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。根据本发明专利技术实施例的液体检测方法，包括：对液体物质同时进行CT扫描以及XRD扫描，以获取液体物质的CT数据和XRD能谱数据；根据液体物质的CT数据和XRD能谱数据，提取液体物质的分子干涉函数；以及利用液体物质的分子干涉函数以及CT数据，识别液体物质。根据本发明专利技术实施例的液体检测方法和系统可以得到液体物质的信噪比更高、有效范围更大的分子干涉函数，从而可以对更广泛范围的液体物质进行识别。

Liquid detection method and system

A liquid detection method and system is disclosed. According to the liquid detection method, an embodiment of the present invention: CT scanning at the same time, XRD scan of the liquid material, to obtain liquid substances of CT data and XRD spectrum data; according to the liquid material CT data and XRD spectra data, extracting the molecular liquid substance interference function; and the use of molecular liquid substance interference function and CT data, identification of liquid substances. According to the liquid detection method and system embodiments of the present invention can obtain the interference function rather than higher molecular, the effective range of more liquid substances and noise which can identify the broader range of liquid substances.

【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，实现对液体物质的不取样检查。
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。根据本专利技术实施例的液体检测方法，包括：对液体物质同时进行CT扫描以及XRD扫描，以获取液体物质的CT数据和XRD能谱数据；根据液体物质的CT数据和XRD能谱数据，提取液体物质的分子干涉函数；以及利用液体物质的分子干涉函数以及CT数据，识别液体物质。根据本专利技术实施例的液体检测系统，包括：数据获取装置，被配置为对液体物质同时进行CT扫描以及XRD扫描，以获取液体物质的CT数据和XRD能谱数据；函数提取单元，被配置为根据液体物质的CT数据和XRD能谱数据，提取液体物质的分子干涉函数；以及物质识别单元，被配置为利用液体物质的分子干涉函数以及CT数据，识别液体物质。根据本专利技术实施例的液体检测方法和系统可以得到液体物质的信噪比更高、有效范围更大的分子干涉函数，从而可以对更广泛范围的液体物质进行识别。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示出了根据本专利技术实施例的液体检测方法的流程图；图2示出了根据本专利技术实施例的提取液体物质的MIF的处理的流程图；图3a和3b分别示出了水和乙醇的和SAB以及和SIAM；图4a和4b分别示出了采用精确解法和近似解法得到的水和乙醇的MIF计算结果。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。利用XRD进行液体识别主要是基于液体的分子干涉函数(Molecularinterferencefunction，简称MIF)进行，从MIF中可提取若干用于液体识别的物质信息。在液体物质未知的情况下进行MIF的提取，一般需要先得到液体物质的相干散射形成因子F2和非相干散射函数S。美国专利技术专利申请US7519154提出了以下MIF提取方法：利用液体物质的较高能量区间的XRD能谱数据通过比值方法和统计的规律得到液体物质的等效原子序数，然后根据经验公式或者查表的方法得到液体物质的F2和S的估计，最后利用MIF在1附近波动的特点，迭代优化解出液体物质的MIF(即，基于高能端区域分析(HighEnergyTipRegionAnalysis，简称HETRA)的方法)。美国专利技术专利申请US8582718提出了以下MIF提取方法：对液体物质的XRD能谱数据中的某区段进行线性拟合，得到液体物质的F2和S的线性近似，然后再提取液体物质的MIF(即，基于线性近似的方法)。上述两种方法利用液体物质的XRD能谱数据自身的信息近似计算出其MIF，在一定的范围内得到了较好的结果。对于液体安检技术而言，如何更好地提取液体物质的MIF对于液体物质的正确识别是至关重要的。现有的MIF提取方法具有较准确的计算结果，但是依旧存在一些问题。基于HETRA的方法的关键在于，从液体物质的XRD能谱数据中提取液体物质的等效原子序数(不同于从CT数据中提取的等效原子序数)。从液体物质的XRD能谱数据中提取液体物质的等效原子序数的方法依赖于高散射向量区间的XRD能谱数据，其中散射向量的定义为)，E为光子能量，θ为散射角，hc为普朗克常数与光速的乘积。高散射向量区间(例如，3nm-1～4nm-1)对应于能量色散的XRD能谱数据中的高能端数据。需要说明的是，通过能量色散的XRD扫描得到的是能谱数据，由于散射角度θ固定，因此可以通过公式将能谱数据转换到以散射向量q为横坐标的谱数据，能量E与q成线性关系，因此全文沿用“能谱数据”的说法。通常情况下，高散射向量区间的信号较弱，因此信噪比较低甚至难以获得，因此等效原子序数的提取误差较大，MIF的提取准确性降低。对于散射角度较小、射线源能量有限的系统，基于HETRA的方法便无法使用。另外，根据描述基于HETRA的方法的相关文献，基于HETRA的方法获取液体物质的等效原子序数具有一定的适用范围，如针对等效原子序数在11以下的情况效果较好(大量的有机物、水、双氧水等情况)，但是对于等效原子序数稍大的物质，其通过比值与统计的方法估计的等效原子序数的准确度就很难保证，因此这样的方法适用的液体物质的种类具有一定的局限。基于线性近似的方法不同于基于HETRA的方法，它不需要高散射向量区间的XRD能谱数据，而是针对XRD能谱数据的中间区域，即信噪比较高的区间数据进行分析(即，对液体物质的XRD能谱数据中的某区段进行线性拟合)，受噪声影响较小。然而，基于线性近似的方法利用直线对F2+S进行估计，本身近似范围较小(即，F2+S可以用单一直线近似的区间有限，一般来讲2.5nm-1以下的F2+S的线性度较好)，因此该方法往往只能得到有限范围内的MIF。在基于线性近似的方法和基于HETRA的方法都可以使用的情况下，基于线性近似的方法对于F2+S的估计不如基于HETRA的方法准确，且获得的MIF范围较小。另外，由于基于线性近似的方法的处理区间处于散射因子较低的区间，在此范围内液体物质的MIF波动较大，尤其是液体物质的MIF在1附近波动，随着散射因子的增大，波动逐渐减小并趋于1(例如，水在1.6nm-1～2.4nm-1范围内有两个波峰)，因此很难保证对所有液体物质利用中间区段的线性拟合能够得到较好的F2+S结果。因此，现有的MIF提取方法无法做到针对各种不同情况下的XRD能谱数据都有良好的MIF计算结果。现有的MIF提取方法都是依据测量得到的XRD能谱数据进行MIF的提取，然而液体物质的XRD散射信号相对XRD透射信号弱许多，在实际的液体安检系统中，较难得到信噪比非常好的数据，因此依据XRD能谱数据提取信息，再从中提取MIF可能会造成较大的误差。本专利技术提出了一种新颖的液体检测方法和系统，其中结合液体物质的CT数据处理液体物质的XRD能谱数据，从而进行液体物质的MIF的提取。首先，通过诸如，双能CT扫描、能谱CT扫描、或者相衬CT扫描之类的CT扫描得到液体物质的等效原子序数。然后，根据液体物质的等效原子序数，用两个或更多个元素进行组合得到液体物质的“等效分子式”，进而利用独立原子模型(Independentatomicmodeling，简称IAM)得到液体物质的F2和S的近似函数。最后，通过上述得到的F2和S的近似函数，提取液体物质的MIF。在根据本专利技术实施例的液体检测方法和系统中，用结合CT数据并针对液体物质使用多元素组合计算“等效分子式”的方式代替单原子模型，有效地提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体检测方法，包括：对液体物质同时进行CT扫描以及XRD扫描，以获取所述液体物质的CT数据和XRD能谱数据；根据所述CT数据和所述XRD能谱数据，提取所述液体物质的分子干涉函数；以及利用所述分子干涉函数以及所述CT数据，识别所述液体物质。

