CN110231005A - 一种物品质量厚度检测方法及物品质量厚度检测装置 - Google Patents

一种物品质量厚度检测方法及物品质量厚度检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了辐照加工领域内的一种物品质量厚度检测方法及物品质量厚度检测装置，包括以下步骤：步骤1，构建物品质量厚度初始模型，初始模型包括与多种物质一一对应的多条理论曲线，每条所述理论曲线对应于一种物质的低能值与质量厚度理论值的映射关系；步骤2，构建物品质量厚度标准模型，通过校正组件将多条理论曲线校正为多条标准曲线，形成标准模型；步骤3，通过待测物的检测低能值、检测高能值及物质分类模型的映射关系得到待测物的物质种类；能够得到待测物更加准确的质量厚度，更方便辐照加工中辐照剂量、辐照时间等参数的合理配置，提高生产效率，本发明可以用于物品质量厚度的检测。

Description

一种物品质量厚度检测方法及物品质量厚度检测装置
技术领域
本发明涉及一种检测方法及检测装置，属于辐射加工领域。
背景技术
电子加速器辐照加工是利用加速器产生的高能X射线对物品进行辐照，使物品中的害虫、病菌、微生物等损伤致死，实现食品保鲜、药品保健品、医疗卫生用品、化妆品等灭菌消毒，也可以用于辐照材料改性，使物品的物理化学性能显著提高。
电子加速器产生的电子束具有辐射功率大、剂量率高、加工速度快、产量大、辐照成本低、便于大规模生产等许多优点，越来越受到各行业的重视。电子束的穿透能力随着物体厚度的增加而减弱，即电子束辐照的货物厚度与其能量有正比关系，能量越大，可穿透物体的厚度越大，反之，能量越小，可穿透物体的厚度越小。
在辐照加工中，特别是采用加速器电子束进行辐照时，辐照货物的厚度与X射线的能量成正比，与密度成反比。对于某一能量，货物密度大则电子束穿透厚度小，货物密度小则电子束穿透厚度大。因此，由于电子束穿透力与货物厚度直接相关，一旦货物厚度超出电子束穿透范围，会导致货物辐照质量不合格，产生不必要的损失。
质量厚度是沿厚度方向货物平均密度与厚度的乘积，单位为g/cm2。对于辐照加工系统，质量厚度与加速器能量相对应，有对应关系值。若货物的质量厚度大于对应关系值，电子束无法穿透货物，辐照不均匀，无法达到辐照要求；如果货物质量厚度低于对应关系值，大部分电子束穿透货物，会造成电子束浪费。
因此，在辐照加工前，需要更准确地检测到货物的质量厚度，以方便对辐照加工系统进行合理配置。
发明内容
本发明的目的是提供一种物品质量厚度检测方法及物品质量厚度检测装置，能够得到待测物更加准确的质量厚度，更方便辐照加工中辐照剂量、辐照时间等参数的合理配置，提高生产效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种物品质量厚度检测方法，包括以下步骤：
步骤1，构建物品质量厚度初始模型，初始模型包括与多种物质一一对应的多条理论曲线，每条所述理论曲线对应于一种物质的低能值与质量厚度理论值的映射关系；
步骤2，构建物品质量厚度标准模型，通过校正组件将多条理论曲线校正为多条标准曲线，形成标准模型；
步骤3，通过待测物的检测低能值、检测高能值及物质分类模型的映射关系得到待测物的物质种类；
步骤4，根据所述待测物的物质种类和检测低能值及所述标准模型的映射关系得到所述待测物的质量厚度。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，构建初始模型，通过校正组件将初始模型校正为标准模型，再经检测低能值、检测高能值及物质分类模型的映射关系得到待测物的物质种类，最终通过物质种类和检测低能值及标准模型的映射关系得到待测物的质量厚度；通过校正组件将多条理论曲线校正为多条标准曲线，形成物品的低能值和质量厚度的实际值对应更精准的标准模型，在获得了标准模型的基础上，能够得到待测物更加准确的质量厚度，更方便辐照加工中辐照剂量、辐照时间等参数的合理配置，提高生产效率，本发明可以用于物品质量厚度的检测。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2的具体内容如下：
步骤2.1，所述校正组件可以包括至少一个校正片，校正片堆叠组合，可以得到多种厚度的校正组件，其中，校正片的材质可以是有机玻璃、铝、铁等中的任一种，根据校正组件包括的校正片的材质，能够在初始模型包括的多条理论曲线中，选取得到对应匹配的一条理论曲线；
步骤2.2，通过所述校正组件与匹配的所述理论曲线得到校正数列，所述校正数列包括分别与多个不同质量厚度理论值对应的多个校正系数；
