ميزان اين تغيير با شدت اشعه و مدت تابش بستگي دارد. از اين كيفيت در اندازه گيري اشعه X مي توان استفاده نمود.
خواص شيميايي ماهيت ذره اي اشعه X خواص موجي اشعة را تاييد مي كنند. خاصيت بر انگيختگي و يونيزاسيون اتمها نيز از ديگر خواص آن مي باشد.
12-1 پديده هاي مربوط به انتشار اشعة X در ماده
انتشار اشعه X در يك محيط مادي با تغييرات و تحولات همراه است كه در اثر برخورد بعضي از فوتونها به الكترونهاي محيطي و عبور آن از مجاورت هسته اتم صورت
مي گيرد. ضمن عبور اشعه از ماده قسمتي از آن بدون تغيير جهت و طول موج باقي مي ماند كه آن را جزء منتقل مي نامند مقدار نسبي اين جزء بستگي به ضخامت و شرايط فيزيكي كه آن را جزء منتقل مي نامند مقدار نسبي اين جزء بستگي به ضخامت و شرايط فيزيكي و جنس ماده دارد

.
از قسمت ديگر كه جزء جذب شده موسوم است مقدار كمي به صورت انرژي حرارتي در ماده متوقف مي گردد. ولي قسمت عمده آن بطوريكه در بالا اشاره شد دچار تغييرات گوناگوني مي گردد كه نتيجه آنها اولاً صدور اشعه X جديدي با طول موجها و مسيرهاي متفاوت و ثانياً خروج الكترونهايي با سرعت كم يا زياد از ماده جاذب مي باشد. مجموعاً X جديد الكترونهاي صادرة اخير را به نام اشعه ثانوي يا فرعي مي نامند. اشعه ثانوي اين اشعه شامل پرتوهاي پراكنده و اشعه مربوط بر اثر فتوالكتريك و اشعه اي كه در اثر مادي شدن فوتونها و عمل عكس آن به وجود مي آيد اشعه حاصل از عمل پراكندگي در ماده به دو كيفيت صورت مي گيرد:

الف- پراكندگي ساده
كه فقط با تغيير مسير و جهت اشعه تابنده بدون تغيير طول امواج به وجود مي آيد در اين پديده الكترونهاي اتم عنصر در اثر جذب انرژي فوتون، X به ارتعاش در مي آيند و فركانس اين ارتعاش با فركانس اشعه تابنده يكي است.
از ارتعاش الكترونها اشعه فرعي X با همان طول موج وبي با جهات انتشار متفاوت از داخل ماده صادر مي شود. احتمال اين نوع پراكندگي براي اشعه X با طول موج بلند و متوسط نسبتاً زياد است.
ب- پراكندگي با تغيير طول موج يا پديده كمپتون (COMPTION)
در عناصر سبك معمولاً براي فوتونها با انرژي متوسط اين كيفيت بيشتر به ظهور
مي رسد. بين يك فوتون و يكي از الكترونهاي محيطي ماده كه همبستگي ضعيفي با اتم داشته باشد تصادم به وجود مي آيد در اين حال قسمتي از انرژي فوتون به الكترون منتقل مي شود و آن را با سرعت كم و زياد به حركت در مي آورد باقي مانده بين انرژي فوتون به صورت پرتوي باكوانتوم كوچكتر يعني فركانس كمتر و طول موج بلندتر در جهت مختلف به خارج منتشر مي شود كه همان پرتو پراكنده مي باشد.
تجربه نشان مي دهد كه مسير الكترون رانده شده با جهت انتشار اشعه X اوليه، زاويه‌اي بين صفر تا 90 درجه ممكن است بسازد. تعداد اين زاويه بستگي به نحوه برخورد فوتون با الكترون دارد و در حال مسير الكترون در قسمت قدامي فوتون تابنده قرار مي گيرد اما پرتو X ثانوي در تمام جهات حتي در جهت عكس فوتون اوليه ممكن است انتشار يابد اين زاويه مسير آن با امتداد اوليه فوتون بين صفر تا 180 درجه تغيير مي كند.

هر چه حركت الكترون به جهت انتشار پرتو تابنده نزديكتر باشد سرعت آن زيادتر و زاويه بين پرتو تابنده و پرتو پراكنده و انرژي فوتون پراكنده كمتر يعني طول موج آن زيادتر است.
عبور اشعه X با ولتاژ قوي از عناصر سبك مانند عناصري كه بافتهاي بدن انسان را تشكيل مي دهند با ظهور خاصيت كمپتون همراه است و مي توان گفت كه اين اثر عامل مهم پراكندگي اشعه در بدن مي باشد از اين رو است كه خاصيت پراكندگي با پديدة كمپتون ااهميت زيادي پيدا مي كند. تغييرات اشعه X در ماده و نتايج حاصل از آن ملاحظه مي شود.

فصل 2

1-2- نماد كلي يك دستگاه اشعه X
شكل زير نماد كلي يك دستگاه اشعه X را نمايش مي دهد.

2-2 شرح عمومي دستگاه اشعه X
شيئي يا بسته اي كه بايد بازرسي شود از ميان تونل بازرسي توسط تسمه نقاله با سرعت ثابت منتقل مي شود وقتي جسم وارد تونل مي شود توسط چشمهاي الكترونيكي تعبيه شده و در آن شكار مي شود و بوسيله فرماني كه از سيستم كنترل ارسال مي شود سيستم مولد اشعه X

فعال شده و اشعه X توليد شده بوسيله يك متمركز كننده Collimator به شكل خاصي كه مناسب اين كار است و Fan-shaped ناميده مي شود به اين جسم مورد بازرسي تابيده و در آن نفوذ مي كند بسته به وضعيت و چگالي جسم قسمتهايي از اين اشعه جذب شده و در نهايت بوسيله خط آشكار ساز، آشكار مي شود و با تصوير ساخته توسط قسمتهاي مختلف اين دستگاه را روي صفحه مانيتور مشاهده خواهيم نمود.

