CN107991328A - 用于测量脱空信息的方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于测量脱空信息的方法、装置及系统，属于勘测检测技术领域。该用于测量脱空信息的方法包括：获取被检物的反散射信号；将所述被检物的反散射信号与标定的反散射信号对比，获取信号变化信息；根据所述信号变化信息获得所述被检物的脱空信息。根据本申请的用于测量脱空信息的方法、装置及系统、电子设备和计算机可读介质通过探测被检物的反散射信号，能够实现被检物的脱空信息的检测。

Description

用于测量脱空信息的方法、装置及系统
技术领域
本公开涉及勘测检测技术领域，具体而言，涉及一种用于测量脱空信息的方法、装置及系统、电子设备和计算机可读介质。
背景技术
随着国家经济的迅速发展，我国对能源的需求日益增加，而作为清洁可再生的水利能源得到了迅猛发展。在水电站施工过程中，常会有些混凝土建筑物需要用钢板作里衬。这些以钢板作里衬的混凝土建筑物在进行钢板外围混凝土浇注施工时，由于密集的钢筋网存在，使得操作空间狭小，导致混凝土难以充填密实，特别是在钢板与混凝土结合面容易产生脱空或空洞缺陷。这些脱空和空洞缺陷存在是直接造成钢板里衬在运行时高速水流作业下变形失稳破坏的巨大隐患，将会严重威胁工程运行安全。为了保证工程的安全，就需要一种探测方法去查找脱空或空洞缺陷，确定其范围、大小和深度，为后期的打孔灌浆提供科学依据。
现有的用于检测脱空的技术包括红外热像法、电磁雷达法、超声波法、弹性波法和振动法。
红外热像法基于远红外线成像，其主要检测材料导热性能的不连续性，通常利用日射产生的温度变化，通过对结构表面的温度成像来推断脱空的有无。但是，红外热像法能检测的脱空深度浅，而且需要在上午和傍晚检测，因此一般用于结构物的外壁检测等。
电磁雷达法基于电磁波(电磁雷达)，其主要检测材料诱电性能的不连续性，利用发射的电磁波在不同介质面上的反射来推断脱空的有无。但是，电磁雷达法受金属介质和水的影响很大，而且对空气不敏感，因此仅适合于空洞内有水的检测。此外，电磁雷达法对于细微的接触面脱空检测分辨力很低。
超声波法基于超声波，其主要检测材料力学特性的不连续性，利用发射的超声波在不同介质面上的反射来推断脱空的有无。超声波严格来说，该方法也属于弹力波的一类，只是能量小、波长较短。超声波法的分辨力较高，但测试时需要将探头与被测面耦合，测试效率低。此外，由于能量衰减快，受混凝土中骨料、钢筋影响较大，因此，其检测深度浅。
弹性波法，该方法与超声波类似，利用激发的弹性波在不同介质面上的反射来推断脱空的有无。弹性波法与超声波相比，激发的能量大，波长较长。因此，该方法的测试深度较超声波法深一个量级。但分辨力较低，受周围边界的影响大。
振动法基于振动。该方法利用锤击等方式被测物的自由振动，利用层间粘结条件(边界条件)的变化造成的自振模态的变化来推断脱空的有无。振动法的代表为“打声法”，可以利用声波进行非接触式检测，测试效率高。但该方法的测试深度浅，且对小范围的脱空不敏感。
但是，上述现有方法都只是能测出脱空的位置而无法给出脱空的深度(即厚度)。
因此，需要一种新的用于测量脱空信息的方法、装置及系统。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本申请公开一种用于测量脱空信息的方法、装置及系统，能够测量脱空信息。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的一方面，提供一种用于测量脱空信息的方法，包括：获取被检物的反散射信号；将所述被检物的反散射信号与标定的反散射信号对比，获取信号变化信息；根据所述信号变化信息获得所述被检物的脱空信息。
根据一些实施例，其中获取被检物的反散射信号通过利用射线源照射所述被检物的脱空缺陷部位获得。
根据一些实施例，其中获取被检物的反散射信号包括：对所述被检物进行逐点扫描检测，获取所述被检物的反散射信号。
根据一些实施例，其中所述射线源包括X射线源、γ射线源、β射线源、α射线源、中子射线源以及放射性同位素源中的任意一种。
根据一些实施例，其中根据所述被检物的性质选择相应种类的射线源。
根据一些实施例，其中所述脱空信息包括脱空面积和/或脱空厚度。
根据一些实施例，所述方法还包括：获取所述标定的反散射信号。