步骤2.3，通过所述校正数列将多条所述理论曲线校正为多条所述标准曲线，形成所述标准模型；
这样能够更好地获取标准模型，使得标准模型的精度得到极大的提高。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2.2的具体内容如下：
步骤2.2.1，在匹配的所述理论曲线上选取多个第一理论点，每个第一理论点具有相互对应的质量厚度理论值和理论低能值；
步骤2.2.2，通过校正组件获取每个所述理论低能值对应的质量厚度实际值，使得匹配的所述理论曲线上的每个第一理论点具有一一对应的质量厚度理论值和质量厚度实际值；
步骤2.2.3，根据相互对应的质量厚度实际值与质量厚度理论值计算得到与质量厚度理论值对应的多个校正系数，从而形成所述校正数列；
这样可以得到精度更高的校正数列，使得通过校正数列得到的标准模型的精度得到进一步的提高。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2.2.2中的质量厚度实际值可以通过以下内容获得：
提供多个物质种类相同的校正片，再通过X射线沿校正片的厚度方向透射，获得与校正片对应的实时低能值，在校正片的厚度方向进行校正片的堆叠，直至实时低能值与对应第一理论点的理论低能值相同，测量堆叠的校正片的总厚度并乘以校正片的标准密度，得到对应的质量厚度实际值，这样可以根据实际情况调整校正组件的厚度，并且得到更为精准的质量厚度实际值。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2.3的具体内容如下：
步骤2.3.1，根据多个校正系数在每条理论曲线上获取多个第二理论点，其中多个第二理论点具有与多个校正系数一一对应的质量厚度理论值；
步骤2.3.2，将每个第二理论点的质量厚度理论值通过对应的校正系数校正为质量厚度校正值，使得每个第二理论点转变为对应的校正点；
步骤2.3.3，将每条理论曲线上多个第二理论点对应的多个校正点拟合，得到对应的所述标准曲线，并且采用多条理论曲线共用同一校正数列进行校正，得到多条标准曲线；
这样可以更准确得反映标准曲线对应于一种物质的低能值与校正后的质量厚度的映射关系，更好地构建物品质量厚度标准模型，并且采用同一校正数列对全部理论曲线进行校正，能够快速得到经过校正的多条标准曲线，使得标准模型中各物质的低能值与质量厚度具有更准确的对应关系，并且校正方式精简，避免了复杂校正方式带来的效率和成本问题。
作为本发明的进一步改进，所述步骤3的具体内容如下：
物质分类模型包括与多种物质一一对应的多条分类曲线，每条分类曲线对应于一种物质的低能值与高能值的映射关系，通过X射线透射待测物，获得所述待测物的检测低能值和检测高能值，根据所述待测物的检测低能值和检测高能值及所述物质分类模型的映射关系得到所述待测物的物质种类，这样可以使得物质分类模型更好地与物品质量厚度标准模型对应，从而可以匹配应用。
作为本发明的进一步改进，所述步骤4的具体内容如下：
多条标准曲线以及多条分类曲线对应的多种物质的原子序数为整数，当获得的待测物的物质种类的原子序数为整数时，可以直接在多条理论曲线上进行映射得到待测物的质量厚度；
当获得的待测物的物质种类的原子序数为非整数时，可以采用线性插值法获得待测物的质量厚度，其中待测物的检测低能值为Plow ，检测高能值为Phigh，在物质分类模型中查找相邻的低能值和高能值，取相同低能值时最近的两个点（Plow，Phigh，1）和（Plow，Phigh，2），计算插值系数coeff，如下式所示：
对于所述两个点，同时已知其原子序数和质量厚度（N1，ρt1）和（N2，ρt2），因此，可以在 质量厚度曲线上通过 得到待测物的质量厚度；这样可以在不同的情况 下，得到相应的物品质量厚度，并且计算精度高，数据更准确。
本发明还提供一种一种物品质量厚度检测装置，包括X射线产生装置，所述X射线产生装置与校正组件相连，所述校正组件与探测器相连，所述探测器与模型处理装置相连，所述模型处理装置与计算装置相连，所述计算装置与探测器和显示装置相连；所述模型处理装置用于构建物品质量厚度初始模型、构建物品质量厚度标准模型以及构建物质分类模型；所述校正组件用于将多条所述理论曲线校正为多条标准曲线，形成所述标准模型；所述X射线产生装置用于产生透射待测物的X射线；所述探测器用于获得X射线透射待测物的检测低能值和检测高能值；所述计算装置用于根据待测物的检测低能值和检测高能值及所述物质分类模型的映射关系得到待测物的物质种类；所述计算装置还用于根据待测物的物质种类和检测低能值及所述标准模型的映射关系得到所述待测物的质量厚度；所述显示装置用于显示待测物的质量厚度数据，这样可以更精确地检测出物品的质量厚度。
