专利名称：基于ｘ射线能量色散衍射危险品检测方法
技术领域：
本发明涉及的是一种X射线检测技术领域的方法，具体是一种基于X射线能量色 散衍射危险品检测方法。
背景技术：
当前机场、车站、码头、海关及公共场所、政府保卫部门的安全检查仍都使用X射 线透视装置，依据观察物件投影像的形状、衬度(对比度)细节的经验，以及是否有雷管之 类的引爆装置来判断被检物件是否属爆炸(危险)可疑物品。新发展的X射线计算机化的 层析照相术(简称CT)的应用，图像较直接透视要清晰得多，但仍仅对金属件灵敏，更不能 判定被检物体所属炸药/毒品的类型。采用衍射方法就有可能解决这个问题。一般的X射 线衍射分析多采用对称反射式衍射方法，必须取样到X射线衍射仪上进行检测分析。这就 涉及到厚样品的透射X射线衍射在线和现场检测鉴定的问题。经过对现有技术的检索发现，分析化学(Anal. Chem.) 1995，67 (5) :164A 189A上 发表《探测隐蔽爆炸物》(Detecting Hidden Explosives) 一文提到用X射线衍射探测爆炸 物的可能性。在此及以后未有这方面的报道，而现有X射线技术，虽然能从影像上判断是否 是危险品，但不能监定是何种物质。

发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于X射线能量色散衍射危险品 检测方法，采用X射线透射式能量色散衍射方法进行在线检测，反射式X射线能量色散衍射 方法作现场鉴定。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤第一步、采用X射线透视检查获得待检测物体的投影像，通过目测判断待测物是 否危险品；第二步、疑似危险品的待测物体置于衍射装置上进行对光操作；所述的衍射装置包括X射线源、光阑组件、能量探测器、透射像摄像器，其中X射 线源的两侧分别设有两组顺序排列的光阑组件，对待测物体进行对光操作和透射式能量色 散衍射。探测器与待测物体的连线与X射线源和光阑组件的连线呈2 θ s角度，透射像摄像 器位于光阑组件和待测物体的后侧并正对待测物体用以进行对光操作。所述的X射线源为在100 150kV，1 7mA下工作的钨靶连续X射线谱；所述的光阑组件包括Soller光阑和发散狭缝，其中=Soller光阑位于发散狭缝
、r -刖。所述的对光操作是指沿待测物体的铅垂方向作为Z轴、入射线方向为Y轴，与Y 垂直的水平方向作为X轴的三个方向移动，使入射线束与待待测物小尺都处相截。对光时 探测器绕衍射装置的Z轴向+2 θ S方向转动，同时将投射像摄像器移至主光束中，完成对光 后再将投射像摄像器复位，探测器则固定设置于2 θ s位置，以保证在调试、对光和记录衍射图谱时互不相碰。第三步、将待测物体置于衍射装置的一侧进行能量色散衍射射，实现危险品的检 测和鉴定；所述能量色散衍射是指⑴在衍射装置右侧(见图2)进行待测物品的透射式能 量色散衍射的在线检测；(2)从待测物中取出少量样品，在衍射装置左侧并进行样品的反 射式能量色散衍射的现场鉴定，收集得到E-I谱；第四步、对E-I谱进行数据分析。所述的数据分析是指⑴根据2dE = 12. 3985/Sin θ s关系式从E-I谱获得d值， 其中d为晶面间距，单位是A ；E为能量，单位是keV ； Θ S为进行透射式或反射式能量色散 衍射选用的半衍射角，单位是度，然后按d从大到小排列；(2)按2dSineeu= 1.5406换算 得到2 θ -I谱，其中θ。u是对应于CuK α辐射的布喇格角。用X射线作安全检查的方法有最常用的基于吸收衬度成像的透视法、透射式波长 色散(发明者的另一专利)和透射式能量色散三种方法。X射线透视法只能从图像的形状、 衬度判断是否是危险物，仅能检查枪支、匕首等金属凶器。而透射式X射线波长色散衍射法 和X射线能量色散衍射法能判定检测物是何种炸药和何种毒品等。现将波长色散和能量色散衍射方法的比较于下表
