專利名稱：基于ｘ射線能量色散衍射危險品檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種X射線檢測技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種基于X射線能量色 散衍射危險品檢測方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前機場、車站、碼頭、海關(guān)及公共場所、政府保衛(wèi)部門的安全檢查仍都使用X射 線透視裝置，依據(jù)觀察物件投影像的形狀、襯度(對比度)細(xì)節(jié)的經(jīng)驗，以及是否有雷管之 類的引爆裝置來判斷被檢物件是否屬爆炸(危險)可疑物品。新發(fā)展的X射線計算機化的 層析照相術(shù)(簡稱CT)的應(yīng)用，圖像較直接透視要清晰得多，但仍僅對金屬件靈敏，更不能 判定被檢物體所屬炸藥/毒品的類型。采用衍射方法就有可能解決這個問題。一般的X射 線衍射分析多采用對稱反射式衍射方法，必須取樣到X射線衍射儀上進行檢測分析。這就 涉及到厚樣品的透射X射線衍射在線和現(xiàn)場檢測鑒定的問題。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，分析化學(xué)(Anal. Chem.) 1995，67 (5) :164A 189A上 發(fā)表《探測隱蔽爆炸物》(Detecting Hidden Explosives) 一文提到用X射線衍射探測爆炸 物的可能性。在此及以后未有這方面的報道，而現(xiàn)有X射線技術(shù)，雖然能從影像上判斷是否 是危險品，但不能監(jiān)定是何種物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于X射線能量色散衍射危險品 檢測方法，采用X射線透射式能量色散衍射方法進行在線檢測，反射式X射線能量色散衍射 方法作現(xiàn)場鑒定。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟第一步、采用X射線透視檢查獲得待檢測物體的投影像，通過目測判斷待測物是 否危險品；第二步、疑似危險品的待測物體置于衍射裝置上進行對光操作；所述的衍射裝置包括X射線源、光闌組件、能量探測器、透射像攝像器，其中X射 線源的兩側(cè)分別設(shè)有兩組順序排列的光闌組件，對待測物體進行對光操作和透射式能量色 散衍射。探測器與待測物體的連線與X射線源和光闌組件的連線呈2 θ s角度，透射像攝像 器位于光闌組件和待測物體的后側(cè)并正對待測物體用以進行對光操作。所述的X射線源為在100 150kV，1 7mA下工作的鎢靶連續(xù)X射線譜；所述的光闌組件包括Soller光闌和發(fā)散狹縫，其中=Soller光闌位于發(fā)散狹縫
、r -刖。所述的對光操作是指沿待測物體的鉛垂方向作為Z軸、入射線方向為Y軸，與Y 垂直的水平方向作為X軸的三個方向移動，使入射線束與待待測物小尺都處相截。對光時 探測器繞衍射裝置的Z軸向+2 θ S方向轉(zhuǎn)動，同時將投射像攝像器移至主光束中，完成對光 后再將投射像攝像器復(fù)位，探測器則固定設(shè)置于2 θ s位置，以保證在調(diào)試、對光和記錄衍射圖譜時互不相碰。第三步、將待測物體置于衍射裝置的一側(cè)進行能量色散衍射射，實現(xiàn)危險品的檢 測和鑒定；所述能量色散衍射是指⑴在衍射裝置右側(cè)(見圖2)進行待測物品的透射式能 量色散衍射的在線檢測；(2)從待測物中取出少量樣品，在衍射裝置左側(cè)并進行樣品的反 射式能量色散衍射的現(xiàn)場鑒定，收集得到E-I譜；第四步、對E-I譜進行數(shù)據(jù)分析。所述的數(shù)據(jù)分析是指⑴根據(jù)2dE = 12. 3985/Sin θ s關(guān)系式從E-I譜獲得d值， 其中d為晶面間距，單位是A ；E為能量，單位是keV ； Θ S為進行透射式或反射式能量色散 衍射選用的半衍射角，單位是度，然后按d從大到小排列；(2)按2dSineeu= 1.5406換算 得到2 θ -I譜，其中θ。u是對應(yīng)于CuK α輻射的布喇格角。用X射線作安全檢查的方法有最常用的基于吸收襯度成像的透視法、透射式波長 色散(發(fā)明者的另一專利)和透射式能量色散三種方法。X射線透視法只能從圖像的形狀、 襯度判斷是否是危險物，僅能檢查槍支、匕首等金屬兇器。而透射式X射線波長色散衍射法 和X射線能量色散衍射法能判定檢測物是何種炸藥和何種毒品等?，F(xiàn)將波長色散和能量色散衍射方法的比較于下表
