[发明专利]检查设备、方法和系统

说明书

公开了一种检查设备、方法和系统。该设备包括：分布式射线源，包括多个源点；光源准直器，设置在分布式射线源的射线出束端，将其产生的射线沿着扇形的径线汇聚，形成倒扇形射线束；散射准直器，配置为仅允许射线与被检查物体的相互作用产生的具有一个或多个特定散射角的散射射线通过；至少一个探测器，设置在散射准直器的下游，每个探测器包括多个探测单元，该多个探测单元具备能量分辨能力并且基本上设置在柱面上，以接收通过散射准直器的散射射线；以及处理装置，基于探测器输出的信号计算被检查物体的散射射线能谱信息。上述设备利用具有能量分辨能力的探测器，在固定角度下测量散射X射线的能量分布，获得物质晶格常数，从而分辨物质的种类。

技术领域

本公开涉及基于相干X射线散射技术的检查系统，具体涉及一种确定被检查物体中是否包含爆炸物或者危险品之类特定内容的检查设备、方法和系统。

背景技术

对行李箱等物品中爆炸物、毒品的检测，受到了越来越多的重视。现有的一些常用检测手段，例如CT检测技术，可以获得物品箱中各种物质的空间位置分布以及密度、质量、有效原子序数等重要信息，用此来分辨不同物质的类别。当系统检测到可疑物质时，将报警并交给下一级的检测装置检测或进行人工检测。

但是，利用密度和原子序数等信息判断某物质是否为爆炸物的报错率依然比较高。为了降低整体系统的报错率，减少人工检测的次数，以及提高系统可信度，提出了在CT检测系统后串联上基于相干X射线散射的检测系统，可以较明显的降低系统的报错率。

相干X射线散射(X射线衍射)技术检测物质(主要为晶体物质)，主要基于布拉格衍射公式：

其中，n为衍射增强级别，在爆炸物检测中一般n＝1；λ为入射射线的波长；d为晶格间距，也为晶格常数；θ为射线散射后的偏转角；h为普朗克常数；c为光速；E为入射光子的能量。各个参数满足上述公式的时候，将发生相干加强，对应的散射为弹性散射，X光子能量不变。

在基于能量分布的衍射图样中，固定探测器测量的角度θ，即在固定的散射角度测量散射X射线的能谱。满足上述公式的晶格常数d与入射光子能量成分E具有一对一的关系。这样，根据能谱峰的位置E₁、E₂、..E_n，可以确定晶体物质的指纹特征——晶格常数d₁、d₂、...d_n，从而可以鉴别不同的物质。例如，典型的爆炸物质主要是由不同的晶体物质组成的，通过晶格常数分辨晶体类型，因此该方法是一种有效的爆炸物检测手段。

同样也可以采用单能的X射线源，然后在不同散射角度下对X光子进行计数。通过θ与d的一一对应关系来获得晶体信息。这种方法对探测器的要求降低，但是对光源的单色性要求提高。并且改变角度测量效率较低，在实验设备中有应用，但在实际设计与应用中，采用的较少。

专利文件1(专利US6693988，2004年2月17日)提出了一种倒扇束检测方法。倒扇束的系统使用较少的探测器做到固定式的测量，但是失去了三维定位的能力，经过检测平面内垂直于射束方向的、不同位置处物体的散射线将汇聚到探测器上的一点，使得两位置处的物体的谱线叠加，影响信噪比，降低物质的分辨能力。

发明内容

考虑到现有技术中的一个或多个问题，提出了一种基于相干射线散射技术的检查设备、方法和系统，具备三维定位能力，并且具有较高分辨能力并降低了系统成本。