【技术特征摘要】
1.一种液体检测方法，包括：对液体物质同时进行CT扫描以及XRD扫描，以获取所述液体物质的CT数据和XRD能谱数据；根据所述CT数据和所述XRD能谱数据，提取所述液体物质的分子干涉函数；以及利用所述分子干涉函数以及所述CT数据，识别所述液体物质。2.根据权利要求1所述的液体检测方法，其中，提取所述分子干涉函数的处理包括：利用所述CT数据获取所述液体物质的等效原子序数；利用所述等效原子序数对所述液体物质进行双元素或者多元素的分解，以获取所述液体物质的等效分子式；根据所述等效分子式，估计所述液体物质的相干散射形成因子和非相干散射函数；以及利用所述相干散射形成因子、所述非相干散射函数、以及所述XRD能谱数据，提取所述分子干涉函数。3.根据权利要求2所述的液体检测方法，其中，利用独立原子模型估计所述相干散射形成因子和所述非相干散射函数。4.根据权利要求3所述的液体检测方法，其中，基于XRD能谱强度公式提取所述分子干涉函数。5.根据权利要求4所述的液体检测方法，其中，提取所述分子干涉函数的处理包括：根据所述XRD能谱数据的有效区间选择与所述XRD能谱数据相对应的散射向量的上限值和下限值；利用所述散射向量的上下值和下限值，基于所述XRD能谱强度公式提取所述分子干涉函数。6.根据权利要求3所述的液体检测方法，其中，基于衍射强度公式提取所述分子干涉函数。7.根据权利要求6所述的液体检测方法，其中，利用取决于所述相干散射形成因子和所述非相干散射函数的总散射截面，基于所述衍射强度公式的近似等式提取所述分子干涉函数。8.根据权利要求1所述的液体检测方法，其中，所述XRD能谱数据是利用所述液体物质的XRD透射能谱数据对所述液体物质的XRD散射能谱数据进行校正得到的XRD能谱数据。9.一种液体检测系统，包括：数据获取装置，被配置为对液体物质同时进行CT扫描以...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志强，张丽，杨戴天杙，邢宇翔，李亮，黄清萍，孙运达，金鑫，常铭，沈乐，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11