خط آشكار ساز ذكر شده شامل 9 برد شبي يكديگر (قابل معاوضه با يكديگر) است. انرژي اشعه نوراني، X-RAY را به مقادير ولتاژ الكتريكي تبديل مي كند. براي اين تبديل 64 كريستال نوراني (جرقه زن يا (Scintillator روي هر برد آشكار ساز، همراه با 64 ديود نوراني (فتوديود) و 64 ولتاژ آمپلي فاير قرار داده شده است. كل اين آشكار ساز ها به صورت L شكل در داخل تونل بازرسي قرار گرفته اند.
Fan-shaped به صورت فوق است يعني در يك محدوده خاص و كنترل شده اشعه هدايت مي شود.

به علت L شكل بودن آشكار سازها (بردها يا ماژولهاي آشكار سازها) و تعبيه شدن اشعه X در روبروي آن، X-RAY در جهت مشخصي ساطع مي شود و تمام فضاي تونل بازرسي را پوشش مي دهد كه همين امر باعث مي شود چه بزرگ و چه كوچك كاملاً مورد بازرسي قرار گيرد و در صفحه نمايش، نشان داده شود (البته اجسامي كه حداكثر فضاي تونل را بپوشانند و بزرگتر از خود تونل نباشند)

اين اشعه باريك X در تمام مسير اشياء با ضخامت حدود 1 ميليمتر را نمي تواند مرور (scan) كند و آشكار نمايد. كل عمل مرور كردن (جاروب كردن scanning) هر تكه (scile) از شيء و انتقال مقادير ولتاژ به كريستالهاي نوراني و فتو ديودها و در نهايت آشكار شدن جسم، كمتر از چند ميلي ثانيه (msec) طول خواهد كشيد و مشاهده مي شود.

هر تكه، بوسيله 576 سطح ولتاژ آشكار مي شود (كريستال 6*9 برد) پس هر تكه (Scile) به 576 پيكسل تقسيم مي شود. لذا مقادير ولتاژ ارسالي توسط فتوديودها، مقادير متغير جذب اشعه جسم هستند. (المنتهاي اشكار ساز در يك خط با فاصلة مركز تا مركز m5/1 تا mm5/2 مرتب مي شوند).
سيستمهائي هستند كه با تكنولوژي ساخت high-material(Hi-MAT) مجهز شده اند اين امتياز را دراند كه تعداد بردهاي آشكار ساز 2 برابر قبل مي باشد. در هر برد كريستالها با حساسيت ه

اي متفاوت روي سر ديگري سوار شده است در جائي كه جنس شيء از يك عنصر خاص نباشد (تركيبي باشد) و دو مقدار ولتاژ براي وقتي كه جاروب مي شود (scan) نياز باشد بر اساس تفاوت حساسيت كريستالها، مي توان درجه سختي. نرمي اجسام را مي توان محاسبه كرد مرحله به مرحله شيء در حال حركت تكه به تكه (قسمت به قسمت) جاروب مي شود (كه البته در مرحله بعد است).

در اينجا يك تبديل آنالوگ به ديجيتال و تصحيح اتفاق مي افتد. اطلاعات توليد شده در يك حافظة ويدئوي ديجيتالي (به صورت ستوني) ذخيره مي شود. كه در سيستم Hi-MAT و تصوير در يك حافظه ويدئو با ظرفيت دوگانه ذخيره مي شود در سيستمهاي Hi-MAT ضخامت و نوع مواد (كه به ترتيب با روشنائي و رنگ مطابق اند) از اطلاعات دو طيف رنج ذخيره شده كه به صورت پارالل هستند، محاسبه مي شود. كه اين محاسبات قبل از تبديل D/A انجام مي شود. اطلاعات روشنائي (brightness) براي توليد صفحه سياه و سفيد (b/w) و در همان زمان اطلاعات زمينه اي براي تصوير رنگي مفيد خواهد بود. 576 مقدار ولتاژ متفاوت براي هر تكه از شيء، يكي روي ديگري به شكل ستون عمودي تصويرX-RAY را تشكيل مي دهند كه همان 576 پيكسل نشان داده شده مي باشند. هميشه در ضمن عمل جاروب scanning، مي توان مرحله به مرحله ساخته شدن ستونهاي عمودي را روي صفحه مانيتور به عنوان يك نتيجه مرجله به مرحلة انتقال مشاهده نمود. ستونهايي كه دنبال هم تصويرX-RAY را مي سازد (Scroll) مي ناميم. در كل با 684 ستون حد فاصل دو طرف صفحه نشان داده مي شود.
تمام سيستمها به تعداد زياد عوامل و فانكشتن ها جهت ارزيابي تصوير مجهز شده اند كه اطلاعات مختلف را از نظر برگنمايي، وضوح، حذف بعضي عوامل و … تغيير مي دهد ولي هيچ تغيير و يا از دست دادن اطلاعات را در نهايت نخواهيم داشت و كليه تغييرات موضعي است.
توابع ارزيابي تصوير ذكر شده در قسمت“نرم افزار” پروژه به صورت كامل تغيير خواهد شد. در اين سيستمها اشعه X كه براي بازرسي استفاده مي شود با dose (واحد انرژي اشعه) پائيني استفاده مي شود.

البته سيورت واحد بزرگي است براي مثال انرژي حذب شده توسط دستگاه X-RAY برابر MSV3/1 ميكروسيورت مي باشد. مولد هاي X-RAY مورد بررسي، به عنوان مولدهاي فركانس مياني KHZ23 تا KHZ29 طراحي شده اند.

