CN103543476A

CN103543476A - 一种爆炸品和毒品探测器

Info

Publication number: CN103543476A
Application number: CN201310478635.8A
Authority: CN
Inventors: 张幼文
Original assignee: Zhejiang Convolution Science And Technology Ltd
Current assignee: Finder Detection Technologies Co ltd
Priority date: 2013-10-12
Filing date: 2013-10-12
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2033-10-12
Also published as: CN103543476B

Abstract

本发明涉及探测器，尤其涉及了一种爆炸品和毒品探测器，包括壳体，壳体内设有光信号传播装置、检测装置、样品采集装置，光信号传播装置包括第一光传播通道（1）、第二光传播通道（2），检测装置包括可以隨时替换的样品检测层（16），样品采集装置包括气腔（5）；第一光传播通道（1）与第二光传播通道（2）连接，第一传播通道（1）一端与气腔（5）连接，样品检测层（16）设置在气腔（5）内。本发明光敏探测器可以将不同的消光曲线反馈到光谱显示仪上，方便人们分辨不同的检测物质；45度分束片、短通滤光片、长通滤光片可以过滤LED光，使光敏探测器只接收到荧光；加热器可以使不易产生蒸汽的爆炸物产生微量蒸汽,便于探测。

Description

一种爆炸品和毒品探测器

技术领域

本发明涉及探测器，尤其涉及了一种爆炸品和毒品探测器。

背景技术

当高分子材料在LED或者其他蓝紫色光的照射下会产生荧光；当爆炸品的微量蒸汽通过荧光时会消光，因此我们应用高分子材料的这个特性来探测爆炸品。现有的爆炸品探测器，使用易碎的玻璃毛细管式光波导，设备体积庞大,内部系统结构复杂，造价昂贵,并且无法识别爆炸品。因此，简化爆炸品探测器内部结构，降低其制造成本并识别爆炸品是非常必要的。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种爆炸品和毒品探测器，不仅简化了结构，可以方便的在现场使用，而且可以通过显示消光曲线或光谱曲线来区别不同的爆炸品或毒品。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种爆炸品和毒品探测器，包括壳体，壳体内设有光信号传播装置、检测装置、样品采集装置，光信号传播装置包括第一光传播通道、第二光传播通道，检测装置包括样品检测层，样品采集装置包括气腔；第一光传播通道一侧与第二光传播通道一端连接，第一传播通道一端与气腔连接，样品检测层设置在气腔内。壳体为金属壳体，壳体起到遮光、屏蔽电磁作用；检测装置与样品采集装置、光信号传播装置连接。

作为优选，第一光传播通道从上到下依次内置光敏探测器、第三会聚透镜、长通滤光片、45度分束片、第二会聚透镜、样品检测层，第二光传播通道从左到右依次内置短通滤光片、准直透镜、光栏、毛玻璃、第一会聚透镜、蓝紫发光二极管；第一光传播通道的一侧与第二光传播通道一端连接。蓝紫发光二极管发出LED光，依次通过第一会聚透镜、毛玻璃、光栏、准直透镜、短通滤光片，在照射到45度分束片时，经45度分束片反射至第二会聚透镜，最后通过隔离窗口到达样品检测层；样品检测层在LED光的照射下，产生荧光，荧光依次通过第二会聚透镜、45度分束片、长通滤光片、第三会聚透镜最后到达光敏探测器。其中准直透镜将发散的LED光准直的传递到短通滤光片上，短通滤光片过滤掉波长比LED光长的光，45度分束片将LED光垂直向下反射至第二会聚透镜，长通滤光片可通过荧光过滤掉波长较短的LED光，所以，LED光在经过短通滤光片、长通滤光片、45度分束片三者过滤后，将不会传递至光敏探测器上；而荧光可顺利通过第二会聚透镜、45度分束片、长通滤光片后，经第三会聚透镜传递至光敏探测器上,这样可获得很高的信噪比。

