纸张质量检测扫描装置及检测方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115825227A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211265044.8(22)申请日2022.10.17(71)申请人自然资源部第三海洋研究所地址361005福建省厦门市思明区大学路178号(72)发明人张金钊(74)专利代理机构成都华瑾知识产权代理事务所(普通合伙)51333专利代理师张锡军(51)Int.Cl.G01N29/04(2006.01)G01N29/44(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称纸张质量检测扫描装置及检测方法(57)摘要本发明涉及纸张质量检测扫描装置，包括检测框架，所述检测框架的底部设置有升降机构，所述升降机构的顶部设置有碲锌镉探测器，所述碲锌镉探测器的探头两侧设置有钨钢准直器，所述碲锌镉探测器上方的检测框架上设置有特征X射线发射组件，所述碲锌镉探测器能够接收特征X射线发射组件发出的特征X射线。还涉及一种纸张质量检测方法。本发明采用特征X射线对纸张进行扫描，无需采用85Kr和147Pm放射源，实现了无源检测，安全性更高。此外，纸张质量检测扫描装置结构简单可靠，通过升降平台使得碲锌镉探测器处于合适的高度，满足现场工况。CN115825227ACN115825227A权利要求书1/2页1.纸张质量检测方法，其特征在于，包括：S1、利用至少四种能量的特征X射线分别穿透纸张，利用碲锌镉探测器(4)接收穿透纸张后的特征X射线并记录每种能量的特征X射线的全能峰；S2、确定无纸张状态下的特征X射线的全能峰计数I0和穿透纸张后的特征X射线的全能峰计数I；S3、将纸张的成分分为灰分、水分、其他纤维三类，测量灰分、水分、其他纤维的密度以及至少四种能量下的灰分、水分、其他纤维的质量衰减系数；S4、将无纸张状态下的特征X射线的全能峰计数I0、穿透纸张后的特征X射线的全能峰计数I和质量衰减系数代入衰减方程联立成立方程组；其中，h为厚度，μn为质量衰减系数，N为能量种数；S5、采用最大似然估算法计算方程组中三种成分的厚度；S6、三种成分厚度、密度和单位面积相乘再求和，即为纸张的定量值；灰分厚度、密度和单位面积相乘除以纸张定量值即为纸张的灰分；水分厚度、密度和单位面积相乘除以纸张定量值即为纸张的含水量。2.如权利要求1所述的纸张质量检测方法，其特征在于，步骤S3中，通过实验测量灰分、水分、其他纤维的质量衰减系数。3.如权利要求1所述的纸张质量检测方法，其特征在于，步骤S5中，最大似然估算法采用迭代公式为其中，xj，j＝1,2,3分别为三种成分的厚度，为迭代计算后的厚度值，为k次迭代T前一次的迭代值，k为迭代次数，X是由x组成的逆矩阵，X＝(x1,x2,…,xJ)，λk为松弛因子，Ai＝(ai,1,ai,2,…,ai,J)是A的第i行向量，i为射线条数，a为质量衰减系数，bi为第i条射线的测量值。4.如权利要求1所述的纸张质量检测方法，其特征在于，步骤S2中，通过小波变换光滑算法、SNIP本底扣除算法、对称零面积寻峰算法、高斯拟合峰面积算法确定无纸张状态下的特征X射线的全能峰计数I0和穿透纸张后的特征X射线的全能峰计数I。5.用于权利要求1、2、3/4所述纸张质量检测方法的纸张质量检测扫描装置，其特征在于，包括检测框架(2)，所述检测框架(2)的底部设置有升降机构，所述升降机构的顶部设置有碲锌镉探测器(4)，所述碲锌镉探测器(4)的探头(11)两侧设置有钨钢准直器(5)，所述碲锌镉探测器(4)上方的检测框架(2)上设置有特征X射线发射组件(6)，所述碲锌镉探测器(4)能够接收特征X射线发射组件(6)发出的特征X射线。6.如权利要求5所述的纸张质量检测扫描装置，其特征在于，所述特征X射线发射组件(6)包括X射线源和标准板，所述标准板设置于X射线源的下方。2CN115825227A权利要求书2/2页7.如权利要求5所述的纸张质量检测扫描装置，其特征在于，所述检测框架(2)安装于基座(1)上。8.如权利要求5所述的纸张质量检测扫描装置，其特征在于，所述检测框架(2)的顶部也设置有升降机构，所述特征X射线发射组件(6)安装于检测框架(2)顶部的升降机构的底部。9.如权利要求5或8所述的纸张质量检测扫描装置，其特征在于，所述升降机构为剪叉升降平台(3)。10.如权利要求5所述的纸张质量检测扫描装置，其特征在于，所述碲锌镉探测器(4)和钨钢准直器(5)的外部设置有壳体(9)，所述壳体(9)顶部开设有用于接收特征X射线的通孔。3CN115825227A说明书1/6页纸张质量检测扫描装置及检测方法技术领域[0001]本发明涉及纸张检测技术领域，尤其是一种纸张质量检测扫描装置及检测方法。背景技术[0002]纸张定量是纸张的重要品质