3-2- X-RAY
در اينجا دستگاه X-RAY كه در مبادي ورودي فرودگاهها و گمركات جهت بازرسي بسته ها و چمدانها استفاده مي شود بررسي مي گردد كه بنيان آن توليد اشعه X است كه در فصل اول به آن پرداختيم و سپس بررسي سخت افزار و نرم افزار كه مشروحاً به آن پرداخته شده است. اصطلاحاتي كه در صفحات آتي از آنها استفاده شده است.
مواد مختلف (VAR1-MAT Variable Hi Material)
ترسيم به كمك كامپيوتر (Hi CAT high-computer aided tracing)
پروژة اشياء تهديد كننده (Hi-Top high-threat object project)

در ابتدا بلوك دياگرام كلي مواد دستگاه اشعه X در صفحه بعد را خواهيم ديد و سيگنالهايي كه اين بلوكهاي هفتگانه بهم ارتباط مي دهد در شكل مشاهده مي شود و سپس هر كدام از اين بلوكها را جداگانه معرفي كرده و به تحليل آن مي پردازيم و در آخر نرم افزار حاكم بر اين سيستم و نحوة‌فرماندهي آن را در سيستم بررسي كرده و بررسي را كامل خواهيم كرد.

دستگاهي كه مورد بررسي قرار مي گيرد تحت دو عنوان سخت افزار و نرم افزار بررسي مي شود كه بررسي سخت افزار مدارها، چگونگي ارتباط قسمتهاي مختلف و چكونگي عمل سيستم كنترل و بررسي مسيرهائي كه پس از اعمال سيگنالهاي كنترلي، فرمان مي پيمايد، تا عمل مورد نظر انجام شود، را شامل مي شود و قسمت نرم افزار چگونگي كار و مديريت بر روي سيستم مورد نظر براي مقاصد كاري و مديريتي و همچنين مقاصد آموزشي در امور اپراتوري دستگاه را مورد توجه قرار مي دهد. دو قسمت سخت افزار و نرم افزار فوق الذكر در دو فصل بعدي خواهد آمد.

فصل 3
سخت افزار

1-3 معرفي كلي قسمتهاي مختلف سخت افزار دستگاه
در ابتدا قسمتهاي كلي و تشكيل دهنده دستگاه X-RAY را نام مي بريم و سپس به شرح اجمالي هر كدام از قسمتها پرداخته و در آخر بررسي نقشه، و چگونگي طي مسيرها بوسيله فرمانهاي كلي انجام مي پذيرد. دستگاه مذكور كه جهت بازرسي در مبادي ورودي فرودگاهها يا ادارات پست يا گمركات و …… مورد استفاده قرار مي گيرد و از 7 قسمت اصلي تشكيل شده است كه عبارتند از:
1- سيستم سوئيچهاي اصلي Man swithching system
2- سيستم تغذيه Power system
3- سيستم چشم الكترونيكي Lightbarrier system
4- سيستم كنترل Control system
5- سيستم تسمه نقاله Conveyor system
6- سيستم توليد X-RAY generating system X-RAY
1- سيستم توليد تصوير image generating system

نحوه ارتباط اين 7 قسمت كه ذكر شد در نقشه صفحه بعد آماده است كه ابتدا به شرح مختصري درباره هر كدام از اين قسمتها مي پردازيم.
1-1-3 سيستم سوئيچهاي اصلي
اين سيستم (Hi-scan) هم با برق تك فاز و هم با برق سه فاز تغذيه مي شود. برق اصلي ورودي استاندارد يا با فركانس است.
در اين سيستم ترانسفورماتورهاي سري يا تثبيت كننده هاي ولتاژ (Stablizer)
مي توانند به راحتي به تك فاز يا سه فاز تغيير داده شوند. ولتاژ برق اصلي كه تثبيت هم شده به قسمتهاي تابعة ديگر به عنوان تغذيه اصلي اعمال مي شود. اگر سيستم برق اصلي با VDC 24 عمل كند.

اين ولتاژ ولتاژ به سيستم تغذيه اضافه مي شود. البته لازم به ذكر است كه فقط سيستم تسمه نقاله است كه از برق تك فاز و سه فاز استفاده مي كند و بقيه قسمتها همگي از برق تك فاز استفاده مي كنند.
2-1-3 سيستم برق Power
ولتاژ هاي DC (تغذيه هاي ANADC,DC) براي قسمتهاي مختلف بوسيله تبديل ولتاژ هاي سيستم برق اصلي به DC دست مي آيد. همچنين ولتاژ مربوط به سيستم توليد X-RAY به دلايل حفاظتي موقعي وصل مي شود كه تمام كليدهاي حفاظتي بنام interlock بسته شده باشند و احتمال تشعشع اشعه X به محيط خارج وجود نداشته باشد.

در اين سيستمها روي ديواره تونل بازرسي كه به System housing معروف است نمايشگري وجود دارد كه عمل كردن inlerlock را تاييد مي كند و همچنين نمايشگرهائي وجود دارد كه ON بودن مولد X-RAY را نشان مي دهد. در اين سيستم با وجود لامپ كنترل جريان يك نمايشگر اشكال پيدا مي كند بلافاصله سيستم توليد X-RAY از طريق برق اصلي آن قطع‌خواهد شد.

