CN109932376B - 一种液体检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液体检测方法及装置，所述方法主要是对液体同时进行DR扫描和CT扫描，通过分析DR扫描信息判定液体分层情况，并根据分层情况逐层CT扫描并分别进行CT重建，进而分析判定每层液体情况。实现所述方法的装置有多种，其中一种优选方案包括：机架、转台、X射线源、DR探测器、CT探测器、准直器、计算机，其中DR采用弧形扫描模式，准直器为“十”或“T”字型，所述计算机包含图像信息处理的计算程序和控制程序。本发明所述方案同时进行DR扫描和CT扫描，缩短检测时间提高检测效率，对于分层液体进行逐层CT扫描和重建提高了检测精度。

Description

一种液体检测方法及装置

技术领域

本发明涉及安全检测领域，特别涉及一种液体检测方法及装置。

背景技术

在安全检测领域，许多危险液体的物理属性与日常安全液体很接近，难以区分，危险液体非接触物理探测具有较高的难度和复杂性。目前主要采用计算机断层扫描成像(Computed Tomography，简称：CT)或数字X射线成像(Digital Radiography，简称DR)技术进行检测。目前已有CT或DR设备进行液体检测，如专利申请号CN2004100098970、CN2011104606318所述技术方案将液体容器放到转台上，对固定高度的液面进行CT断层扫描，判断液体种类，但只适用于单一液体，对于容器内多种分层液体无法判定，且无法准确检测液面接近容器底部的情况；再如专利申请号CN200710180653.2所述技术方案是将液体容器放到转台上，转台做升降运动，首先完成DR扫描，根据DR图像自动或手动指定CT扫描位置，再升降转台至指定位置完成CT扫描，最后根据CT断层数据判断液体种类，重复多次扫描，时间长，效率低。

发明内容

本发明的目的是为了解决液体安全检测中存在的技术问题，提供一种同时进行DR和CT扫描成像、DR为弧形扫描的快速检测方法及装置。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种液体检测方法，主要包括如下步骤：

S1将被检测液体及其容器放置在距转台中心轴线一定距离的水平转台上；

S2启动X射线源、DR探测器、CT探测器，旋转转台，同时进行DR和CT扫描，并将扫描所得的图像信息传递给计算机；

S3计算机优先分析DR扫描图像信息，判断液体是否有分层，如有分层则报告“容器内液体异常”；

S4计算机分析CT扫描图像信息，判断CT扫描位置是否正常，如正常，则进行CT重建，依据计算机中的已有数据库信息判定液体种类；

S5计算机分析CT扫描位置异常，则移动CT探测器与转台平面之间的相对位置，再次CT扫描并进行CT重建，并依据计算机中的已有数据库信息判定CT探测器处液体层的种类；

S6当计算机分析DR扫描图像信息有多个分层时，CT探测器依次在各分层之间进行扫描并进行CT重建，计算机分别对比每层液体的数据信息，判断每层液体的种类；

S7当多个容器的液体同时进行检测时，将多个液体容器依次放在偏离转台中心轴线一定距离的转台上，重复S2至S6。

实现本发明所述方法的装置有多种，其中一种液体检测装置，包括机架、转台机构、X射线源、DR探测器、CT探测器、准直器、控制系统、计算机。所述机架包括固定机架、安装在固定机架燕尾槽内的活动机架；其中固定机架上安装有可转动的转台机构；活动机架的一端安装有X射线源，活动机架的另一端安装有DR探测器和CT探测器；在X射线源与转台机构中心轴线之间的活动机架上设有准直器。所述DR探测器在长度方向上的中心线与准直器的竖线在同一平面内。所述CT探测器在长度方向的中心线与准直器水平线在同一平面内。

上述机架，除固定机架和活动机架外，还包括安装在固定机架和活动机架之间的升降丝杠、安装在升降丝杠上的升降从动齿轮、驱动升降丝杠转动的升降电机以及安装在升降电机上与升降从动齿轮啮合的升降主动齿轮。所述升降电机通过线缆与控制系统电连接，以使活动机架带动转台机构上下移动。

上述转台机构包括转台面、安装在固定机架上的旋转电机，以及旋转电机与转台面之间的啮合齿轮，旋转电机与控制系统电连接，以使转台面按照设定要求旋转。

作为一种优选方案，上述准直器为“T”字型。

上述控制系统包括控制器、线缆。

上述计算机包括计算机硬件以及嵌入的图像处理计算程序，计算机与控制器通过线缆电连接，以获取探测数据并将处理信息反馈给控制系统。

实现本发明所述方法的装置有多种，另一种液体检测装置，包括机架、转台机构、X射线源、DR和CT一体式探测器、准直器、控制系统、计算机。与第一种装置在结构上的区别是：所述机架包括固定机架和活动机架，其活动机架上安装有转台机构，转台机构两侧的固定机架上分别安装有X射线源、DR和CT一体式探测器。所述DR和CT一体式探测器为“十”字型。X射线源与DR和CT一体式探测器之间的固定机架上安装有“十”字型准直器。

