[发明专利]一种基于X射线透视和散射技术的危险液体识别方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及安全检查技术，具体涉及液体安全检查技术。

背景技术

液态爆炸物在常温下通常呈液态，具有组分均匀、流动性好、运输方便、易于制造和伪装、隐蔽性强等特点，不合法的运输和使用液态违禁品对公共安全造成了极大的威胁。

目前国内外液体安全检查技术主要有：光学法、电磁法和辐射检测法。

光学方法包括拉曼光谱法、红外法等，这些方法在实际应用中常常因为液体外包装而无法准确检测，具有准确率低、误检率高的缺点。

电磁检测方法由于信号微弱容易受到电磁干扰，而且不能检测金属包装的液体物品。

辐射检测法包括中子法、X射线检测法。其中中子方法的使用会因“中子活化”对被检液体造成辐射残留，而且辐射屏蔽复杂、稳定性差，不适合在安检体系中大规模使用。X射线检测法是相对成熟且应用最广泛的技术，按照作用机理可分为散射技术和透视技术，X射线透视扫描系统是采集透过被检物品的X射线信号，信号强度与被检物品的有效原子序数相关；X射线散射扫描系统是采集X射线的康普顿散射信号，信号强度与被检物品的密度相关。由于被检物品的透视和散射信号受到液体和容器的合成作用的影响，单一的X射线技术难以识别不同容器的危险液体。

针对上述的情况，提出了一种用放射源对液体进行背散射安全检测方案，该方案主要基于放射源、准直器、探测器、数据采集器及计算机数据处理器来实现。该方案将被检的液体物品旋转在可转动的旋转平台机构上，由放射源发出射线穿透液体物品的包装层后在液体表层发生康普顿散射，散射光子经过准直后被探测器接收，然后将放大成形的数据传输至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，若发现与危险品密度一致则报警。

这种用放射源对液体进行背散射安全检测的方案存在以下问题：

其一，由于液体容器的形状、材质和厚度多种多样，探测器接收的信号很大可能是液体和容器外壁共同散射的信号，尤其是玻璃、陶瓷等高密度的容器，仅用散射信号测量其密度是不准确的，极大影响液体识别的准确性；

其二，在液体检测过程中，需将待检液体放置旋转平台，旋转一周后才能进行液体识别，这降低了平台的稳定性，同时增加了检测时间。

发明内容

针对现有液体安全检查技术识别准确率不高的问题，需要一种高效，高准确率的液体安全检查技术。

为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于X射线透视和散射技术的危险液体识别方法及系统，以提高液体识别的准确率。

为了解决上述技术问题，本发明提供的基于X射线透视和散射技术的危险液体识别方法，包括：

对待检液体同步采集高低能透视、背散射信号；

建立X射线透视和散射衰减模型；

将待检液体分解为两种相似度最高的基底材料，分别计算待检液体的有效原子序数和密度；

建立待检液体的二维特征分布空间，对危险液体进行分类识别。

在本识别方法的方案中，利用不同物质属性的有机基底材料来建立X射线透视和散射衰减模型。

在本识别方法的方案中，建立衰减模型的有机基底材料由混合材料1(Z>10)，有机材料1(10>Z>8)，有机材料2(8>Z>6.7)和有机材料3(6.7>Z>5)组成，每个材料均为等厚度差的阶梯，阶梯数不小于20阶，Z为物质的等效原子序数，随着Z值变化，衰减曲线依次变化。

在本识别方法的方案中，基于待检液体的X射线透视高、低能信号，建立透视高低能坐标系，通过对比X射线透视和散射衰减模型给出的多条衰减曲线，确定相邻的两条衰减曲线，并计算该点到两条曲线的距离，从而将该液体分解为两种相似度最高的基底材料

在本识别方法的方案中，基于相邻衰减曲线的有效原子序数Z₁，Z₂与到该两条曲线的距离比d₁/d₂，计算出待检液体的有效原子序数Z；并基于采集到的背散射信号，以此作为密度属性来确定待检液体的密度。

在本识别方法的方案中，基于计算得到的有效原子序数和散射灰度，建立待检液体的二维特征分布空间。

在本识别方法的方案中，利用模式识别的方法对危险液体进行分类识别。

在本识别方法的方案中，具体通过如下步骤对危险液体进行分类识别：

首先采集液体样本数据，提取样本的有效原子序数和散射灰度，建立液体二维特征数据库；