CN110764157B - 可疑物检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可疑物检测方法，包括步骤S1，在单位时间内对待测物进行检测；步骤S2，判断检测结果是否满足生效条件，若是，判断待测物内存在可疑物或者不存在可疑物，并结束检测；若否，重复步骤S1～S2；其中，当进行预定次数的检测后检测结果仍不满足生效条件时，基于另一判断准则来判断待测物内存在可疑物或者不存在可疑物，并结束检测。

Description

可疑物检测方法
技术领域
本发明涉及物品检测领域，特别涉及一种可疑物检测方法。
背景技术
如今，爆炸物的形式已经越来越隐蔽，检测难度越来越高，一些经过伪装和隐藏的爆炸物难以通过现有的爆炸物检测仪器检测出来，发展先进的爆炸物检测技术及仪器已经迫在眉睫。如今，检测仪器需要具有能在现场不用开箱、迅速、方便、有效、准确地检测出爆炸物品的能力。
中子与不同的元素发生反应时，能够产生不同能量的伽马射线，同时，中子具有穿透性强、准确度高、检测灵敏度高的特点。运用中子进行爆炸物的检测能够在不破坏物品的同时将爆炸物检测出来。
现有的利用中子检测爆炸物的方法是中子源发射中子，中子打到爆炸物上后发生核反应，产生不同能量的伽马射线，由探测器探测后传输到数据处理系统，经过数据处理，得到检测结果，在显示端显示。中子管作为装置的中子源，发射中子的核心部件，它的稳定性直接影响了装置爆炸物检测的效果和准确性，用于爆炸物中子检测装置的中子管要求中子通量稳定性好，因此价格不菲。中子管都有一定的使用寿命，一般在几百个小时甚至上千小时。若使用现有的检测方法进行爆炸物检测，对所有的待测物均进行同样时间的检测，对于能够较快做出判断的情况会耗费不必要的检测时间，从而导致中子管的利用率过低并且检测效率较低、耗时长。
因此，现有技术中需要一种能够高效利用中子管并提高检测效率的可疑物检测方法。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供一种可疑物检测方法，包括：步骤S1，在单位时间内对待测物进行检测；步骤S2，判断检测结果是否满足生效条件，若是，判断待测物内存在可疑物或者不存在可疑物，并结束检测；若否，重复步骤S1～S2；其中，当进行预定次数的检测后检测结果仍不满足生效条件时，基于另一判断准则来判断待测物内存在可疑物或者不存在可疑物，并结束检测。
根据本发明的实施例，在步骤S1之前还包括：对待测物进行初步检测，以确定待测物内可能放置可疑物的目标区域；以及，步骤S1进一步包括：在单位时间内对所述目标区域进行检测。
根据本发明的实施例，通过中子检测所述目标区域，其中将目标区域移动至中子最为密集的目标位置进行检测。
根据本发明的实施例，在步骤S1中，利用多个检测单元进行检测；在步骤S2中，所述判断检测结果是否满足生效条件包括：基于各检测单元的测量值以及换算准则，获取换算值，并判断所述换算值是否小于第一阈值或者是否大于第二阈值。
根据本发明的实施例，基于所述换算值小于所述第一阈值，确定不存在可疑物。
根据本发明的实施例，基于所述换算值大于所述第二阈值，进一步计算所述多个检测单元的测量值的第一求和结果以及第二求和结果，并进行比较；其中，基于所述第一求和结果大于或等于所述第二求和结果，确定存在可疑物；基于所述第一求和结果小于所述第二求和结果，确定不存在可疑物。
根据本发明的实施例，所述第一求和结果如下计算：
d1＝∑xiwEi
所述第二求和结果如下计算：
d2＝∑xi
其中，d1表示第一求和结果，d2表示第二求和结果，xi表示第i个检测单元的测量值，wEi由各检测单元的信噪比以及检测单元的数量决定。
根据本发明的实施例，所述第一阈值如下计算：
Figure GDA0002815663880000021
所述第二阈值如下计算：
Figure GDA0002815663880000022
其中，c0表示第一阈值，c1表示第二阈值，α表示误报率，β表示错误检测率。
根据本发明的实施例，所述换算准则的公式如下：
Figure GDA0002815663880000031
其中，L1表示换算值，n表示检测单元的数量，xi表示第i个检测单元的测量值，xEi表示第i个检测单元在预先检测位于所述目标位置的参考样品时确定的参考测量值，xBi表示第i个检测单元在所述预定时间内的测量本底值的累计值。
