CN103344579A - 一种毒品在线监测仪器及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于毒品监测领域，公开了一种毒品在线监测仪器，包括分析控制系统、光谱仪、光纤、光放大器、传感器、通讯设备，分析控制系统与光谱仪相连接，光谱仪分别连接光纤和通讯设备，光纤的末端连接有光放大器，光放大器与传感器相隔有距离，传感器连接通信设备。同时还公开了一种毒品在线监测的方法，包括发射光信号、信号放大、穿过检测空间、接收信号、绘制光谱、分析光谱、发出预警等步骤。本发明可以节省警力，不干扰宾馆酒店的正常营业，查毒的效率高。能够在线监测房间内是否有吸食毒品的情况，有吸食毒品情况能做到及时的报警。该在线毒品监测仪器，成本低，效果好，适宜大量推广。

Description

一种毒品在线监测仪器及其方法

技术领域

本发明专利涉及毒品监测领域，尤其涉及一种毒品在线监测仪器及其方法。

背景技术

据联合国统计，近年来，全世界每年毒品交易额达5000亿美元以上，而且交易额还在继续攀升，毒品会危害人的生命，扰乱社会秩序，会造成国家的不稳定，因此可以说，毒品已经成为国际社会的最大公害之一。由于吸毒贩毒大多在宾馆、酒店、夜店等场所进行，因此，对这些场所的监控，是查毒、禁毒的一种重要的手段。目前，尚无对这些场所能进行在线监测的仪器，主要靠公安部门的稽查来进行监控。一方面，目前的稽查方式消耗了大量的警力；另一方面，也干扰了宾馆、酒店等场所的正常营业；而且查毒的效率也非常的低。

目前，毒品的检验主要针对研究毒品的种类、组成、结构、性质和含量，为侦查和审理毒品违法犯罪案件提供科学依据和重要线索。毒品检验主要包括外观检验、物理检验、化学检验、仪器分析等。外观检验是对毒品的颜色、气味、物理形态及性状等进行观察和比较，对毒品进行初步判断；物理检验主要是对毒品的物理性能如溶解度、熔点、沸点进行测试，得出与加工过程有关的信息；化学检验好仪器分析方法，主要是对毒品的化学成分，如毒品成分、添加剂成分、掺假成分、杂质、溶剂、金属等成分进行定性和定量分析，从而获得毒品加工合成过程中所用的原料、合成方法和路线、判断毒品来源等方面的信息。此外毒品检验还包括对生物样本如唾液、尿液、血液、毛发中的毒品原型及其代谢物进行检验，以确定嫌疑人是否吸毒及吸食毒品的种类、时间等。毒品检验的检材主要包括各种形态的尿液、血、指甲等。对这些检材进行取样后，在采取相应的方法进行分析。常用的方法包括：化学显色法、荧光分析法、激光拉曼光谱法、化学发光分析法、色谱法、色谱-质谱联用法、毛细管电泳法、傅里叶变换红外光谱法、

如中国专利ZL200810024335.1通道式炸药/毒品检测门，该发明专利主要是通过门式的样品采集器，将毒品或者炸药携带者身上的可疑物质进行采集，然后再对其进行分析，这对原先的需要人工进行采集有了进步。但是，仍然只适合海关等进出口处，面积小，不能解决诸如宾馆酒店等大空间的问题。

从上述可知，目前国内外对毒品的检测，大多是对各种样品中药物原体及生物样品中的毒品代谢物定性定量分析。对代谢物的检测，需要对个体或样品取样，是一种吸食毒品事后的检验，而不是一种事发前，或进行中的检验，因此不适合在线监测。对毒品成分的分析，同样需要取样、送检等程序，并不实验与特定区域的毒品发现。因此，从已有的毒品检验仪器与方法来看，目前尚没有能价格低廉的毒品在线监测仪器。

如申请号为201210071746.2的一种利用表面增强拉曼光谱检测甲基苯丙胺的方法的发明专利，该方法是对样品进行检测的，是利用表面增强拉曼光谱来检测甲基苯丙胺的，也就是“冰毒”。该技术仍然需要独立的获取样品，然后制作溶液等等，没有在线检测的功能。

