X射线安全检测技术及其发展

摘 要： X射线技术被广泛应用于机场、海关等交通运输领域，用来检查违禁品以保证公共安全。其中，双能X射线能够对物体进行物质分类识别，提高了检测的准确性。国内相关公司在X射线检测领域进行了重要的专利布局，对双能X射线透射等技术进行了大力研发。

关键词：X射线，双能，安检

中图分类号：N04；TL816；O434.1 文献标识码：A 文章编号：1673-8578（2014）S1-0050-02

Patent Analysis of Domestic Companies on Xray Security Inspection

CHEN Xijie

Abstract： Security inspection is an important means for checking contraband goods in the transportation area such as airport， customs etc. Xray technology is widely used in the aforesaid security inspection. The use of dual energy Xray， which can identify goods according to the classification of substances， improves the accuracy of the detection. Relevant domestic companies led by nuctech company limited conducted significant patent study in the Xray detection area and developed the dual energy xray technology in depth.

Keywords： Xray， dualenergy， security inspection

收稿日期：2014-06-28

作者简介：陈喜杰（1983—），男，河北邢台人，专利审查员，硕士，主要从事光电领域的专利审查。通信方式：chenxijie@sipo.gov.cn。

一 X射线检测技术

X射线是波长介于紫外线和γ射线之间的电磁辐射，其波长约为（20～0.06）×10-8cm之间。X射线由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线。X射线具有很高的穿透性，因此可以利用X射线穿过被检测物体进行测量。

单能X射线透射检测技术是最常用、应用范围最广的安全检测技术。单能X射线透射检测技术采用单能量的X射线束作为辐射源对检测物体进行逐层穿透，采用线性阵列探测器测量穿透检测物体后的辐射量，最终对每层进行重构得到被检测物体的二维图像。但是使用单能X射线得到的图像只有像素灰度信息，而像素灰度只是质量的函数，透射图像不包含密度信息和材料信息，容易受到射线路径上重叠物品的干扰。当违禁品体积较小且隐藏在有效原子数较大的物体里面时，就无法进行有效识别，其检测精度不能满足安全检查的需求[1]。

双能X射线透射技术是使用两种能谱不同的X射线穿透被检测物体，对输出信号的差异进行处理后，得到被检测物体的原子序数信息。在双能量模式下，同一原子序数的物质对低能和高能X射线的衰减程度是不同的，通过事先建立每种材料的α（αH，αLαH）曲线，对双能X射线的高能、低能两个不同吸收系数进行测量计算，再与上述α曲线进行对比就可以确定被检测物体的材料种类，从而实现物质识别[2]。

二 国内公司的专利申请状况

国内生产和研究X射线检测设备主要有两大公司：同方威视技术股份有限公司和北京中盾安民分析技术有限公司。其中同方威视在2004—2009年间申请量大幅度增加，这主要得益于其在双能X射线透射技术上的大力研发。随着近两年国内各种恐怖暴力活动频发，国内安检的需求量逐渐增加，并且对安检质量有了进一步的要求，相信在未来几年，X射线安检技术国内专利申请量增长会再次提速。

同方威视申请的相关专利中以发明专利为主，占到总量的63%，其中已审结的发明专利中授权件数为81件，授权率为84%（见图1），足以看出同方威视申请的专利具有较高的质量。发明专利申请中有60件有其他国家或地区的同族申请，超过50%，这和同方威视的海外业务相关联，为了在海外贸易中站稳脚跟，避免与国外公司的知识产权纠纷，同方威视努力扩大自己的专利版图，将专利的触角伸向多个国家和地区。

图1 同方威视X射线专利申请分析

三 同方威视重要的双能X射线专利分析

在同方威视申请的专利中，双能X射线相关的有33件，其中多个涉及双能X射线领域非常重要的技术。

以同方威视ZL200710177405.2授权专利为例。该授权专利保护一种物质识别方法和设备，其用高、低双能X射线透射被检物体，获得高、低能透射图像；对每个像素，计算高能透明度的第一函数值和高能透明度和低能透明度的第二函数值；采用分类曲线，分类识别物质类型，并彩色化显示，实现了双能大型货物检查系统应用的突破。由于采用高低能双X射线透射技术和彩色化显示，该方法具有很好的材料分辨效果和显示效果，能够获得被检查物体的透射图像和材料信息，可识别爆炸物、毒品等危禁品，有效提高集装箱安全检查能力[3]。该专利申请在中国（CN101435783B）、英国（GB2454782B）、日本（JP4806441B2）、美国（US8290230B2）、澳大利亚（AU2008243199B）、俄罗斯（RU2396550C1）均被授予专利权。并且授权权利要求的保护范围都比较大，属于双能X射线透射检测技术领域非常有分量的专利。

四 结 语

双能X射线是安全检查领域最重要的手段，国内安检设备市场广阔，以同方威视技术股份有限公司为首的国内X射线安检设备公司在国内外申请了大量相关专利，在一定程度上对国外大公司形成对峙，有效地保护了自己的海内外市场。但是国内公司仅同方威视形成了一定规模，其他公司的专利申请量和拥有量还比较低，难以形成有利的战略联盟共同对抗海外企业。建议国内X射线安检设备公司加大科研投入，提高创新能力，加强手中的知识产权盾牌。