一種爆炸物檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種爆炸物檢測裝置，所述檢測裝置包括主機、傳輸定位系統(tǒng)、屏蔽墻、控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)通過電纜線與主機和傳輸定位裝置聯(lián)接，集成控制中子管、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、傳輸定位裝置，并實時顯示檢測結果；主機包括中子源系統(tǒng)、探測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中中子源系統(tǒng)包括中子管及其屏蔽體，探測系統(tǒng)包括γ探測器陣列及其屏蔽體、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；被測物品經(jīng)傳輸定位系統(tǒng)送至檢測區(qū)，啟動中子管，通過被測物品后出射的γ信號經(jīng)探測器陣列、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)送至控制系統(tǒng)，分析獲取箱包內(nèi)爆炸物信息。本發(fā)明的裝置便于安裝、調(diào)試與維護，適于箱包中的爆炸物檢測。
【專利說明】一種爆炸物檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于違禁品檢測裝置【技術領域】，具體涉及一種爆炸物檢測裝置。
【背景技術】
[0002]目前，已經(jīng)應用的和正在預研中的主要探測爆炸物(特指炸藥)的技術包括痕量檢測和宏量探測兩大類。
[0003]痕量檢測要求爆炸物是微量級的，包括對爆炸物蒸氣或粒子的采集和分析。離子遷移譜法是該項技術的典型代表。此類檢測技術在一定條件下具有高的靈敏度，維修費用較低，但是必須直接獲得爆炸物或示蹤物質的蒸氣或微粒，如果蒸氣壓太低，或爆炸物被包裝封閉致使蒸氣難以散發(fā)，都將影響檢測速度和結果。
[0004]對于宏量爆炸物的探測，通常是基于成像技術和核技術的應用。對于樣本的獨立性要求比痕量檢測技術要低些，也不會受到爆炸物所處環(huán)境的影響。目前，成像技術應用最廣泛的是X射線成像技術。它根據(jù)所測物品的密度分布和形狀來判斷爆炸物，由于密度和形狀不能唯一表征炸藥，因此對爆炸物品探測的漏報率和誤報率很高。
[0005]基于核(主要是中子)的檢測技術具有高探測靈敏度、高準確性、高自動化的特點，可實現(xiàn)對檢測對象中多種元素及其含量的測定，從而更為準確地判斷是否存在爆炸物。其發(fā)展經(jīng)歷了熱中子分析法、快中子分析法、脈沖快中子分析法等。這些方法的理論分析、實驗研究和現(xiàn)場應用因干擾不能有效甄別導致誤報、漏報，而表現(xiàn)出了一定的局限性落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種爆炸物檢測裝置。
[0007]本發(fā)明的爆炸物檢測裝置，包括主機、傳輸定位系統(tǒng)、屏蔽墻、控制系統(tǒng)；其特征在于控制系統(tǒng)通過電纜線與主機和傳輸定位裝置聯(lián)接，集成控制中子管、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、傳輸定位裝置，并實時顯示檢測結果；主機包括中子源系統(tǒng)、探測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中中子源系統(tǒng)包括中子管及其屏蔽體，探測系統(tǒng)包括Y探測器陣列及其屏蔽體、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；被測物品經(jīng)傳輸定位系統(tǒng)送至檢測區(qū)，啟動中子管，通過被測物品后出射的Y信號經(jīng)探測器陣列、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)送至控制系統(tǒng)，分析獲取箱包內(nèi)爆炸物信息。
[0008]所述中子管的中子產(chǎn)額為5X107n/s，中子管中集成有α粒子探測器。
[0009]所述Υ探測器陣列由NaI閃爍體與光電倍增管構成。
[0010]本發(fā)明使用α粒子探測器、Y探測器陣列和電子學插件建立信號采集系統(tǒng)，經(jīng)過相關時間譜和Y能譜的測量，進行數(shù)據(jù)處理獲得碳、氮、氧特征元素的成分含量比值，利用反映爆炸物特征元素比值碳氧比、氮氧比范圍來甄別爆炸物。同時在中子源系統(tǒng)、探測器系統(tǒng)以及傳輸定位系統(tǒng)后配以相應的氘氚中子屏蔽模塊，確保裝置工作環(huán)境的人員劑量安全符合國家標準。
[0011]相對于目前市場上常見的X射線檢測裝置，本發(fā)明采用位置分辨及無損檢測技術，提高爆炸物檢測的抗干擾能力的同時不破壞行李箱及箱內(nèi)物品；利用炸藥中主要元素碳、氮、氧的成分比進行甄別，避免僅靠物質密度或外形進行甄別帶來的高誤判；裝置采用模塊化設計，便于轉移和安裝。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的檢測裝置的結構框圖；
圖2是本發(fā)明中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方框圖；
圖3是本發(fā)明中的程序流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0014]圖1是本發(fā)明的檢測裝置的結構框圖，圖2是本發(fā)明中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方框圖，圖3是本發(fā)明中的控制程序流程圖。