作为本发明的进一步改进，所述校正组件包括至少一个校正片，所述校正片为有机玻璃校正片、铝校正片以及铁校正片中的任一种，这样可以更好地进行将理论曲线校正为标准曲线。
作为本发明的进一步改进，所述有机玻璃校正片采用匀质板材，长宽分别为200mm和200mm，厚度范围为0.2mm至3mm，质量范围为9g至150g，所述有机玻璃校正片堆叠后的校正组件的厚度范围为8mm至160mm，校正组件的质量范围为350g至5000g；所述铝校正片采用厚度均匀、材质均匀的板材加工而成，长宽分别为100mm和100mm，厚度范围为0.2mm至1.5mm，质量范围为5至45g，所述铝校正片堆叠后的校正组件的厚度范围为20mm至50mm，校正组件的质量范围为100g至500g；所述铁校正片采用均质板材加工，长宽分别为200mm和200mm，厚度范围为0.5mm至2mm，质量范围为50g至700g，所述铁校正片堆叠后的校正组件的厚度范围可以为5mm至20mm，校正组件的质量范围为400g至2000g，这样可以使得针对不同的物品进行校正组件的调整，使得校正组件能够更好地将理论曲线校正为标准曲线。
附图说明
图1为本发明中物品在一个辐照方向时的场景示意图。
图2为本发明中物品在另一个辐照方向时的场景示意图。
图3为本发明中物品质量厚度检测方法的流程图。
图4为本发明中物品质量厚度检测方法中构建物品质量厚度标准模型步骤的流程图。
图5本发明中物品质量厚度检测方法中得到校正数列步骤的流程图。
图6为本发明中物品质量厚度检测方法中通过校正数列将多条理论曲线校正为多条标准曲线步骤的流程图。
图7为本发明中物品质量厚度检测方法中构建物品质量厚度初始模型步骤的模型示意图。
图8为本发明中物品质量厚度检测方法中得到校正数列步骤的模型示意图。
图9为本发明中物品质量厚度检测方法中获取多个第二理论点步骤的模型示意图。
图10为本发明中物品质量厚度检测方法中获取多个校正点步骤的模型示意图。
图11为本发明中物品质量厚度检测方法中拟合得到对应的标准曲线步骤的模型示意图。
图12为本发明中物品质量厚度检测方法中物品质量厚度标准模型的模型示意图。
图13为本发明中物品质量厚度检测方法中物质分类模型的模型示意图。
图14为本发明中物品质量厚度检测装置校正状态的结构示意图。
图15为本发明中物品质量厚度检测装置检测待测物状态的结构示意图。
图16为本发明中物品质量厚度检测装置检测一种待测物时的显示图像。
图17为本发明中物品质量厚度检测装置检测另一种待测物时的显示图像。
图18为本发明中物品质量厚度检测设备的硬件结构示意图。
其中，100模型处理装置，200校正组件，300 X射线产生装置，400探测器，500计算装置，600显示装置，900待测物，910容器，920水，1801处理，1802存储器，1803通信接口，1810总线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
如图1-18所示的一种物品质量厚度检测方法，包括以下步骤：
步骤1，构建物品质量厚度初始模型，初始模型包括与多种物质一一对应的多条理论曲线，每条所述理论曲线对应于一种物质的低能值与质量厚度理论值的映射关系。
步骤2，构建物品质量厚度标准模型，通过校正组件将多条理论曲线校正为多条标准曲线，形成标准模型，具体内容如下：
步骤2.1，所述校正组件可以包括至少一个校正片，校正片堆叠组合，可以得到多种厚度的校正组件，其中，校正片的材质可以是有机玻璃、铝、铁等中的任一种，根据校正组件包括的校正片的材质，能够在初始模型包括的多条理论曲线中，选取得到对应匹配的一条理论曲线；
步骤2.2，通过所述校正组件与匹配的所述理论曲线得到校正数列，所述校正数列包括分别与多个不同质量厚度理论值对应的多个校正系数，具体内容如下：
步骤2.2.1，在匹配的所述理论曲线上选取多个第一理论点，每个第一理论点具有相互对应的质量厚度理论值和理论低能值；
步骤2.2.2，通过校正组件获取每个所述理论低能值对应的质量厚度实际值，使得匹配的所述理论曲线上的每个第一理论点具有一一对应的质量厚度理论值和质量厚度实际值，质量厚度实际值可以通过以下内容获得：
提供多个物质种类相同的校正片，再通过X射线沿校正片的厚度方向透射，获得与校正片对应的实时低能值，在校正片的厚度方向进行校正片的堆叠，直至实时低能值与对应第一理论点的理论低能值相同，测量堆叠的校正片的总厚度并乘以校正片的标准密度，得到对应的质量厚度实际值；
