[发明专利]爆炸物检测系统装置及其检测方法

说明书

技术领域    本发明涉及爆炸物检测技术领域，特别涉及一种采用双多能能量色散X射线康普顿背散技术的爆炸物检测系统装置及其检测方法。

背景技术    呈粉末状晶体爆炸物，可藏匿于衣包内，易于携带流动运输，成为危害社会的重要违禁品。因此，爆炸物检测技术，特别是能够在保障人体安全的前提下，对流动中的可疑违禁品进行快速无损检测的装置和检测方法，对国家安全和社会安定起着十分重要的作用。

在众多的爆炸物检测技术中，X射线是使用最多的一种技术，一般都采用物相法或成像法来检测目标物是否爆炸物并进行种类识别。X射线物相检测法(如实验室中的X射线衍射仪等)通过检测目标物中成分的特征峰线，来判别是否爆炸物，传统的X射线物相检测法具有精度高的优点，但是需要对目标物进行制备，且检测时间长，不能满足现场快速检测的要求。X射线成像检测法(车站、机场常用的安检机等)是通过扫描检测目标物的吸收系数和物质密度信息，由计算机还原被测物几何形状图像，进行人工判断，检测的漏报率和误报率较高，并且成像装置的辐射剂量也较大，不能满足安全检测要求。

近年来，在X射线成像检测装置的基础上，进一步采用了背散及双能技术，增加了目标物的有效原子序数检测。文献“一种基于双能X射线与前向散射的爆炸物检测方法”(核技术，第27卷第10期)，文献“双能量X射线安检机的炸药、毒品探测功能”和“智能型X射线爆炸物自动探测系统”(警察技术网站)描述了集成双能、前散、成像等技术的检测方法。

专利US2005/0259781 A1给出了一种用于从多能CT图像计算有效原子序数的系统方法。该专利方法给出了不用计算康谱顿系数直接从双能CT图像计算有效原子序数并构建Z图像的快速算法。该专利的一个实例应用检测装置采用双能旋转扫描X射线成像系统结构，可用于行李箱包藏匿违禁品的检测，但不能用于人身藏匿的检测。该专利还给出了从Z图像检测两种或两种以上已知有效原子序数物质的检定步骤具体化应用实例。

上述专利和技术方法在理论上解决了爆炸物的检测技术问题，但在实用中需要进一步解决藏匿性爆炸物复杂包装带来的检测干扰问题，人身藏匿检测的安全辐射剂量和人体隐私问题，以及针对便携流动性环境的快速实时检测问题。

因此，能针对爆炸物藏匿性、流动性特点，特别是针对人身携带场合的快速、安全和无损检测装置和方法成为急待解决的技术瓶颈。

发明内容    针对现有技术的不足，本发明提供一种能针对爆炸物藏匿性和流动性特点，兼顾快速、安全和无损检测要求，采用双多能能量色散X射线康普顿背散技术的爆炸物检测系统装置及其检测方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种爆炸物检测系统装置包括X射线光路子系统、探测子系统、伺服子系统和计算机子系统，特别是：

X射线光路子系统包括高能光路、低能光路、光路控制器；

高能光路包括150Kev能段的X射线白光高能光源、高能电源、高能准直器和高能衰减器；低能光路包括75Kev能段的X射线白光低能光源，低能电源、低能准直器和低能衰减器；

探测子系统包括高能固体探测器、高能多道仪、低能固体探测器和低能多道仪；

伺服子系统包括多轴机械平台、位移传感器、伺服控制器、箱包托盘或人员通道；

计算机子系统包括计算机硬件、控制软件和数据处理软件；

X射线光路子系统和探测子系统都架设在受伺服控制器控制的多轴机械平台上，相对于目标物来说处于同侧不同角度位置，构成康谱顿背散几何光路；

计算机子系统通过控制高能电源和低能电源的电压和电流大小，实现对高能光源和低能光源的强度控制，通过光路控制器对高能衰减器和低能衰减器的控制来调节辐射剂量，保障安全剂量检测；

伺服子系统中的位移传感器检测多轴机械平台的运动参数，反馈至计算机控制软件，形成伺服控制器的闭环运动控制，分别实现由计算机子系统对目标物的动态扫描探测控制或定位跟踪探测控制；

高能固体探测器和低能固体探测器分别接收高能光源和低能光源投射在目标物上的康谱顿散射能量差分对数据，分别经高能多道仪和低能多道仪预处理，形成双多能探测数据，输入计算机进行数据清洗、信息融合、特征抽取、特征匹配等数据处理，得出目标物的密度及有效原子序数信息，经分类识别处理确定目标物是否爆炸物及其所属种类。

一种用于爆炸物检测系统装置的检测方法，包括计算机软件控制方法和计算机软件数据处理方法，其中一种爆炸物检测系统装置的计算机软件控制方法是：

人工参数设定是箱包检测还是人员检测，设定相应的X射线输出强度及剂量参数；