液体检测方法和系统技术方案

公开了一种液体检测方法和系统。该液体检测方法包括：通过旋转装有液体的容器使得来自相同的射线源的X射线扫描通过容器中的液体的一层或多层液面中的每层液面的整个区域，在该一层或多层液面上同时进行CT成像和XRD成像；以及根据CT图像和XRD图像生成针对容器中的液体的物质识别结果，其中，CT成像和XRD成像在相同或者不同的液面层进行。本发明专利技术可以快速且准确地确定液体包含的物质成分。

Liquid detection method and system

A liquid detection method and system are disclosed. Including the liquid detection method through the rotation of the container containing liquid makes X ray scanning from the same source through the whole area of each layer of liquid level of the liquid in the container of one or more layers of liquid, and CT imaging and XRD imaging in the one or more layers on the surface; and according to the CT image and XRD the image generating substance identification results for the liquid in the container in which CT imaging and XRD imaging in the same or different surface layer of. The present invention allows rapid and accurate determination of the material components contained in a liquid.

【技术实现步骤摘要】
液体检测方法和系统
本专利技术涉及物质识别领域，更具体地涉及一种液体检测方法和系统。
技术介绍
在现有的辐射成像技术中，实现无损检测的一种主要手段是衍射成像技术，即利用不同分子结构的物质会产生不同的X射线衍射(X-RayDiffraction，简称XRD)图谱这一原理，实现对液体物质的非侵入式检查。
技术实现思路
本专利技术提供了一种液体检测方法和系统、以及用在液体检测系统中的前准直器和后准直器。根据本专利技术实施例的液体检测方法，包括：通过旋转装有液体的容器使得来自相同的射线源的X射线扫描通过容器中的液体的一层或多层液面中的每层液面的整个区域，在该一层或多层液面上同时进行CT成像和XRD成像；以及根据CT图像和XRD图像生成针对容器中的液体的物质识别结果，其中，CT成像和XRD成像在相同或者不同的液面层进行。根据本专利技术实施例的液体检测系统，包括：射线源，被配置为发射X射线；前准直器，设置在射线源的下游，被配置为从来自射线源的X射线形成用于CT成像的射线部分和用于XRD成像的射线部分；CT成像装置，被配置为利用用于CT成像的射线部分进行CT成像；XRD成像装置，被配置为利用用于XRD成像的射线部分进行XRD成像；承载装置，被配置为对装有液体的容器进行旋转，从而使得来自射线源的X射线扫描通过容器中的液体的一层或多层液面中的每层液面的整个区域，其中CT成像装置和XRD成像装置在该一层或多层液面上同时进行CT成像和XRD成像，并且CT图像和XRD图像被用来生成针对容器中的液体的物质识别结果。根据本专利技术实施例的用在液体检测系统中的后准直器，包括：位于中心位置的小孔；以及以该小孔为中心的多个圆弧缝隙，其中，多个圆弧缝隙的半径相同或者不同。根据本专利技术实施例的用在液体检测系统中的前准直器，包括：形成用于CT成像的射线部分的CT细缝或者小孔；以及形成用于XRD成像的射线部分的XRD小孔，其中CT细缝或者小孔与XRD小孔位于同一平面内的同一条直线上、或者位于同一平面内的上下相距预定距离的不同直线上。根据本专利技术实施例的液体检测方法和系统利用相同的射线源在在一层或多层液面上同时进行CT和XRD检测，从而可以快速且准确地确定液体包含的物质成分。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术，其中：图1是示出根据本专利技术实施例的液体检测方法的流程图；图2是示出根据本专利技术实施例的液体检测系统的结构示意图；图3是示出在图2所示的液体检测系统中使用的后准直器的示意图；图4是示出利用图3所示的后准直器进行XRD检测的原理图；图5是示出在图2所示的液体检测系统中使用的前准直器(即，在相同液面层进行XRD检测和CT检测时使用的前准直器)的示意图；图6是示出利用图3所示的后准直器和图5所示的前准直器进行XRD检测的原理图；图7是示出在两个不同液面层进行CT检测和XRD检测的原理图；图8是示出在两个不同液面层进行XRD检测和CT检测时使用的前准直器的第一示例的示意图；图9是示出利用图8所示的前准直器进行XRD检测的原理图；图10是示出在两个不同液面层进行XRD检测和CT检测时使用的前准直器的第二示例的示意图；图11是示出利用图10所示的前准直器进行XRD检测的原理图；图12是示出在图2所示的液体检测系统中使用的XRD探测器的第一示例的示意图；图13是示出在图2所示的液体检测系统中使用的XRD探测器的第二示例的示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊。对于液体安检技术而言，如何更好地识别液体物质中的违禁物品是其核心内容。现有的透视成像技术(例如，双能电子计算机断层扫描(CT)/多能CT)具有局限性，安检误报率很高。现有的XRD检测技术具有很高的物质识别能力，结合双能CT/能谱CT可以有效地提高检测准确率，但是依旧存在较多问题。一方面，XRD信号较弱，检测效率比较低。在现有的XRD检测技术中，采用锥形散射结构的设计虽然可以有效提高信号强度，但是其基于逐点测量的方式需要探测器和射线源多个方向的相对运动才能扫描整个探测平面，探测效率较低。其他提高XRD检量效率的方式，都大大增加了射线源和探测器的使用量，前后准直器的设计、加工难度也很高，成本较高。目前，没有针对液体检测的高效率、高质量、低成本的小型XRD检测系统。另一方面，在现有的液体安检技术中，为了提高检测准确率，可以将CT/双能CT/多能CT和XRD结合起来，采用多级检测的策略。这使得整个XRD检测系统操作复杂、效率降低并体积庞大，成本较高。鉴于以上所述的液体检测技术中存在的一个或多个问题，本专利技术提供了一种新颖的液体检测方法和系统。这里，为了更准确地识别液体中含有的物质成分，将结合使用DR、CT、以及XRD技术。下面，结合附图，详细描述根据本专利技术实施例的液体检测方法和系统。图1示出了根据本专利技术实施例的液体检测方法的流程图。如图1所示，该液体检测方法包括：S102，通过旋转装有液体的容器使得来自相同的射线源的X射线扫描通过容器中的液体的一层或多层液面中的每层液面的整个区域，在该一层或多层液面上同时进行CT成像和XRD成像；S104，根据CT图像和XRD图像生成针对液体的物质识别结果，其中CT成像和XRD成像可以在相同或者不同的液面层进行。在本实施例中，可以在CT成像和XRD成像之前进行DR成像从而根据DR图像来选择该一层或多层液面，也可以由用户根据需要指定该一层或多层液面(该一层或多层液面也被称为一个或多个液面层)。由于在该一个或多个液面层上进行CT检测和XRD检测，所以该一层或多层液面也被称为CT检测平面和/或XRD检测平面。图2示出了根据本专利技术实施例的液体检测系统的结构示意图。如图2所示，该液体检测系统包括射线源202、探测器系统204、检测通道206、以及载物台208。其中，射线源202可以是单源，也可以是分布式射线源，设置在检测通道206的外围；探测器系统204与射线源202相对，设置在检测通道206的外围，包括CT探测器部分和XRD探测器部分；检测通道206在射线源202和探测器系统204中间；载物台208在检测通道206内，用于承载着物体在检测通道206内升降或旋转。具体地，XRD探测器部分可用来接收透射光子以及散射光子，可以包括一个或多个XRD探测/后准直模块；CT探测器部分可以包括一个或多个CT探测器；射线源202的下游设置有前准直器；XRD探测/后准直模块包括XRD探测器和后准直器；后准直器设置在XRD探测器上游，以使XRD探测器测量满足一定几何条件的X射线。根据本专利技术实施例的液体检测系统可完成DR成像、XRD成像、以及CT/双能CT/能谱CT成像(为了简洁，下面将CT成像、双本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体检测方法，包括：通过旋转装有液体的容器使得来自相同的射线源的X射线扫描通过所述容器中的液体的一层或多层液面中的每层液面的整个区域，在所述一层或多层液面上同时进行CT成像和XRD成像；以及根据CT图像和XRD图像生成针对所述容器中的液体的物质识别结果，其中，CT成像和XRD成像在相同或者不同的液面层进行。