比较项目透射式波长色散衍射透射式能量色散衍射1入射线单色的特征辐射一定能量范围的连续X射线2衍射线与入射线相同的特征辐射，各 衍射线在样品中的行程不同选择一定能量范围的X射线衍 射，各衍射在样品中的行程相 同3衍射花样特征与相同辐射的标准花样差不 多与选定的2 θ位置有关4超厚样品效应线条宽化和重叠效应严重，用 截限狭缝可减少和克服这种 效应不存在线条宽化和重叠效应5衍射几位中心的 位置应处在X射线与检测物出射 面交截处，实际中较难实现可处在X射线与检测物相交截 的任何位置，实际中不难实现
权利要求
一种基于X射线能量色散衍射危险品检测方法，其特征在于，包括以下步骤第一步、采用X射线透视检查获得待检测物体的投影像，通过目测看是否属危险品；第二步、将待测物体置于衍射装置右侧进行对光操作和透射式能量色散衍射，以获得被检物的能量色散衍射花样E I；第三步、从被检物中取出少量样品置于衍射装置左侧，进行反射式能量色散衍射，以获得样品的能量色散衍射数据E I；第四步、按前述方法，将E I谱转换成2θ I谱，然后在自建的标准数据库进行检索/匹配，以判定待测物是什么炸药或什么危险品等。
2.根据权利要求1所述的基于X射线能量色散衍射危险品检测方法，其特征是，所述的 能量色散衍射装置包括Χ射线源、光阑组件、能量探测器、透射像摄像器，其中Χ射线源的 两侧分别设有两组顺序排列的光阑组件和待测物体分别用以进行对光操作和能量色散衍 射衍射，探测器与待测物体的连线与X射线源和光阑组件的连线呈2 θ s角度，透射像摄像 器位于光阑组件和待测物体的后侧并正对待测物体用以进行对光操作。
3.根据权利要求1所述的基于X射线能量色散衍射危险品检测方法，其特征是，所述的 X射线源为在100 150kV、l 7mA工作的钨靶连续射线谱。
4.根据权利要求1所述的基于X射线能量色散衍射危险品检测方法，其特征是，所述的 对光操作是指沿待测物体的铅垂方向作为Z轴、如射线方向为Y轴，垂直与Y的水平方向 作为X轴三个方向待测物体进行移动，使入射的平行X射线光束与待测物体较小尺度处相 截。对光时将衍射装置的探测器绕Z轴向+2 θ s方向转动，同时将投射像摄像器移至主光 束中，完成对光后再将投射像摄像器复位，探测器则固定设置于2 θ s位置。
5.根据权利要求1所述的基于X射线能量色散衍射危险品检测方法，其特征是，所述的 能量色散衍射是指设置θ s进行待测物连续X射线透射式能量色散衍射，和设置θ s下进 行样品的反射式能量色散衍射，收集得到E-I谱后，根据2dE = 12. 3985/Sin θ s关系式获 得d值，其中d为晶面间距，单位是A ；E为能量，单位是keV ； θ s为进行透射式或反射式能 量色散衍射选用的半衍射角，单位是度，然后按d从大到小排列，按2dSin θ cu = 1. 5406换 算得到2 θ -I谱，其中θ eu是对应于CuK α辐射的布喇格角。
全文摘要
一种基于X射线能量色散衍射危险品检测方法，首先采用X射线透视检获得待检测物的投影像，通过目测是否为爆炸物等；将待测物置于衍射装置上进行对光抄作；将待测物置于衍射装置上进行X射线能量色散衍射，实现对危险品的检测和鉴定。本发明对隐藏在包裹中的炸药/毒品等能够用透射式能量色散衍射进行快速在线检测(检测厚度在20～30cm)和反射式能量色散衍射作现场快速鉴定。适用于机场、车站、码头、海关及公共场所、政府保卫部门的在线和现场炸药/毒品检测和鉴定，还适用于真假药等其它物质的鉴定等。
文档编号G01N23/207GK101968454SQ20101028527
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者姜传海, 杨传铮, 陈艳华 申请人:上海交通大学