[發明專利]針對鋼筋混凝土構件設計的中子共振CT成像系統及方法

在審

• 申請號: 202110356274.4
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113358674A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 王盛;敬罕濤;田斌斌
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N23/05
• 分類號: G01N23/05;G01N23/046
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

1.一種針對鋼筋混凝土構件設計的中子共振CT成像系統，其特征在于，包括中子源(1)、探測系統(3)以及用于帶動鋼筋混凝土構件(2)轉動的旋轉樣品臺，其中，鋼筋混凝土構件(2)位于旋轉樣品臺上，中子源(1)發出的中子束流照射到鋼筋混凝土構件(2)后進行透射，再經探測系統(3)記錄透射中子數據。

2.根據權利要求1所述的針對鋼筋混凝土構件設計的中子共振CT成像系統，其特征在于，中子源(1)的能譜寬度及能量分辨率均要滿足鐵元素和氧元素的識別要求。

3.一種針對鋼筋混凝土構件設計的中子共振CT成像方法，其特征在于，基于權利要求1所述的針對鋼筋混凝土構件設計的中子共振CT成像系統，包括以下步驟：

旋轉樣品臺帶動鋼筋混凝土構件(2)在轉動過程中，每隔預設角度，探測系統(3)獲取一組透射中子數據I，完成180°的完備投影數據采集，同時分別進行入射中子數據I₀測量以及本底數據I_B測量，再計算投影數據，然后基于核素Fe-56和O-16的特征共振峰進行能量篩選，分別獲取關聯鐵元素和氧元素共振特性的投影數據P_Fe及P_O，再計算關聯鐵的氧化物共振特性的投影數據P_IO，最后根據關聯鐵元素和氧元素共振特性的投影數據P_Fe及P_O和關聯鐵的氧化物共振特性的投影數據P_IO，利用斷層圖像重建算法重建鋼筋混凝土構件(2)的成像。

4.根據權利要求3所述的針對鋼筋混凝土構件設計的中子共振CT成像方法，其特征在于，根據式(1)計算投影數據；

5.根據權利要求3所述的針對鋼筋混凝土構件設計的中子共振CT成像方法，其特征在于，根據式(2)及鐵的氧化物中原子比重ξ計算關聯鐵的氧化物共振特性的投影數據P_IO；

P_IO＝ξ·P_Fe+(1-ξ)·P_O (2)

6.根據權利要求3所述的針對鋼筋混凝土構件設計的中子共振CT成像方法，其特征在于，最后根據關聯鐵元素和氧元素共振特性的投影數據P_Fe及P_O和關聯鐵的氧化物共振特性的投影數據P_IO，利用斷層圖像重建算法重建鋼筋混凝土構件(2)的成像的具體過程為：

根據式(3)構建重建模型，再根據關聯鐵元素和氧元素共振特性的投影數據P_Fe及P_O和關聯鐵的氧化物共振特性的投影數據P_IO，利用斷層圖像重建算法重建鋼筋混凝土構件(2)的成像；

P＝Af (3)。