【技术特征摘要】
1.一种液体检测方法，包括：通过旋转装有液体的容器使得来自相同的射线源的X射线扫描通过所述容器中的液体的一层或多层液面中的每层液面的整个区域，在所述一层或多层液面上同时进行CT成像和XRD成像；以及根据CT图像和XRD图像生成针对所述容器中的液体的物质识别结果，其中，CT成像和XRD成像在相同或者不同的液面层进行。2.如权利要求1所述的液体检测方法，其特征在于，还包括：通过前准直器，从来自所述射线源的X射线形成用于CT成像的射线部分和用于XRD成像的射线部分。3.如权利要求1所述的液体检测方法，其特征在于，还包括：通过后准直器，利用来自所述射线源的X射线照射到散射中心时产生的一个或多个特定散射角的散射线进行XRD成像。4.如权利要求1或2所述的液体检测方法，其特征在于，还包括：利用所述射线源对所述容器中的液体进行DR成像，并根据DR图像选择所述一层或多层液面。5.如权利要求4所述的液体检测方法，其特征在于，利用所述用于CT成像的射线部分进行DR成像。6.如权利要求2所述的液体检测方法，其特征在于，当CT成像和XRD成像在相同液面层进行时，所述前准直器上的形成所述用于CT成像的射线部分的CT细缝或者小孔、与形成所述用于XRD成像的射线部分的XRD小孔位于同一平面内的同一条直线上。7.如权利要求2所述的液体检测方法，其特征在于，当CT成像和XRD成像在不同液面层进行时，所述前准直器上的形成所述用于CT成像的射线部分的CT细缝或者小孔、与形成所述用于XRD成像的射线部分的XRD小孔位于同一平面内的上下相距预定距离的不同直线上。8.如权利要求3所述的液体检测方法，其特征在于，还包括：通过所述后准直器，利用来自所述射线源的X射线穿过所述散射中心时产生的透射线进行透射能谱的测量，并利用透射能谱数据来校正所述XRD图像。9.如权利要求1至8中任一项所述的液体检测方法，其特征在于，所述射线源是单点射线源或者分布式射线源。10.一种液体检测系统，包括：射线源，被配置为发射X射线；前准直器，设置在所述射线源的下游，被配置为从来自所述射线源的X射线形成用于CT成像的射线部分和用于XRD成像的射线部分；CT成像装置，被配置为利用所述用于CT成像的射线部分进行CT成像；XRD成像装置，被配置为利用所述用于XRD成像的射线部分进行XRD成像；承载装置，被配置为对装有液体的容器进行旋转，从而使得来自所述射线源的X射线扫描通过所述容器中的液体的一层或多层液面中的每层液面的整个区域，其中所述CT成像装置和所述XRD成像装置在所述一层或多层液面上同时进行CT成像和XRD成像，并且CT图像和XRD图像被用来生成针对所述容器中的液体的物质识别结果。11.如权利要求10所述的液体检测系统，其特征在于，所述XRD成像装置包括一个或多个XRD后准直/探测模块，其中所述一个或多个XRD后准直/探测模块中的任意一个包括：XRD探测器，被配置为对通过后...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，陈志强，杨戴天杙，赵骥，金鑫，常铭，
申请(专利权)人：清华大学，同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11