根据本发明的实施例，所述参考测量值由所述多个检测单元的响应矩阵确定，所述响应矩阵指示参考样品的测量值与检测位置之间的关系。
根据本发明的实施例，在所述基于各检测单元的测量值以及换算准则获取换算值之前还包括：
确认各检测单元的测量值是否符合泊松分布。
根据本发明的实施例，所述基于另一判断准则来判断待测物内存在可疑物或者不存在可疑物包括：基于所述换算值小于0，确定不存在可疑物；基于所述换算值不小于0，确定存在可疑物。
在根据本发明的实施例的可疑物检测方法中，通过将检测过程分多个单位时间多次进行，并针对各次的检测结果进行判断，由此能够根据不同待测物的不同情况灵活确定检测时间，对于能够快速判断出检测结果的情况无需耽误过多时间，例如，进行小于预定次数的检测即可做出判断，结束检测。从而能够缩短检测时间，提高检测效率，并提高中子管的利用率。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的可疑物检测方法的流程图；以及
图2为根据本发明的又一个实施例的可疑物检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明公开了一种可疑物检测方法，包括以下步骤：
步骤S1，在单位时间内对待测物进行检测；步骤S2，判断检测结果是否满足生效条件，若是，判断待测物内存在可疑物或者不存在可疑物，并结束检测；若否，重复步骤S1～S2；其中，当进行预定次数的检测后检测结果仍不满足生效条件时，基于另一判断准则来判断待测物内存在可疑物或者不存在可疑物，并结束检测。
其中，为减少对待测物的检测时间，在步骤S1之前，对待测物进行了初步检测，初步检测能够确定待测物内可能放置可疑物的目标区域。在此对初步检测的方法不作限定，优选地，本实施例中采用x光对待测物进行初步检测，x光对待测物进行初步检测后能够确定可能放置可疑物的目标区域，步骤S1仅需对目标区域进行检测即可完成对待测物的检测。
对待测物进行初步检测能够缩小检测范围，仅对初步检测中的可疑部分进行检测，提高检测效率，并能排除掉部分干扰物，减小误报率；与之相应的，用于检测的中子的分布范围得以减小，中子通量增大，有利于改善检测效果，例如，中子场可以仅分布在检测室一半的区域内。
在本发明的实施例中，可以将目标区域移动至中子最为密集的目标位置进行检测。例如，中子可以集中分布于中子场的中心位置，即所述中心位置处的中子通量最大，经过初步检测的待测物进入检测室后，将目标区域放置于所述中心位置进行检测。
除了通过对待测物进行初步检测以减少检测时间外，本发明将序贯统计的思想应用于待测物的检测中，序贯统计是指：抽样阶段不预先固定样本容量，而是给出一组停止采样的规则，每新抽一个样本立即观察其结果，根据这个结果来判断是否应终止抽样并进行统计推断，还是应该继续抽取新的样本进行观察，直至最后终止抽样，并据此作出推断。本发明将现有技术的整段检测时间划分为多个单位时间，每次仅进行单位时间的检测，依据检测结果来决定是否需要进行再次检测，检测次数最多为划分的全部时间段数。即，对于每个待测物，最多进行整段时间的检测，最少进行一个单位时间的检测。通过将检测过程分多个单位时间多次进行，并针对各次的检测结果进行判断，由此能够根据不同待测物的不同情况灵活确定检测时间，对于能够快速判断出检测结果的情况无需耽误过多时间，例如，进行小于预定次数的检测即可做出判断，结束检测。从而相对于现有技术能够缩短检测时间，提高检测效率，并提高中子管的利用率。
在此，对整段检测时间如何划分不作限定，优选地，本实施例的检测方法对待测物的最长检测时长可以为30秒，本实施例将总时间段30秒平均分为六个单位时间段，即每次检测的时间为5秒，依据每次的检测结果是否满足生效条件来决定是否需要进行后续检测，若某次的检测结果满足生效条件则停止检测，得出结果；若进行了全部时间的检测，检测结果仍不满足生效条件，则使用其他的判断方法进行判断，并结束检测。
参照图2，为提高中子对待测物的检测效率并提高检测结果的准确性，本实施例中的步骤S1采用多个检测单元对待测物进行检测，检测单元例如可以是NaI探测器；步骤S2中判断检测结果是否满足生效条件包括：基于各检测单元的测量值以及换算准则，获取换算值，并判断所述换算值是否小于第一阈值或者是否大于第二阈值。各检测单元的测量值经过换算和处理后与预设的第一阈值以及第二阈值进行比较，若测量值小于第一阈值，则待测物中不存在可疑物，若测量值大于第二阈值则需要进行后续的判断，若测量值大于第一阈值且小于第二阈值则不满足生效条件，尚不能准确确定待测物内存在可疑物或者不存在可疑物。
