CN110764164B - 用于检测装置的校准方法以及校准装置 - Google Patents

用于检测装置的校准方法以及校准装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110764164B
CN110764164B CN201911093479.7A CN201911093479A CN110764164B CN 110764164 B CN110764164 B CN 110764164B CN 201911093479 A CN201911093479 A CN 201911093479A CN 110764164 B CN110764164 B CN 110764164B
Authority
CN
China
Prior art keywords
detection
gamma ray
characteristic
characteristic gamma
relationship
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911093479.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110764164A (zh
Inventor
窦玉玲
王国宝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Institute of Atomic of Energy
Original Assignee
China Institute of Atomic of Energy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Institute of Atomic of Energy filed Critical China Institute of Atomic of Energy
Priority to CN201911093479.7A priority Critical patent/CN110764164B/zh
Publication of CN110764164A publication Critical patent/CN110764164A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110764164B publication Critical patent/CN110764164B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V13/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices covered by groups G01V1/00 – G01V11/00

Abstract

本发明公开了一种用于检测装置的校准方法以及校准装置，所述校准方法包括以下步骤：基于中子与屏蔽装置的屏蔽材料的反应，获取第一特征伽马射线；基于中子与检测装置的封装材料的反应，获取第二特征伽马射线；利用所述检测装置的多个检测单元检测所述第一特征伽马射线和所述第二特征伽马射线；基于所述第一特征伽马射线和所述第二特征伽马射线的检测结果，对所述多个检测单元各自进行校准；以及基于所述第一特征伽马射线的检测结果，对校准后的所述多个检测单元进行拟合。