与现有技术相比，有益效果是：本发明通过DR和CT同时扫描，提高了检测效率；同DR弧形扫描获得更高的检测精度，特别是对容器底部液体检测和分层液体检测，提高准确性，减少了重复检测时间。其中第一种装置采用X射线源和探测器同步升降移动结构非常适合重量大的液体检测；第二中装置采用X射线源和探测器固定、转台升降结构比较适合重量较轻液体的检测。

附图说明

图1为已公布液体检测流程图。

图2为本发明液体检测流程图图。

图3为第一种液体检测装置总图。

图4为第一种液体检测装置右视图。

图5为第一种液体检测装置底视图

图6为多液体检测DR弧形扫描模式示意图。

图7为第二种液体检测装置总图。

图8为第二种液体检测装置局部视图。

图9为第三种液体检测装置总图。

图10为双射线源检测示意图。

其中：1机架、2转台机构、3X射线源、4DR探测器、5CT探测器、6准直器、7控制系统、8计算机、9被测液体，1-1固定机架、1-1a齿条立柱，1-2活动机架、1-3升降丝杠、1-4升降电机、1-5升降动轮，2-1转台面、2-2转动电机、2-3转动齿轮，7-1控制器、7-2线缆，4a DR和CT一体式探测器。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图2所示，一种液体检测方法，主要包括如下步骤：

S1将被检测液体及其容器放置在距转台中心轴线一定距离的水平转台上；

S2启动X射线源3、DR探测器4、CT探测器5，旋转转台，同时进行DR和CT扫描，并将扫描所得的图像信息传递给计算机8；

S3计算机8优先分析DR扫描图像信息，判断液体是否有分层，如有分层则报告“容器内液体异常”；

S4计算机8分析CT扫描图像信息，判断CT扫描位置是否正常，如正常，则进行CT重建，依据计算机中的已有数据库信息判定液体种类；

S5计算机8分析CT扫描位置异常，则移动CT探测器5与转台平面之间的相对位置，再次CT扫描并进行CT重建，并依据计算机中的已有数据库信息判定CT探测器5处液体层的种类；

S6当计算机8分析DR扫描图像信息有多个分层时，CT探测器5依次在各分层之间进行扫描并进行CT重建，计算机分别对比每层液体的数据信息，判断每层液体的种类；

S7当多个容器的液体同时进行检测时，将多个液体容器依次放在偏离转台中心轴线一定距离的转台上，重复S2至S6。

如图3至图5所示，实现本发明所述方法的第一种液体检测装置，包括机架1、转台机构2、X射线源3、DR探测器4、CT探测器5、准直器6、控制系统7、计算机8。所述机架1包括固定机架1-1、安装在固定机架1-1燕尾槽内的活动机架1-2；其中固定机架1-1上安装有可转动的转台机构2；活动机架1-2的一端安装有X射线源3，活动机架1-2另一端安装有DR探测器4和CT探测器5，DR探测器4竖直安装，CT探测器5水平安装，DR探测器4和CT探测器5成“T”字型，互不遮挡；在X射线源3与转台机构2中心轴线之间的活动机架1-2上设有准直器6。所述DR探测器4在长度方向上的中心线与准直器6的竖线在同一平面内。所述CT探测器5在长度方向的中心线与准直器6水平线在同一平面内。

上述机架，除固定机架1-1和活动机架1-2外，还包括安装在固定机架1-1和活动机架1-2之间的升降丝杠1-3、驱动升降丝杠1-3转动的升降电机1-4、安装在升降电机1-4和升降丝杠1-3之间的升降动轮1-5。所述升降电机1-4通过线缆7-2与控制器7-1电连接，以使活动机架1-2带动转台机构2上下移动。

上述转台机构2包括转台面2-1、安装在固定机架1-1上的转动电机2-2以及转动电机2-2与转台面2-1之间的转动齿轮2-3，转动电机2-2与控制器7-1通过线缆7-2电连接，以使转台面2-1按照设定要求旋转。

作为一种优选方案，所述准直器6为“T”字型。

上述控制系统7包括控制器7-1和线缆7-2。

上述计算机8包括计算机硬件以及嵌入的图像处理计算程序，计算机8与控制器7-1通过线缆电连接，以获取探测数据并将处理信息反馈给控制系统7。所述图像处理计算程序包括但不限于如下自动指定增加断层扫描的位置的计算步骤：