又如专利ZL200910221092.5一种检测人体中毒品残留的方法虽然也运用到的液相色谱，并且能检测出多种毒品，如K粉、吗啡、海洛因、可卡因、摇头丸等等。但是仍然没有在线的检测的功能。

而在线监测功能所采用的气体分析法主要有电化学传感器法、半导体传感器法、气相色谱法、质谱法和光谱分析法。

这些方法有着自己的缺点：电化学传感器法分析准确，但使用寿命短，从生产成品之后开始计时，一般短则数月，长则三年即失效。而且在使用的过程中，准确性逐渐降低。更为关键的是开发专门的毒品电化学传感器不是一件易事。

半导体传感器法，准确性较差，分辨力低，对同类气体交叉敏感很强，对还原性气体敏感的传感器几乎对所有还原性气体敏感，例如，半导体型甲烷传感器对一氧化碳、乙烷等气体也敏感。而且，半导体传感器还容易“中毒”，也就是长期在某种气体中时间长了以后，对这些气体将不再敏感，或者被分析气体浓度缓慢上升，传感器无法感应。因此，半导体型气体传感器常用作气体泄露探测用传感器、火灾烟雾传感器。

气相色谱法，每年都需要标定，维护麻烦，而且需要载气，价格也相对较高。

质谱法，无法区分异构体，价格较高。

光谱法，存在诸多问题。首先是光学器件的一致性较差，每台仪器在投入使用前都要单独标定；其次是在存在分子结构接近的组分时，因吸收光谱形状非常相似而难于区分；第三，光谱仪在长时间运行过程中，基线容易发生漂移，致使分析结果偏差较大。

所以就目前的技术系统和设备仪器，还没有能很好的实现毒品的在线监测功能的。

发明内容

本发明要解决的是可以在线的检测是否有吸食毒品的情况。该仪器和方法采用的主要是气体分析技术。

为达此目的，本发明采用光谱分析法监测大气中毒品挥发物及其分解物的成分来进行毒品吸收情况在线监测的思路，包括毒品在线监测仪器以及在线监测方法。

具体的采用以下技术方案：该仪器包括分析控制系统、光谱仪、光纤、光放大器、传感器、通讯设备，分析控制系统与光谱仪相连接，光谱仪分别连接光纤和通讯设备，光纤的末端连接有光放大器，光放大器与传感器相隔有距离，传感器连接通信设备。

该仪器能在特定空间的毒品在线监测，通过毒品的挥发物，或者分解物进行痕量检测，或者说，通过对气态的毒品及其分解物进行在线监测来实现毒品的吸食情况在线监测。其实质就是气体成分的在线定量分析，其目标成分即气态常规毒品及其分解物。

具体的是利用毒品的燃烧等毒品吸食现场，以及色谱-质谱的联用等方法，确定毒品挥发物及其分解物的成分，并扫描其光谱。然后通过多种毒品的成分、光谱比对，确定各种毒品的特征成分，以此来实现毒品的在线监测。

光谱仪通过光纤将光信号传递给光放大器，光放大器发射光信号，该光信号通过特定的空间，具体就是指被检测的房间，穿过房间里面的气体，再由传感器接收信号，再将信号传到光谱仪后，光谱仪绘制光谱，光谱仪将光谱传至分析控制系统，由其进行分析与判断。

光谱仪能得出相应的光谱谱线位置及谱图性状。

分析控制系统通过光谱仪传过来的光谱图，对光谱图进行分析，对毒品进行定性以及定量。分析控制系统有显示单元、处理单元、控制单元、数据库、传输单元等等部分。分析控制系统分析和检验光谱图的时间是很短的，基本上能做到实时检验出结果。

同时分析控制系统还可以对分析检验的结果进行预警，如果发现有吸食毒品的情况，可以立即将相关的信息(比如，房间，毒品类型等等)传给公安部门。

作为一种改进，所述分析控制系统为装有分析控制软件的电脑。由于电脑的普遍应用，在该仪器中，分析控制系统为装有分析控制软件的电脑，该电脑系统中有能够分析光谱图的系统，能对传过了的光谱图进行分析，得出是否为毒品，是何种毒品，毒品的量大量小。并且电脑系统中还有与之相应的数据库。