作为优选，第一光传播通道从下到上依次内置光敏探测器、第三会聚透镜、长通滤光片、第二会聚透镜、样品检测层，第二光传播通道从上到下依次内置第四会聚透镜、短通滤光片、准直透镜、光栏、毛玻璃、第一会聚透镜、蓝紫发光二极管；第一光传播通道一端与第二光传播通道一端连接。蓝紫发光二极管发出LED光，依次通过第一会聚透镜、毛玻璃、光栏、准直透镜、短通滤光片，最后通过第四会聚透镜到达样品检测层；样品检测层在LED光的照射下，产生荧光，荧光依次通过第二会聚透镜、长通滤光片、第三会聚透镜最后到达光敏探测器。其中准直透镜将发散的LED光准直的传递到短通滤光片上，短通滤光片过滤掉波长比LED光长的光，LED光最后由第四会聚透镜照射在样品检测层上，长通滤光片可过滤波长较短的LED光，所以，LED光在经过短通滤光片、长通滤光片二者过滤后，将不会传递至光敏探测器上；而荧光可顺利通过第二会聚透镜、长通滤光片后，经第三会聚透镜传递至光敏探测器上。这种结构可省去一块45度分束镜。

作为优选，检测装置包括检测装置放置台、样品检测层载体，样品检测层设置在载体上端，载体嵌入检测装置放置台内。样品检测层上的MEH-PPV使用寿命很短需要常常替换，所以，样品检测层固定在载体上，通过载体，可以简单的实现样品检测层的更换；载体的另一端设有帽盖，帽盖与检测装置放置台连接。

作为优选，载体为铝棒或由在LED光照射下荧光发得较少的材料做成。

作为优选，样品检测层为MEH-PPV样品检测层16。LED光照射在合成的MEH-PPV上产生的荧光不仅能够在迂到爆炸品蒸汽时消光，也能在迂到毒品蒸汽时消光。

作为优选，样品采集装置包括加热器、微型气泵，气腔一端与加热器连接，气腔另一端与微型气泵连接，实现加热器与微型气泵之间的空气流通。

作为优选，加热器上设有进气管、检测纸片入口，微型气泵上设有出气管。揩有可疑物质的纸片通过检测纸片入口放入加热器中，微型气泵通过抽气将纸片上的可疑物质蒸汽吸入至样品检测层上使荧光消光，加热器通过进气管补充被微型气泵吸走的空气；由于有些爆炸品不产生或产生极微量蒸汽，因此，通过加热器加热可产生微量蒸汽。

作为优选，气腔上设有隔离窗口，隔离窗口设置在样品检测层上方。隔离玻璃可以有效避免气腔中的气体进入第一光传播通道内，或从第一光传播通道内吸入空气。

作为优选，第一光传播通道一端设有显示能够显示光谱曲线的光谱显示仪，例如触摸屏，触摸屏通过电路板与光敏探测器连接。光敏探测器将检测到的荧光信号，经过电路板的放大与处理后，最终在光谱显示仪上显示出来,从消光曲线可识别爆炸品和毒品；荧光信号也可以直接与光谱仪相连,由光谱曲线识别爆炸品和毒品。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：光敏探测器可以将不同的消光曲线反馈到光谱显示仪上，方便人们分辨不同的检测物质；45度分束片、短通滤光片、长通滤光片可以过滤LED光，使光敏探测器上只接收到荧光,达到极高的信噪比；加热器可以使不产生微量蒸汽的爆炸物产生微量蒸汽;样品检测层固定在载体上，通过更換载体，可以简单快速的实现样品检测层的更换。

