我国X射线光谱现场分析技术研究进展

X射线光谱现场分析技术是在现场工作条件下对待测目标体中元素进行快速定性和定量分析的仪器分析技术,被广泛应用于一些大型分析仪器和化学分析方法所不能直接应用的领域。该文回顾了近二十年来我国X射线光谱现场分析技术的研究进展。从现场原位分析和现场取样分析两个角度,评述了现场X射线光谱仪的研究进展和主要技术特征;探讨了X射线光谱现场分析数据处理的关键技术问题,概括了X射线仪器谱解析方法的创新性和演变规律;介绍了我国现场X射线光谱分析在地质普查、环境污染调查、文物现场鉴定、合金分析中的重要应用;评价了国际上X射线光谱现场分析仪的研究现状和进展。提出了X射线光谱现场分析技术的研究方向,以期在更多的应用领域得到长足发展。     

异种金属机器人自动焊焊缝射线检测技术

某D6A圆筒体上采用机器人自动焊对20号钢椭圆封闭块进行封闭焊接，封闭块的厚度约为容器壁厚的1／2。由于焊接深度较大，机器人焊接时在深度方向上分3层焊接成型，见图1。焊缝质量要求按GB3323II级标准验收。     

NIRS技术及其在口岸现场检测中的应用

近红外光谱（NIRS）分析技术是近年来发展十分迅速的一种快速、无损的新型检测技术,在农业与食品等研究领域获得越来越广泛的应用。分析了近红外光谱分析技术的原理和组成,介绍了近红外光谱分析技术的优越性,着重论述了该技术在食品、石化、有害气体等方面的现场检测应用。     

特殊构件环焊缝射线检测工艺

激光焊接是利用激光熔化母材本身金属来填充焊缝，因此激光焊缝表面没有余高，并有少许凹陷，由于构件结构的特殊性，有关技术要求焊缝的焊接深度仅为16mm，焊缝宽度不得大于6mm，而实际上焊缝区域的母材厚度约为6-12．5mm变化，焊缝尺寸相对于母材厚度很小，造成焊缝在底片上形成的影像不明显。简体内部密封并以其他材料填充，在进行射线检测时射线不可能采取双壁单影法透照对焊缝实施检测，只能采用单壁单影的透照方法。另外，靠近简体内侧加工有工艺弧度，在射线透射方向上母材厚度有很大变化，     

射线底片中的缺陷定量技术

底片是射线检测的评判依据，但是容易受到环境的影响而发生变化（发霉、污损）；生产中大量的底片也不便管理和查阅。将底片数字化，可以实现无失真存储，稳定性高，更便于交流和分析，利用数字图像处理技术可对缺陷进行定量分析。     

薄壁曲面铅合金铸件X射线检测技术

薄壁曲面铅合金铸件（简称铅铸件）采用砂模或金属模铸造，经机械加工成壁厚约3-4mm的变壁厚曲面回转体，要求精加工后内部不得有大于φ0．4mm以上的渣孔类缺陷。     

X射线点投影技术在高能量密度物理相关实验中的应用

利用激光驱动4.8 keV左右的Ti等离子体X射线源作为背光,通过静态成像实验研究了针孔辅助点投影诊断方法及其特点。进行了点投影技术动态诊断应用探索,建立了光子能量约4.8 keV、时间分辨力约100 ps、空间分辨约10μm的动态诊断实验平台。并简要介绍了此诊断平台上开展的流体力学不稳定性研究、激光加速射流、材料预压缩特性研究等一系列实验结果。     

无损检测技术在水果品质评价中的应用

介绍了声、光、电、射线等物理学技术在水果品质无损评价NDE(nondestructive evaluation)中的应用，分析了这些技术在水果生产、分选、采后加工等过程中的应用价值，指出必须加强无损评价技术在果品品质评价方面的应用，以物理学高新技术的发展推动农业经济的持续发展．     

炸药部件γ射线局部密度的无损检测

炸药部件的局部密度影响其爆轰性能。文中初步进行了φ20mm炸药柱以及SR52mm炸药半球壳体γ射线局部密度无损检测应用研究。     

X射线及其医学应用

x射线即伦琴射线,俗称x光,在本质上是一种频率比紫外线更高的电磁波.1 X射线的性质 (1)它是肉眼看不见的一种射线,但可使某些化合物产生荧光或使照相底片感光. (2)它在电场或磁场中不发生偏转,能发生反射、折射、干涉、衍射等. (3)它具有穿透物质的本领,但对不同物质它的穿透本领不同.     