根据一些实施例，其中获取所述标定的反散射信号包括：采用标准的待检样进行标定，获得所述被检物的脱空厚度与所述信号变化信息之间的关系。
根据一些实施例，其中获取所述标定的反散射信号包括：根据标准的待检样的参数采用蒙卡模拟计算进行标定，获得所述被检物的脱空厚度与所述信号变化信息之间的关系。
根据一些实施例，所述方法还包括：将所述被检物的反散射信号进行处理，生成脱空厚度等高图。
根据一些实施例，所述方法还包括：控制射线源的强度控制所述脱空厚度的测量精度；和/或调节准直器的出口缝来控制所述脱空面积的测量精度。
根据本公开的另一方面，提供一种用于测量脱空信息的装置，包括：散射信号采集模块，用于获取被检物的反散射信号；信号对比模块，用于将所述被检物的反散射信号与标定的反散射信号对比，获取信号变化信息；脱空信息获得模块，用于根据所述信号变化信息获得所述被检物的脱空信息。
根据本公开的又一方面，提供一种用于测量脱空信息的系统，包括：射线源，用于向被检物发射射线；探测器，用于接收所述射线源发射的射线到达所述被检物后反散射回来的反散射信号。
根据一些实施例，其中所述探测器采用能量沉积工作模式或者计数工作模式。
根据一些实施例，该系统还包括：准直器，用于调整所述射线源发射的射线到达所述被检物的立体角。
根据一些实施例，该系统还包括：屏蔽，其设置于所述射线源和所述探测器之间，用于阻挡或部分阻挡所述射线源发射向所述探测器的漏射线和经所述准直器、所述被检物散射向所述探测器的杂散射线。
根据一些实施例，其中所述射线源和所述屏蔽之间的夹角处于预设范围之内。
根据一些实施例，其中所述预设范围与所述被检物的脱空部位最小尺寸相关。
根据一些实施例，该系统还包括：角度调节装置，用于调节所述射线源和所述屏蔽之间的夹角。
根据一些实施例，其中所述屏蔽和所述探测器之间的夹角满足预设条件。
根据一些实施例，该系统还包括：行走机构，用于载着所述系统相对所述被检物运动，逐点检测所述被检物的脱空部位获得所述被检物的反散射信号。
根据一些实施例，该系统还包括：处理装置，用于对所述反散射信号进行处理获得所述被检物的脱空信息。
根据一些实施例，其中所述脱空信息包括脱空面积和/或脱空厚度，其中所述处理装置还用于：根据所述被检物的脱空厚度生成脱空厚度等高图。
根据本公开的再一方面，提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中任一所述的方法。
根据本公开的再一方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如上述实施例中任一所述的方法。
根据本公开的用于测量脱空信息的方法、装置及系统、电子设备和计算机可读介质，能够实现被检物的脱空信息的检测。
另外，根据本公开的方案，可以降低用于测量脱空信息的系统的制作的复杂程度与制作的成本，从而实现有效、便捷、低成本的脱空信息检测的目的。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1示出根据本公开一示例实施方式的用于测量脱空信息的方法的流程图；
图2示出根据本公开一示例实施方式的用于测量脱空信息的系统的示意图；
图3示出根据本公开另一示例实施方式的用于测量脱空信息的系统的示意图；
图4示出根据本公开一示例实施方式的脱空厚度与相对信号变化之间的关系曲线图；
图5示出根据本公开一示例实施方式的脱空检测结果的示意图；
图6示出根据本公开一示例实施方式的用于测量脱空信息的装置的结构示意图；
图7示出根据本公开一示例实施方式的电子设备的示意图；
图8示出根据本公开一示例实施方式的计算机可读存储介质的示意图。
具体实施例
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。
图1示出根据本公开一示例实施方式的用于测量脱空信息的方法的流程图。
如图1所示，该用于测量脱空信息的方法可以包括以下步骤。
在步骤S110中，获取被检物的反散射信号。
在示例性实施例中，获取被检物的反散射信号可以通过利用射线源照射所述被检物的脱空缺陷部位获得。
本发明实施例中，所述被检物可以包括两层状材料层，位于上层的称之为层1，位于层1下面的称之为层2(参考下图2所示)，脱空缺陷部位位于层1和层2之间。
