基于X射线透射成像及荧光双模式的珍珠检测
发布时间：2022-01-06 11:32
针对常规珍珠检测方法需要检测者具有丰富的经验、样品预处理、破坏样品、检测时间长等问题,设计了一种基于X射线透射成像及荧光双模式的珍珠检测系统。该系统首先通过在X射线透射成像系统上加入测厚系统,引入样品厚度进行修正,可以计算X射线在物质中的衰减系数,这就使得对于X射线吸收相同,厚度不同,衰减系数相近的样品也可以分辨出来,提高了成像系统的分辨,通过大量样品的测量建立衰减系数阈值数据库,根据衰减系数与阈值的对比,实现不同仿珍珠之间、珍珠与仿珍珠之间的鉴别;然后利用衰减系数相近的淡水和海水珍珠Ca元素含量远大于Sr元素,且淡水和海水珍珠中Sr含量不同,可以使用Sr和Ca元素含量的比值不同来区分淡水和海水珍珠,因此引入X射线荧光分析系统测量淡水和海水珍珠中Sr和Ca的荧光强度比,通过大量样品测量计算区分淡水和海水珍珠的荧光强度比的阈值,根据测量值和阈值的对比,从而进行淡水和海水珍珠的鉴别。引入测厚系统的X射线透射成像系统和X射线荧光检测系统协同运行,构成了鉴定珍珠的双模式系统。实验结果证明:该双模式系统可以在不破坏样品的前提下对不同仿珍珠之间、珍珠与仿珍珠、淡水与海水珍珠之间进行鉴别。该双模式检...
【文章来源】：光谱学与光谱分析. 2020,40(12)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
X射线荧光及透射成像双模式系统
为保证X射线透射成像和荧光分析双系统的协同工作, 设计出了一套双模式系统程序(图2), 使用X射线透射成像系统配合测距系统可以获取样品的衰减系数, 通过衰减系数与阈值的对比实现区分仿珍珠和珍珠样品, 如系统判断为仿珍珠, 则不再对X射线荧光数据进行处理, 检测结束。 对于判断为珍珠的样品, 系统进一步计算X射线荧光的强度比, 对待测珍珠做淡水珍珠或海水珍珠的判断, 检测结束。2.3 测定阈值
由于珍珠中Ca的含量远远大于Sr的含量, 为了便于观察, 取纵坐标为归一化荧光强度的对数值, 图4是淡水珍珠对应的荧光谱图, 荧光中Ca, Sr和Mn元素的荧光强度明显, 图5是海水珍珠的荧光谱图, 海水珍珠中Ca和Sr的含量明显, 海水珍珠中Sr的荧光强度要高于淡水珍珠, 淡水珍珠中Mn的含量则远远高于淡水珍珠, 这是由于淡水珍珠和海水珍珠生长的水化环境不同所造成的。 在所检测的样品中, 大多数的淡水珍珠样品中可以检测到Mn的荧光, 但有少量淡水珍珠Mn的荧光峰不明显, 因此单纯使用Mn的荧光强度进行鉴别淡水和海水珍珠存在一定的偏差。表2 样品的平均衰减系数Table 2 Average attenuation coefficient of samples No. Sample Diameter/mm μeq/cm-1 Sr-Kα/Ca-Kα A Black freshwater pearl 7.4 6.961 3 0.777 6 B Black freshwater pearl 5.4 6.951 3 0.739 2 C Pink freshwater pearl 9.8 6.581 5 0.604 2 D Pink freshwater pearl 7.9 6.254 1 0.842 2 E White freshwater pearl 8.0 5.951 3 0.842 2 F Black seawater pearl 8.1 6.953 2 1.371 3 G Black seawates pearl 8.8 6.408 1 1.398 0 H Yellow seawater pearl 7.5 6.074 6 1.242 3 I Yellow seawater pearl 6.9 6.581 6 1.472 5 J White seawater pearl 8.0 6.252 3 1.280 0 K Glass Pearl (hole) 8.0 3.848 8 - L Glass Pearl (hole) 8.0 3.952 3 - M Glass Pearl (hole) 8.1 3.925 9 - N Shell Pearl (hole) 7.2 7.875 3 - O Shell Pearl (hole) 6.4 7.836 5 - P ABS Pearl (hole) 7.5 1.920 4 - Q ABS Pearl (hole) 8.0 1.898 6 - R ABS Pearl (hole) 6.0 1.937 8 - S PMMA Pearl (hole) 7.8 2.668 9 - T PMMA Pearl (hole) 7.9 2.675 8 - U PMMA Pearl (hole) 6.0 2.710 6 - V Roman Pearl (alabaster) 8.1 4.896 8 - W Roman Pearl (alabaster) 8.0 4.865 3 - X Roman Pearl (alabaster) 8.0 4.879 9 -
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤与矸石分选系统设计[J]. 杨慧刚,乔志敏,高绘彦,刘宇,赵一丁. 工矿自动化. 2018(08)
[2]X射线荧光能谱在海水和淡水珍珠鉴别中的应用[J]. 王巨安,严雪俊,方飚. 宝石和宝石学杂志. 2017(S1)
[3]基于低能X射线透射成像的打叶片烟中烟梗在线检测[J]. 朱文魁,刘斌,毛伟俊,席建平,钟科军,张辉,王艺斌,黄岗,陈良元. 烟草科技. 2015(02)