3-1-3 سيستم چشم الكترونيكي
اشيائي كه از درون تونل بازرسي مي گذرند و بوسيله تسمه نقاله منتقل مي شوند، بوسيله چشم هاي الكترونيكي آشكار مي شوند. چشم الكترونيكي كه در اين سيستمها بكار مي رود ممكن است يكي از دو نوع زير باشد:
I چشم الكترونيكي = انعكاسي مادون قرمز
II چشم الكترونيكي = با فرستنده و گيرندة الكترونيكي جداگانه

محل قرار گرفتن جفت چشم الكترونيكي در قسمت ورودي تونل و همچنين در وسط تونل بلافاصله از شعاع اشعه X است. چشمهاي الكترونيكي سيگنالهاي ديجيتال را وقتي وقفه اي در اشعه مادون قرمز چشم الكترونيكي ايجاد مي شود ارسال مي كنند. (البته مطلب فوق در مورد چشم الكترونيكي انعكاسي است). همچنين براي سيستمها وقتي كه بازرسي در جهت معكوس (Full-reverse mode) هم انجام شود وجود دو جفت چشم بيشتر لازم مي باشد كه محل آنها ‌يك جفت در سمت خروجي تونل و يك جفت بلافاصله بعد از شعاع X-RAY است اين چشمها سيگنالهاي (همان ) و را فعال مي كنند. اين سيگنالهاي فرمان كه در فوق آمده است در نقشه مربوط به سيستم چشم الكترونيكي نشان داده خواهد شد.

سيگنالهاي ذكر شده فقط در صورتي فعال مي شوند كه در ارسال اشعه مادون قرمز وقف ايجاد شود. نوع دوم يعني چشم هاي الكترونيكي با گيرنده و فرستنده جداگانه علاوه بر سيگنالهاي فوق يك سيگنال خطاي را وقتي كه چشم الكترونيكي بطور دائم ارتباط بين گيرنده و فرستنده اش قطع مي شود ارسال مي كند.

كه با ارزيابي سيگنالهاي و همچنين سيگنال اضافي عيب يا كثيفي چشم الكترونيكي مي تواند به دقت تعيين شود. براساس مراحل فوق جهت تشخيص، پيامهاي خطاي مناسب روي صفحه مانيتور نمايش داده مي شود. سيستم كنترل، سيگنال ديجيتال TEST را براي تست كردن مي تواند فعال كند كه البته اين كاز فقط براي سيستمها با چشم الكترونيكي با گيرنده و فرستنده جداگانه انجام پذير خواهد بود. پيامهاي خطا مطابق تشخيص هاي بدست آمده در بالا نمايش داده خواهد شد (روي مانيتور)

4-1-3 سيستم كنترل
اين سيستم كه قلب دستگاه است چنانچه در بلوك دياگرام قبل نشان داده شده است از طريق فرامين كنترلي با تمام قسمتهاي ديگر سيستم در تماس است و كليه اعمالي كه توسط قسمتها بايد انجام پذيرد از اين طريق مديريت مي شود كه اين سيستم متشكل از يك ميكروپوسسور (80186) و يك (برد كنترلي) و همچنين يك قسمت كنترلي ديگر كه صفحه كليد (كي برد Keyboard) است و راه انداز ميكروپروسسور است، مي باشد. سيستم كنترل،قسمتهاي مختلف مرتبط با هم را از جمله چشم الكترونيكي سيستم تسمه نقاله، سيستم توليد X-RAY و سيستم توليد تصوير و گرفتن اطلاعات لازم كه براي كنترل عملكرد تك تك اين قسمتها به كار مي رود را كنترل مي كند.

از طريق سيگنالهاي BREV~,BFOR~ يك يا چند موتور تسمه نقاله براي حركت در جهت نرمال (FoRward) و يا در جهت معكوس (Reverse) فعالي مي شوند و اگر هر دو سيگنال غير فعال شوند تسمه نقاله متوقف خواهد شد. سيگنالهاي كنترلي (GEON,GEON~) (به ترتيب لاجيك LOW و لاجيك High) در سيستم كنترل توليد اشعه X در قسمت مواد
X-RAY را عملي مي سازد. به دلايل حفاظتي و امنيتي سيگنالها با سطوح مختلف لاجيك فعال كننده استفاده مي شود تا از تشعشع اشعه X نا خواسته اجتناب شود. مثلاً در سيستم هاي جديدتر مولد X-RAY، سيستم كنترل 2 نقطه، عمل متفاوت به وسيله سيگنالهاي API/2 مي تواند انتخاب نمايد.

بطور مثال: مثلاً 2 هاي تنشن مختلف و 2 لامپ جريان مختلف، كه ميزان نفوذ متفاوتي را دارا باشند. سيستم توليد X-RAY كه به سيستم تشخيص كاملي مجهز شده پارامترهاي اصلي از قبيل high tension و جريان گرم كننده و غيره را وصل مي كند. بعلاوه ولتاژ اصلي يعني مقادير ولتاژ DC از طريق خروجي آنالوگ سيستم مولد,ACTUAL VALUES) (GENERATOR, AVG به سيستم توليد تصوير وصل مي شود. اين عمل بوسيله سيستم كنترل با ظاهر كردن 3 بيت كد بد عنوان

آدرس مد انجام مي شود. سيستم توليد تصوير تبديل A/D مقادير ولتاژ انجام مي دهد و در نهايت مخابره اطلاعات مشاهده شده را به سيستم كنترل جهت ارزيابي به عهده دارد. سيستم توليد تصوير از طريق يك لينك ارتباطي دو طرفه (LINK IN/LINK OUT) به سيستم كنترل متصل مي شود. از طريق لينك ارتباطي (LINK IN/LINK OUT) اطلاعات منتقل مي شود و برنامه اي علمي سيستم توليد تصوير كنترل مي شود:

پس از روشن كردن سيستم، برنامه هاي اجرائي و برنامه هاي براي پردازش تصوير ديجيتال از سيستم كنترل به سيستم توليد تصوير انتقال داده مي شود.
كمي قبل از مرور (SCANNING) يا جاروب شييء (موقع پرس كردن كليد (CO) يا عمل كردن چشم الكترونيكي) سيستم توليد تصوير از طريق يك فرمان مناسب، براي اندازه گيري و ذخيره حداكثر و حداقل ولتاژ هاي آنالوگ خروجي از دتكتورهاي X-RAY را به مقادير ديجيتال تبديل مي كند و آنها را در حافظه ويدئو ذخيره مي كند، بعد از مقادير ديجيتال تصوير، اين مقادير در فرم پيكسل هاي

(Pixels) مختلف رنگ و چگالي روي صفحه مانيتور نمايش داده مي شود. نمايش، همزمان با ذخيره مقادير ديجيتال در حافظه انجام مي شود.