本发明实施例可以利用射线源(例如X射线源、γ射线源、β射线源、α射线源、中子射线源中的任意一种)，照射被检层状材料的脱空缺陷部位，探测被散射回来的信号。将此脱空缺陷部位反散射回来的信号与无脱空缺陷的情况下获得的反散射回来的信号对比，可以根据信号变化的大小来算出脱空的厚度。
在示例性实施例中，所述射线源可以包括X射线源、γ射线源、β射线源、α射线源、中子射线源以及放射性同位素源中的任意一种。
在示例性实施例中，根据所述被检物的性质选择相应种类的射线源。
本发明实施例中，所述射线源可以包括X射线源、γ射线源、β射线源、α射线源、中子射线源中的任意一种。具体采用何种射线源需要根据被检物或者测量物的性质来决定，一般地，要结合粒子与被检物的物理作用规律来确定。比如，在第一层材料为厚的金属材料而第二层材料富含氢元素时，建议采用中子源。这是因为当所述射线源是中子源时，被检物的第一层对中子的阻挡弱，第二层对中子的阻挡强。由于同位素中子源的强度有限，又因受物理原理的限制，使用范围限于表层(例如层1)是中子非弹性材料，内村(例如层2)是中子弹性材料之间的脱空的测量。
再例如，当被检物中的两层材料性质相近时，建议采用X/γ射线源，这样可以克服上述中子源受限于表层是中子非弹性材料而内村是中子弹性材料之间的脱空的测量的应用场景。
在另一些实施例中，所述射线源可以采用放射性同位素源来替代。如果两种原子质子数目相同，但中子数目不同，则他们仍有相同的原子序，在周期表是同一位置的元素，所以两者就叫同位素。有放射性的同位素称为“放射性同位素”。放射性同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，这就是所谓“核衰变”。放射性同位素在进行核衰变的时候，可放射出α射线、β射线、γ射线和电子俘获等，但是放射性同位素在进行核衰变的时候并不一定能同时放射出这几种射线。核衰变的速度不受温度、压力、电磁场等外界条件的影响，也不受元素所处状态的影响，只和核素本身有关。放射性同位素衰变的快慢，通常用“半衰期”来表示。
本发明实施例中，可以根据具体应用场景选择相应种类的放射性同位素源。
需要说明的是，上述射线源的选择同时还应该考虑选择相应的射线源的强度、精度，这与被检物的材料层厚度有关，当被检物的材料层厚度很薄时，如果选择能量高的射线源，则会穿透材料层，导致反散射的粒子数变少，从而影响测量精度。
在示例性实施例中，获取被检物的反散射信号包括：对所述被检物进行逐点扫描检测，获取所述被检物的反散射信号。
通常，被检物是一大块面积的层状材料，为了测量该被检物各处是否存在脱空，可以通过预先设置的扫描步长对被检物进行逐点扫描检测，这里的一个点可以为一个具有预设面积大小的矩形框。
在步骤S120中，将所述被检物的反散射信号与标定的反散射信号对比，获取信号变化信息。
在示例性实施例中，所述方法还可以包括：获取所述标定的反散射信号。
在示例性实施例中，获取所述标定的反散射信号可以包括：采用标准的待检样进行标定，获得所述被检物的脱空厚度与所述信号变化信息之间的关系。
本发明实施例中，可以采用标准的待检样对测量被检物的脱空信息的系统进行标定，得到如图4所示的脱空厚度测量曲线。
需要说明的是，这里的标准的待检样可以是两个样品，一个是已知脱空信息(例如脱空位置、脱空面积、脱空厚度)的样品，另一个已知没有脱空的样品。这样，通过射线源分别照射该已知脱空信息的样品和该已知没有脱空的样品，经过探测器探测到该标准的待检样的脱空的反散射信号和没有脱空的反散射信号，获得该标准的待检样的信号变化，且各脱空位置处的脱空厚度是已知的，因此，可以获得图4所示的脱空厚度与信号变化之间的关系曲线。
或者，所述标准的待检样也可以是同一个样品，在该同一个样品中已知该样品的脱空部位和没有脱空的部位。这样，通过射线源分别照射该样品的脱空部位和非脱空部位，经过探测器探测到该样品的脱空部位的反散射信号和非脱空部位的反散射信号，获得该样品的信号变化，且脱空部位的脱空厚度是已知的，因此，也可以获得图4所示的脱空厚度与信号变化之间的关系曲线。
在示例性实施例中，获取所述标定的反散射信号可以包括：根据标准的待检样的参数采用蒙卡模拟计算进行标定，获得所述被检物的脱空厚度与所述信号变化信息之间的关系。