[4]基于扫描电镜法与X-衍射指纹图谱法浙产珍珠粉的鉴别研究[J]. 李辉,韩墨,朱飞叶,宋洁,张春椿. 中国新药杂志. 2013(23)
[5]高分辨透射X射线三维成像在材料科学中的应用[J]. 王绍钢,王苏程,张磊. 金属学报. 2013(08)
[6]连续X射线吸收系数测量技术研究[J]. 屈国普,凌球,郭兰英,赵立宏,程品晶. 核电子学与探测技术. 2005(02)
[7]珍珠的无损鉴定[J]. 甘怡绚,崔文元. 北京大学学报(自然科学版). 2002(03)
本文编号：3572372
【文章来源】：光谱学与光谱分析. 2020,40(12)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
X射线荧光及透射成像双模式系统
为保证X射线透射成像和荧光分析双系统的协同工作, 设计出了一套双模式系统程序(图2), 使用X射线透射成像系统配合测距系统可以获取样品的衰减系数, 通过衰减系数与阈值的对比实现区分仿珍珠和珍珠样品, 如系统判断为仿珍珠, 则不再对X射线荧光数据进行处理, 检测结束。 对于判断为珍珠的样品, 系统进一步计算X射线荧光的强度比, 对待测珍珠做淡水珍珠或海水珍珠的判断, 检测结束。2.3 测定阈值
由于珍珠中Ca的含量远远大于Sr的含量, 为了便于观察, 取纵坐标为归一化荧光强度的对数值, 图4是淡水珍珠对应的荧光谱图, 荧光中Ca, Sr和Mn元素的荧光强度明显, 图5是海水珍珠的荧光谱图, 海水珍珠中Ca和Sr的含量明显, 海水珍珠中Sr的荧光强度要高于淡水珍珠, 淡水珍珠中Mn的含量则远远高于淡水珍珠, 这是由于淡水珍珠和海水珍珠生长的水化环境不同所造成的。 在所检测的样品中, 大多数的淡水珍珠样品中可以检测到Mn的荧光, 但有少量淡水珍珠Mn的荧光峰不明显, 因此单纯使用Mn的荧光强度进行鉴别淡水和海水珍珠存在一定的偏差。表2 样品的平均衰减系数Table 2 Average attenuation coefficient of samples No. Sample Diameter/mm μeq/cm-1 Sr-Kα/Ca-Kα A Black freshwater pearl 7.4 6.961 3 0.777 6 B Black freshwater pearl 5.4 6.951 3 0.739 2 C Pink freshwater pearl 9.8 6.581 5 0.604 2 D Pink freshwater pearl 7.9 6.254 1 0.842 2 E White freshwater pearl 8.0 5.951 3 0.842 2 F Black seawater pearl 8.1 6.953 2 1.371 3 G Black seawates pearl 8.8 6.408 1 1.398 0 H Yellow seawater pearl 7.5 6.074 6 1.242 3 I Yellow seawater pearl 6.9 6.581 6 1.472 5 J White seawater pearl 8.0 6.252 3 1.280 0 K Glass Pearl (hole) 8.0 3.848 8 - L Glass Pearl (hole) 8.0 3.952 3 - M Glass Pearl (hole) 8.1 3.925 9 - N Shell Pearl (hole) 7.2 7.875 3 - O Shell Pearl (hole) 6.4 7.836 5 - P ABS Pearl (hole) 7.5 1.920 4 - Q ABS Pearl (hole) 8.0 1.898 6 - R ABS Pearl (hole) 6.0 1.937 8 - S PMMA Pearl (hole) 7.8 2.668 9 - T PMMA Pearl (hole) 7.9 2.675 8 - U PMMA Pearl (hole) 6.0 2.710 6 - V Roman Pearl (alabaster) 8.1 4.896 8 - W Roman Pearl (alabaster) 8.0 4.865 3 - X Roman Pearl (alabaster) 8.0 4.879 9 -
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤与矸石分选系统设计[J]. 杨慧刚,乔志敏,高绘彦,刘宇,赵一丁. 工矿自动化. 2018(08)
[2]X射线荧光能谱在海水和淡水珍珠鉴别中的应用[J]. 王巨安,严雪俊,方飚. 宝石和宝石学杂志. 2017(S1)
[3]基于低能X射线透射成像的打叶片烟中烟梗在线检测[J]. 朱文魁,刘斌,毛伟俊,席建平,钟科军,张辉,王艺斌,黄岗,陈良元. 烟草科技. 2015(02)
[4]基于扫描电镜法与X-衍射指纹图谱法浙产珍珠粉的鉴别研究[J]. 李辉,韩墨,朱飞叶,宋洁,张春椿. 中国新药杂志. 2013(23)
[5]高分辨透射X射线三维成像在材料科学中的应用[J]. 王绍钢,王苏程,张磊. 金属学报. 2013(08)
[6]连续X射线吸收系数测量技术研究[J]. 屈国普,凌球,郭兰英,赵立宏,程品晶. 核电子学与探测技术. 2005(02)
[7]珍珠的无损鉴定[J]. 甘怡绚,崔文元. 北京大学学报(自然科学版). 2002(03)
本文编号：3572372
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