步骤2.2.3，根据相互对应的质量厚度实际值与质量厚度理论值计算得到与质量厚度理论值对应的多个校正系数，从而形成所述校正数列。
步骤2.3，通过所述校正数列将多条所述理论曲线校正为多条所述标准曲线，形成所述标准模型，具体内容如下：
步骤2.3.1，根据多个校正系数在每条理论曲线上获取多个第二理论点，其中多个第二理论点具有与多个校正系数一一对应的质量厚度理论值；
步骤2.3.2，将每个第二理论点的质量厚度理论值通过对应的校正系数校正为质量厚度校正值，使得每个第二理论点转变为对应的校正点；
步骤2.3.3，将每条理论曲线上多个第二理论点对应的多个校正点拟合，得到对应的所述标准曲线，并且采用多条理论曲线共用同一校正数列进行校正，得到多条标准曲线。
步骤3，通过待测物的检测低能值、检测高能值及物质分类模型的映射关系得到待测物的物质种类，具体内容如下：
物质分类模型包括与多种物质一一对应的多条分类曲线，每条分类曲线对应于一种物质的低能值与高能值的映射关系，通过X射线透射待测物，获得所述待测物的检测低能值和检测高能值，根据所述待测物的检测低能值和检测高能值及所述物质分类模型的映射关系得到所述待测物的物质种类。
步骤4，根据所述待测物的物质种类和检测低能值及所述标准模型的映射关系得到所述待测物的质量厚度，具体内容如下：
多条标准曲线以及多条分类曲线对应的多种物质的原子序数为整数，当获得的待测物的物质种类的原子序数为整数时，可以直接在多条理论曲线上进行映射得到待测物的质量厚度；
当获得的待测物的物质种类的原子序数为非整数时，可以采用线性插值法获得待测物的质量厚度，其中待测物的检测低能值为Plow ，检测高能值为Phigh，在物质分类模型中查找相邻的低能值和高能值，取相同低能值时最近的两个点（Plow，Phigh，1）和（Plow，Phigh，2），计算插值系数coeff，如下式所示：
对于所述两个点，同时已知其原子序数和质量厚度（N1，ρt1）和（N2，ρt2），因此，可以在 质量厚度曲线上通过 得到待测物的质量厚度。
本发明还提供了一种物品质量厚度检测装置，包括X射线产生装置，所述X射线产生装置与校正组件相连，所述校正组件与探测器相连，所述探测器与模型处理装置相连，所述模型处理装置与计算装置相连，所述计算装置与探测器和显示装置相连；所述模型处理装置用于构建物品质量厚度初始模型、构建物品质量厚度标准模型以及构建物质分类模型；所述校正组件用于将多条所述理论曲线校正为多条标准曲线，形成所述标准模型；所述X射线产生装置用于产生透射待测物的X射线；所述探测器用于获得X射线透射待测物的检测低能值和检测高能值；所述计算装置用于根据待测物的检测低能值和检测高能值及所述物质分类模型的映射关系得到待测物的物质种类；所述计算装置还用于根据待测物的物质种类和检测低能值及所述标准模型的映射关系得到所述待测物的质量厚度；所述显示装置用于显示待测物的质量厚度数据。
所述校正组件包括至少一个校正片，所述校正片为有机玻璃校正片、铝校正片以及铁校正片中的任一种；所述有机玻璃校正片采用匀质板材，长宽分别为200mm和200mm，厚度范围为0.2mm至3mm，质量范围为9g至150g，所述有机玻璃校正片堆叠后的校正组件的厚度范围为8mm至160mm，校正组件的质量范围为350g至5000g；所述铝校正片采用厚度均匀、材质均匀的板材加工而成，长宽分别为100mm和100mm，厚度范围为0.2mm至1.5mm，质量范围为5至45g，所述铝校正片堆叠后的校正组件的厚度范围为20mm至50mm，校正组件的质量范围为100g至500g；所述铁校正片采用均质板材加工，长宽分别为200mm和200mm，厚度范围为0.5mm至2mm，质量范围为50g至700g，所述铁校正片堆叠后的校正组件的厚度范围可以为5mm至20mm，校正组件的质量范围为400g至2000g。
本发明中，术语“质量厚度”是沿厚度方向货物平均密度与厚度的乘积，单位为g/cm2；构建的“曲线”，可以是包含坐标系的图像中的实际曲线，也可以是曲线对应的式子，也可以是曲线对应的表格数据库等，为方便清楚说明，本文以曲线是图像中的实际曲线为例进行说明；物质的种类可以通过物质的原子序数体现，因此每条理论曲线分别对应匹配一种原子序数。
物品质量厚度的检测可以应用于物品辐照加工工艺之前，能够方便辐照加工中辐照剂量、辐照时间等参数的合理配置。对于辐照加工工艺及系统，质量厚度与加速器产生的X射线能量相对应。若物品的质量厚度大于对应关系值，X射线无法穿透物品，辐照不均匀，无法达到辐照要求；如果物品质量厚度低于对应关系值，大部分X射线穿透物品，会造成X射线浪费。
图1和图2分别示出物品在不同辐照方向时的场景示意图，以待辐照的物品是容器910内装满水920为例进行说明，其中，容器910为长方体容器，其长度L1为20cm，宽度和高度L2为10 cm，容器内部装满密度为1 g/cm3的水920。图1和图2中，箭头方向为X射线E的辐照方向。
图1和图2中，分别使用10MeV的电子束进行辐照。如图1，当将容器910横置，使得X射线E的辐照方向与容器910的高度方向平行时，获得物品的质量厚度为1 g/cm3×10cm=10g/cm2，此时电子束E可以辐照穿透容器910中的水920，达到辐照要求。如图2，当将容器910纵置，使得电子束E的辐照方向与容器910的长度方向平行时，获得物品的质量厚度为1 g/cm3×20cm=20 g/cm2，此时电子束E无法穿透容器910中的水920。
经验估算，1MeV的电子束E能单面辐照穿透1cm厚的水920。如果在辐照加工前，能够准确获得代辐照物的质量厚度，通过调整辐照剂量以及辐照时长，可以提高辐照加工的精度和效率。
图7中，以初始模型包括与三种物质一一对应的三条理论曲线为例进行说明，三条理论曲线分别为三种物质的低能值与质量厚度理论值的映射关系，可以理解的是，根据实际涉及物品种类的需要，初始模型中可以设置任意多条理论曲线，横坐标为低能值（Plow），纵坐标为质量厚度（ρt）。
图8中，以菱形形状的点示出匹配的理论曲线上选取得到的多个第一理论点，以选取三个第一理论点为例进行说明，但需要说明的是，在实际的获取校正数列的步骤中，选取的第一理论点的数量可以是十几个、几十个甚至上百个，匹配的理论曲线上第一理论点的分布越密集，后续得到的标准模型准确度越高。
在匹配的理论曲线上选取得到的多个第一理论点的坐标分别为（P1low，ρt11）、（P2low，ρt21）、（P3low，ρt31），通过使用校正组件，能够获得上述的多个理论低能值P1low、P2low、P3low分别对应的质量厚度实际值ρt12、ρt22、ρt32，以理论低能值和对应的质量厚度实际值所确定的点也可以体现在模型图中，如图8，以三角形形状的点示出理论低能值与对应质量厚度实际值形成的多个点，它们的坐标分别为（P1low，ρt12）、（P2low，ρt22）、（P3low，ρt32）。
匹配的理论曲线上的每个第一理论点具有一一对应的质量厚度理论值和质量厚度实际值即：低能值为P1low的第一理论点具有对应的质量厚度理论值ρt11和质量厚度实际值ρt12；低能值为P2low的第一理论点具有对应的质量厚度理论值ρt21和质量厚度实际值ρt22；低能值为P3low的第一理论点具有对应的质量厚度理论值ρt31和质量厚度实际值ρt32。
每个校正系数可以通过相互对应的质量厚度实际值除以质量厚度理论值得到，即质量厚度理论值ρt11对应的校正系数Z1=ρt12/ρt11，质量厚度理论值ρt21对应的校正系数Z2=ρt22/ρt21，质量厚度理论值ρt31对应的校正系数Z3=ρt32/ρt31，数列Z1、Z2、Z3形成校正数列。
图9中多个校正系数Z1、Z2、Z3分别与质量厚度理论值ρt11、ρt21、ρt31对应，如图8，每条理论曲线上可以获取到三个第二理论点，三个第二理论点的纵坐标分别为ρt11、ρt21、ρt31，将每个第二理论点的质量厚度理论值通过对应的校正系数校正为质量厚度校正值，使得每个第二理论点转变为对应的校正点，即可以获取多个校正点。
图10显示出多个校正点的位置。将质量厚度理论值校正为质量厚度校正值可以是将质量厚度理论值乘以对应的校正系数。具体地，对于每个第二理论点，其横坐标不变，将其纵坐标的质量厚度理论值乘以对应的校正系数，使得纵坐标变为质量厚度校正值，以未发生变化的低能值为横坐标，以得到的质量厚度校正值为纵坐标，可以确定得到校正点。每条理论曲线经过校正后，可以得到对应的三个校正点，将每条理论曲线上多个第二理论点对应的多个校正点拟合，得到对应的标准曲线。
图11中，以虚线示出多个理论曲线，以实线示出多个标准曲线。对其中一条理论曲线对应的三个校正点进行拟合，可以得到与该理论曲线对应的标准曲线，每条标准曲线对应于一种物质的低能值与校正后的质量厚度的映射关系，多条理论曲线共用同一校正数列进行校正，得到多条标准曲线，可构建得到物品质量厚度标准模型。
以理论模型包括三条理论曲线为例进行说明，最终得到的标准模型包括三条标准曲线。可以理解的是，在其它一些实施例中，理论模型中可以包括数量更多的理论曲线，从而经过校正得到具有更多标准曲线的标准模型。