基于X射线近场散斑的波前检测技术研究现状

第四代同步辐射光源为多个研究领域提供了亮度和相干度更高、性能更加优异的X射线。为了充分发挥这些光束的潜力,需要精确的光束线装调和高质量的X射线光学元件。波前检测技术在这些方面发挥着重要作用。近10年来快速发展起来的基于X射线近场散斑的波前检测技术,具有简便易行、测量精度高等优点。利用散斑在深菲涅耳区形状和大小不变的特性,在参考图和样品图之间进行互相关计算,提取出入射波、待测光学元件透射波或反射波的波前信息。综述了利用X射线近场散斑开展波前检测的研究现状,介绍了X射线散斑追迹技术、X射线散斑向量追迹技术、X射线散斑扫描技术、自相关X射线散斑扫描技术、通用调制图样分析技术和Ptychographic X射线散斑追迹技术的原理、实验流程,以及各自的优势和应用。     

基于X射线的药筒质量实时检测技术

为了能实时而准确地检测药筒质量是否合格,通过无损检测的方法,首先获取药筒的X射线图片,然后对其采取一些预处理算法,以提高图像的信噪比,并对图片内部特征分别采取文中提出的局部平滑度的极小值算法和局部均值极小法,提取相应的特征参数,并将其与标准的特征参数比较,进而可以判断药筒质量是否合格。该算法具有快速、准确、高效的优点,在现场测试中取得了很好的实际应用效果。     

基于X射线衍射的香兰素快速检测技术研究

婴幼儿非母乳喂养时奶粉是摄取营养的主要制品,“三聚氰胺”、“香兰素”等添加剂安全事件的频频发生,引起全社会的高度关注。如何快速检测并高效识别奶粉中的不良物质,是国内外乳制品安全领域的研究热点,对保障婴幼儿成长健康具有十分重要的现实意义。由于淀粉和香兰素的红外和拉曼光谱均存在大量的吸收峰,基质与添加物的光谱信号重合区域广信噪比低,谱峰重叠干扰严重,仪器越灵敏检测筛选的难度越大。研究基于X射线衍射(XRD)建立了适用于食品添加剂香兰素的无损快速、高灵敏度检测方法,食品乳制品中的淀粉、蛋白质等基质材料在XRD下均不具有复杂的衍射花样,基于XRD的香兰素快速检测方法消除了食品乳制品中各类基质的背景干扰,结合XRD图谱的指纹特性对香兰素的掺杂进行快速鉴别和定性识别检测。结果表明,掺杂香兰素后衍射图谱13.03°出现明显尖锐的衍射峰,峰形好,响应值高,该衍射峰是快速检测香兰素是否存在的特征指纹峰。XRD法快速检测香兰素采用直接进样、精细扫描,在去除基质影响的同时,相对于气相色谱法、电泳法,该方法更加方便、快速,定性确认更准确,结果可靠,适用性强。香兰素晶体衍射峰明显,结构稳定,同时制样简单,极大地...     

聚丙烯酸酯泡沫密度均匀性的射线检测技术

 低密度泡沫材料大多存在一定程度的密度不均匀性，这对其后续使用性能将带来不良影响。文中简述了ICF靶用聚丙烯酸酯泡沫的制备方法，并利用β射线和X射线检测技术，对直径为mm量级的低密度聚丙烯酸酯泡沫柱进行密度分布表征。研究结果表明：泡沫柱沿轴向的密度分布比较均匀，而沿径向呈内低外高分布，形成了明显的密度梯度。实验表明：射线检测技术测量靶用低密度泡沫的方法可基本满足目前的实验要求，但密度分辨率和空间分辨率还有待进一步提高。     

聚丙烯酸酯泡沫密度均匀性的射线检测技术

低密度泡沫材料大多存在一定程度的密度不均匀性，这对其后续使用性能将带来不良影响。文中简述了ICF靶用聚丙烯酸酯泡沫的制备方法，并利用β射线和X射线检测技术，对直径为mm量级的低密度聚丙烯酸酯泡沫柱进行密度分布表征。研究结果表明:泡沫柱沿轴向的密度分布比较均匀，而沿径向呈内低外高分布，形成了明显的密度梯度。实验表明:射线检测技术测量靶用低密度泡沫的方法可基本满足目前的实验要求，但密度分辨率和空间分辨率还有待进一步提高。     

聚丙烯酸酯泡沫密度均匀性的射线检测技术

低密度泡沫材料大多存在一定程度的密度不均匀性,这对其后续使用性能将带来不良影响。文中简述了ICF靶用聚丙烯酸酯泡沫的制备方法,并利用β射线和X射线检测技术,对直径为mm量级的低密度聚丙烯酸酯泡沫柱进行密度分布表征。研究结果表明：泡沫柱沿轴向的密度分布比较均匀,而沿径向呈内低外高分布,形成了明显的密度梯度。实验表明：射线检测技术测量靶用低密度泡沫的方法可基本满足目前的实验要求,但密度分辨率和空间分辨率还有待进一步提高。     