作为另一种改进，所述光谱仪可以为傅里叶变换红外吸收型、可调谐激光型、近红外光栅光谱型、光声光谱型。这四种仪器工作原理各有差别，互有优势。傅里叶变换红外吸收型在原理上可以开发出性能比较齐全的毒品在线分析仪，但前提是光谱分辨力足够高，这导致其扫描速度太慢，实现单次毒品的检测需要1分钟，甚至更多；可调谐激光型的光谱分辨力很高，但波长范围非常有限；近红外光栅光谱型速度非常快，但光谱分辨力较低，光声光谱型具有较高的气体分辨力，但可探测的气体种类相对有限。

作为第三种改进，所述通信设备可以为电话线和互联网设备以及无线传输网络设备。如今数据传输已经多样化，通讯设备不仅包括网线、电话线等等有线的方式，同样也包括无线传输。该通讯设备负责将传感器收集到的信息传递给光谱仪。

该种毒品在线监测方法，包括以下步骤：

A、发射光信号：光谱仪发射光信号，光信号通过光纤传到需要的监测房间；光信号的发射是持续不断的。

B、信号放大：光信号通过光纤末端的光放大器将光信号放大；

C、穿过检测空间：光信号通过光放大器发射，光信号穿过需要的监测房间，如果房间含有毒品挥发物及分解物则会改变光信号；因为，该种毒品在线监测方法是通过对气体的检测来实现的，所以信号穿过需要检测的空间时要尽量做到穿过的面积大，这样检测的气体就越多，就更能保证检测的效果。

D、接收信号：传感器接收光放大器发射的光信号，并且将接收到的信息通过通信设备传到光谱仪；

E、绘制光谱：光谱仪通过对该光信号进行干涉，得到光谱图，并且发送给分析控制系统；

F、分析光谱：分析控制系统对光谱图进行分析，检查该光谱图反应出来的信息是否含有毒品，并且区分还有毒品的成分，同时依据此确定房间里是否在吸食毒品；

G、发出预警：如果检测出房间里有吸食度则发出预警信号，并且可以将信息发送给公安部门。

作为一种改进，所述步骤接收信号中，接收后的信号可以通过电话线方式、无线传输网络方式或者互联网方式传给光谱仪。

该种毒品在线监测仪器可以通过光纤将光放大器和传感器以及通信设备安装在比如酒店的多个房间，运用在线监测的方法进行监测。光谱仪可以不断的向多个房间发送光信号，传感器依次向光谱仪不断的传输接收到了的信息。这样可以实现快速的实时的在线的监测多个房间是否有吸毒的情况。当然，也同样可以将该设备和方法运用到其他的场所。

本发明的有益效果在于：本发明的毒品在线监测仪器和方法填补了该领域的空白，实际运用后可以节省警力，不干扰宾馆酒店的正常营业，查毒的效率高。能够在线监测房间内是否有吸食毒品的情况，有吸食毒品情况能做到及时的报警。该在线毒品监测仪器，成本低，效果好，适宜大量推广。该发明普遍应用后，对维护社会秩序与稳定，保护公众身体健康具有重要意义。

附图说明

图1是本发明实施例的毒品在线监测仪器的结构示意图；

图2是本发明实施例的毒品在线监测方法的流程示意图；

图3是本发明实施例的毒品在线监测仪器和方法适用在多个房间的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：从图1和图2得知，该仪器在具体运用时包括装有分析控制系统的电脑1、傅里叶变换红外吸收型的光谱仪2、光纤3、光放大器4、传感器5、无线网络通讯设备6。

所述电脑1有显示单元、处理单元、控制单元、数据库、传输单元等等部分。电脑1与所述光谱仪2相连接，光谱仪2下达指令，光谱仪2分别连接光纤3和无线网络通讯设备6，光纤3的末端连接有光放大器4，光放大器4与传感器5相隔有距离，传感器5连接无线网络通讯设备6。