图12中，标准模型包括30条标准曲线，其中30条标准曲线分别对应原子序数1至30的物质，表示每种物质的低能值与质量厚度的映射关系，理论模型的多条理论曲线之间实际具有相互关联的关系，采用同一校正数列对全部理论曲线进行校正，能够快速得到经过校正的多条标准曲线，使得标准模型中各物质的低能值与质量厚度具有更准确的对应关系，并且校正方式精简，避免了复杂校正方式带来的效率和成本问题。
通过X射线透射待测物可以获得待测物的检测低能值和检测高能值，而通过检测低能值和检测高能值可以得到待测物的物质种类。
图13中的物质分类模型与图12中的物品质量厚度标准模型对应，从而可以匹配应用；物质分类模型包括与多种物质一一对应的多条分类曲线，每条分类曲线对应于一种物质的低能值与高能值的映射关系；在图13中，物质分类模型包括30条分类曲线，其中30条分类曲线分别对应原子序数1至30的物质，表示每种物质的低能值（Plow）与高能值（Phigh）的映射关系；首先通过X射线透射待测物，获得待测物的检测低能值和检测高能值，之后，根据待测物的检测低能值和检测高能值及物质分类模型的映射关系得到待测物的物质种类。
有机玻璃校正片采用匀质板材，长宽分别为200mm、200mm，单片厚度范围为0.2mm至3mm，单片质量范围为9g至150g，校正片堆叠组合，可以得到多种厚度的校正组件。校正组件的总厚度范围可以为8mm至160mm，校正组件的总质量范围可以为350g至5000g。
铝校正片采用厚度均匀、材质均匀的板材加工而成，长宽分别为100mm、100mm，单片厚度范围为0.2mm至1.5mm，单片质量范围为5至45g，校正组件的总厚度范围可以为20mm至50mm，校正组件的总质量范围可以为100g至500g。
铁校正片采用均质板材加工，长宽分别为200mm、200mm，单片厚度范围为0.5mm至2mm，单片质量范围为50g至700g，校正组件的厚度范围可以为5mm至20mm，校正组件的总质量范围为400g至2000g。
X射线产生装置300能够产生X射线E以透射待测物900。如图14，在校正状态下，X射线产生装置300产生的X射线E透射校正组件200；在检测待测物状态下，X射线产生装置300产生的X射线E透射待测物900。探测器400能够获得X射线E透射待测物900的检测低能值。X射线产生装置300为双能X射线仪器，能够产生高能X射线和低能X射线。X射线因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力。探测器400能够获得X射线透射待测物900后的检测低能值和检测高能值。计算装置500可以根据待测物900的检测低能值和检测高能值及物质分类模型的映射关系得到上述的待测物900的物质种类。
通过校正组件200将多条理论曲线校正为多条标准曲线，形成物品的低能值和质量厚度的实际值对应更精准的标准模型，在获得了标准模型的基础上，能够得到待测物900更加准确的质量厚度。显示装置600可以与计算装置500连接，以显示待测物900的质量厚度数据；探测器400可以获取透射待测物900的透射图像，并将透射图像与质量厚度数据在同一坐标系中进行对应。
图16中，该待测物测试是在9cm高圆形饭盒内装满小米，将指针悬停在图像某一位置后，该位置的质量厚度数据即可实时显示，例如图16中H1位置的质量厚度为5.67kg/cm2；图17中，该待测物测试是纸箱内装入宠物固体食品，在框选图像某一区域后，可以显示该区域的质量厚度数据，图17中H2区域的质量厚度为5.85kg/cm2。
图18中，处理器1801可以包括中央处理器（CPU），或者特定集成电路（ApplicationSpecific Integrated Circuit ，ASIC），或者可以被配置成实施本公开实施例的一个或多个集成电路。
存储器1802可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器1802可包括硬盘驱动器（Hard Disk Drive，HDD）、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器1802可包括可移除或不可移除（或固定）的介质。在合适的情况下，存储器1802可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器1802是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器1802包括只读存储器（ROM）。