S31重建默认位置断层图像；

S32计算分层液体断层图像的几何中心位置，并计算几何中心离旋转中心得距离d；

S33计算比值R＝(SO+d)/SD，其中SO为射线源焦点到旋转中心得距离，SD为射线源到探测器的距离；

S34计算DR图像上目标断层位置到默认断层位置的距离Dd；

S35计算转台与探测器之间升降的相对距离s＝Dd*R。

如图7和图8所示，实现本发明所述方法的第二种液体检测装置，包括机架1、转台机构2、X射线源3、DR和CT一体式探测器4a、准直器6、控制系统7、计算机8。与第一种液体检测装置在结构上的区别是：所述机架1包括固定机架1-1和活动机架1-2，固定机架1-1上设有齿条立柱1-1a，活动机架1-2上安装有转台机构2，转台机构2两侧的固定机架1-1上分别安装有X射线源3、DR和CT一体式探测器4a。所述DR和CT一体式探测器4a为“十”字型。X射线源3与DR和CT一体式探测器4a之间的固定机架1-1上安装有“十”字型准直器6。

如图9所示，实现本发明所述方法的第三种检测装置，包括机架1、转台机构2、X射线源3、DR探测器4、CT探测器5、准直器6、控制系统7、计算机8。与第一种检测装置相比，其区别是采用了第二种检测装置的机架1和转台机构2；与第二种液体检测装置的区别是采用DR探测器4和CT探测器5两个独立的射线探测器进行同时扫描，相应的准直器6为“T”型。

上述实例仅用于解释说明本发明要求保护的内容，但并不是用于限制本发明的要求保护的范围。本领域技术人员对上述实例中各组成部分进行位置改变，均属于本发明保护范围；本领域技术人员在本发明所述范围内的改进和替换，均属于本发明保护范围。

Claims (4)

1.一种液体检测方法，该方法实现依赖于一种检测装置，所述检测装置包括机架、转台机构、X射线源、DR探测器、CT探测器、准直器、控制系统、计算机，其特征在于：所述机架包括固定机架、安装在固定机架燕尾槽内的活动机架；其中固定机架上安装有可转动的转台机构；活动机架的一端安装有X射线源，活动机架另一端安装有DR探测器和CT探测器，DR探测器竖直安装，CT探测器水平安装；

所述DR探测器和CT探测器成“T”字型分布，互不遮挡，在X射线源与转台机构中心轴线之间的活动机架上设有准直器，所述准直器为“T”字型；

或者，所述DR探测器和CT探测器为一体式探测器，所述DR和CT一体式探测器为“十”字型分布，X射线源与DR和CT一体式探测器之间的固定机架上安装有准直器，所述准直器为“十”字型；

所述DR探测器的长度方向上的中心线与准直器的竖线在同一平面内，所述CT探测器长度方向的中心线与准直器水平线在同一平面内；

其检测方法包括如下步骤：

S1将被检测液体及其容器放置在距转台中心轴线一定距离的水平转台上；

S2启动X射线源、DR探测器、CT探测器，旋转转台，同时进行DR和CT扫描，并将扫描所得的图像信息传递给计算机；

S3计算机优先分析DR扫描图像信息，判断液体是否有分层，如有分层则报告“容器内液体异常”；

S4计算机分析CT扫描图像信息，判断CT扫描位置是否正常，如正常，则进行CT重建，依据计算机中的已有数据库信息判定液体种类；

S5计算机分析CT扫描位置异常，则移动CT探测器与转台平面之间的相对位置，再次CT扫描并进行CT重建，并依据计算机中的已有数据库信息判定CT探测器处液体层的种类；

S6当计算机分析DR扫描图像信息有多个分层时，CT探测器依次在各分层之间进行扫描并进行CT重建，计算机分别对比每层液体的数据信息，判断每层液体的种类；

S7当多个容器的液体同时进行检测时，将多个液体容器依次放在偏离转台中心轴线一定距离的转台上，重复S2至S6。

2.根据权利要求1所述一种液体检测方法，其实现装置的特征在于：所述机架，除固定机架和活动机架外，还包括安装在固定机架和活动机架之间的升降丝杠、驱动升降丝杠转动的升降电机、安装在升降电机和升降丝杠之间的升降动轮，所述升降电机通过线缆与控制器电连接，以使活动机架带动转台机构上下移动。

3.根据权利要求1所述一种液体检测方法，其实现装置的特征在于：所述转台机构包括转台面、安装在固定机架上的转动电机以及转动电机与转台面之间的转动齿轮，转动电机与控制器通过线缆电连接，以使转台面按照设定要求旋转。

4.根据权利要求1所述一种液体检测方法，其特征在于：所述计算机包括计算机硬件以及嵌入的图像处理计算程序，计算机与控制器通过线缆电连接，以获取探测数据并将处理信息反馈给控制系统，所述图像处理计算程序包括如下自动指定增加断层扫描的位置的计算步骤：

S31重建默认位置断层图像；

S32计算分层液体断层图像的几何中心位置，并计算几何中心离旋转中心得距离d；

S33计算比值R＝(SO+d)/SD，其中SO为射线源焦点到旋转中心得距离，SD为射线源到探测器的距离；

S34计算DR图像上目标断层位置到默认断层位置的距离Dd；

S35计算转台与探测器之间升降的相对距离s＝Dd*R。