[發明專利]一種濾波裝置和方法及一種物質探測裝置和方法在審

申請號：	201410854084.5	申請日：	2014-12-31
公開（公告）號：	CN104535592A	公開（公告）日：	2015-04-22
發明（設計）人：	陳志強;張麗;趙自然;劉耀紅;劉必成;顧建平;鄭娟	申請（專利權）人：	同方威視技術股份有限公司
主分類號：	G01N23/02	分類號：	G01N23/02
代理公司：	北京路浩知識產權代理有限公司 11002	代理人：	李相雨
地址：	100084 北京***	國省代碼：	北京;11
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種濾波裝置方法物質探測
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及輻射探測領域，尤其涉及一種濾波裝置和方法及一種物質探測裝置和方法。

背景技術

在非侵入式檢查領域中，x射線透射式檢查是重要的技術手段。不同的能量x射線與物質相互作用時，其發生的物理反應與物質屬性及x射線的能量相關，如圖1和圖2所示，根據不同能量射線的探測中，可以判斷掃描物質的基本屬性。其中，可以利用高能和低能兩種射線透明度值差異來識別被檢物物質屬性的技術。透明度定義為穿透物質前后x射線的強度比值。由于不同物質的質量衰減系數在1MeV附近趨于一致，所以采用該類技術時，一般希望x射線均大于1MeV或均小于1MeV，才能通過透明度值推斷物質屬性。

目前x射線有多種產生途徑，但醫療和工業領域中產生x射線主要依靠兩種手段：1、放射性核素的自然衰變；2、電子的軔致輻射。其中放射性核素的自然衰變產生x射線的單色性很好，但能量和強度不受人工控制，無法應用在雙能x射線探測領域。利用高能電子的軔致輻射產生x射線是目前非侵入式檢查領域中主要的射線來源，但是其能譜為連續譜型，如圖3a和圖3b中的無濾波曲線，在應用時有許多不足。特別是在材料識別中，當x射線最高能量大于1MeV時，能譜中高能射線傳遞的信息會受到低能射線的影響，導致識別不準甚至錯誤。為了提高高能x射線探測設備的探測能力，需要對軔致輻射產生的連續譜進行整形，減小低能能譜所占的比例。傳統的方法是采用旋轉濾波體的方法獲得期望的能譜，用高Z材料對高能射線濾波，用低Z材料或空氣對低能射線濾波，調制能譜，從而達到提高分類探測能力的目的。這種方法對雙能分類能力有一定的提高，但是通過蒙特卡洛程序模擬計算濾波后的能譜發現，濾波后還有大量的1MeV以下的光子(如圖3a和圖3b中通過蒙特卡洛程序模擬計算的經石墨濾波后的能譜所示)，并不利于實現分類探測。由于x射線系統的能量在1MeV以上，分類探測的實現主要依靠1MeV以上光子所帶來的信息，而當低能射線濾波采用低Z材料或空氣時，濾波后還會有大量的1MeV以下的光子，對系統的分類性能帶來負面影響。同時由于需要保證高能射線用高Z材料濾波，低能射線用低Z材料濾波，因此當雙能射線交替發射時，需要采用旋轉方式的濾波器，讓濾波材料在高Z和低Z間切換，并保證高低能射線能對應相應的濾波材料。在高頻率出束的情況下，濾波器的材料切換與加速器高低能切換之間的同步往往難以保證，導致使用時出現問題。

發明內容

本發明提供一種濾波裝置和方法及一種物質探測裝置和方法，以解決現有技術的輻射探測過程中易于受到低能成分干擾的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種濾波裝置，所述裝置包括：

雙能射線源，所述雙能射線源用于發射高能射線和低能射線；

濾波片，位于所述雙能射線源的射線出射處，由高Z材料制成，用于對出射的高能射線和低能射線進行濾波。

進一步地，所述裝置還包括：

第一準直器，用于對經所述濾波片濾波后的高能射線和/或低能射線進行第一準直。

進一步地，所述裝置還包括：

第二準直器，用于對經所述第一準直器第一準直后的高能射線和/或低能射線進行第二準直。

進一步地，

所述濾波片由鉛、鎢、銅、鐵、銻、鎳中的至少一種材料制成；

和/或，所述濾波片的厚度根據射線在1m處的劑量率占所述雙能射線源的出射劑量率的比例決定，其至少為5g/cm²。