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM（PROM）、可擦除PROM（EPROM）、电可擦除PROM（EEPROM）、电可改写ROM（EAROM）或闪存或者两个或更多个以上这些的组合；处理器1801通过读取并执行存储器1802中存储的计算机程序指令，以实现任意一种物品质量厚度检测方法；物品质量厚度检测设备还可包括通信接口1803和总线1810。其中，处理器1801、存储器1802、通信接口1803通过总线1810连接并完成相互间的通信；通信接口1803，主要用于实现各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
总线1810包括硬件、软件或两者。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口（AGP）或其他图形总线、增强工业标准架构（EISA）总线、前端总线（FSB）、超传输（HT）互连、工业标准架构（ISA）总线、无限带宽互连、低引脚数（LPC）总线、存储器总线、微信道架构（MCA）总线、外围组件互连（PCI）总线、PCI-Express（PCI-X）总线、串行高级技术附件（SATA）总线、视频电子标准协会局部（VLB）总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线1810可包括一个或多个总线。尽管本公开实施例描述和示出了特定的总线，但本公开考虑任何合适的总线或互连。
另外，结合上述实施例中的物品质量厚度检测方法，本公开实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令。该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种物品质量厚度检测方法。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路（ASIC）、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本公开的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM（EROM）、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频（RF）链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
本发明不局限于上述实施例，在本公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种物品质量厚度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，构建物品质量厚度初始模型，初始模型包括与多种物质一一对应的多条理论曲线，每条所述理论曲线对应于一种物质的低能值与质量厚度理论值的映射关系；
步骤2，构建物品质量厚度标准模型，通过校正组件将多条理论曲线校正为多条标准曲线，形成标准模型；
步骤3，通过待测物的检测低能值、检测高能值及物质分类模型的映射关系得到待测物的物质种类；
步骤4，根据所述待测物的物质种类和检测低能值及所述标准模型的映射关系得到所述待测物的质量厚度。
2.根据权利要求1所述的一种物品质量厚度检测方法，其特征在于，
所述步骤2的具体内容如下：
步骤2.1，所述校正组件可以包括至少一个校正片，校正片堆叠组合，可以得到多种厚度的校正组件，其中，校正片的材质可以是有机玻璃、铝、铁等中的任一种，根据校正组件包括的校正片的材质，能够在初始模型包括的多条理论曲线中，选取得到对应匹配的一条理论曲线；
步骤2.2，通过所述校正组件与匹配的所述理论曲线得到校正数列，所述校正数列包括分别与多个不同质量厚度理论值对应的多个校正系数；
步骤2.3，通过所述校正数列将多条所述理论曲线校正为多条所述标准曲线，形成所述标准模型。
3.根据权利要求2所述的一种物品质量厚度检测方法，其特征在于，
所述步骤2.2的具体内容如下：
步骤2.2.1，在匹配的所述理论曲线上选取多个第一理论点，每个第一理论点具有相互对应的质量厚度理论值和理论低能值；
步骤2.2.2，通过校正组件获取每个所述理论低能值对应的质量厚度实际值，使得匹配的所述理论曲线上的每个第一理论点具有一一对应的质量厚度理论值和质量厚度实际值；