当没有标定用的标准样品时(例如，当系统集成后运送到工厂后，在工厂里可能没有标定用的标准样品)，此时可以通过在计算机中输入标准样品的参数值(可以由系统生产厂商提供)采用蒙卡模拟计算来进行标定。此时需要确切知道被检物的材料组成、几何厚度等参数。由于蒙卡模拟存在误差，蒙卡标定的方案至少需要在一种情况下与有标准样品的实验结果进行校准对比。
图4示出根据本公开一示例实施方式的脱空厚度与相对信号变化之间的关系曲线图。其中，实线是实验曲线，虚线是线性拟合曲线。
在步骤S130中，根据所述信号变化信息获得所述被检物的脱空信息。
在示例性实施例中，所述脱空信息包括脱空面积和/或脱空厚度。
例如，假设被检物的两层状材料层分别为钢衬与混凝土，钢衬与混凝土之间的脱空部位为脱空区，脱空区在钢衬上的投影面积为脱空区的面积。
本发明实施例中，所述脱空面积可通过对逐点扫描各个检测到的脱空点(这里的脱空点是一个矩形框)进行累加获得，同时还跟扫描步长和点对应的框的面积大小有关。由于扫描步长的设置和矩形框的大小的不同，当相邻的两个框之间是并排时，将各个脱空点的面积直接相加即可获得脱空面积；如果相邻的两个框之间有重叠，则还需要去除重叠面积才能获得脱空面积
在示例性实施例中，所述方法还可以包括：将所述被检物的反散射信号进行处理，生成脱空厚度等高图。
图5示出根据本公开一示例实施方式的脱空检测结果示意图。
本发明实施例中，可以在被检物待检测范围内移动用于测量脱空信息的系统，以网格形式在被检物待检测范围内多个测点全覆盖检测，得到多组脱空检测结果。对脱空检测结果进行处理，生成脱空厚度等高图，如图5。
需要说明的是，如果是仅仅获得某一个检测点的脱空厚度，则直接根据上述图4即可获得该被检物的脱空厚度；只有当对整块被检物进行逐点扫描时，才需要生成脱空厚度等高图，即首先根据图4获得各个检测点的脱空厚度，然后将脱空厚度相等的点连线，形成脱空厚度等高图，这样方便直观的看出该被检物各处的脱空厚度。
在示例性实施例中，所述方法还可以包括：控制射线源的强度控制所述脱空厚度的测量精度；和/或调节准直器的出口缝来控制所述脱空面积的测量精度。
本发明实施例中，脱空厚度的测量精度可以通过控制源项的强度(即射线源的强度)来控制，其中源项强度越大则脱空厚度的测量精度越高。脱空面积的测量精度可以通过调节准直器的出口缝来控制，即准直器的出口缝越细，则脱空面积的测量精度越高。在典型的应用中，采用可以控制源强的X光机、加速器、中子管等作为射线源。
图2示出根据本公开一示例实施方式的用于测量脱空信息的系统的示意图。图3示出根据本公开另一示例实施方式的用于测量脱空信息的系统的示意图。应理解，图2-3示意性示出的结构仅是根据本公开的用于测量脱空信息的系统的一种示例，本公开并不限于此。
如图2所示，本公开实施方式还提供了一种用于测量脱空信息的系统，该系统可以包括：射线源，用于向被检物发射射线；探测器，用于接收所述射线源发射的射线到达所述被检物后反散射回来的反散射信号。
其中所述射线源可以是X射线源、γ射线源、β射线源、α射线源、中子射线源。具体采用何种射线源需要根据被检物的性质来决定，一般地，要结合粒子与被检物的物理作用规律来确定。比如，在第一层材料为厚的金属材料而第二层材料富含氢元素时，建议采用中子源；当两层材料性质相近时，建议采用X/γ射线源。
其中所述探测器要求对从第二层(层2)物质上反散射回来的粒子响应好，比如对于中子源采用He3管(或He3中子探测器)，对于X/γ采用CsI(碘化铯)等闪烁探测器。
He3中子探测器是指以3He气体为工作介质的正比计数管，一般为圆柱形管，可用于慢、热中子的探测。它是基于3He(n,p)T核反应法的中子探测器，反应能为0.765MeV，热中子反应截面为5333b，中子能量在0.001eV-0.03eV范围内探测效率遵从1/v定律。主要优点是中子探测效率高、性能稳定、无毒。
闪烁探测器主要由闪烁体、光的收集部件和光电转换器件组成的辐射探测器。当粒子进入闪烁体时，闪烁体的原子或分子受激而产生荧光。利用光导和反射体等光的收集部件使荧光尽量多地射到光电转换器件的光敏层上并打出光电子。这些光电子可直接或经过倍增后，由输出级收集而形成电脉冲。很多物质都可以在粒子入射后而受激发光，因此闪烁体的种类很多，可以是固体、液体或气体。
如图2所示，被检物包括层1和层2，层1和层2的接触面上有位于层2内部的一个脱空。
