我們日常生活中能接觸到哪些安檢設備？它們是什麼原理？

12-02

自問自答，源於我寫過的一個介紹安檢的約稿文章，雜誌是《科學FANS》，主要讀者是中學生，所以寫的比較簡單。編輯改得比較多，我就和他們商量了下，可以把原文發在知乎上。
我刪減了賣萌的部分，重點介紹技術原理。
對了，他們是通過知乎聯繫到我的，在這裡特別感謝知乎給我的這個機會。
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我們身邊的安檢

（圖片來源：http://cdn.feeyo.com/pic/20080805/200808050101038399.jpg）

一、安檢要「檢」什麼？我們這裡說的安檢主要指的是「防爆安檢」。防爆安檢的目的主要是防止將槍支、軍用或警用械具及其仿製品、爆炸物品、管制刀具、易燃易爆物品、腐蝕性物品、毒害品、放射性物品及其他危害安全的物品通過人身、物品、車輛、場地攜帶，造成爆炸或其他恐怖威脅。

二、盤點安檢設備
1. 「透視眼」X射線安檢儀

為什麼X射線安檢儀可以在不打開包裹的前提下看清其內部結構？
原理：X射線是比可見光波長還要短的一種電磁波，具有比可見光更強的穿透能力，甚至能夠穿透一定厚度的鋼板。當X射線穿過物品時，不同物質組成、不同密度和不同厚度的物品內部結構能夠不同程度地吸收X射線，密度、厚度越大，吸收射線越多；密度、厚度越小，吸收射線越少，所以從物品透射出來的射線強度就能夠反映出物品內部結構信息。

利用兩組探測器陣列，分別探測高能量和低能量射線信號，將高能與低能信號進行比對，就能夠獲得被檢物品的有效原子序數，從而區分出金屬、有機物和混合物三類物質。

注意：X射線安檢儀是靠X射線穿透力來進行物體識別，所以當把包包放入安檢儀的時候，會要求把筆記本電腦等物品從背包里拿出來單獨過X射線檢查。避免射線有可能穿不透或者圖像不清楚，並且電子器件的構造會干擾其他物品的判斷。

2. 金屬安全門

大部分的兇器和炸彈都或多或少地含有金屬（如雷管、刀具、彈殼等），金屬探測器是如何發現可疑人員身上的金屬物品的呢？
原理：金屬安全門能對通過的金屬物體產生報警，是由於兩側門板內裝有能發射和接收交變電磁場的感測器。金屬導電體受交變電磁場激勵時, 在金屬導電體中產生渦流電流, 而該電流又發射一個與原磁場頻率相同但方向相反的磁場, 金屬探測器就是通過檢測該渦流信號有無來發現附近是否存在金屬物。

3 「能捕捉炸藥氣味」的炸藥探測儀

炸藥粉末非常細小,極易吸附於任何物體的表面上。碰觸過大量炸藥的人的手及接觸過的物體表面都會不可避免地殘留一些粉末或顆粒。而單個顆粒即可能含有皮克級或更多的炸藥成分。通過用試紙擦拭待測物的表面，然後用儀器進行分析，就可以快速、準確地判斷痕量級別爆炸物的存在，並分析出爆炸物的種類。

原理：被測物質分子先要轉化成氣態形式，然後隨著空氣進入離子遷移管，在離子遷移管的離化區，空氣分子被電離並形成離子團，爆炸物分子與這些離子團相互作用形成新的分子離子團。當離子門打開時，這些分子離子團在電場的作用下進入遷移區並繼續在電場的作用下遷移前進。在遷移區中，分子離子團的遷移速度與其荷質比相關，因此不同的分子離子團到達位於遷移區末端的檢測器的時間各不相同，通過檢測來自檢測器的微弱脈衝電流及其到達時間，並將其與標準物質庫進行匹配，就可以判斷出物質的種類。

還有一個會聞「炸藥氣味」的「動物安檢專家」，那就是警犬了，雖然這是非常傳統的手段，但它是很有效的。只不過警犬比較難伺候，它興奮期短，易疲勞，氣候和環境都會影響到警犬的臨場發揮狀態。

4. 「裸檢」人體成像安檢儀金屬安全門只對金屬探測起作用，但對於人身攜帶的非金屬類的危險物品，比如陶瓷刀、塑性炸藥、液體炸藥、毒品等就「弱爆了」。人體成像安檢儀就是用來對付這些新型恐怖手段的武器。

在人體成像設備面前，人身上的衣服不見了，在人體輪廓的映襯下，人身上的錢幣、紐扣、鋼筆、鑰匙等物明顯可見。若藏匿手槍、炸彈、毒品等違禁物，更是一覽無餘。

人體成像技術目前有三種類別：X射線透視成像、X射線背散射成像、毫米波成像，我們來比較下這幾種技術：

目前最有潛力的人體成像普檢技術是毫米波技術和背散射技術，美國機場已開始使用這兩種技術的人體成像安檢門，但也帶來了不少麻煩：人體成像儀器就好比讓人「脫光」了衣服一樣，不僅會暴露生殖器官，還顯示出人的體形以及是否做過乳房切除手術、結腸手術、是否用導尿管，被公眾認為嚴重侵犯了隱私。美國機場表示安檢人員被安排在一個單獨房間中觀看人體掃描圖像，安檢人員看不到乘客本人。