Description

用于检测装置的校准方法以及校准装置
技术领域
本发明涉及物品检测领域，具体涉及一种用于检测装置的校准方法以及校准装置。
背景技术
发展先进的爆炸物检测技术及仪器对于公共安全具有重要意义，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。
中子与爆炸物中的元素发生反应时，能够产生伽马射线，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。
探测器在使用过程中，其发光效率、光传输效率、光电倍增管性能、放大器增益、高压稳定性等性能会受到环境温度、湿度变化的影响，导致其测量到的射线能谱的形状和峰位发生漂移、失真，使得探测器的测量结果不准，可靠性降低。
为解决能谱漂移的问题，现有的方法是离线采用标准的同位素放射源Cs或Co对探测器进行校准，每次校准都需要把装置拆解，取出探测器，操作过程极不方便。此外，还有一种方法是利用中子与探测器晶体材料中的元素反应产生的特征伽马射线对探测器进行校准，这种方法局限性较大，只能针对采用选定的一种晶体材料的探测器适用，当使用具有不同晶体材料的探测器时，此方法将会失效。
此外，为提高检测效率，现有的中子检测爆炸物的检测装置中通常设置有若干个探测器进行伽马射线的探测，采用多个探测器检测会面临如何保持相互之间一致性的问题。
因此，需要一种操作方便、泛用性强、不同探测器之间一致性好的用于检测装置的校准方法。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供一种用于检测装置的校准方法，包括：基于中子与屏蔽装置的屏蔽材料的反应，获取第一特征伽马射线；基于中子与检测装置的封装材料的反应，获取第二特征伽马射线；利用所述检测装置的多个检测单元检测所述第一特征伽马射线和所述第二特征伽马射线；基于所述第一特征伽马射线和所述第二特征伽马射线的检测结果，对所述多个检测单元各自进行校准；以及基于所述第一特征伽马射线的检测结果，对校准后的所述多个检测单元进行拟合。
根据本发明的实施例，所述中子与所述屏蔽材料中的氢元素发生反应；所述中子与所述封装材料中的铁元素发生反应。
根据本发明的实施例，所述第一特征伽马射线包括第一特征峰，所述第二特征伽马射线包括第二特征峰，对所述多个检测单元各自进行校准包括：基于所述第一特征峰对应的道址和能量以及所述第二特征峰对应的道址和能量，确定各检测单元的道址与能量之间的关系。
根据本发明的实施例，所述关系为一次函数关系，确定各检测单元的道址与能量之间的关系包括：确定一次函数的斜率和常数。
根据本发明的实施例，对校准后的所述多个检测单元进行拟合包括：将各检测单元的道址与能量之间的关系统一为特定关系。
本发明的另一实施例的目的是提供一种用于检测装置的校准装置，包括：接收模块，设置为接收检测装置的多个检测单元对第一特征伽马射线和第二特征伽马射线的检测结果以及处理模块，设置为：基于所述第一特征伽马射线和所述第二特征伽马射线的检测结果，对所述多个检测单元各自进行校准以及基于所述第一特征伽马射线的检测结果，对校准后的所述多个检测单元进行拟合；其中，所述第一特征伽马射线基于中子与屏蔽装置的屏蔽材料的反应获得，所述第二特征伽马射线基于中子与检测装置的封装材料的反应获得。
根据本发明的实施例，所述中子与所述屏蔽材料中的氢元素发生反应；所述中子与所述封装材料中的铁元素发生反应。
根据本发明的实施例，所述第一特征伽马射线包括第一特征峰，所述第二特征伽马射线包括第二特征峰，所述处理模块设置为：基于所述第一特征峰对应的道址和能量以及所述第二特征峰对应的道址和能量，确定各检测单元的道址与能量之间的关系。
根据本发明的实施例，所述关系为一次函数关系，所述处理模块设置为：确定一次函数的斜率和常数。
根据本发明的实施例，所述处理模块设置为：将各检测单元的道址与能量之间的关系统一为特定关系。
本发明的另一实施例的目的是提供一种可疑物检测系统，包括：中子发射装置；用于对所述中子发射装置发射的中子进行屏蔽处理的屏蔽装置；检测装置，所述检测装置包括多个检测单元，用于检测中子发生反应后产生的伽马射线；以及所述的校准装置。
在根据本发明的实施例的用于检测装置的校准方法中，通过利用中子分别与屏蔽装置的屏蔽材料和检测装置的封装材料发生反应产生的第一特征伽马射线和第二特征伽马射线对各检测单元进行校准，能够保证各检测单元的测量结果的准确性，并且对检测单元进行校准不需拆解装置，操作方便，同时不受检测单元晶体材料的限制。此外，通过利用所述第一特征伽马射线对校准后的多个检测单元进行拟合，能够实现不同检测单元之间的一致性，有利于保证后续数据处理和识别判断的精度。
附图说明
图1为根据本发明的实施例的用于检测装置的校准方法的流程图；
图2为根据本发明的实施例的检测装置在校准前检测的能谱图；以及
图3为根据本发明的实施例的检测装置在校准后检测的能谱图。
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。
在可疑物检测系统中，中子发射装置发射中子与待测物中的氮元素进行反应，反应后产生的伽马射线需要经检测装置进行检测绘制能谱图，然后再基于能谱图判断待测物中是否存在可疑物。可疑物检测系统包括与中子发射装置配套设置的屏蔽装置，用于对所述中子发射装置发射的中子进行屏蔽处理。为提高可疑物检测系统的检测效率，检测装置中设置有若干个检测单元，在此对检测单元的具体材料与具体数目不作限定，优选地，本实施例中的检测装置可以包括11个Φ150×100mm的NaI晶体闪烁探测器。
如图1所示，本发明公开了一种用于检测装置的校准方法，其包括以下步骤：
基于中子与屏蔽装置的屏蔽材料的反应，获取第一特征伽马射线；基于中子与检测装置的封装材料的反应，获取第二特征伽马射线；利用所述检测装置的多个检测单元检测所述第一特征伽马射线和所述第二特征伽马射线；基于所述第一特征伽马射线和所述第二特征伽马射线的检测结果，对所述多个检测单元各自进行校准以及基于所述第一特征伽马射线的检测结果，对校准后的所述多个检测单元进行拟合。
在根据本发明的实施例的用于检测装置的校准方法中，通过利用中子分别与屏蔽装置的屏蔽材料和检测装置的封装材料发生反应产生的第一特征伽马射线和第二特征伽马射线对各检测单元进行校准，能够保证各检测单元的测量结果的准确性，并且对检测单元进行校准不需拆解装置，操作方便，同时不受检测单元晶体材料的限制。此外，通过利用所述第一特征伽马射线对校准后的多个检测单元进行拟合，能够实现不同检测单元之间的一致性，有利于保证后续数据处理和识别判断的精度。
具体地，屏蔽装置通常采用大量的聚乙烯和含B聚乙烯材料等屏蔽材料制成，这些屏蔽材料里面含有大量的氢元素，中子与所述氢元素发生反应，产生第一特征伽马射线，所述第一特征伽马射线包括第一特征峰，所述第一特征峰对应的能量为2.23MeV。检测装置一般采用不锈钢进行封装，封装材料里包含铁元素，中子与所述铁元素发生反应，产生第二特征伽马射线，所述第二特征伽马射线包括第二特征峰，所述第二特征峰对应的能量为7.6MeV。
由此可见，无论采用什么类型的检测单元对伽马射线进行检测，由于屏蔽材料中一般都含有氢元素以及封装材料中一般都含有铁元素，因此使得本实施例中公开的校准方法能够应用于大部分的可疑物检测系统中，解决了现有技术因晶体材料的限制，仅能用于校准特定类型的检测装置的技术问题。
参照图2和图3的能谱图，其中横坐标表示道址，道址与能量之间具有一定的对应关系。当检测单元的工作性能受到环境影响时，所述对应关系会发生变化，从而导致能谱偏移问题。因此，在利用检测单元进行检测之前，需要确定当前的道址与能量之间的关系。道址与能量之间的关系可以为一次函数关系，由斜率和常数确定。本发明对所述多个检测单元各自进行校准包括：基于所述第一特征峰对应的道址和能量以及所述第二特征峰对应的道址和能量，确定各检测单元的道址与能量之间的关系。由此，基于两个已知点，能够确定一次函数所对应的直线，即能够确定一次函数的斜率和常数。
由于各检测单元的道址与能量之间的关系并不相同，因此为便于后续对多个检测结果进行分析，需要将各检测单元的道址与能量之间的关系统一为特定关系，即对多个检测单元进行拟合，使得各检测单元所测的能谱曲线在同一坐标系中显示。在本发明的实施例中，可以基于第一特征伽马射线的检测结果进行拟合，即基于第一特征峰(氢峰)的位置对各检测单元进行拟合，使得各检测单元所测的能谱图中第一特征峰相互重合。
为了实现上述对检测装置进行校准的方法，本发明公开了一种用于检测装置的校准装置，包括：接收模块，设置为接收检测装置的多个检测单元对第一特征伽马射线和第二特征伽马射线的检测结果；以及处理模块，设置为：基于所述第一特征伽马射线和所述第二特征伽马射线的检测结果，对所述多个检测单元各自进行校准以及基于所述第一特征伽马射线的检测结果，对校准后的所述多个检测单元进行拟合；其中，所述第一特征伽马射线基于中子与屏蔽装置的屏蔽材料的反应获得，所述第二特征伽马射线基于中子与检测装置的封装材料的反应获得。
在一些实施例中，所述处理模块可以设置为：基于所述第一特征峰对应的道址和能量以及所述第二特征峰对应的道址和能量，确定各检测单元的道址与能量之间的关系。
在一些实施例中，所述处理模块可以设置为：将各检测单元的道址与能量之间的关系统一为特定关系。
上述校准装置中，接收模块用于接收第一伽马射线与第二伽马射线，并将第一伽马射线与第二伽马射线传输至处理模块中进行处理，处理模块计算出检测单元的道址与能量之间的函数关系后，将各检测单元的能量与道址的关系统一为特定关系，即完成对检测装置的校准，提高了检测装置检测的可靠性。
为验证本实施例中的检测装置和校准方法，参照图2及图3，图2为校准前多个检测单元检测的第一特征伽马射线的能谱图，图2中多个检测单元的第一特征峰(氢峰)并不处于同一位置，而是相互错位。在利用本实施例中的校准方法对检测装置进行校准后，参照图3，图3中各检测单元检测的能谱曲线的第一特征峰(氢峰)处于同一位置，相互重合，各能谱曲线排列整齐，位于同一坐标系中，便于后续进行数据处理及识别判断。
在可疑物检测系统工作前对中子发射装置与检测装置进行测试时，校准装置自动检测第一特征伽马射线与第二特征伽马射线并进行计算，计算后将各检测单元的道址与检测单元的能量之间的关系统一为特定的关系，从而完成检测装置的校准，提高了检测装置的检测的准确性。
使用本实施例的校准方法，在对检测装置进行校准时不需要将检测单元拆下进行校准，操作过程方便且校准速度快。并且，本实施例的校准方法对于检测单元的晶体材料没有要求，对于具有不同晶体材料的检测单元都可进行校准。此外，通过对多个检测单元进行拟合，能够保证各检测单元相互之间具有一致性。
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)

