[發明專利]復合構造物的非破壞檢查裝置和非破壞檢查方法

有效

• 申請號: 200980106309.6
• 申請日: 2009-02-23
• 公開（公告）號: CN101971010A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 永嶺謙忠
• 申請（專利權）人: 高能加速器研究所
• 主分類號: G01N23/22
• 分類號: G01N23/22;G01B15/04;G01T1/20;G01T1/29;G01T1/203
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 周建秋;王鳳桐

技術領域

本發明涉及能對構造物不帶來任何不良影響的情況下檢查例如鋼筋混凝土建筑物那樣的復合構造物的內部狀態的非破壞檢查裝置和非破壞檢查方法。

背景技術

例如，作為以建筑物、高架橋或水壩等鋼筋混凝土等復合構造物內的內部狀態(鋼筋的不織狀態等)或者高爐內的鐵成分或溫度分布等表層內部的狀態為檢查對象的，在不帶來物理的或化學的不良影響的情況下檢查或檢測的非破壞檢查方法，超聲波法、紅外線溫度記錄法、雷達法和X射線法等一直廣泛地為人類所知。可是，這些方法都顯著地限定檢查對象，并且在內部狀態的析像度和能檢測的表層內部的深度上存在界限。

因此，本申請的發明者們提出了一種非破壞檢查方法和裝置，該非破壞檢查方法和裝置使用粒子加速器，人為地產生μ介子，由該粒子加速器產生的μ介子一方面以給定的立體角被捕獲并進行磁場封閉，同時被輸送到鋼筋混凝土等檢查對象并照射，通過檢測隨著照射的正μ介子在鋼筋部的能量損失釋放的陽電子的量，檢測鋼筋混凝土內部狀態(例如，參照專利文獻1)。

專利文獻1：特開2008-14816號公報

發明內容

可是，專利文獻1中記載的發明使用大型、高價的粒子加速器產生μ介子，并且以給定的立體角捕獲這種人為產生的正μ介子，進行磁場封閉，同時輸送到鋼筋混凝土等檢查對象并照射，在現實的可行性方面存在很大的問題。此外，專利文獻1中沒有表示其所記載的陽電子檢測部件(塑料閃爍器)的輸出信號的數據處理的具體細節，在該現有技術中，難以現實地處理伴隨著μ介子的消減所產生的經分選的陽電子和電子量的檢測信號，并生成所希望得到的的放射線照相信息。在專利文獻1中記載的發明中，只把正μ介子作為μ介子處理，無法得到來自負μ介子的元素分選的信號，因此，在現實中，難以取得復合構造物內的鋼筋的形狀和尺寸等具體的用于放射線照相的詳細精確的數據。

本發明是鑒于所述課題而提出的，提供復合構造物的非破壞檢查裝置，該裝置利用在行進方向只以給定量自旋極化并大致在水平方向行進的宇宙射線μ介子，檢查復合構造物的表層內部，其特征在于，所述裝置包括陽電子和電子量檢測部件以及放射線照相數據處理部件，其中，所述陽電子和電子量檢測部件檢測伴隨著在所述復合構造物的內部靜止的所述宇宙射線μ介子的消減，在與所述宇宙射線μ介子的照射方向相反方向以特性的時間常數反射放出的陽電子和電子量；所述放射線照相數據處理部件根據在所述陽電子和電子量檢測部件中檢測的陽電子和電子量，把在所述復合構造物的所述表層內部存在的與所述表層的第一物質不同的第二物質的狀態通過放射線照相進行數據處理并輸出。

這里，所述宇宙射線μ介子包含正μ介子和負μ介子，所述正μ介子相對于行進方向大概自旋極化30％。

而且，所述陽電子和電子量檢測部件檢測伴隨著所述宇宙射線μ介子的消減產生的到達50MeV的衰變電子和陽電子的強度。因此，所述陽電子和電子量檢測部件包括第一檢測板和第二檢測板，所述第一檢測板配置在所述宇宙射線μ介子的照射側，用于檢測μ介子的位置和路線；所述第二檢測板配置在所述第一檢測板和所述復合構造物之間，檢測在所述復合構造物內伴隨著所述μ介子的消減而產生的陽電子和電子量。

而且，其特征在于：所述第一檢測板的位置分辨率為±2.50cm，其有感面積是1m×1m，所述第二檢測板的位置分辨率為±1.25cm，其有感面積是0.5m×0.5m。

此外，所述放射線照相數據處理部件包括鑒別部件和數據處理部件，其中，所述鑒別部件把來自所述陽電子和電子量檢測部件的輸入信號以給定的基準同步脈沖采樣，并從該采樣的輸入信號除去噪聲成分，只分選μ介子的檢測信號；所述數據處理部件處理來自所述鑒別部件的輸出信號，并生成放射線照相信息。

其特征在于：所述復合構造物是鋼筋混凝土，所述第一物質是混凝土，所述第二物質是鋼筋或鋼骨，在該鋼筋混凝土中，所述鋼筋或鋼骨位于離所述混凝土的表層10～20cm的位置。