步骤2.2.3，根据相互对应的质量厚度实际值与质量厚度理论值计算得到与质量厚度理论值对应的多个校正系数，从而形成所述校正数列。
4.根据权利要求3所述的一种物品质量厚度检测方法，其特征在于，
所述步骤2.2.2中的质量厚度实际值可以通过以下内容获得：
提供多个物质种类相同的校正片，再通过X射线沿校正片的厚度方向透射，获得与校正片对应的实时低能值，在校正片的厚度方向进行校正片的堆叠，直至实时低能值与对应第一理论点的理论低能值相同，测量堆叠的校正片的总厚度并乘以校正片的标准密度，得到对应的质量厚度实际值。
5.根据权利要求4所述的一种物品质量厚度检测方法，其特征在于：
所述步骤2.3的具体内容如下：
步骤2.3.1，根据多个校正系数在每条理论曲线上获取多个第二理论点，其中多个第二理论点具有与多个校正系数一一对应的质量厚度理论值；
步骤2.3.2，将每个第二理论点的质量厚度理论值通过对应的校正系数校正为质量厚度校正值，使得每个第二理论点转变为对应的校正点；
步骤2.3.3，将每条理论曲线上多个第二理论点对应的多个校正点拟合，得到对应的所述标准曲线，并且采用多条理论曲线共用同一校正数列进行校正，得到多条标准曲线。
6.根据权利要求5所述的一种物品质量厚度检测方法，其特征在于，
所述步骤3的具体内容如下：
物质分类模型包括与多种物质一一对应的多条分类曲线，每条分类曲线对应于一种物质的低能值与高能值的映射关系，通过X射线透射待测物，获得所述待测物的检测低能值和检测高能值，根据所述待测物的检测低能值和检测高能值及所述物质分类模型的映射关系得到所述待测物的物质种类。
7.根据权利要求6所述的一种物品质量厚度检测方法，其特征在于，
所述步骤4的具体内容如下：
多条标准曲线以及多条分类曲线对应的多种物质的原子序数为整数，当获得的待测物的物质种类的原子序数为整数时，可以直接在多条理论曲线上进行映射得到待测物的质量厚度；
当获得的待测物的物质种类的原子序数为非整数时，可以采用线性插值法获得待测物的质量厚度，其中待测物的检测低能值为Plow ，检测高能值为Phigh，在物质分类模型中查找相邻的低能值和高能值，取相同低能值时最近的两个点（Plow，Phigh，1）和（Plow，Phigh，2），计算插值系数coeff，如下式所示：
对于所述两个点，同时已知其原子序数和质量厚度（N1，ρt1）和（N2，ρt2），因此，可以在质量厚度曲线上通过 得到待测物的质量厚度。
8.一种物品质量厚度检测装置，其特征在于：利用权利要求1-7所述的一种物品质量厚度检测方法，包括X射线产生装置，所述X射线产生装置与校正组件相连，所述校正组件与探测器相连，所述探测器与模型处理装置相连，所述模型处理装置与计算装置相连，所述计算装置与探测器和显示装置相连；
所述模型处理装置用于构建物品质量厚度初始模型、构建物品质量厚度标准模型以及构建物质分类模型；
所述校正组件用于将多条所述理论曲线校正为多条标准曲线，形成所述标准模型；
所述X射线产生装置用于产生透射待测物的X射线；
所述探测器用于获得X射线透射待测物的检测低能值和检测高能值；
所述计算装置用于根据待测物的检测低能值和检测高能值及所述物质分类模型的映射关系得到待测物的物质种类；所述计算装置还用于根据待测物的物质种类和检测低能值及所述标准模型的映射关系得到所述待测物的质量厚度；
所述显示装置用于显示待测物的质量厚度数据。
9.根据权利要求8所述的一种物品质量厚度检测装置，其特征在于：所述校正组件包括至少一个校正片，所述校正片为有机玻璃校正片、铝校正片以及铁校正片中的任一种。
10.根据权利要求9所述的一种物品质量厚度检测装置，其特征在于：所述有机玻璃校正片采用匀质板材，长宽分别为200mm和200mm，厚度范围为0.2mm至3mm，质量范围为9g至150g，所述有机玻璃校正片堆叠后的校正组件的厚度范围为8mm至160mm，校正组件的质量范围为350g至5000g；
所述铝校正片采用厚度均匀、材质均匀的板材加工而成，长宽分别为100mm和100mm，厚度范围为0.2mm至1.5mm，质量范围为5至45g，所述铝校正片堆叠后的校正组件的厚度范围为20mm至50mm，校正组件的质量范围为100g至500g；
所述铁校正片采用均质板材加工，长宽分别为200mm和200mm，厚度范围为0.5mm至2mm，质量范围为50g至700g，所述铁校正片堆叠后的校正组件的厚度范围可以为5mm至20mm，校正组件的质量范围为400g至2000g。
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