基于X射线CT技术快速检测不同含水率状态下的毛竹密度

密度是竹材材性的重要指标之一,与竹材诸多物理力学性质紧密相关,且测定结果因含水率状态不同而不同。基于X射线计算机断层扫描(X-CT)技术,比较了不同竹龄毛竹全干、气干、饱水状态下CT值的差异程度,除4年生和10年生毛竹CT值差异较大以外,其余竹龄CT值差异较小;分别在全干、气干、饱水状态下对所测定的CT值与相应状态下毛竹的密度进行拟合建模,同时还对不同含水率梯度状态下的CT值与密度进行拟合建模,进而系统分析了不同竹龄毛竹在单一含水率状态下和不同含水率梯度状态下CT值与密度之间的关系;对不同竹龄毛竹全干状态下相对竹青径向位置的CT值进行了拟合,依据CT值与密度之间的关系,解释说明了毛竹径向密度因竹龄不同所产生差异的原因。试验结果表明,毛竹全干、气干、饱水密度与相应的CT值之间均存在线性关系,且拟合斜率相近;在所选含水率梯度状态下毛竹密度与CT值之间存在线性关系,且密度与CT值关系受水分影响较小,回归方程为：D=0.001H+1.003 2,R2=0.968 3(D为密度,H为CT值),验证模型决定系数R2=0.974 3;不同竹龄毛竹全干状态下竹青、竹黄处密度差异较小,而在竹肉处差异较大。这些结果为实现快速检测毛竹在不同含水率状态下的密度提供了技术支持和数据参考,同时X射线计算机断层扫描(X-CT)技术也为深入研究竹材材性和构造提供了一种切实可行的新途径。     

基于便携式拉曼高光谱成像技术的散装奶粉中硫脲可视化现场快速检测方法研究

硫脲是一种含氮量高、毒性较大的潜在蛋白掺假化合物,常规的实验室检测方法过程复杂、效率低,无法满足口岸对大批次散装奶粉样本质量快速筛查的需求。为解决口岸抽样监管缺乏快速实时评价方法的难题,利用自主搭建的便携式点扫描拉曼高光谱成像系统,开发了一种简单高效的奶粉中硫脲现场可视化快速检测方法,确保散装奶粉在进出口环节的精准监管。研究以不同添加浓度（0.005%~2.000%）的硫脲奶粉混合物为样本,分别用Whittaker平滑方法和自适应迭代重加权惩罚最小二乘算法（airPLS）消除光谱数据的背景随机噪音信号和荧光背景干扰,峰值识别后对硫脲特征位移处的单波段数据进行二值化处理,得到混合样本感兴趣区域的二值热图,通过二值图中硫脲像素点的有无和坐标,对奶粉中的硫脲进行定性判别和定位分析。进一步分析得感兴趣区域内硫脲像素点数目与添加浓度的关系,结果表明随着添加浓度的增加,硫脲像素点数目呈线性增长趋势,其中线性拟合的决定系数(R2)为0.991 3,硫脲的最低检出浓度为0.05%。在0.25%,0.60%,1.20%和1.50%的添加水平下,利用像素点数目和线性拟合关系预测奶粉中硫脲的浓度,结果显示预测浓度的相对误差范围为-9.41%~4.01%,相对标准偏差小于7%。该点扫描拉曼高光谱成像系统能在10 min内完成单个样本的检测,结合软件控制系统,实时对奶粉中的硫脲颗粒进行定性、定量和污染分布分析,方法简单高效、准确性好、灵敏度高、稳定性强,为口岸现场对散装奶粉中硫脲掺假物的实时快速检测提供了技术监管手段,能显著提升口岸现场散装样本的监管环节质量评价的精准性,为进口奶粉快速通关提供技术保障。     

近红外光谱分析技术在蔬菜品质无损检测中的应用研究进展

蔬菜的无损检测技术包括利用其电学特性、光学特性、声波振动特性以及核磁共振技术、机器视觉技术、电子鼻技术和撞击技术等,其中应用最广泛、最成功的检测方法是光学方法。近红外光谱分析技术因分析速度快、效率高、成本低、重现性好,无需样品备制,无污染等特点,已成为一种快速、无损的现代分析技术,在很多领域得到广泛应用。文章介绍了国内外运用近红外光谱分析技术进行蔬菜品质无损检测的研究情况,分析了该技术应用于蔬菜品质检测时尚存在的问题和今后的研究方向。提出因蔬菜多样性和易腐变性等特点,需要加快研制近红外自动分析设备,以提高蔬菜品质检测的速度。指出结合核磁共振技术、图像技术等进行蔬菜品质的无损检测是未来发展的趋势。