براي نمايش موضوع روي صفحه مانيتور، سيستم كنترل كد كاراكتر هاي مناسب مي فرستد و كاراكترهاي موقعيت در شكل آدرس سطر و ستون مي فرستد.- وقتي كه اپراتور ها براي ارزيابي تصوير از توابع مختلف تصوير از قبيل ZOOM، Hi-CAT، VARI-CAT، (در قسمت نرم افزاري شرح داده خواهد شد) استفاده مي كنند فرمانهاي كنترل مخصوص و اطلاعات لازمه توسط سيستم كنترل براي تغيير در شكل نمايش مطابق با آنچه كه اپراتور خواسته است فرستاده مي شود.
سيستم توليد تصوير، با دانستنيهاي بدست آمده توسط فرمان كنترلي كه سيستم كنترل صادر مي شود به برنامه هاش تشخيصي بدست آمده دست مي آيد. لذا اطلاعات بدست آمده مي تواند بوسيله سيستم كنترل به قسمتهاي مختلف هدايت شود.

5-1-3 سيستم تسمه نقاله
سيستم تسمه نقاله متناسب با اندازه تونل بازرسي (كه خود متناسب به حجم و وزن اجسام مورد بازرسي است) مي تواند با درام موتور (drum motors) يا Cjim motors تك يا سه فاز راه اندازي شود و در همين راستا از سيستمهاي كنترل موتور متفاوت، از قبيل مدارهاي ارتباطي متنوع، رله

هاي نيمه عادي، مبدلهاي فركانسي، مدارهاي كنتاكتور معكوس و غيره، بر حسب قدرت موتور ها به كار برده مي شوند. وقتي تسمه نقاله حركت مي كند يك وسيله مكانيكي كه براي توليد پالس الكترونيكي استفاده مي شود وMotion Pick up (مبدل حركت به جريان الكتريكي) ناميده مي شود با توليد سيگنالي كه WGCLK مي ناميم سيستم تسمه نقاله را كامل مي كند. ابتدا توضيح در اينجا در مورد Montion Pick up مي دهيم. Montion Pick up وسيله مكانيكي است كه با حر

كت تسمه نقاله، چرخ دنده اي دارد كه متناسب با سرعت تسمه نقاله يك پالس الكتريكي توليد
مي كند كه اين پالس پهنائي دارد كه تغيير سرعت تسمه نقاله كم و زياد مي شود و اگر سرعت تسمه نقاله خيلي كند شود فرمان قطع حركت تسمه را صادر مي كند زيرا سرعت كم تسمه نقاله نشانه سنگين شدن تسمه نقاله است و دقيقاً كار اصلي Motion Pick up هم همين است كه وقتي بار بيش از حد مجاز روي تسمه را مي گيرد اجازه حركت به تسمه را نمي دهد. (در اين دستگاه مورد بررسي حداكثر بار مجاز Kg150 است كه بيشتر از آن باعث قطع تسمه و متعاقب آن قطع اشعه مي باشد).

سيگنال ساعت WGCLK كه قبلاً ذكر شد فركانسي دارد كه متناسب با سرعت تسمه نقاله است مثلاً مسافت پوشيده بوسيله تسمه نقاله مي تواند به وسيله شمارش پالسها محاسبه شود. لذا شروع و مدت تشعشع اشعة X براي يك قطعه شيء كه به وسيله چشمهاي الكترونيكي انجام مي شود محاسبه مي شود. در كنار آن، اگر به هر دليلي تسمه متوقف شود (در حالي كه همه شيء هنوز Scan نشده است) وقتي حركت دوباره انجام مي شود در تصوير هيچ گونه اختلالي نخواهد بود و پردازش تصوير بدون انقطاع را در آن خواهد داشت و محاسبات ذكر شده در بالا هم با اين توقف ها نيمه تمام نخواهد ماند و با حركت دوباره خواهد يافت و به نتيجه خواهد رسيد.
اين سيستم تسمه نقاله مي تواند در مواقع اضطراري كه مشكل پيش آيد خاموش شود. اين عيبها ممكن است در موتور يا خود سيستم تسمه باشد كه در اين صورت فوراً اشعه متوقف خواهد شد همچنين سيگنالي از طريق Mpcu در سيستم كنترل براي آن ‌ارسال مي شود كه مي تواند جهت حركت را معين كند DIR F/~R (F~ براي حركت در جهت اصلي و R~ براي در جهت معكوس)
6-1-3 سيستم توليد اشعة X

اين سيستم بوسيله سيستم كنترل فعال مي شود و يك شعاع X-RAY، به شكل
Fan-shaped مي سازد كه براي نمايش اجسام تحت بازرسي لازم است. اين قسمت مهمترين module در كل سيستم، همراه با برد كنترل مولد اشعة X مي باشد و اين قسمت جداي از تمام قسمتهاي ديگر اين دستگاه داراي پاورسوپلاي جداگانه مي باشد و قسمتهاي كنترلي و حفاظتي آن بيشتر از ساير قسمتها مي باشد.

به مجرد اينكه سيستم توليد X-RAY در قسمت مولد اشعة X خود high tension را توليد كرد سيگنال X-RAY ON~ (يك سيگنال كه منبع را فعال مي كند) X-RAY ON2~ (يك سيگنال ديگر كه اشعه را فعال مي كند) براي عبور جريان آند فعال مي كند (رويO Log) سيستم كنترل تشعشع اشعه X را از طريق سيگنال X-RAY ON~ روي كي برد كنترل مي كند. هر دو سيگنال فوق براي تشخيص بهتر به ما كمك مي كنند.

