[发明专利]基于Ｘ射线能量色散衍射危险品检测方法

说明书

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2θ_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光阑位于发散狭缝前。 

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+2θ_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2θ_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：(1)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：(1)根据2dE＝12.3985/Sinθs关系式从E-I谱获得d值，其中：d为晶面间距，单位是 ；E为能量，单位是keV；θs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2dSinθ_Cu＝1.5406换算得到2θ-I谱，其中：θ_Cu是对应于CuKα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： 

附图说明

图1为本发明透射式X射线能量色散衍射的原理图。 

图2为能量色散衍射装置的原理结构示意图。 

图3为硝酸铵(NH₄NO₃)(a)2θs＝15°时能量色散衍射E-I谱；(b)2θs＝6°时能量色散衍射E-I谱；(c)经2dE＝12.3985/sin7.5°和2dE＝12.3985/sin3°换算得到的d-I谱。