液体安全检测的双能量X射线螺旋CT装置及其检测方法制造方法及图纸

一种液体安全检测的双能量Ｘ射线螺旋ＣＴ系统，包括由Ｘ射线源、转台、探测器或夹层探测器、数据采集器组成的检测装置及由微处理器、控制器组成的控制部分，检测装置前端设置Ｘ射线源，Ｘ射线源为可切换高压Ｘ射线源或固定高压Ｘ射线源，检测装置中部设置用于放置被检测液体的螺旋升降转台，螺旋升降转台后面设置探测器或夹层探测器，数据采集器与所述探测器或夹层探测器连接，控制部份包括微处理器及与之相连接的控制器，控制器与Ｘ射线源、螺旋升降转台相连接，微处理器与数据采集器相连接。其方法包括照射、探测、采集、比对、得到检测结果。本发明专利技术能够检测出液体密度及等效原子序数，确保能够准确判定液体的性质。

Double energy X ray spiral CT device for liquid safety detection and detection method thereof

A liquid safety detection of dual energy X ray spiral CT system, including the control part is composed of a detection device of X ray source, turntable, detector or sandwich detector, data collector composition and consists of microprocessor, controller, front-end detection device is provided with a X ray source, X ray source for switching high voltage X ray source or fixed pressure X ray source, the central detection device is provided for placing the detected liquid spiral lifting turntable, spiral lifting turntable is arranged behind the interlayer detector or detector, data acquisition device is connected with the detector or sandwich detector, the control part includes a microprocessor and a controller connected with the controller, and the X ray source, the spiral lifting turntable is connected with the microprocessor the data collector is connected with. The method includes irradiation, detection, acquisition and comparison, and obtains detection results. The liquid density and the equivalent atomic number can be detected to ensure the accurate determination of the properties of the liquid.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液体安全检测的装置及其检测方法，特别是涉及 一种利用双能量X射线螺旋CT通过对液体的密度及等效原子序数实 施检测的装置及其检测方法，属于液体安全检测辐射成像

