專利名稱：對(duì)人體內(nèi)隱藏的海洛因進(jìn)行快速自動(dòng)無損檢測的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物理學(xué)能量色散X射線散射核探測技術(shù)領(lǐng)域以及計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)處 理理論領(lǐng)域，特別是涉及一種用能量色散X射線衍射與相干函數(shù)相結(jié)合對(duì)人體內(nèi)隱藏的海 洛因進(jìn)行快速自動(dòng)無損檢測的方法。
背景技術(shù)：
毒品，是魔鬼用來汲取人類靈魂的毒藥，它已經(jīng)成為當(dāng)今人類的一大公害。它不僅 摧毀人的意志、人格及良知，嚴(yán)重危害健康，而且使人犯罪，是社會(huì)不安定的重要因素。近年 來，世界各地毒品走私活動(dòng)日益猖獗，犯罪分子販毒手段狡猾多變，販毒手法日趨現(xiàn)代化、 智能化。特別是利用人體藏毒進(jìn)行走私運(yùn)輸因其具有隱蔽性而很難被發(fā)現(xiàn)。發(fā)明一種快速、 無損、準(zhǔn)確的對(duì)人體內(nèi)外是否藏有毒品的檢測方法迫在眉睫。一、比較常見毒品的無損探測方法主要有1、X射線透視檢測法這是最傳統(tǒng)的檢測方法、包括背散。采用X射線對(duì)行李和包裹透視成像，安檢員通 過觀察圖像中物品的形狀輪廓作出判斷。其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)簡單成熟、價(jià)格低廉，適合于探測金 屬物品；其缺點(diǎn)是漏報(bào)、錯(cuò)報(bào)率高，不能分辨復(fù)雜背景中相對(duì)量少非法物品，甚至無法檢出毒品。2、數(shù)字X射線成像技術(shù)把數(shù)字影像技術(shù)引入X射線成像系統(tǒng)中，采用高靈敏度的CXD和X射線轉(zhuǎn)換屏，實(shí) 現(xiàn)高分辨率的數(shù)字圖像，輔助使用危險(xiǎn)品識(shí)別軟件，可以提高識(shí)別的速度和準(zhǔn)確度。但這種 方法仍然不能分辨復(fù)雜背景中相對(duì)量較少的非法物品，也不能分辨隱藏在高原子序數(shù)物質(zhì) (以下簡稱高Z物質(zhì))后的非法物品。3、雙能(多能)X射線技術(shù)在基本的X射線透射技術(shù)的基礎(chǔ)上，使用兩個(gè)透射模塊，由一個(gè)射線源產(chǎn)生兩個(gè) 不同能級(jí)的射線束形成兩個(gè)不同的圖像。根據(jù)不同材料、密度的物質(zhì)對(duì)不同能級(jí)X射線的 衰減程度不同，將兩個(gè)圖像中的衰減信息綜合考慮，可以判斷出物質(zhì)的組成成分。該技術(shù)能 獲得被檢物的有效原子序數(shù)信息，提高系統(tǒng)的物質(zhì)分辨能力，但是它仍然不能分辨復(fù)雜背 景中疊放的物體，并由于不能測定物質(zhì)的濃度而不能準(zhǔn)確地測定原子序數(shù)。4、中子分析檢測技術(shù)通過測量透射或反射的中子能譜，或是次生的Y能譜，根據(jù)毒品中C(碳)含量明 顯高于其它普通物品的特點(diǎn)來作出判斷。然而，中子畢竟是一種令人生畏的粒子，對(duì)中子進(jìn) 行輻射防護(hù)是比較困難的，如果要保證人員的安全，勢必造成系統(tǒng)的龐大臃腫。另外由于毒 品成分和一些有機(jī)物的成分非常接近，因此誤報(bào)率高。5、伴隨粒子成像(API)技術(shù)是在中子分析探測技術(shù)的基礎(chǔ)上，以核反應(yīng)T(d，n)4He產(chǎn)生的快中子為探針，與 C、N和0(氧)等元素的原子核相互作用，進(jìn)行非彈性散射，產(chǎn)生γ射線。通過測量這些Y射線的能譜和強(qiáng)度，可以得到被測物品中的C、N和0元素的含量，進(jìn)而推斷是否有毒品。該 技術(shù)也存在和一些有機(jī)物難以區(qū)分的問題。6、核電四極矩共振(NQR)技術(shù)類似于核磁共振技術(shù)，但不需要磁場。當(dāng)包裹進(jìn)入測量線圈后，經(jīng)控制產(chǎn)生射頻脈 沖，使得樣品中氮分子產(chǎn)生NQR共振頻率，進(jìn)行傅立葉變換后得到頻譜，根據(jù)頻譜即可準(zhǔn)確 地判斷出是否有炸藥。但若違禁品用金屬全屏蔽，電磁波無法穿透時(shí)也不能發(fā)揮作用，并且 可進(jìn)行實(shí)用化檢測的危險(xiǎn)品種類有限。