7-1-3 سيستم توليد تصوير
بوسيله خطوط آشكار ساز، سيستم توليد اشعه اي را كه از جنس نور است و جذب جسم تحت Scan (جاروب) نمي شود را به مقادير ولتاژ الكتريكي، كه براي توليد تصوير هاي بعدي به صورت w/b (سياه و سفيد) و تصويرهاي ويدئوئي رنگي لازم است، تبديل
مي كند و مقادير الكتريكي يعني ولتاژ هاي (آنالوگ) تبديل به مقادير ديجيتال مي شوند و به قسمت پردازش تصوير ارسال مي شوند. سيستم پردازش تصوير تك تك تصويرهاي ذخيره شده در حافظه را به هم مي پيوندد و براي توسعه توانايي تشخيص و راهنمايي اپراتور جهت ارزيابي تصوير X-RAY مي تواند آن را مجدداً تك تك نمايش دهد. سيستم توليد تصوير در مورد ورود اشياء خطرناك (مواد منفجره) به داخل تونل در داخل تصوير X-RAY بوسيله Hi-top فراهم مي شود. تصوير X-RAY بصورت ديجيتال بوسيله يك سيستم DIG IRE C(Digital Recording) مقادير آنالوگ را به مقادير

ديجيتال تبديل كرده و براي تشخيص هاي نهائي به واحد چك مجدد recheck unit مي فرستد كه ار طريق LINK IN/LINK OUT اي

ار انجام مي شود. (البته قسمت ذكر شده اخير در دستگاه مورد بررسي ما وجود ندارد).
تااينجا شرح كلي و مختصري درمورد قسمتهاي هفت گانه X-RAY مطرح شد ازاين‌به بعد سعي خواهد شد كه با توجه به مدارات و از روي نقشه هاي موجود به شرح اين قسمت ها و همچنين طريقه ارتباط و فرمان گيري آنها از قلب سيستم يعني همان سيستم كنترل (Control system) پرداخته شود و فرمانهاي كنترلي كه از طريق اين سيستم جهت كارهاي مختلف اعمال و ارسال مي شود بررسي مي گردد. البته سيستم مورد بررسي، دستگاه X-RAY مدل هايمن ساخت كشور آلمان است كه سعي شده چند مدلي را كه فقط از نظر حجم با يكديگر متفات اند و در اكثر قسمتها مشترك اند بررسي و تجزيه و تحليل شود.

2-3- سيستم سوئيچهاي اصلي Main switching system
اين سيستم بصورت جامع در نقشه صفحه بعد نشان داده شده است. براساس نياز و تقاضاي برق موتور تسمه نقالة سيستم Hi-SCAN برق ورودي تك فاز يا سه فاز فراهم مي كند.
برق ورودي اصلي با تلرانس %10‌t‌%15‌- را بدون تثبيت كننده هاي ولتاژ (Stablizer) يا ترانسفورماتورهاي ورودي را قبول مي كند و اگر تثبيت كننده ولتاژ داشته باشيم تلرانس هم مشكلي به وجود نخواهد آورد.

1-2-3 مدار Fan unit , Power-on
كنتاكتورهاي Power-on در ولتاژ يا VAC 24 وارد عمل مي شوند. ولتاژ اصلي يا VAC 24 در ترانسفورمر اصلي كه در نقشه با Main TRAFO نمايش داده شد، مي باشد كه از طريق سوئيچهائي به مصرف كننده مي رسد اين سوئيچها (كليدها) عبارتند از:
يك يا چند سوئيچ اضطراري ((S) Emerency stop) كه روي صفحه كليد (كي برد)‌و روي محفظه روي تسمه نقاله (system housing) و كنار سيستم براي خاموش و روشن كردن اضطراري قرار گرفته اند.

سوئيچهاي حرارتي موتور (رله حرارتي) (Motor thermo switches) كه روي موتور تسمه نقاله قرار داده مي شوند و در حالتي كه درجه حرارت بيش از حد (over temperature) شود عمل كرده و مدار را قطع مي كند.
سوئيچهاي حفاظتي (mtertock switches): كليدها (سوئيچهاي) حفاظتي، خارجي است كه در قسمت درب هاي جانبي بكار رفته و تا آنها بسته نشوند و سيستم از لحاظ نفوذ اشعه به بيرون ايمن نباشد نمي گذارد سيستم on شود وقتي Key switch را وصل كنيم در نقشه كنتاكتور اصلي (Main contantor) فعال مي شود و از طريق اين كنتاتور VAC 24 به قسمتهاي زير منتقل مي شود.
قبل از بردن نام قسمتهايي كه از طريق اين كنتور برق VAC 24 را مي گيرند بايد گفت كه از طريق يك كنتاكت خود نگهدار Power-on Keys پل مي شود (يعني اين كليد در اين مورد از مدار خارج مي شود) و جهت ماژولها و ديگر قسمتها از طريق كنتاكتور هاي ديگر استفاده مي گردد، حال قسمتهايي كه قرار بود ذكر شود.

پاور سيستم Power system
سيستم كنترل control system
سيستم توليد تصوير image generating system
سيستم تسمه نقاله converyor system كه بسته به نوع از تك فاز يا سه فاز استفاده شده باشد.

