芻議X 射線安檢儀的常見故障診斷

胡 瑞，吳 峰

（湖北機場集團武漢天河國際機場，湖北武漢 430302）

1 X 射線安檢儀的基本概念

X 射線安檢儀是借助于輸送帶將被檢查行李送入到X 射線檢查通道，通過X 射線來完成相關(guān)檢查工作的電子設(shè)備。X 射線安檢儀主要是由X 射線機、射線探測箱以及圖像處理系統(tǒng)這三大部分構(gòu)成[1]。在運行過程中，X 射線機會先發(fā)出X 射線，這些射線在透過待檢箱包之后，探測箱上就會形成相應(yīng)的透視圖。

工作原理如圖1 所示：在待檢行李進入X 射線檢查通道之后，將會對光障信號形成一定的阻擋，這些信號會被傳送至控制單元當中。之后系統(tǒng)的射線源將會被觸發(fā)、主動發(fā)射出X 射線，它可以穿透傳送帶的行李物品，落入雙能量探測器。這束X 射線經(jīng)過準直器后，呈扇形分布。半導(dǎo)體探測器則會將接收到的X 射線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌ζ溥M行量化處理，最終通過串行總線被傳送至圖像處理系統(tǒng)進行相應(yīng)的處理。在計算機系統(tǒng)當中，這些信息會經(jīng)過復(fù)雜的運算和成像處理，最終呈現(xiàn)出來的是高質(zhì)量的圖像[2]。

圖1 工作原理

在經(jīng)過X 射線安檢儀的檢測之后，透視圖當中就可以展示出待檢行李當中的違規(guī)違禁物品，幫助工作人員進行針對性的排查（圖2）。

圖2 實物圖與X 射線安檢儀過包圖的對比

成像方法主要有3 種：

1.1 單能X 射線法

單能X 射線成像主要是基于不同X 射線的衰減系數(shù)來對不同的物質(zhì)和材料進行區(qū)分的。對于大面積有效原子序列材料如金屬材料，單能X 射線法的成像較為清晰，但是對于那些吸收材料系數(shù)比較接近的物品如炸藥，這種方法難以檢測出來，整體探測能力有限。

1.2 雙能X 射線法

在使用雙能X 射線法進行檢測的時候，可以獲得原子序數(shù)材料被撿取信息，通過這種方式可以實現(xiàn)無機物與有機物之間的相互分離。例如在行李安檢過程中，雙能X 射線法可以將其中的玻璃等無機物質(zhì)分離出來，使檢測結(jié)果更加有效和準確。

1.3 X 射線背散射法

在攜帶違規(guī)違禁物品的時候，人們會將其隱藏在行李箱的夾層和暗格當中。為了將這些位置的違禁品檢測出來，出現(xiàn)了X射線背散射成像法。這種方法可以通過對X 光子康普頓散射信號進行探測來發(fā)現(xiàn)行李當中的違禁物品，尤其是對于那些密度高、放置位置隱蔽的違禁物品，這種方法有較好的檢查效果。與上述兩種檢查方法相比，X 射線背散射法的信息獲取過程更為豐富和靈敏，檢查的準確率也更高。

2 X 射線安檢儀常見故障診斷

2.1 典型故障現(xiàn)象的初步判斷

X 射線安檢儀發(fā)生故障后，技術(shù)人員可以根據(jù)典型的故障現(xiàn)象形成初步診斷。部分X 射線安檢儀還配有測試軟件和故障代碼，這也可以幫助技術(shù)人員更快速和更準確地對故障進行判斷。

X 射線安檢儀在使用過程中的經(jīng)常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，除了黑屏以外還有以下6 種。

（1）X 射線不發(fā)射。該故障可能與射線控制和射線產(chǎn)生系統(tǒng)有關(guān)，對于這一故障，技術(shù)人員要觀察X 射線安檢儀的連接電源、啟動開關(guān)和應(yīng)急開關(guān)，同時檢查保險絲和探測器的信號。如果仍然無法找到故障源的話，可以嘗試人工發(fā)射，同時還要對測試點的電壓進行測量。

（2）系統(tǒng)無法完成正常掃描。該故障涉及到的系統(tǒng)模塊主要是射線產(chǎn)生和圖像處理，對于這一故障，技術(shù)人員要想觀察探測器的信號是否發(fā)生了偏離或者是否處于無反應(yīng)的狀態(tài)，然后進行相應(yīng)的處理。

（3）X 射線安檢儀出現(xiàn)死機、在開機之后無法進入系統(tǒng)或無法正常關(guān)機。這涉及到計算機系統(tǒng)，對于這一故障，技術(shù)人員要通過重裝系統(tǒng)和更換硬盤的方式來進行解決。

（4）在X 射線接通之后。X 射線安檢儀不產(chǎn)生相應(yīng)的電壓或者電流，這涉及到了線路系統(tǒng)。對于這一故障，技術(shù)人員要對射線控制系統(tǒng)進行檢查，同時觀察射線產(chǎn)生部分之間的線路是否出現(xiàn)問題。

（5）圖像質(zhì)量比較差。這與X 射線安檢儀的圖像處理系統(tǒng)和射線產(chǎn)生系統(tǒng)有關(guān)，在出現(xiàn)這一故障時，技術(shù)人員要先對探測器的信號進行調(diào)試，之后再對圖像處理板進行調(diào)試，并對設(shè)備進行初始化測試。

（6）傳送帶無法正常工作。這通常是皮帶機出現(xiàn)故障，在對這一故障進行處理的時候，技術(shù)人員首先要對傳送帶的保護開關(guān)進行檢查，同時觀察X 射線安檢儀開機自測過程當中計算機環(huán)節(jié)是否停止響應(yīng)、電機是否出現(xiàn)了過熱保護的動作。

2.2 故障率高和易接近的部位進行判斷

在X 射線安檢儀使用過程中，黑屏是一個故障率最高的問題。在其進行判斷時，一方面要檢查顯示器和接線，在確定是該故障引起黑屏問題之后，依次檢查鍵盤指示燈、輸入電源、接口板、急停、PC（個人計算機）、鍵盤、聯(lián)動開關(guān)以及電機保護裝置，確定故障發(fā)生的位置和原因。另一方面，要判斷是否是因為PC未進入系統(tǒng)而出現(xiàn)黑屏問題。在確定故障類型之后，要先檢查PC 是否上電，然后依次檢查PC、鍵盤、聯(lián)動開關(guān)以及電機保護裝置，確定具體的故障并進行維修（圖3）。

圖3 黑屏故障的診斷流程

2.3 設(shè)備啟動環(huán)節(jié)進行判斷

如果X 射線安檢儀出現(xiàn)多部件性能故障現(xiàn)象的話，在故障診斷的時候需要以設(shè)備說明書、系統(tǒng)原理圖以及設(shè)備驅(qū)動流程作為依據(jù)，基于設(shè)備的啟動環(huán)節(jié)來對故障進行判斷，對系統(tǒng)原理圖中各個環(huán)節(jié)的設(shè)備進行逐項檢查（圖4）。

圖4 供電環(huán)節(jié)基本檢查步驟

3 結(jié)束語

綜上所述，X 射線安檢儀技術(shù)正在不斷發(fā)展與創(chuàng)新，X 射線安檢儀的功能也變得越來越完善，技術(shù)人員和維修人員都要不斷學習，能夠掌握各種新設(shè)備的原理，學習更多的故障診斷經(jīng)驗。面對X 射線安檢儀常見故障，可以基于典型故障現(xiàn)象、基于故障率高的部位以及基于設(shè)備啟動環(huán)節(jié)進行判斷。