如图2，本发明实施例中测量脱空信息的原理是利用射线的散射计算公式。根据射线的反散射理论规律，探测到的信号满足下面的关系式(1)：
其中，为源项即射线源的剂量或粒子数，源选定后是一个固定值。S为源在被检物上的垂直照射面积，可以通过控制准直器的出口缝控制面积S的大小。α为散射系数，在布置方案不变的情况下，可以近似认为是常数。这里的布置方案不变即该系统的各个组成部分及其相互之间的位置关系，以及当该装置移动对被检物进行逐点检测时，图2中的r1和r2的大小及夹角均不发生改变。r1为源与照射点(即图示中源发出的射线照射到层2脱空部位的点)之间的距离。r2为照射点到测量点(即图示中照射点到探测器接收反散射粒子的点)之间的距离。显然，为源所张的立体角，这也是一个常数。
所以，近似有
其中，上述公式(2)中，C为常数。
即有微分关系：
也即有，
这就是说，在已知没有脱空和有脱空时的测量信号的情况下，理论上可以由以上各式求出与脱空厚度有关的量dr2。
例如，在上述图2所示的情况下，脱空厚度＝cosA*dr2，其中，A为探测器与被检物的法线之间的夹角。
在示例性实施例中，所述探测器可以采用能量沉积工作模式或者计数工作模式。
本发明实施例中，所示探测器可以采用能量沉积工作模式，也可以采用计数工作模式。所述能量沉积工作模式是指测量反散射回来的粒子沉积在探测器上的能量大小，而不管粒子数是多少；所述计数工作模式是指统计探测器接收到反散射回来的粒子数量，而不管能量大小。
能量沉积是一种能量给出的过程。在这个过程中射线把自己的能量传递给一个特定体积的物质。
例如，当射线源采用X射线时，利用X射线遇到金属或非金属反射吸收原理，通过X射线光源对混凝土内部发射一束高品质组合式高频高压X射线，经过准直器准直后的X射线照射被检物，X射线被被检物反射，最后被安装在主机内的探测器接收，探测器把X射线转变为信号，这些很弱的信号被放大，并送到信号处理装置做进一步处理。
当探测器采用计数工作模式时，以所述射线源采用中子为例进行说明，利用中子非弹性材料和中子弹性材料与同位素中子源发出的中子的弹性碰撞作用几率不同，如果在层状材料的界面处存在脱空，由于空气与中子发生弹性碰撞的几率很小，这样必然带来被反弹回来的中子计数发生减少，这种计数的减少量与脱空的厚度存在一一对应关系。测量出计数的减少量即可计算出层状结构间脱空的厚度。其他射线源的测量原理与此类似。
需要说明的是，本发明实施例可以通过中子管(中子加速器)来获得中子发射源。现有技术中的钢壳通常比较厚，混凝土中含有氢，氢原子核对中子阻挡作用强，钢材对中子阻挡弱。利用中子技术，可以快速、无损检测钢板内衬下混凝土脱空或空洞，可以有效准确地探查出厚度为20-40mm的钢板下混凝土脱空及空洞缺陷的状况，并能确定其厚度。它根据的是快中子慢化原理，当中子源不断发射的快中子与被测物质原子核发生碰撞而被减速，也就是所谓的中子慢化。中子和被测物质原子核每碰撞一次就要减速一次，直到最后慢化成为热中子。介质对快中子的慢化减速作用与介质的原子核质量大小呈负相关，即随着介质原子核质量增大而其慢化减速作用急剧减小和降低。因此氢原子是最强的慢化物质，而由于铁原子核质量比氢核质量要大得多，相对而言，其慢化作用就十分弱小。因此，快中子辐射可以十分容易地穿过钢板而被含有氢原子的混凝土所阻挡，形成热中子。对于一种具有均匀而有确定含氢量的混凝土来讲，只要其质量分布均匀而无缺陷，其各处测点的热中子计数率应相同。
继续参考图2，该系统还可以包括：准直器，用于调整所述射线源发射的射线到达所述被检物的立体角。
在图2所示的实施例中，该系统还可以包括：屏蔽，其设置于所述射线源和所述探测器之间，用于阻挡或部分阻挡所述射线源发射发射向所述探测器的漏射线和经所述准直器、所述被检物例如层1材料等散射向探测器的杂散射线。
本发明实施例中，所述准直器用来调整所述射线源到达所述被检物的立体角。所述屏蔽是用来减少不含层2信息的粒子对于所述探测器的影响。所述准直器和所述屏蔽的材料要求能很好地阻挡射线源，屏蔽掉干扰射线。
在示例性实施例中，其中所述射线源和所述屏蔽之间的夹角处于预设范围之内。
在示例性实施例中，其中所述预设范围与所述被检物的脱空部位最小尺寸相关。
在示例性实施例中，该系统还可以包括：角度调节装置，用于调节所述射线源和所述屏蔽之间的夹角。
上图2中射线源和屏蔽之间的夹角范围可以根据脱空面积的最小尺寸来决定，例如可以是30度，45度，60度，或者0-60度之间均可以，当源接近平行入射至被检物时，导致光斑大，若脱空很小，则大部分照射到脱空位置外面去了，影响脱空测量精度；当被检物的脱空很小时，可以将源近似垂直于被检物入射。即所述射线源和所述屏蔽之间的夹角范围取决于脱空的最小尺寸。
需要说明的是，当该系统做好后，可以让所述射线源和所述屏蔽之间的夹角固定，但也可以设置角度调节装置，用于调节所述射线源和所述屏蔽之间的夹角，这样该系统就可以适应于测量各种脱空尺寸的被检物。
在示例性实施例中，其中所述屏蔽和所述探测器之间的夹角满足预设条件。
本发明实施例中，探测器和屏蔽之间的夹角或者说探测器和源之间的张角应该使得经层2的反散射的射线尽量多的进入探测器。
如图3所示，方盒1内可以设置有如图2所示的射线源、屏蔽以及准直器，三角块2内可以设置有如图2所示的探测器，4是被检物。
继续参考图3，该系统还可以包括：行走机构3，用于载着所述系统相对所述被检物运动，逐点检测所述被检物的脱空部位获得所述被检物的反散射信号。
本发明实施例中，通过行走机构3载着系统相对被检物运动，逐点检测脱空，并可以将多点检测结果处理为脱空厚度等高图。
根据一些实施例，该系统还可以包括：处理装置，用于对所述反散射信号进行处理获得所述被检物的脱空信息。
根据一些实施例，其中所述脱空信息包括脱空面积和/或脱空厚度，其中所述处理装置还用于：根据所述被检物的脱空厚度生成脱空厚度等高图。
典型地，采用本发明实施例所提供的用于测量脱空信息的系统，测量一个点的时间约1s，脱空面积的测量精度可以做到优于脱空厚度测量精度可以做到优于1mm。极端应用条件下，脱空厚度测量精度可达到0.1mm。
使用本发明实施方式提供的用于测量脱空信息的方法和系统后，能测量出被检物的脱空面积和厚度，并可以通过生成脱空厚度等高图得到被检物内部缺陷的直观结果。在材料间脱空会带来的安全隐患的场合，可以用来指导进行补救操作；比如指导进行混凝土与钢板之间脱空的补强。同时，此方案是一种无损检测方案，不会给被检物带来安全损伤。
图6示出根据本公开一示例实施方式的用于测量脱空信息的装置的结构示意图。
如图6所示，该用于测量脱空信息的装置100可以包括散射信号采集模块110、信号对比模块120以及脱空信息获得模块130。
在示例性实施例中，散射信号采集模块110可以用于获取被检物的反散射信号。
在示例性实施例中，获取被检物的反散射信号通过利用射线源照射所述被检物的脱空缺陷部位获得。
在示例性实施例中，所述射线源包括X射线源、γ射线源、β射线源、α射线源、中子射线源以及放射性同位素源中的任意一种。
在示例性实施例中，根据所述被检物的性质选择相应种类的射线源。
在示例性实施例中，获取被检物的反散射信号包括：对所述被检物进行逐点扫描检测，获取所述被检物的反散射信号。
信号对比模块120可以用于将所述被检物的反散射信号与标定的反散射信号对比，获取信号变化信息。
在示例性实施例中，该装置100还可以包括标定模块，所述标定模块可以用于获取所述标定的反散射信号。
在示例性实施例中，所述标定模块可以包括标准标定单元，所述标准标定单元可以用于采用标准的待检样进行标定，获得所述被检物的脱空厚度与所述信号变化信息之间的关系。
在示例性实施例中，所述标定模块可以包括模拟标定单元，所述模拟标定单元可以用于根据标准的待检样的参数采用蒙卡模拟计算进行标定，获得所述被检物的脱空厚度与所述信号变化信息之间的关系。
脱空信息获得模块130可以用于根据所述信号变化信息获得所述被检物的脱空信息。
在示例性实施例中，所述脱空信息包括脱空面积和/或脱空厚度。
在示例性实施例中，该装置100还可以包括等高图生成模块，所述等高图生成模块可以用于将所述被检物的反散射信号进行处理，生成脱空厚度等高图。
在示例性实施例中，该装置100还可以包括厚度精度控制模块和/或面积精度调节模块。所述厚度精度控制模块可以用于控制射线源的强度控制所述脱空厚度的测量精度。所述面积精度调节模块可以用于调节准直器的出口孔来控制所述脱空面积的测量精度。
本发明实施例中的用于测量脱空信息的装置的各个组成模块和/或单元的具体实现可以参考上述发明实施例中的用于测量脱空信息的方法及系统，在此不再赘述。
图7是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