و در سيستم هاي قديمي تر كه از Fan unit براي خنك كردن كنترل مواد در قسمت توليد X-RAY (فقط) استفاده مي شده است.
3-3- سيستم تغذيه Power system
توضيحات زير بلوك دياگرام صفحه بعد را تشريح مي كند.
1-3-3- توليد ولتاژ run-tim meter , DC
ولتاژ اصلي كه از سيستم سوئيچهاي اصلي مي آيد به (Power supply) وارد مي شود سپس در اينجا ولتاژ هاي كه تثبيت شده است، ساخته مي شود و براي همه ماژولها به جزء سيستم توليد اشعة X و خط آشكار ساز الكترونيكي در سيستم توليد تصوير استفاده مي شود.
(زيرا در قسمت هاي توليد اشعة X به ولتاژ هاي يعني High voltage نياز است كه توسط منابع تغذيه خودش توليد مي شود). سيگنال خروجي Power Good~ كه به كنترل سيستم وصل مي شود و خط آشكار ساز را شامل نمي شود)
براي نمايش روي صفحه، 4 ولتاژ مذكور روي ماژول DCDC مي رود و از آن ولتاژهاي به وسيله اين ماژول توليد مي شود خروجي DCDC جهت ولتاژ هاي ديجيتال بردها استفاده مي شود از طرفي به time meter run هم وصل مي شود.
2-3-3- كليد روشن سيستم توليد X-RAY و نمايشگر X-RAY
Power on X-RAY generating system and X-RAY indicator
منبع برق اصلي براي سيستم مولد X-RAY (Main supply X-RAY) از طريق دومين كنتاكت مي‌تواند عمل كند.

(Main contactor) اين كنتاتور فقط وقتي مي تواند عمل كند كه همه سوئيچهاي
inter lock در قسمتهاي قابل حركت (ماند دربها) بسته باشند. لذا توليد X-RAY با وجود نقص در هر كدام از قسمتها انجام نخواهد شد. اگر يك لامپ نشان دهندة جريان LAMP CURRENT MONITOR LCC يا ماژول PI با كنتاكت رله اي كه با سوئيچهاي inter lock سري است، بسته شود تا كنتاتور فعال شود آن وقت ولتاژ 12VDC از پاور سوپلاي (PS) به آن اعمال مي شود و مسير اين لامپ نشان دهندة جريان كامل مي شود. فعاليت (فعال شدن) كنتاتور از طريق دوين كنتاكت سوئيچ Power on انجام مي گردد. اگر سيستم با نمايشگرهاي

X-RAY on مجهز شود، اين نمايشگر روي صفحه كليد سوار مي شود، سيگنالهاي كنترلي
X-RAY مجهز شود، اين نمايشگر روي صفحه كليد سوار مي شود، سيگنالهاي كنترلي
X-RAY on براي فعال شدن high tension , X-RAY on2 براي ساطع كردن اشعة X در نظر گرفته شده است ماژولهاي LCC و برد رله يا كنترل موتور 220V نياز دارند كه در سيستمهاي جديدتر ماژول PI براي اين نمايشگرها 24V نياز مي باشد.

4-3- سيستم چشم الكترونيكي Lightbarrir system
سيستم Hi-SCAN با مادر برد 8 (نام آن است) هم مي توانند با چشماي الكترونيكي انعكاسي مجهز شوند و هم با چشمهاي الكترونيكي فرستنده . گيرنده تجهيز گردند. در اينجا هر دو نوع را مورد بررسي قرار مي دهيم. شكلهاي صفحه بعد مورد بررسي قرار مي گيرند سيستمها معمولاً با دو چشم الكترونيكي انعكاسي يا گيرنده يا فرستنده، كه در ورودي تونل بازرسي استفاده مي گردند به علاوه آن يك جفت چشم انعكاسي يا گيرنده/فرستنده در وسط تونل بازرسي بلافاصله قبل از اشعة X قرار گرفته است. در نقشه مربوط به چشم هاي انعكاسي دراول تونل (LSIA, LSIB) و و سط تونل (LS21A,LS2.1B) قرار دارد كه شيئي كه به تونل بازرسي وارد مي شود را آشكار مي كند (و در همين زمان است كه توليد اشعه فعال مي شود) و زمان شروع خوردن اشعه به شيئي را تعيين مي كند (كه در اين زمان اشعه تابيده مي شود).

حال اگر سيستم به بازرسي در جهت معكوس هم مجهز باشد 2 جفت چشم الكترونيكي ديگر هم به آن اضافه مي شود كه چنانچه در نقشه مشخصي است در آخر تونل دو چشم LS3A. LS3B مي باشد و دو چشم انعكاسي نيز در وسط تونل بلافاصله بعد از اشعه هستند كه LA2.2A, LS2.2B مي باشند كه هر كدام از اينها توسط فرمانهائي كه از سيستم كنترل مي گيرند فعال مي شوند و كار محوله را انجام مي دهند.

در اين نوع چشم الكترونيكي، 1 كانال چشم الكترونيكي شامل يك منبع نور مادون قرمز و يك گيرنده مادون قرمز است و روبروي آن يك رفلكتور نصب شده است لذا به صورت بسيار مطمئن هر دو نوع شيئي مسطح و غيرمسطح را به وسيله دو چشم الكترونيكي كه روي يكديگر (يكي بالاي ديگري) سوار شده است و به صورت پارالل وصل شده اند (جهت اينكه اشياء ريز و درشت را ببينند) آشكار مي شود.

حال در مورد چشم الكترونيكي با گيرنده و فرستنده مجزا بايد گفته كه چنانچه در نقشه صفحه قبل پيداست مانند حالت قبل چشم هاي اول تونل LBR2, LS12LBT2 و در وسط تونل LS2.1 و براي سيستمهاي كه در دو جهت بازرسي را انجام مي دهند چشمهاي LS3 در آخر تونل و LS2.2 هم در وسط تونل و بلافاصله بعد از اشعة X قرار گرفته اند ديودهاي فرستنده (LBT) در هر قسمت داراي 2 فرستنده و در سمت ديگر ديودهاي گيرنده (LBR) داراي 2 گيرنده مي باشند كه روي يكديگر سوار شده اند و به صورت قابل اعتمادي قابليت آشكار سازي اشيا را دارند. بردهاي گيرنده يك AGC (كنترل بهره اتوماتيك) جهت جبران تضعيف سيگنال بر اثر كثيفي دارند.

جهت خواني، برد فرستنده سيگنالهاي SYNC , CLK توليد مي كند و بردهاي گيرنده هم همين پالس را دريافت مي كنند. همة بردهاي فرستنده و گيرنده از طريق كابلهاي ريبان مانند به صورت موازي به هم متصل هستند. نتيجه ارتباط بين خروجي سيگنال و آشكارسازي چشم الكترونيكي در زير آمده است:

در نقشة چشم الكترونيكي فرستنده/ گيرنده يك سيگنال ديگر ديده مي شود كه lerror ~ مي باشد و همه گيرنده ها به طور مشترك دارند و در موقعي كه هيچ دريافتي از چشمها نداشته اين سيگنال فعال مي شود. (در هنگام چشم الكترونيكي). براي موارد تست، سيستم كنترل سيگنال ديجيتال را ايجاد مي كند. در اين زمان همه بردهاي گيرنده خاموش مي شوند و وقفه اي براي چشم الكترونيكي شبيه سازي مي شود. براين اساس همة سيگنالهاي خروجي چشم هاي الكترونيكي LS1~ … LS3~ فعال مي شوند. در ضمن كار LS2.1 به جز مورد ذكر شده در بالا موارد زير هم مي باشد.

1- تصوير در صفحه حركت مي كند.
2- پس از خروجي شيئي از تونل تصوير متوقف مي گردد.
3- در ضمن روشن كردن سيستم تونل بازرسي را تخليه مي كند.

5-3-سيستم كنترل Control system
اين قسمت قلب دستگاه هايمن مي باشد كه تمام فرامين از اين طريق صادر مي شود و كليه قسمتها را تحت كنترل خواهد داشت. اين سيستم در حالت كامل خود را از قسمتهاي زير تشكيل شده است.
ميكروپروسسور (80186 اينتل) يا MPCU3 (واحد كنترل قابل برنامه ريزي)
صفحه كليد (Keyborad) SAT1 با المانهاي كنترلي و نمايش دهنده
كليد پايي (foot mat switch)
سوئيچ دستي Hi-TOP hand switch Hi- TOP
علامت گذاري چمدان با چراغ يا زنگ
چمدان شمار با/ بدون اينترفيس
اين چهار قسمت در سيستم خريداري شده ما وجود ندارد

تمام سيگنالهاي ورودي و خروجي مستقيماً به MPCU3 (ميكروپروسسور) متصل هستند سيگنال سري WGCLK، لينك سري اطلاعات به ترمينال خارجي (اينترفيس RS232C) به صورت سري هستند و اتصال يك لينك دو طرفه LINK IN/ LINK OUT براي توليد تصوير به لينك اينترفيس به صورت موازي وصل هستند. داراي يك باطري back- up (پشتيباني) جهت چيپ حافظه (Read time clock) RTC , RAM مي باشد كه در واقع برق رفتگي، بدون تغيير باقي بمانند و داراي يك هارد EEPROM است كه در اين حافظه حتي با قطع شدن باطري back- up نيز اطلاعات بدون تغيير باقي مي ماند.

1-5-3- كي برد (Keyboard) يا صفحه كليد SAT1
صفحه كليد به ميكروپروسسور مخصوص خودش مجهز شده است و البته به لوازم جانبي هم تجهيز شده است. اطلاعات از صفحه كليد به صورت كد به قسمت كنترل MPCU3 فرستاده مي شود و اطلاعات لازم براي كنترل المانهاي نمايشي كه روي صفحه كليد قرار دارند به وسيله MPCU3 صادر شده و در صفحه كليد SAT1 دي كد (آشكار) مي شود. اين رد و بدل شدن اطلاعات از طريق خط اطلاعات سري –RXDA , -TXDA انجام مي شود.

MPCU3 انتقال سري اطلاعات را (كه يك سري كد هستند) از طريق فرماني كه به وسيله كابل كي برد به آن برده مي شود انجام مي دهند. اگر در اين امكان كابل ارتباطي بين MPCU3 و كي برد SAT.1 نقصي وجود داشته باشد با يك پيغام مخصوص روي صفحه اين نقص را اعلام مي كند.
به دلايل حفاظتي، يكي از دو نمايش دهنده X-RAY روي صفحه كليد از طريق MPCU3 كنترل نمي شود، بلكه مستقيماً از طريق سيگنال در سيستم X-RAY كنترل مي شود.

2-5-3- سوئيچ سرويس service switch
سيگنال MENU LOCK (+Service) به صورت دستي به وسيله سوئيچ سرويس كه روي ماژول DCDC سوار شده است اعمال مي شود. در حالت فعال log 1 منوي اصلي را نمي توان روي صفحه آورد. با اين سوئيچ بوت سيستم صورت مي گيرد.

3-5-3- سوئيچ پايي Foot mat Switch
به دلايل امنيتي اين سوئيچ استفاده مي شود و اپراتور هنگام استفاده از اين سوئيچ سيگنال Fswitch C را فعال مي كند. بدون فعال كردن سيگنال مذكور نه موتور تسمه نقاله و نه ساطع كردن اشعه X نمي تواند فعال شود.
4-5-3- سوئيچ دستي Hi- Top
براي داخل كردن اشيا خطرناك (مواد منفجره) به داخل تصوير X-RAY براي مقاصد آموزشي، از اين سيستم استفاده مي شود و در اين مورد سيگنال HT switch را وصل مي كند.