Разработка адаптивного метода оценки характеристик досмотровых комплексов с функцией распознавания материалов объектов контроля

Цель и задачи
Цель работы –исследовать влияния флуктуаций параметров пучка тормозного излучения от импульса к импульсу на качество распознавания материалов методом дуальных энергий, разработать способ оценки флуктуаций параметров пучка и включить его в алгоритм распознавания материалов и экспериментально проверить применимость его на практике.
– методом математического моделирования исследовать влияние нестабильности параметров пучка импульсного тормозного излучения на точность определения параметров распознавания;
– разработать алгоритм экспериментального исследования трансформации шумов в методе дуальных энергий;
– разработать алгоритм измерения флуктуаций параметров импульсного тормозного излучения;
– разработать программу в системе математических вычислений MathCad для оценки флуктуаций параметров импульсного тормозного излучения;
– провести экспериментальную оценку флуктуаций параметров импульсного тормозного излучения.

бетатрона
Рисунок 1 − Типичный вид последовательности сигналов от бетатрона:
▬ – средний уровень цифрового сигнала;
Ｉ – среднеквадратическое отклонение сигнала

Модель формирования исходных радиографических изображений метода дуальных энергий
Рисунок 2 – Геометрическая схема досмотрового контроля
1 – источник излучения; 2 – объект контроя; 3 – линейка детекторо

Модель формирования исходных радиографических изображений метода дуальных энергий
Тогда с учётом темнового сигнала радиометрического детектора (сигнал при выключенном ИТИ) в соответствии с подходом из работы аналоговый сигнал на его выходе в первом приближении пропорционален величине
В формуле (1) все случайные величины αi, Ii(ρH,Z), Ii D, i=1…n являются взаимно независимыми и для их средних значений и дисперсий выполняются следующие условия
（3）
（1）
（2）

Модель формирования исходных радиографических изображений метода дуальных энергий
Случайные величины Ii(ρH,Z), i=1…n представляют собой энергию i-го импульса тормозного излучения, оставленную в РЧП детектора, с учётом ослабления излучения барьером с параметрами ρH и Z. Выражение для вычисления Ii(ρH,Z) имеет вид
（4）
где η – коэффициент накопления флуктуаций поглощённой энергии
（5）

,
（6）
（7）
Модель формирования исходных радиографических изображений метода дуальных энергий
Квадрат коэффициента накопления флуктуаций поглощенной энергии η2(ρH,Z) находится по формуле из (6)
Где – среднее значение и среднее квадрата поглощенной в детекторе энергии

Флуктуации максимальной энергии тормозного излучения
Рисунок 2.1 – Зависимости mint (Emax):
▬ – ρH=10 г/см2; ▬ – ρH=20 г/см2; ▬ – ρH=30 г/см2; ▬ – ρH=40 г/см2;
▬ – ρH=50 г/см2; ▬ – ρH=60 с г/см2; ▬ – ρH=70 г/см2; ▬ – ρH=80 г/см2

Измерение флуктуаций мощности дозы излучения в импульсе
Рисунок 3.1 − Типичные зависимости f(t):
─ – a=0,2, δα=0,2; ─ – a=0,1, δα=0,1; ─ – a=0,01, δα=0,01

Заключение
Основным результатом работы является совокупность алгоритмов, позволяющих отследить изменение технического состояния инспекционного досмотрового комплекса с функцией распознавания материалов объектов контроля и их структурных фрагментов методом дуальных энергий.
1. Математическая модель инспекционных досмотровых комплексов с функцией распознавания материалов объектов контроля дополнена блоком, предназначенным для учёта влияния нестабильности параметров излучения от импульса к импульсу на качество распознавания.
2. Подход к экспериментальному исследованию трансформации шумов в методе дуальных энергий на этапах калибровки по «чёрному», нормировки на показания с опорного канала, калибровки по «белому».
3. Алгоритмы измерения мощности дозы излучения от импульса к импульсу.

Заключение
4. Алгоритм оценки остаточных флуктуаций мощности дозы в случае применения опорных каналов.
5. Экспериментальная оценка темновых сигналов радиометрических детекторов и степени их однородности.
6. Экспериментальное определение флуктуаций мощности дозы излучения от импульса к импульсу на основе измерений ослабления воздухом.
7. Экспериментальная оценка остаточных флуктуаций мощности дозы излучения от импульса к импульсу.
8. Разработаны рекомендации по дополнению программы для обработки информации, с целью распознавания материалов объектов контроля.
9. Разработана программа в системе математических вычислений MathCad, предназначенная для оценки технического состояния системы детекторов и детектирования.