本实施例中步骤S1中使用检测单元对待测物的目标区域进行检测时通过使用热中子辐射的方式，热中子辐射进入目标区域中，与可疑物中的氮元素发生反应，产生氮元素的特征伽马射线。优选地，多个检测单元应基于泊松分布获取测量值，测量值应满足如下公式：
Figure GDA0002815663880000051
式中：xi表示预定时间内的第i个检测单元；
Figure GDA0002815663880000052
表示第i个检测单元在预定时间内的平均记录数。优选地，在检测待测物之前可以首先确认各检测单元的测量值是否符合泊松分布，将含有氮元素的物品放入检测区域中，获取测量值。若测量值满足泊松分布，则检测单元正常工作；若测量值不满足泊松分布，则检测单元出现问题，需要停止检测，对检测单元进行检修。
优选地，通过多个检测单元获取了测量值后，在获取换算值之前，为方便换算值的换算，将含有预定量氮元素的参考样品依次放入中子场所在的检测区域的不同位置进行检测，具体地，可以将所述检测区域分为多个小格，将参考样品在所述多个小格内依次移动位置，并对参考样品进行热中子流照射，记录检测结果，基于参考样品的放置位置与多个检测单元对参考样品的检测结果，得出多个检测单元的响应矩阵，响应矩阵的秩即为检测单元的个数。其中，对参考样品的检测结果需要去除测量本底值，所述测量本底值可以包括背景辐射。响应矩阵指示参考样品的测量值与检测位置之间的关系，通过响应矩阵能够获取当将参考样品移动至检测区域中目标位置进行检测时，检测单元测得的参考测量值。
本实施例中的换算准则的公式如下：
Figure GDA0002815663880000061
式中，L1表示换算值，n表示检测单元的数量，xi表示第i个检测单元的测量值，xEi表示第i个检测单元在预先检测位于所述目标位置的参考样品时确定的参考测量值(通过响应矩阵计算出)，xBi表示第i个检测单元在所述预定时间内的测量本底值的累计值。
其中，xBi可以通过下式计算得出：
Figure GDA0002815663880000062
式中，xBi表示检测单元的平均本底值，t表示预定时间。
xEi可以通过下式计算得出：
xEi＝Mi(x,y)mpt
其中，Mi表示响应矩阵，(x,y)表示响应矩阵中的点，即检测位置；m表示参考样品中氮的质量；p表示用于提供中子的中子源的功率；t表示预定时间。
计算出L1后，将其与第一阈值和第二阈值进行比较，第一阈值可以小于第二阈值，第一阈值与第二阈值可以通过以下公式来进行计算：
Figure GDA0002815663880000063
式中，c0表示第一阈值；c1表示第二阈值；α表示误报率(误报例如可以表示：当氮元素的来源不是可疑物而是其他物品但将其判断为可疑物的错误)；β表示错误检测率(错误检测例如可以表示：检测单元对氮元素的检测结果出现错误)。
其中α与β均是操作人员根据检测需求而设置的数值，当L1小于c0时，能够确定待测物中不含有可疑物；当L1大于c1时，为排除待测物中非可疑物的检测干扰，需要进一步计算多个检测单元的测量值的第一求和结果以及第二求和结果并作进一步判断，具体计算公式如下：
d1＝∑xiwEi
d2＝∑xi
式中，d1表示第一求和结果；d2表示第二求和结果；xi表示第i个检测单元的测量值，wEi表示标准质量，其由各检测单元的信噪比以及检测单元的数量决定。
上式中的wEi可以通过下式进行计算：
Figure GDA0002815663880000071
式中，
Figure GDA0002815663880000072
表示第i个检测单元的信噪比，n表示检测单元的数量，
Figure GDA0002815663880000073
表示第i个检测单元在预先检测位于所述目标位置的参考样品时的测量值的平均值，表示第i个检测单元的本底值的平均值。
通过对第一求和结果和第二求和结果进行比较能够了解氮的密集程度。在本发明的实施例中，若d1大于或等于d2则能够确定测量到的氮来源于可疑物(此时氮的分布较为集中)，即待测物中含有可疑物；若d1小于d2则能够确定测量到的氮来源于干扰物(此时氮的分布较为分散)，待测物中不含有可疑物。
当进行预定次数的检测后，若L1的值仍处于c0和c1之间，即检测结果仍不满足生效条件，此时可以基于另一判断准则来判断待测物内存在可疑物或者不存在可疑物，并结束检测。在一个实施例中，可以将L1的值与0进行比较，若L1小于0，则可以确定待测物中不存在可疑物，若L1不小于0，则可以确定待测物中存在可疑物。