技术介绍
随着犯罪分子、恐怖分子破坏活动日益猖獗和破坏手段的高科技 性，随着各国打击犯罪、打击恐怖的力度越来越大，在民航、体育馆、 重要设施等场所，安全检测的力度不断加强，对进入上述场所的人员 携带液体的检测力度也不断加强，但由于液体的种类及其复杂结构， 给安全检测带来了越来越大的难度，对有害液体的分辨难度也越来越 大。现有技术中，检测液体的安全技术很多，如化学方法、电磁方法、 中子检测法等，但这些方法最终的效果都很不理想，现阶段对液体的 安全检测最常用而且效果较好的是采用辐射成像技术进行检测，如公 开号为CN1779444A、名称为一种用射线源对液体进行CT安全检测的方法及其装置，该方法及装置是使用射线源、探测器及数据采集器、 计算机数据处理等模块，将被检液体放在旋转平台上，由射线源发出 射线穿过液体并由正对射线光速的探测器及数据采集器接收并形成 投影数据，将投影数据传输到计算机数据处理器进行处理并得到所测 液体的密度，再将结果与现有数据库中危险品的密度作比较，然后直 观显示被液体的检测信息，通过该装置及其方法对液体实施安全检 观U，实现了对液体密度的分辨，达到安全检测的目的。但是，这种装 置及其方法的最大缺陷是虽然不同液体的密度有一定的差别，但现 实生活中有很多液体的密度是比较接近的，因而检测还不够准确，如 花生油和稀料的CT值接近，二锅头酒和油漆的CT值也很接近，是很 难通过CT值分辨出液体品种，这样的话，无疑会给安全检测带来隐 患。而它们的等效原子序数有较大差异。因此，开发一种既能检测液 体密度又能检测液体等效原子序数的设备是做好液体安全检测的当务之急。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种采用双能量X射线螺旋CT装置，既能检测液体密度同时又能检测液体的等效原 子序数，使得通过检测结果更容易分辨，更准确分辨的液体安全检测 的双能量X射线螺旋CT装置及其检测方法。双能量的X射线检测不同材料的基本原理双能量的X射线检测 系统是基于不同材料在高、低能谱下呈现的光电和康普顿衰减系数不同而具有材料的分辨能力；其运算原理为Mh= L (丄)M产L 式中Mh、 Mi——分别为在高、低能下测得的对数衰减值。aP、a。——分别为材料的光电吸收、康普顿散射特征常数。 fP(E)、 f。(E) —分别为光电吸收、康普顿散射的能量函数。 L—材料的厚度。 由(l)式可推出两个能量下的衰减信号值，该值可作为探测的特征^ = Ln(Wlh) (2) :-Ln(Wli) (3)式中IhQ、 Ih——分别为空气背景和透射后的高能灰度信号。 L。、 L——分别为空气背景和透射后的低能灰度信号。,—分别为高、低能谱下的平均质量衰减系数。其特征是探测到的低能信号主要反映了被检测材料的光电效应， 探测到的高能信号主要反映了被检测材料的康普顿效应，而不同等效原子序数的材料在高、低能谱下具有不同的值，由(4)式实现等效 原子序数的计_算。乙=p (a+bZ3'7Eh3.2)L = P (a+bZ3'7E") (4) 其中P为液体材料的密度。Z为液体材料的等效原子序数。 Eh 、 Ei分别为所入射X射线的高、低能量值。 a为与能量关系很小的数值。 b为常数。为了便于比较被检测液体材料的等效原子序数，本专利技术定义了ZT值为ZT=500 (Z-Z0) /Z。其中Z是基于双能量信号得出的被检测液体材料的等效原子序 数，Z。是水的等效原子序数。高能谱下的平均质量衰减系数与水平均质量衰减系数比值为密度值。 本专利技术的液体安全检测的双能量X射线螺旋CT装置及其检测方法的技术方案是这样实现的一种液体安全检测的双能量X射线螺旋CT系统，包括由X射线 源、转台、探测器、数据采集器组成的检测装置及由微处理器、控制 器组成的控制部分，所述检测装置前端设置X射线源，所述X射线源 为可切换高压X射线源，所述检测装置中部设置用于放置被检测液体 的螺旋升降转台，所述螺旋升降转台后面设置探测可切换高压X射线 源产生的高能X射线及低能X射线的探测器，所述数据采集器与所述 探测器连接，所述控制部份包括微处理器及与之相连接的控制器，所 述控制器与X射线源、螺旋升降转台相连接，所述微处理器与数据采 集器相连接。而且所述X射线源设置为固定高压X射线源，所述探测器由夹层 探测器代替，所述固定高压X射线源产生的X射线中的高能成分及低 能成分通过夹层探测器探测。而且所述微处理器设有储存液体密度及等效原子序数信息的数据库。而且所述探测器或者夹层探测器与数据采集器集成为一个整体。一种液体安全检测的双能量X射线螺旋CT检测方法，包括如下步骤步骤1:将以容器装好的被检测液体置于螺旋升降转台上；步骤2:通过控制器打开X射线源，切换高压使所述X射线源为 可切换高压X射线源，可切换高压X射线源产生高能X射线及低能X 射线，控制螺旋升降转台螺旋升降，使可切换高压X射线源发出高能 X射线及低能X射线以30—40度的扇面照射被检测液体；步骤3:探测器探测可切换高压X射线源产生的高能X射线、低 能X射线照射到被检测液体所形成的投影数据；步骤4:数据采集器采集普通探测器探测到的被检测液体的投影 数据；步骤5:数据采集器将采集到的投影数据传输到微处理器进行处 理、重建、校正，得到处理、重建、校正后的投影数据；步骤6:微处理器将被检测液体处理、重建、校正后的投影数据 与预先存储在所述数据库中的若干液体密度及等效原子序数相比对， 比对结果即为被检测液体的密度值及等效原子序数，步骤7:将比对结果通过微处理器的显示屏显示出来。当采用夹层探测器时，所述步骤2:通过控制器打开X射线源，使所述x射线源工作在固定高压状态，即为固定高压x射线源，控制螺旋升降转台螺旋升降，固定高压X射线源以30—40度的扇面照射 被检测液体；所述步骤3:夹层探测器探测固定高压X射线源中的低 能成分及高能成分，形成投影数据。本专利技术的液体安全检测的双能量X射线螺旋CT装置及其检测方 法相对于现有技术具有如下优点-1、 由于本专利技术采用的双能量技术，可以计算液体物质的等效原 子序数和密度，因而检测的准确性更高，对液体的分辨力更强，对防 止不法分子将有害液体带入飞机等重要场所效果更好；2、 本专利技术采用螺旋CT扫描技术，实现了无间隙连续扫描，可任 意的回顾性重建，所以可提高单位时间内的扫描速度，实现快速无遗 漏检查。附图说明图1为本专利技术采用探测器液体安全检测的双能量X射线螺旋CT 装置结构示意图2为本专利技术采用探测器液体安全检测的双能量X射线螺旋CT 检测方法流程示意图3为本专利技术采用夹层探测器液体安全检测的双能量X射线螺旋 CT装置结构示意图4为本专利技术采用夹层探测器液体安全检测的双能量X射线螺旋 CT检测方法流程示意图。具体实施方式为了使本领域的一般技术人员能够清楚理解本专利技术的技术构思， 现结合附图作进一步说明一种液体安全检测的双能量X射线螺旋CT系统，如图1所示， 包括由X射线源8、螺旋升降转台IO、探测器12、数据采集器ll组 成的检测装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体安全检测的双能量Ｘ射线螺旋ＣＴ系统，包括由Ｘ射线源、螺旋升降转台、探测器、数据采集器组成的检测装置及由微处理器、控制器组成的控制部分，其特征在于，所述检测装置前端设置Ｘ射线源，所述Ｘ射线源为可切换高压Ｘ射线源，所述检测装置中部设置用于放置被检测液体的螺旋升降转台，所述螺旋升降转台后面设置探测可切换高压Ｘ射线源产生的高能Ｘ射线及低能Ｘ射线的探测器，所述数据采集器与所述探测器连接，所述控制部份包括微处理器及与微处理器相连接的控制器，所述控制器与Ｘ射线源、螺旋升降转台相连接，所述微处理器与数据采集器相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李永清，张耀军，赵永界，张萍宇，莫阳，李东林，肖建生，吕始胜，苗祥月，曹琴琴，
申请(专利权)人：公安部第一研究所，北京中盾安民分析技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]