附图说明

图1是本发明一种爆炸品和毒品探测器的第一结构示意图。

图2是本发明一种爆炸品和毒品探测器的第二结构示意图。

图3是第一光传播通道的部分结构示意图。

图4是PETN的荧光消光曲线图。

图5是RDX的荧光消光曲线图。

图6是可卡因的荧光消光曲线图。

图7是TNT炸药的荧光消光曲线图。

图8是非爆炸品KNO₃的荧光消光曲线图。

图9是非爆炸品NT的荧光消光曲线图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—第一光传播通道、2—第二光传播通道、3—加热器、4—微型气泵、5—气腔、6—检测装置放置台、7—光谱显示仪、11—光敏探测器、12—第三会聚透镜、13—长通滤光片、14—45度分束片、15—第二会聚透镜、16—样品检测层、21—蓝紫发光二极管、22—第一会聚透镜、23—毛玻璃、24—光栏、25—准直透镜、26—短通滤光片、27—第四会聚透镜、31—进气管、32—检测纸片入口、41—出气管、61—载体、62—帽盖、71—电路板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种爆炸品和毒品探测器，如图1、图3所示，包括壳体，壳体内设有光信号传播装置、检测装置、样品采集装置，光信号传播装置包括第一光传播通道1、第二光传播通道2，检测装置包括样品检测层16，样品采集装置包括气腔5；第一光传播通道1一侧与第二光传播通道2一端连接，第一传播通道1一端与气腔5连接，样品检测层16设置在气腔5内。壳体为金属壳体，壳体起到遮光、屏蔽电磁作用；检测装置与样品采集装置、光信号传播装置连接。

第一光传播通道1从上到下依次内置光敏探测器11、第三会聚透镜12、长通滤光片13、45度分束片14、第二会聚透镜15，第二光传播通道2从左到右依次内置短通滤光片26、准直透镜25、光栏24、毛玻璃23、第一会聚透镜22、蓝紫发光二极管21；第一光传播通道1的一侧与第二光传播通道2一端连接。蓝紫发光二极管21发出LED光，依次通过第一会聚透镜22、毛玻璃23、光栏24、准直透镜25、短通滤光片26，在照射到45度分束片14时，经45度分束片14反射至第二会聚透镜15，最后通过第二会聚透镜15到达样品检测层16；样品检测层16在LED光的照射下产生荧光，荧光依次通过第二会聚透镜15、45度分束片14、长通滤光片13、第三会聚透镜12最后到达光敏探测器11。其中准直透镜25将发散的LED光准直的传递到短通滤光片26上，短通滤光片26过滤掉波长比LED光长的光，45度分束片14将LED光垂直向下反射至第二会聚透镜15，长通滤光片13可过滤掉波长较短的LED光，所以，LED光在经过短通滤光片26、长通滤光片13、45度分束片14三者过滤后，将不会传递至光敏探测器11上；而荧光可顺利通过第二会聚透镜15、45度分束片14、长通滤光片13,并经第三会聚透镜12传递至光敏探测器11上,达到极高的信噪比。

检测装置包括检测装置放置台6、载体61，样品检测层16设置在载体61上端，载体61嵌入检测装置放置台6内。样品检测层16上的MEH-PPV使用寿命很短需要常常替换，所以，样品检测层16固定在载体61上，通过将嵌入载体61的抽出，可以简单的实现样品检测层16的更换；载体61的另一端上设有帽盖62，帽盖62与检测装置放置台6连接。

载体61为铝棒或由在LED光照射下荧光发得较少的材料做成。

样品检测层16为MEH-PPV材料的样品检测层16。LED光照射在合成的MEH-PPV上产生的荧光在遇到爆炸品时，荧光会消光，在遇到毒品时，荧光也会消光，如图4-8所示,因此我们的装置不但能探测爆炸品,也能探测毒品。

样品采集装置包括加热器3、微型气泵4，气腔5一端与加热器3连接，气腔5另一端与微型气泵4连接。气腔5连通加热器3与微型气泵4，实现加热器3与微型气泵4之间的空气流通；大于PPT量级的TNT和毒品会自动产生自然蒸汽，不需要开启加热器3。

加热器3上设有进气管31、检测纸片入口32，微型气泵4上设有出气管41。揩有可疑物质的纸片通过检测纸片入口32放入加热器3中，微型气泵4通过抽气将纸片上的可疑物质蒸汽吸入至样品检测层16上使荧光发生消光反应，加热器3通过进气管31补充被微型气泵4吸走的空气；由于有些爆炸品不产生自然蒸汽，因此，通过加热器3加热使其产生微量蒸汽。