1.一种用于检测装置的校准方法，包括：
基于中子与屏蔽装置的屏蔽材料的反应，获取第一特征伽马射线；
基于中子与检测装置的封装材料的反应，获取第二特征伽马射线；
利用所述检测装置的多个检测单元检测所述第一特征伽马射线和所述第二特征伽马射线；
基于所述第一特征伽马射线和所述第二特征伽马射线的检测结果，对所述多个检测单元各自进行校准；以及
基于所述第一特征伽马射线的检测结果，对校准后的所述多个检测单元进行拟合；
其中，所述第一特征伽马射线包括第一特征峰，所述第二特征伽马射线包括第二特征峰，对所述多个检测单元各自进行校准包括：
基于所述第一特征峰对应的道址和能量以及所述第二特征峰对应的道址和能量，确定各检测单元的道址与能量之间的关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中子与所述屏蔽材料中的氢元素发生反应；所述中子与所述封装材料中的铁元素发生反应。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关系为一次函数关系，确定各检测单元的道址与能量之间的关系包括：确定一次函数的斜率和常数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对校准后的所述多个检测单元进行拟合包括：
将各检测单元的道址与能量之间的关系统一为特定关系。
5.一种用于检测装置的校准装置，包括：
接收模块，设置为接收检测装置的多个检测单元对第一特征伽马射线和第二特征伽马射线的检测结果；以及
处理模块，设置为：
基于所述第一特征伽马射线和所述第二特征伽马射线的检测结果，对所述多个检测单元各自进行校准；以及
基于所述第一特征伽马射线的检测结果，对校准后的所述多个检测单元进行拟合；
其中，所述第一特征伽马射线基于中子与屏蔽装置的屏蔽材料的反应获得，所述第二特征伽马射线基于中子与检测装置的封装材料的反应获得；
所述第一特征伽马射线包括第一特征峰，所述第二特征伽马射线包括第二特征峰，所述处理模块设置为：
基于所述第一特征峰对应的道址和能量以及所述第二特征峰对应的道址和能量，确定各检测单元的道址与能量之间的关系。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述中子与所述屏蔽材料中的氢元素发生反应；所述中子与所述封装材料中的铁元素发生反应。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述关系为一次函数关系，所述处理模块设置为：确定一次函数的斜率和常数。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理模块设置为：
将各检测单元的道址与能量之间的关系统一为特定关系。
9.一种可疑物检测系统，包括：
中子发射装置；
用于对所述中子发射装置发射的中子进行屏蔽处理的屏蔽装置；
检测装置，所述检测装置包括多个检测单元，用于检测中子发生反应后产生的伽马射线；以及
根据权利要求5～8任一项所述的校准装置。
CN201911093479.7A 2019-11-11 2019-11-11 用于检测装置的校准方法以及校准装置 Active CN110764164B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911093479.7A CN110764164B (zh) 2019-11-11 2019-11-11 用于检测装置的校准方法以及校准装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911093479.7A CN110764164B (zh) 2019-11-11 2019-11-11 用于检测装置的校准方法以及校准装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110764164A CN110764164A (zh) 2020-02-07
CN110764164B true CN110764164B (zh) 2021-01-05