7、氣相分析方法僅對(duì)于某些炸藥如甘油炸藥檢測精度較高，對(duì)于偽裝、密封較好的危險(xiǎn)品無法檢 測。同時(shí)這種方法也不易實(shí)現(xiàn)在線檢測。8、生物檢測法直接使用經(jīng)訓(xùn)練的狗等動(dòng)物的嗅覺，可以檢出某些類型違禁品。但靈敏度隨個(gè)體 變化較大，且不能長時(shí)間連續(xù)使用。二、相干函數(shù)相干函數(shù)分析建立在自功率譜密度函數(shù)\(ω)、Sy(co)，和互功率譜密度函數(shù) sxy( )之上。相干函數(shù)的定義如下
權(quán)利要求
1.對(duì)人體內(nèi)隱藏的海洛因進(jìn)行快速自動(dòng)無損檢測的方法，其特征在于它包括如下步驟1)檢測設(shè)備的準(zhǔn)備檢測設(shè)備包括X射線發(fā)生器、發(fā)散狹縫準(zhǔn)直器、防散射狹縫和接收 狹縫準(zhǔn)直器、探測器、多道分析儀及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；X射線發(fā)生器、發(fā)散狹縫準(zhǔn)直器位于樣品 的一側(cè)，發(fā)散狹縫準(zhǔn)直器位于X射線發(fā)生器與樣品之間；探測器、防散射狹縫和接收狹縫準(zhǔn) 直器位于樣品的另一側(cè)，防散射狹縫和接收狹縫準(zhǔn)直器位于樣品與探測器之間；探測器的 信號(hào)輸出口由信號(hào)線與多道分析儀的信號(hào)輸入口相連，多道分析儀的信號(hào)輸出口由信號(hào)線 與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的信號(hào)輸入口相連；2)所述樣品采用內(nèi)隱藏有海洛因的人體模型；開啟X射線發(fā)生器，校準(zhǔn)光路，X射線 發(fā)生器產(chǎn)生的X射線入射束經(jīng)過發(fā)散狹縫準(zhǔn)直器后穿透樣品，調(diào)整并固定探測器的角度， 穿透樣品后的散射光束的光子經(jīng)過防散射狹縫和接收狹縫準(zhǔn)直器后形成散射光束被探測 器接收，探測器將接收的數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉嗟婪治鰞x進(jìn)行能量分辨，多道分析儀將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并得到所測目標(biāo)物的散射圖譜，測得探測器不同角度下的散射圖 譜，建立內(nèi)隱藏有海洛因的人體模型標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫；3)樣品采用人體模型；開啟X射線發(fā)生器，校準(zhǔn)光路，X射線發(fā)生器產(chǎn)生的X射線入射 束經(jīng)過發(fā)散狹縫準(zhǔn)直器后穿透樣品，調(diào)整并固定探測器的角度，穿透樣品后的散射光束的 光子經(jīng)過防散射狹縫和接收狹縫準(zhǔn)直器后形成散射光束被探測器接收，探測器將接收的數(shù) 據(jù)傳輸?shù)蕉嗟婪治鰞x進(jìn)行能量分辨，多道分析儀將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并 得到所測目標(biāo)物的散射圖譜，測得探測器不同角度下的散射圖譜，建立人體模型標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù) 庫；4)步驟1)中的樣品采用被檢測人體，開啟X射線發(fā)生器，校準(zhǔn)光路，X射線發(fā)生器產(chǎn)生 的X射線入射束經(jīng)過發(fā)散狹縫準(zhǔn)直器后穿透樣品，調(diào)整并固定探測器的角度，穿透樣品后 的散射光束的光子經(jīng)過防散射狹縫和接收狹縫準(zhǔn)直器后形成散射光束被探測器接收，探測 器將接收的數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉嗟婪治鰞x進(jìn)行能量分辨，多道分析儀將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn) 行數(shù)據(jù)處理并得到所測目標(biāo)物的散射圖譜，取相同散射角度下的步驟2)中所測目標(biāo)物的 散射圖譜做相干函數(shù)圖譜，分析高頻段的信號(hào)特征，如果相干函數(shù)分析在高頻段有一個(gè)峰 值，那么就可以斷定被檢測人體內(nèi)含有海洛因，否則就沒有。