通过采用上述技术方案，将序贯分析的方法与中子检测可疑物的过程相结合，将现有技术的整段检测时间划分为多个单位时间，在单位时间内进行单次检测，分析单次检测的结果。若单次检测的结果满足生效条件就能做出判断，结束检测，从而能够有效节省检测时间；若进行预定次数的检测后检测结果仍不满足生效条件，则使用另一套标准对待测物中是否含有可疑物进行判断，保证了检测的可靠性。减少检测时间能够有效提高中子管的使用效率，降低了中子管的使用成本。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (9)

1.一种可疑物检测方法，包括：
步骤S1，在单位时间内对待测物进行检测；
步骤S2，判断检测结果是否满足生效条件，若是，判断待测物内存在可疑物或者不存在可疑物，并结束检测；若否，重复步骤S1～S2；
其中，当进行预定次数的检测后检测结果仍不满足生效条件时，基于另一判断准则来判断待测物内存在可疑物或者不存在可疑物，并结束检测；
在步骤S1中，利用多个检测单元进行检测；
在步骤S2中，所述判断检测结果是否满足生效条件包括：
基于各检测单元的测量值以及换算准则，获取换算值，并判断所述换算值是否小于第一阈值或者是否大于第二阈值；
步骤S2包括：
基于所述换算值大于所述第二阈值，进一步计算所述多个检测单元的测量值的第一求和结果以及第二求和结果，并进行比较；其中，
基于所述第一求和结果大于或等于所述第二求和结果，确定存在可疑物；
基于所述第一求和结果小于所述第二求和结果，确定不存在可疑物；
所述第一求和结果如下计算：
d1＝∑xiwEi
所述第二求和结果如下计算：
d2＝∑xi
其中，d1表示第一求和结果，d2表示第二求和结果，xi表示第i个检测单元的测量值，wEi由各检测单元的信噪比以及检测单元的数量决定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在步骤S1之前还包括：对待测物进行初步检测，以确定待测物内可能放置可疑物的目标区域；以及，
步骤S1进一步包括：在单位时间内对所述目标区域进行检测。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S1包括：
通过中子检测所述目标区域，其中将目标区域移动至中子最为密集的目标位置进行检测。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：
基于所述换算值小于所述第一阈值，确定不存在可疑物。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述第一阈值如下计算：
Figure FDA0002815663870000021
所述第二阈值如下计算：
Figure FDA0002815663870000022
其中，c0表示第一阈值，c1表示第二阈值，α表示误报率，β表示错误检测率。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述换算准则的公式如下：
Figure FDA0002815663870000023
其中，L1表示换算值，n表示检测单元的数量，xi表示第i个检测单元的测量值，xEi表示第i个检测单元在预先检测位于所述目标位置的参考样品时确定的参考测量值，xBi表示第i个检测单元在预定时间内的测量本底值的累计值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述参考测量值由所述多个检测单元的响应矩阵确定，所述响应矩阵指示参考样品的测量值与检测位置之间的关系。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述基于各检测单元的测量值以及换算准则获取换算值之前还包括：
确认各检测单元的测量值是否符合泊松分布。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于另一判断准则来判断待测物内存在可疑物或者不存在可疑物包括：
基于所述换算值小于0，确定不存在可疑物；
基于所述换算值不小于0，确定存在可疑物。
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