该种毒品在线监测方法的运用，结合毒品在线监测仪器，上述电脑1与光谱仪2放在酒店的控制室，光放大器4和传感器5安装在酒店的客人住房间7内，光放大器4和传感器5安装在房间7的对角，尽量使光信号传播面积变大。

具体步骤如下：

A、发射光信号101：光谱仪2发射光信号，光信号通过光纤3传到需要的监测房间7；光信号的发射是持续不断的。

B、信号放大102：光信号通过光纤3末端的光放大器4将光信号放大；

C、穿过检测空间103：光信号通过光放大器4发射，光信号穿过需要的监测房间7，如果房间7含有毒品挥发物及分解物则会改变光信号；因为，该种毒品在线监测方法是通过对气体的检测来实现的，所以信号穿过需要检测的空间时要尽量做到穿过的面积大，这样检测的气体就越多，就更能保证检测的效果。

D、接收信号104：传感器5接收光放大器4发射的光信号，并且将接收到的信息通过无线网络通信设备6传到光谱仪2；

E、绘制光谱105：光谱仪2通过对该光信号进行干涉，能得出相应的光谱谱线位置及谱图性状，并且绘制得到光谱图，然后再发送给电脑1；

F、分析光谱106：电脑1内有分析控制系统以及相应的数据库，对光谱图进行分析，检查该光谱图反应出来的信息是否含有毒品，并且区分还有毒品的成分，同时依据此确定房间7里是否在吸食毒品；电脑1分析和检验光谱图的时间是很短的，基本上能做到实时检验出结果。

G、发出预警107：如果检测出房间7里有吸食度则发出预警信号，可以立即将相关的信息(比如，房间，毒品类型等等)传给公安部门。

实施例二：如图3，该实施例是同时监测多间房间7的情况，此时通过光纤3将光放大器4和传感器5以及通信设备6安装在酒店的多个房间7，运用在线监测的方法进行监测。光谱仪1可以不断的向多个房间7发送光信号，传感器5依次向光谱仪1不断的传输接收到的信息。这样可以实现快速的实时的在线的监测多个房间7是否有吸毒的情况。当然，也同样可以将该设备和方法运用到其他的场所。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种毒品在线监测仪器，其特征在于：该仪器包括分析控制系统、光谱仪、光纤、光放大器、传感器、通讯设备，分析控制系统与光谱仪相连接，光谱仪分别连接光纤和通讯设备，光纤的末端连接有光放大器，光放大器与传感器相隔有距离，传感器连接通信设备。

2.如权利要求1所述的一种毒品在线监测仪器，其特征在于，所述分析控制系统为装有分析控制软件的电脑。

3.如权利要求1所述的一种毒品在线监测仪器，其特征在于，所述光谱仪可以为傅里叶变换红外吸收型、可调谐激光型、近红外光栅光谱型、光声光谱型。

4.如权利要求1或3所述的一种毒品在线监测仪器，其特征在于，所述通信设备可以为电话线和互联网设备以及无线传输网络设备。

5.一种毒品在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、发射光信号：光谱仪发射光信号，光信号通过光纤传到需要的监测房间；

B、信号放大：光信号通过光纤末端的光放大器将光信号放大；

C、穿过检测空间：光信号通过光放大器发射，光信号穿过需要的监测房间，如果房间含有毒品挥发物及分解物则会改变光信号；

D、接收信号：传感器接收光放大器发射的光信号，并且将接收到的信息通过通信设备传到光谱仪；

E、绘制光谱：光谱仪通过对该光信号进行干涉，得到光谱图，并且发送给分析控制系统；

F、分析光谱：分析控制系统对光谱图进行分析，检查该光谱图反应出来的信息是否含有毒品，并且区分毒品的成分，同时依据此确定房间里是否在吸食毒品；

G、发出预警：如果检测出房间里有吸食毒品则发出预警信号，并且可以将信息发送给公安部门。

6.如权利要求5所述的一种毒品在线监测方法，其特征在于，所述步骤接收信号中，接收后的信号可以通过电话线方式、无线传输网络方式或者互联网方式传给光谱仪。

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