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)人體內(nèi)隱藏的海洛因進(jìn)行快速自動(dòng)無損檢測的方法，其特 征在于為了準(zhǔn)確，將步驟4)中的所測目標(biāo)物中相同散射角度下的所測目標(biāo)物的散射圖譜 做相干函數(shù)分析，分析高頻段的信號(hào)特征，如果相干函數(shù)分析在高頻段有一個(gè)峰值，那么就 可以斷定被檢測人體內(nèi)沒有海洛因。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)人體內(nèi)隱藏的海洛因進(jìn)行快速自動(dòng)無損檢測的方法，其特 征在于所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算機(jī)控制軟件、數(shù)據(jù)采集軟件、數(shù)據(jù)處理軟件、 毒品數(shù)據(jù)庫組成；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)控制軟件控制X射線發(fā)生器的高壓電源的電壓和 電流大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)X光光源的強(qiáng)度控制；并由計(jì)算機(jī)控制軟件控制探測器運(yùn)行到檢測散射 角位置處；由計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)采集軟件對(duì)多道分析儀從探測器所獲取的信號(hào)進(jìn)行采集，實(shí) 現(xiàn)對(duì)探測樣品的能量探測；由計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)探測數(shù)據(jù)解析處理，獲得能量色 散X射線散射數(shù)據(jù)；從能量色散X射線散射數(shù)據(jù)中提取散射峰的峰位、峰形、峰強(qiáng)特征；并 根據(jù)峰位、峰形、峰強(qiáng)特征進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理和模式識(shí)別算法處理；根據(jù)模式識(shí)別算法處理進(jìn)行毒品判別比對(duì)，如果存在毒品，則根據(jù)毒品數(shù)據(jù)庫已存儲(chǔ)的毒品模式進(jìn)行分類，報(bào)告初 步識(shí)別結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)人體內(nèi)隱藏的海洛因進(jìn)行檢測的方法。對(duì)人體內(nèi)隱藏的海洛因進(jìn)行快速自動(dòng)無損檢測的方法，其特征在于它包括如下步驟1)檢測設(shè)備的準(zhǔn)備；2)所述樣品采用內(nèi)隱藏有海洛因的人體模型；測得探測器不同角度下的散射圖譜，建立內(nèi)隱藏有海洛因的人體模型標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫；3)樣品采用人體模型；測得探測器不同角度下的散射圖譜，建立人體模型標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫；4)步驟1)中的樣品采用被檢測人體，取相同散射角度下的步驟2)中所測目標(biāo)物的散射圖譜做相干函數(shù)圖譜，分析高頻段的信號(hào)特征，如果相干函數(shù)分析在高頻段有一個(gè)峰值，那么就可以斷定被檢測人體內(nèi)含有海洛因，否則就沒有。該方法能夠快速、準(zhǔn)確、無損對(duì)人體內(nèi)是否隱藏海洛因進(jìn)行探測。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102133106SQ20111003208
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者余道洋, 劉錦淮, 孫柏, 張芳, 李民強(qiáng), 鐘煜 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院