比較項目透射式波長色散衍射透射式能量色散衍射1入射線單色的特征輻射一定能量范圍的連續(xù)X射線2衍射線與入射線相同的特征輻射，各 衍射線在樣品中的行程不同選擇一定能量范圍的X射線衍 射，各衍射在樣品中的行程相 同3衍射花樣特征與相同輻射的標(biāo)準(zhǔn)花樣差不 多與選定的2 θ位置有關(guān)4超厚樣品效應(yīng)線條寬化和重疊效應(yīng)嚴(yán)重，用 截限狹縫可減少和克服這種 效應(yīng)不存在線條寬化和重疊效應(yīng)5衍射幾位中心的 位置應(yīng)處在X射線與檢測物出射 面交截處，實際中較難實現(xiàn)可處在X射線與檢測物相交截 的任何位置，實際中不難實現(xiàn)
權(quán)利要求
一種基于X射線能量色散衍射危險品檢測方法，其特征在于，包括以下步驟第一步、采用X射線透視檢查獲得待檢測物體的投影像，通過目測看是否屬危險品；第二步、將待測物體置于衍射裝置右側(cè)進行對光操作和透射式能量色散衍射，以獲得被檢物的能量色散衍射花樣E I；第三步、從被檢物中取出少量樣品置于衍射裝置左側(cè)，進行反射式能量色散衍射，以獲得樣品的能量色散衍射數(shù)據(jù)E I；第四步、按前述方法，將E I譜轉(zhuǎn)換成2θ I譜，然后在自建的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫進行檢索/匹配，以判定待測物是什么炸藥或什么危險品等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于X射線能量色散衍射危險品檢測方法，其特征是，所述的 能量色散衍射裝置包括Χ射線源、光闌組件、能量探測器、透射像攝像器，其中Χ射線源的 兩側(cè)分別設(shè)有兩組順序排列的光闌組件和待測物體分別用以進行對光操作和能量色散衍 射衍射，探測器與待測物體的連線與X射線源和光闌組件的連線呈2 θ s角度，透射像攝像 器位于光闌組件和待測物體的后側(cè)并正對待測物體用以進行對光操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于X射線能量色散衍射危險品檢測方法，其特征是，所述的 X射線源為在100 150kV、l 7mA工作的鎢靶連續(xù)射線譜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于X射線能量色散衍射危險品檢測方法，其特征是，所述的 對光操作是指沿待測物體的鉛垂方向作為Z軸、如射線方向為Y軸，垂直與Y的水平方向 作為X軸三個方向待測物體進行移動，使入射的平行X射線光束與待測物體較小尺度處相 截。對光時將衍射裝置的探測器繞Z軸向+2 θ s方向轉(zhuǎn)動，同時將投射像攝像器移至主光 束中，完成對光后再將投射像攝像器復(fù)位，探測器則固定設(shè)置于2 θ s位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于X射線能量色散衍射危險品檢測方法，其特征是，所述的 能量色散衍射是指設(shè)置θ s進行待測物連續(xù)X射線透射式能量色散衍射，和設(shè)置θ s下進 行樣品的反射式能量色散衍射，收集得到E-I譜后，根據(jù)2dE = 12. 3985/Sin θ s關(guān)系式獲 得d值，其中d為晶面間距，單位是A ；E為能量，單位是keV ； θ s為進行透射式或反射式能 量色散衍射選用的半衍射角，單位是度，然后按d從大到小排列，按2dSin θ cu = 1. 5406換 算得到2 θ -I譜，其中θ eu是對應(yīng)于CuK α輻射的布喇格角。
全文摘要
一種基于X射線能量色散衍射危險品檢測方法，首先采用X射線透視檢獲得待檢測物的投影像，通過目測是否為爆炸物等；將待測物置于衍射裝置上進行對光抄作；將待測物置于衍射裝置上進行X射線能量色散衍射，實現(xiàn)對危險品的檢測和鑒定。本發(fā)明對隱藏在包裹中的炸藥/毒品等能夠用透射式能量色散衍射進行快速在線檢測(檢測厚度在20～30cm)和反射式能量色散衍射作現(xiàn)場快速鑒定。適用于機場、車站、碼頭、海關(guān)及公共場所、政府保衛(wèi)部門的在線和現(xiàn)場炸藥/毒品檢測和鑒定，還適用于真假藥等其它物質(zhì)的鑒定等。
文檔編號G01N23/207GK101968454SQ20101028527
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者姜傳海, 楊傳錚, 陳艷華 申請人:上海交通大學(xué)