[0015]從圖廣3中可以看出，本發(fā)明的爆炸物檢測裝置包括控制系統(tǒng)1，主機、傳輸定位裝置6和屏蔽墻8?？刂葡到y(tǒng)通過電纜將計算機與主機連接，用以控制主機。屏蔽墻非工作狀態(tài)時可以與主機通過扣接，組成一個整體以減小占用空間。主機由中子管2、屏蔽系統(tǒng)4、Y探測器陣列5、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3等構成。中子源系統(tǒng)采用產(chǎn)額5X107n/s的中子管，內(nèi)置集成了 α粒子探測器，用以產(chǎn)生中子對被測物品進行輻照。屏蔽體用以屏蔽輻射和減少測量時的本底影響。Y探測器陣列5由NaI閃爍體與光電倍增管構成，分列于被測物品上下兩側。
[0016]中子管2產(chǎn)生14MeV中子照射位于傳輸定位裝置6上的被測物品7，中子與被測物品中元素相互作用，產(chǎn)生的特征Y射線被NaI探測器陣列5記錄，并經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3送至控制系統(tǒng)I的計算機中進行數(shù)據(jù)處理和分析。根據(jù)時間譜可確定被測物品的在箱包內(nèi)的空間位置，能譜給出被測物品元素含量信息，將采集到的數(shù)據(jù)進行處理，得到碳、氮、氧三種元素成份的相對含量以及碳氧比、氮氧比值，由此判定是否含有爆炸物。
[0017]中子管2內(nèi)的氘粒子流通過加速轟擊氚靶發(fā)生反應產(chǎn)生中子和α粒子。α粒子信號由中子管內(nèi)置的α探測器收集，用于對被檢測物7的空間分辨測量，信號輸出送至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3。中子和α粒子在時間和空間上一一對應，而反應產(chǎn)生中子與物質相互作用產(chǎn)生的瞬發(fā)Y的作用時間極短，瞬發(fā)Y與α時間關聯(lián)。通過Υ與α信號的符合時間測量，獲得α-Υ的時間譜。通過時間窗選出與α粒子相關聯(lián)的中子產(chǎn)生的瞬發(fā)Y，獲得樣品的特征Y譜線，同時大幅度降低本底Y。產(chǎn)生的特征Y射線被Y探測器陣列5探測后送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3。
[0018]通過蒙卡模擬探測效率、中子輻射屏蔽等物理過程，確定NaI探測器的放置和中子管的屏蔽設計，包括屏蔽材料鐵、含硼聚乙烯的結構。
[0019]Y探測器陣列5送出的多路Y信號至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3，通過控制系統(tǒng)I進行調(diào)節(jié)，使得在碳元素的特征Y射線幅度一致，利用氮元素和氧元素的特征Y射線對每路探測器的非線性進行測量，并進行非線性修正。
[0020]輸出的信號經(jīng)過延遲后直接輸入常份額甄別器內(nèi)。多路Y探測器輸出的陽極信號分為兩路，一路經(jīng)過延遲后直接輸入電荷積分器內(nèi)進行Y能譜測量，另一路信號經(jīng)過常份額甄別器后，與α探測器的常份額信號分別作為開門信號和關門信號輸入到時幅轉換器進行α-Υ相關時間測量獲得相關時間譜。提高時間分辨，使開門信號與關門信號的時間離散最小，調(diào)整各路開門信號與各路關門信號，使它們各自步調(diào)一致。
[0021]為了減小整個裝置的體積，提高可靠性，對于采集系統(tǒng)，采用VME總線控制的多通道可編程數(shù)字化組件，進行數(shù)據(jù)的獲取、存儲和處理。
[0022]將碳、氮、氧元素的標準Y能譜使用最小二乘法對測量到的樣品非彈瞬發(fā)Y譜進行處理，由碳氧比、氮氧比進行爆炸物識別。測量與控制均在控制系統(tǒng)I處進行，檢測出爆炸物自動報警，設備運行時不需要人員停留現(xiàn)場。采用專用檢測程序，對整個檢測過程進行控制，采集信號并進行數(shù)據(jù)處理，實時得碳、氮、氧三種元素成份的相對含量以及碳氧比、氮氧比值，由爆炸物品和普通物品碳氧比、氮氧比值不同進行判定。
[0023]沿中子出射方向，在傳輸系統(tǒng)6后放置一道屏蔽墻8，主要屏蔽在被檢測空間處出射的中子。出射中子先后經(jīng)過三道屏蔽，確保工作現(xiàn)場的人員劑量安全符合國家標準。
【權利要求】
1.一種爆炸物檢測裝置，其特征在于:所述檢測裝置包括主機、傳輸定位系統(tǒng)(6)、屏蔽墻(8)、控制系統(tǒng)(I);控制系統(tǒng)通過電纜線與主機和傳輸定位裝置聯(lián)接，集成控制中子管(2)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(3)、傳輸定位裝置，并實時顯示檢測結果；主機包括中子源系統(tǒng)、探測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中中子源系統(tǒng)包括中子管及其屏蔽體(4)，探測系統(tǒng)包括Y探測器陣列(5)及其屏蔽體(4)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；被測物品(7)經(jīng)傳輸定位系統(tǒng)送至檢測區(qū)，啟動中子管，通過被測物品后出射的Y信號經(jīng)探測器陣列、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)送至控制系統(tǒng)，分析獲取箱包內(nèi)爆炸物信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的爆炸物檢測裝置，其特征在于:所述中子管(2)的中子產(chǎn)額為5X107n/s，中子管(2)中集成有α粒子探測器。
3.根據(jù)權利要求1所述的爆炸物檢測裝置，其特征在于:所述Y探測器陣列(5)由NaI閃爍體與光電倍增管構成。
【文檔編號】G01N23/222GK103995015SQ201410160790
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權日:2014年4月22日
【發(fā)明者】陽劍, 安力, 王新華, 鄭普, 雷家榮, 何鐵, 郭海萍, 楊小飛 申請人:中國工程物理研究院核物理與化學研究所