气腔5上设有隔离窗口51，隔离窗口51设置在样品检测层16上方。隔离玻璃51可以有效避免气腔5中的气体进入第一光传播通道1内或从第一光传播通道抽入空气。

第一光传播通道1一端设有光谱显示仪7，光谱显示仪7通过电路板71与光敏探测器11相连。光敏探测器11将检测到的消光信号，经过电路板71的放大与处理后，最终在光谱显示仪7上显示出来并从曲线识别不同物质，如图4-9就是各种不同物质在光谱显示仪7上显示的曲线图。

实施例2

一种爆炸品和毒品探测器，如图2、图3所示，包括壳体，壳体内设有光信号传播装置、检测装置、样品采集装置，光信号传播装置包括第一光传播通道1、第二光传播通道2，检测装置包括样品检测层16，样品采集装置包括气腔5；第一光传播通道1一端与第二光传播通道2一端连接，第一传播通道1一端与气腔5连接，样品检测层16设置在气腔5内。壳体为金属壳体，壳体起到遮光、屏蔽电磁作用；检测装置与样品采集装置、光信号传播装置连接。

第一光传播通道1从下到上依次内置光敏探测器11、第三会聚透镜12、长通滤光片13、第二会聚透镜15，第二光传播通道2从上到下依次内置第四会聚透镜27、短通滤光片26、准直透镜25、光栏24、毛玻璃23、第一会聚透镜22、蓝紫发光二极管21；蓝紫发光二极管21发出LED光，依次通过第一会聚透镜22、毛玻璃23、光栏24、准直透镜25、短通滤光片26，最后通过第四会聚透镜27到达样品检测层16；样品检测层16在LED光的照射下，产生荧光，荧光依次通过第二会聚透镜15、长通滤光片13、第三会聚透镜12最后到达光敏探测器11。其中准直透镜25将发散的LED光准直的传递到短通滤光片26上，短通滤光片26过滤波长比LED光长的光，波长较短的LED光最后由第四会聚透镜27会聚到样品检测层16上，长通滤光片13过滤掉波长较短的LED光，所以，LED光在经过短通滤光片26、长通滤光片13二者过滤后，将不会传递至光敏探测器11上；而荧光在顺利通过第二会聚透镜15、长通滤光片13后，可经第三会聚透镜12传递至光敏探测器11上；这种设计可去45度分束镜。

检测装置包括检测装置放置台6、载体61，样品检测层16设置在载体61上端，载体61嵌入检测装置放置台6内。样品检测层16上的MEH-PPV使用寿命很短需要常常替换，所以，样品检测层16固定在载体61上，通过将嵌入的载体61抽出，可以简单的实现样品检测层16的更换；载体61的另一端上设有帽盖62，帽盖62与检测装置放置台6连接。

载体61为铝棒或由在LED光照射下荧光发得较少的材料做成。

样品检测层16为MEH-PPV材料的样品检测层16。LED光照射在MEH-PPV产生的荧光在遇到爆炸品时，荧光会消光，在遇到毒品时，荧光也会消光，如图4-8所示。

样品采集装置包括加热器3、微型气泵4，气腔5一端与加热器3连接，气腔5另一端与微型气泵4连接。气腔5连通加热器3与微型气泵4，实现加热器3与微型气泵4之间的空气流通；由于RDX、PETN、黑火药等爆炸品几乎不产生自然蒸汽，所以需要添加加热器3，使其加热产生微量蒸汽。

加热器3上设有进气管31、检测纸片入口32，微型气泵4上设有出气管41。揩有可疑物质的纸片通过检测纸片入口32放入加热器3中，微型气泵4通过抽气将纸片上的可疑物质蒸汽吸入至样品检测层16上并与荧光接触产生消光反应，加热器3通过进气管31补充被微型气泵4吸走的空气。

气腔5上设有隔离窗口51，隔离窗口51设置在样品检测层16上方。隔离玻璃51可以有效避免气腔5中的气体进入第一光传播通道1内，或从第一光传播通道1抽入空气。

第一光传播通道1一端设有光谱显示仪7，光谱显示仪7通过电路板71与光敏探测器11连接。光敏探测器11将检测到的荧光信号，经过电路板71的放大与处理后，最终在光谱显示仪7上显示出来并从曲线识别不同物质，如图4-9就是各种不同物质在光谱显示仪7上显示的曲线图。

