基于康普顿背散射扫描技术的液体安全检查仪，机械结构包括有平移门、机箱、底座、X射线机及其前准直器、探测器阵列及其后准直器和测物托盘；多路探测采传系统包括有多路探测器、高低压电源、多道脉冲幅度分析器和通信接口；在原理上，给出了康普顿背散射光子计数的计算公式和各类液体物质排序规律。保证了液体安全检查仪鉴别违禁品液体物质的正确率达到95%以上，而不必打开容器，又不受包装的影响，完全满足现场安检要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及辐射检测
，特别是用射线源对液体进行康普顿背散射扫描的方法及其装置。
技术介绍
在民航、铁路、城市轨道交通等安检体系中，按规定均需对乘客随身携带的液体物品在不开封的情况下进行检查。现有多种检查方法和设备，例如，试纸检测法、离子迁移法、拉曼光谱法、红外光谱法、微波法、超声法、介电常数测量法、核磁共振法、X射线透视成像方 法、CT成像、中子检测方法，......归纳起来，大致分为化学方法、电磁方法和射线方法三大类。化学检测方法中又分为气味识别法和离子扫描炸药探测法等。这些方法常受被检测物包装密封情况的严重影响，而且敏感性强、误报警率高。电磁检测方法易受电磁干扰，不能检测用金属包装的液体物品。射线检测方法中，中子检测方法由于存在辐射残留(中子活化产物)、辐射屏蔽复杂、投资高等原因而不被接受使用；X射线透视成像方法，通过分辨被检测物质密度差异进行成像，这无法实现对密度分布均匀的液体物品的成像检测。CT成像也是基于射线透射技术，这对轻物质是不灵敏的，凭CT图像难以判定液体物品的种类，误报警率也较高。通过理论探索和实验装置研究，证明射线康普顿背散射扫描技术对于液体检测很有效，能准确鉴别各种液体物品。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种基于康普顿背散射扫描技术的液体安全检查仪，它能快速、安全、准确地鉴别未知的液体是否为易燃易爆或腐蚀性液体而不必打开容器，又不受包装的影响，它完全满足现场的安全检测要求。液体安全检查仪的结构，包括有平移门、机箱、底座(主按装板)、X射线机及其前准直器、探测器阵列及其后准直器阵列和测物托盘，X射线机通过支架(边撑)安装在机箱内的底座上，探测器阵列及其后准直器阵列也安装在机箱底座上，在X射线机的前方安装有测物托盘，在测物托盘的前部有平移门。所述的X射线机、测物托盘、探测器构成康普顿背散射扫描检测几何学结构。液体安全检查仪的多路探测采传系统，包括多路探测器、高低压电源、多道脉冲幅度分析器、通信接口，这些部件集成在一个机箱内，多路探测器通过多路选择器共用一个多道脉冲幅度分析器，其输出通过接口送给微机或带触摸屏液晶显示器，多道脉冲幅度分析器(MCA)采用外置式结构，不必插入微机扩展槽内；MCA采用嵌入式微处理器(ARM和模数变换器(ADC)，使探测采传系统高度智能;MCA能设定和卡住能量阈值，达到鉴别违禁液体物质的目的。软件设计思路，第一，针对性，该系统主要是针对机场安检、轨道交通站台安检，海关和口岸、监狱、娱乐场所以及一些大型的人群比较集中的重要运动场所和展览场馆的保安等活动中的液体安全检测。这些场合需要实时性和快速性，这就要求软件系统设计上智能化程度高，这样在实际检测的过程中能实现快速简便的操作，在人机交互的过程中要易于操作，且灵敏度高，同时在准确率上要求也比较高。第二，整体性，系统的各个组成部分须按照一定的优化规律开发实现，使系统的整体功能达到最优化的配置。第三，层次性，在数据采集传输、数据处理、阈值设定最终实现对未知液体的安全检测的这一工作过程中，软件设计上要注意各个工作流程中的层次性，使各个环节紧密结合，以提高系统的检测效率。软件系统主要由数据管理模块、参数管理模块、系统设置模块、参数设置模块、数据采集模块、数据处理模块、检测显示模块和帮助模块等八个模块组成。