下面参照图7来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备200。图7显示的电子设备200仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图7所示，电子设备200以通用计算设备的形式表现。电子设备200的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元210、至少一个存储单元220、连接不同系统组件(包括存储单元220和处理单元210)的总线230、显示单元240等。
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元210执行，使得所述处理单元210执行本说明书上述用于测量脱空信息的方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元210可以执行如图1中所示的步骤。
所述存储单元220可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)2201和/或高速缓存存储单元2202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)2203。
所述存储单元220还可以包括具有一组(至少一个)程序模块2205的程序/实用工具2204，这样的程序模块2205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线230可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备200也可以与一个或多个外部设备300(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备200交互的设备通信，和/或与使得该电子设备200能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口250进行。并且，电子设备200还可以通过网络适配器260与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器260可以通过总线230与电子设备200的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备200使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的上述用于测量脱空信息的方法。
图8是根据一示例性实施例示出的一种计算机可读介质示意图。
参考图8所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品400，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
所述计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该计算机可读介质实现如下功能：获取被检物的反散射信号；将所述被检物的反散射信号与标定的反散射信号对比，获取信号变化信息；根据所述信号变化信息获得所述被检物的脱空信息。
本领域技术人员可以理解上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也可以进行相应变化唯一不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本发明实施例的方法。
通过以上的详细描述，本领域的技术人员易于理解，根据本发明实施例的系统和方法具有以下优点中的一个或多个。
利用本公开的用于测量脱空信息的方法、装置及系统，可以自动检测脱空面积和脱空厚度。
在保持较高的脱空面积和脱空厚度的探测效率基础上，降低了用于测量脱空信息的系统的制作的复杂程度与制作的成本。
以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应该理解，本公开不限于所公开的实施例，相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (25)