浙江省公安厅在2012.3.19对一种爆炸品和毒品探测器的准确度、灵敏度、便捷性等指标进行测试，如果样品为爆炸品或毒品则测试结果为阳性，如果样品不是这两类物质则为阴性；测试地点为公安厅物证鉴定中心理化实验室，测试人员是傅得锋、徐晟捷。测试结果如下：

编号	样品名称	样品来源	测试结果
				1	空白空气袋	公安实验室	阴性
2	TNT样品（含8%,PPT量级蒸气）	美国公司提供	阳性
				3	TNT原药（90%以上）	公安部二所	阳性
4	微量RDX原药（90%以上）	公安部二所	阳性
				5	GE炸探测仪测试校准样品（痕量）	公安实验室	阳性
6	空白加热装置	美国公司提供	阴性
				7	微量黑火药样品	公安实验室	阳性
8	空白泥土	公安实验室	阴性
				9	泥土加微量黑火药	公安实验室	阳性

测试结论：所有样品均能够被一种爆炸品和毒品探测器灵敏、准确的检测分辨出来。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims

1.一种爆炸品和毒品探测器，包括壳体，壳体内设有光信号传播装置、检测装置、样品采集装置，其特征在于：光信号传播装置包括第一光传播通道（1）、第二光传播通道（2），检测装置包括可以随时替换的样品检测层（16），样品采集装置包括气腔（5）；第一光传播通道（1）与第二光传播通道（2）连接，第一传播通道（1）一端与气腔（5）连接，样品检测层（16）设置在气腔（5）内。

2.根据权利要求1所述的一种爆炸品和毒品探测器，其特征在于：第一光传播通道（1）从上到下依次内置光敏探测器（11）、第三会聚透镜（12）、长通滤光片（13）、45度分束片（14）、第二会聚透镜（15），第二光传播通道（2）从左到右依次内置短通滤光片（26）、准直透镜（25）、光栏（24）、毛玻璃（23）、第一会聚透镜（22）、蓝紫发光二极管（21）；第一光传播通道（1）的一侧与第二光传播通道（2）一端连接。

3.根据权利要求1所述的一种爆炸品和毒品探测器，其特征在于：第一光传播通道（1）从下到上依次内置光敏探测器（11）、第三会聚透镜（12）、长通滤光片（13）、第二会聚透镜（15），第二光传播通道（2）从上到下依次内置第四会聚透镜（27）、短通滤光片（26）、准直透镜（25）、光栏（24）、毛玻璃（23）、第一会聚透镜（22）、蓝紫发光二极管（21）；第一光传播通道（1）一端与第二光传播通道（2）一端连接。

4.根据权利要求1所述的一种爆炸品和毒品探测器，其特征在于：检测装置包括检测装置放置台（6）、载体（61），样品检测层（16）设置在载体（61）上端，载体（61）嵌入检测装置放置台（6）内并由帽盖(62)固定和密封。

5.根据权利要求4所述的一种爆炸品和毒品探测器，其特征在于：载体（61）为铝棒。

6.根据权利要求1所述的一种爆炸品和毒品探测器，其特征在于：样品检测层（16）为MEH-PPV材料的样品检测层（16）。

7.根据权利要求1所述的一种爆炸品和毒品探测器，其特征在于：样品采集装置包括加热器（3）、微型气泵（4），气腔（5）一端与加热器（3）连接，气腔（5）另一端与微型气泵（4）连接。

8.根据权利要求7所述的一种爆炸品和毒品探测器，其特征在于：加热器（3）上设有进气管（31）、检测纸片入口（32），微型气泵（4）上设有出气管（41）。

9.根据权利要求1所述的一种爆炸品和毒品探测器，其特征在于：气腔（5）上设有隔离窗口（51），隔离窗口设置在样品检测层（16）上方。

10.根据权利要求1所述的一种爆炸品和毒品探测器，其特征在于：第一光传播通道（1）一端设有光谱显示仪（7），光敏探测器(11)通过电路板（71）与触摸屏（7）连接。