本专利技术技术原理是基于康普顿背散射效应所测定的光子数，通过数据处理或重建，得出被测物电子密度分布，二维密度分布图像以及被测物质的质量密度、有效原子序数和相对百分比含量等参数，从而唯一地判定是否为炸药、毒品，据此建立标准样品数据库， 通过自行研发的软件和判别指标，自动地鉴别液体物质。康普顿背散射光子数ns的计算公式为 ns=n0 Av A Q rI1 式中Iitl为入射光子注量率；A V为前、后准直孔形成的聚焦体积； A Q为探测器对散射点(即检测点)所张的立体角； do ( 0 )/dQ为康普顿散射微分截面； I为电子密度，即单位体积的电子数； fi为入射束减弱因子； f2为散射束减弱因子； H1为探测效率。实际测量表明，对于直径相同的容器，液体安检仪测得的背散射光子计数有以下大致规律(从左至右计数递增)。_aa_I__I_ms_,疏松X输鐘水S汽酸香，本屬41精.油水胥奶. 焦 水 康普顿散射对液体等轻物质的探测灵敏度Ss高于透射测量的灵敏度St Ss 二 ( I〉V2 St _疋 式中y为被测物质的总线性减弱系数(Cm—1);L为被测物质的厚度(cm)。由该式看出，密度彡I. 8g/cm3的轻物质，对于能量为200kev以下的X或Y射线，其U值均小于0. 25 cnT1，对于L < 4cm的物质，UL < 1，也即Ss > St。所以，康普顿背散射扫描技术对于液体、炸药和毒品的探测灵敏度高。射线能量Eci=ZOOkev时，部分液体，部分炸药、毒品的密度和U值如下表所列。权利要求1.基于康普顿背散射扫描技术的液体安全检查仪，包括有平移门、机箱、底座、X射线机及其前准直器、探测器阵列及其后准直器阵列和测物托盘，多路探测采传系统，其特征在于，X射线机通过支架安装在机箱内的底座上，探测器阵列及其后准直器阵列也安装在机箱底座上，在X射线机的前方安装有测物托盘，在测物托盘的前部有平移门，所述的X射线机、测物托盘、探测器构成康普顿背散射扫描检测几何学结构。2.根据权利要求I所述的基于康普顿背散射扫描技术的液体安全检查仪，其特征在于，多路探测采传系统，包括多路探测器、高低压电源、多道脉冲幅度分析器、通信接口，这些部件集成在一个机箱内，多路探测器通过多路选择器共用一个多道脉冲幅度分析器，其输出通过接口送给微机或带触摸屏液晶显示器，多道脉冲幅度分析器(MCA)采用外置式结构，不必插入微机扩展槽内；MCA采用嵌入式微处理器，使探测采传系统高度智能；MCA能设定和卡住能量阈值，达到鉴别违禁液体物质的目的。全文摘要基于康普顿背散射扫描技术的液体安全检查仪，机械结构包括有平移门、机箱、底座、X射线机及其前准直器、探测器阵列及其后准直器和测物托盘；多路探测采传系统包括有多路探测器、高低压电源、多道脉冲幅度分析器和通信接口；在原理上，给出了康普顿背散射光子计数的计算公式和各类液体物质排序规律。保证了液体安全检查仪鉴别违禁品液体物质的正确率达到95%以上，而不必打开容器，又不受包装的影响，完全满足现场安检要求。文档编号G01N23/04GK102749343SQ20121025642公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日专利技术者丁厚本, 丁莉, 丁蓉, 丁青, 包微微, 李雪峰, 陈勇 申请人:丁青本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于康普顿背散射扫描技术的液体安全检查仪，包括有平移门、机箱、底座、X射线机及其前准直器、探测器阵列及其后准直器阵列和测物托盘，多路探测采传系统，其特征在于，X射线机通过支架安装在机箱内的底座上，探测器阵列及其后准直器阵列也安装在机箱底座上，在X射线机的前方安装有测物托盘，在测物托盘的前部有平移门，所述的X射线机、测物托盘、探测器构成康普顿背散射扫描检测几何学结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁青，丁厚本，丁莉，丁蓉，包微微，陈勇，李雪峰，
申请(专利权)人：丁青，
类型：发明
国别省市：
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