1.一种用于测量脱空信息的方法，其特征在于，包括：
获取被检物的反散射信号；
将所述被检物的反散射信号与标定的反散射信号对比，获取信号变化信息；
根据所述信号变化信息获得所述被检物的脱空信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中获取被检物的反散射信号通过利用射线源照射所述被检物的脱空缺陷部位获得。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中获取被检物的反散射信号包括：
对所述被检物进行逐点扫描检测，获取所述被检物的反散射信号。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述射线源包括X射线源、γ射线源、β射线源、α射线源、中子射线源以及放射性同位素源中的任意一种。
5.如权利要求4所述的方法，其中根据所述被检物的性质选择相应种类的射线源。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述脱空信息包括脱空面积和/或脱空厚度。
7.如权利要求6所述的方法，还包括：
获取所述标定的反散射信号。
8.如权利要求7所述的方法，其中获取所述标定的反散射信号包括：
采用标准的待检样进行标定，获得所述被检物的脱空厚度与所述信号变化信息之间的关系。
9.如权利要求7所述的方法，其中获取所述标定的反散射信号包括：
根据标准的待检样的参数采用蒙卡模拟计算进行标定，获得所述被检物的脱空厚度与所述信号变化信息之间的关系。
10.如权利要求3所述的方法，还包括：
将所述被检物的反散射信号进行处理，生成脱空厚度等高图。
11.如权利要求6所述的方法，还包括：
控制射线源的强度控制所述脱空厚度的测量精度；和/或
调节准直器的出口缝来控制所述脱空面积的测量精度。
12.一种用于测量脱空信息的装置，其特征在于，包括：
散射信号采集模块，用于获取被检物的反散射信号；
信号对比模块，用于将所述被检物的反散射信号与标定的反散射信号对比，获取信号变化信息；
脱空信息获得模块，用于根据所述信号变化信息获得所述被检物的脱空信息。
13.一种用于测量脱空信息的系统，其特征在于，包括：
射线源，用于向被检物发射射线；
探测器，用于接收所述射线源发射的射线到达所述被检物后反散射回来的反散射信号。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述探测器采用能量沉积工作模式或者计数工作模式。
15.如权利要求13所述的系统，还包括：
准直器，用于调整所述射线源发射的射线到达所述被检物的立体角。
16.如权利要求13所述的系统，还包括：
屏蔽，其设置于所述射线源和所述探测器之间，用于阻挡、或部分阻挡所述射线源发射向所述探测器的漏射线和经所述准直器、所述被检物散射向所述探测器的杂散射线。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述射线源和所述屏蔽之间的夹角处于预设范围之内。
18.如权利要求17所述的系统，其中所述预设范围与所述被检物的脱空部位最小尺寸相关。
19.如权利要求17或18所述的系统，还包括：
角度调节装置，用于调节所述射线源和所述屏蔽之间的夹角。
20.如权利要求16所述的系统，其中所述屏蔽和所述探测器之间的夹角满足预设条件。
21.如权利要求13所述的系统，还包括：
行走机构，用于载着所述系统相对所述被检物运动，逐点检测所述被检物的脱空部位获得所述被检物的反散射信号。
22.如权利要求13所述的系统，还包括：
处理装置，用于对所述反散射信号进行处理获得所述被检物的脱空信息。
23.如权利要求22所述的系统，其中所述脱空信息包括脱空面积和/或脱空厚度，其中所述处理装置还用于：根据所述被检物的脱空厚度生成脱空厚度等高图。
24.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-11中任一所述的方法。
25.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-11中任一所述的方法。
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