X射線背散射成像：

（圖片來源：http://epaper.usqiaobao.com:81/qiaobao/html/2010-11/26/content_375398.htm）

毫米波成像：

（圖片來源：http://www.usqiaobao.com/2009-12/31/content_314171_6.htm）

（圖片來源: http://www.usqiaobao.com/2009-12/31/content_314171_7.htm）

三、安檢「Hold不住了」
恐怖手段就跟電腦病毒似的，他永遠是尋找一種能逃避你儀器檢查的方法。恐怖分子也會採用先進的技術，恐怖活動和反恐鬥爭又存在明顯的信息不對稱，想把所有恐怖活動阻截在外那是十分困難的。

未來安檢的趨勢：對於機場安檢， X射線檢測要能準確實現自動報警，人體成像安檢將逐漸取代金屬安全門，爆炸物檢測要求做到低誤報率的自動報警。對於大流量人群的場所，比如地鐵，要求檢查速度快、對被檢測物影響儘可能的小、不干擾用戶的正常活動，遠距離、非接觸，就能完成自動檢測。

四、「吐槽」安檢
1. 帶的盒飯經過X射線機掃描之後會不會變質了？
目前的X射線機基本是70-160千伏X射線發生器，被檢物品一次通過檢查時所接受的吸收劑量小於5μSv。1980年聯合國糧農組織、世界衛生組織、國際源子能機構組織的輻照食品衛生安全聯合專家委員會認為10kGy劑量對任何輻照食品是安全的。 5μSv VS 10kGy 可差遠了！http://www.zhihu.com/question/20052712/answer/13814514

2. 筆記本電腦過安檢機是否會對硬碟數據或硬體造成損壞？被檢物品一次通過檢查時所接受的吸收劑量小於5μSv, 符合ASA/ISO1600標準膠捲安全，對計算機存儲設備等半導體器件安全。 IAEA No.TS-R-1《放射性物質安全運輸條例》（2005年版）規定：
感光膠片運輸的安全劑量為100μSv。在常用的數據介質和電子學元器件中，晶體管對輻照較為敏感，輻射損傷的劑量閾值為10-20Gy，而目前的μSv的量級，幾乎可以忽略。 http://www.zhihu.com/question/19879336/answer/13263643

3. 每天都要把書包放進地鐵的安檢機(透視)，日復一日書包上會不會有放射性殘留？X射線安檢儀只要斷了電就不會有X射線產生，安檢機在出束流的過程中不會產生放射性物質，因此不存在放射性物質殘留或沾染。http://www.zhihu.com/question/19763240/answer/13145657

4. 安檢機器對乘客有不良影響嗎？

X射線安檢機的劑量水平：參考國標: GBZ127-2002《X射線行李包檢查系統衛生防護標準》、GB 15208.1－2005《微劑量X射線安全檢查設備第1部分：通用技術要求》定義的單次檢查劑量標準是：距外表面5CM任意一點不應大於5μGy/h，通常的安檢機為1μGy/h。

雖說安檢機是安全的，但在地鐵安檢時，經常看到有乘客迫不及待地把手伸進鉛門帘里取包，沒有了鉛門帘的防護，劑量會大得多。另外，安檢員不要坐在皮帶上休息，這都是危險動作。http://www.zhihu.com/question/20192948/answer/14285244

金屬安全門，手持金屬探測器採用弱磁場發射技術，對人身(如孕婦、心臟啟博器攜帶者)無任何傷害。參考國標: GB15210-2003《通過式金屬探測門通用技術規範》，GB12899-2003《手持式金屬探測器通用技術規範》。

寢室的阿姨，具備活體人臉識別系統，出錯率幾乎為零

金屬探測門的特點就是門體本身從上到下有著防水膠套，能夠避免因水、火、腐蝕等現象發生引起的設備受損。
　　安檢門的主要控制中樞，探測區域是採用著當前數字脈衝高端技術，並通過互動式接受與傳遞信號去準確判斷出金屬物品的結構位置。它可以通過全自動線圈的纏繞方式，以及系統內部貼片的功能發揮，使得探測功能更加精確;每個探測區域具備100級靈敏程序可以任意調節，為滿足客戶所探測不同的違禁物品，可根據實際使用情況預先設定金屬物品的可能部位及體積、重量、大小進行適當的靈敏度調節，排除皮帶扣、鑰匙、首飾、硬幣等物品的誤報，最高靈敏度可探測到一枚回形針大小的金屬。地下金屬探測器

　　金屬探測門的原理就是通過晶振產生95M的正弦振蕩，由分頻器分頻為7到8K左右的正弦波，經過三極體和線圈進行功率放大後輸入門板(7區)大線圈進行電磁波發射，由門內1-6區線圈分別進行接收。等到接收後，將接收到的信號與基準信號進行了比較，發現變化後，改變採集卡輸出電平，CPU在300毫秒內對6個區位採集卡數據進行掃描，判斷金屬所在區位並輸出顯示。

　　可見安檢門的主要工作原來就是利用電磁發射，檢測到相應的物品，之後在發射回來，因此，它能夠非常準確的檢測到金屬的位置，從而發現它。

如果毒品溶於水製成冰塊帶上飛機好奇這個樣堪布看得出來