Family

ID=69337341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911093479.7A Active CN110764164B (zh) 2019-11-11 2019-11-11 用于检测装置的校准方法以及校准装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110764164B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106324703A (zh) * 2016-08-08 2017-01-11 中国石油天然气集团公司 检测气枪故障的方法及系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100332176A1 (en) * 2009-06-29 2010-12-30 Baker Hughes Incorporated Online sourceless energy calibration of multiple spectral detectors
CN103306663B (zh) * 2012-03-06 2016-01-27 中国原子能科学研究院 铀矿测井方法
CN104597480A (zh) * 2014-12-30 2015-05-06 中国原子能科学研究院 直照补偿型脉冲中子探测装置及探测系统
CN109632837B (zh) * 2018-12-28 2020-05-19 中国原子能科学研究院 伴随粒子中子检测的自动时间标定方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106324703A (zh) * 2016-08-08 2017-01-11 中国石油天然气集团公司 检测气枪故障的方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110764164A (zh) 2020-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7825371B2 (en) Multichannel analyzer and method for real-time correction of peak shift
CN101470206B (zh) 利用多道谱仪的放射性物质探测系统及其方法
US20060133566A1 (en) Method and apparatus for liquid safety-detection by backscatter with a radiation source
CN102519993B (zh) 一种反射式x射线煤炭灰分与发热量检测装置及检测方法
GB2420618A (en) Liquid safety detection device
CN104597478A (zh) 环境γ能谱连续监测系统及其工作方法
US11035963B2 (en) Method for detecting radionuclide, process for detecting radionuclide using the same, and radiation detector for the same
US20190346380A1 (en) Afterglow detection device and afterglow detection method
CN110764164B (zh) 用于检测装置的校准方法以及校准装置
US11056333B2 (en) Spectrometry method and device for detecting ionising radiation for the implementation thereof
KR100727681B1 (ko) 고방사선 구역의 방사선원 위치 추적 장치
CN112269205B (zh) 用于确定放射性探测器参数的方法
US9435751B2 (en) Remote detection and identification of nuclear materials using multiple ion-chambers
US10996353B1 (en) N-type gallium nitride scintillation for fast-neutron detection
CN107449789A (zh) 样品浓度检测装置及系统
JP5450356B2 (ja) 放射線検出方法
CN113050151B (zh) 一种识别放射性核素的方法以及测量系统
EP4354129A1 (en) Method and device for detecting explosive, and computer readable storage medium
US7599463B2 (en) Remote sensing device to detect materials of varying atomic numbers
CN110764156B (zh) 可疑物检测装置
CN109870717B (zh) 放射性检测装置
CN202442978U (zh) 远距离材料成分分析装置
Payne et al. Fine spatial beam loss monitoring for the ISIS proton synchrotron
KR101445793B1 (ko) 반도체를 이용한 방사능 측정기 및 이의 측정방법
KR20230172808A (ko) 합성곱 신경망을 이용한 채널 및 에너지 간 에너지 교정을 수행하는 섬광 검출기 및 에너지 교정 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant