CN103852454A

CN103852454A - 便携式爆炸品和毒品探测器

Info

Publication number: CN103852454A
Application number: CN201210516704.5A
Authority: CN
Inventors: 白燕; 其他发明人请求不公开姓名
Original assignee: WUHAN YINGFEITUO OPTOELECTRONICS Co Ltd
Current assignee: WUHAN YINGFEITUO OPTOELECTRONICS Co Ltd
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2014-06-11

Abstract

本发明涉及一种高分子材料的荧光淬灭效应，公开了一种便携式爆炸品和毒品探测仪及其两种设计方案。本发明所述的便携式爆炸品和毒品探测仪，包括采样加热系统、LED光源、高分子涂层毛细管、光学系统、接收系统和信息处理系统组成；所述采样加热系统、LED光源、高分子涂层毛细管、光学系统、接收系统和信息处理系统依次连接；所述LED光源发射出的光的波长在400~420纳米范围内；所述光学系统使LED光与荧光成90°分开；所述接收系统采用长通滤光片和响应波长与荧光峰值匹配的光电二极管。本发明所述的便携式爆炸品和毒品探测仪，具有灵敏度高、分辨率高、体积小的特点。

Description

便携式爆炸品和毒品探测器

技术领域

本发明涉及高分子材料荧光淬灭效应领域，尤其涉及一种能分辨不同爆炸品和毒品的便携式爆炸品和毒品探测仪。

背景技术

高分子材料的荧光淬灭效应是指高分子材料在LED或其他蓝紫色光照射下会产生荧光，而当毒品（如海洛因）或者爆炸品（如TNT）的微量气体（小到PPT数量级）通过时荧光会消失，因此，我们可以应用高分子材料的这个特性探测爆炸品和毒品。目前世界上的高分子爆炸品探测器主要有两个专利：一个是Fido的（专利号：US7419636），另一个是Emitech的（专利号：US2010095743），Fido的装置不但要预热控温，结构十分复杂，最致命的缺点是LED的光垂直于气流的方向射入，LED的光和高分子材料产生的荧光在同一个方向被光电探测器接收。全靠一片长通滤光片把LED的光阻挡掉，但由于发散角很大，滤光片产生频移，无法把LED的光完全和荧光分开，残余的LED光会强烈干扰微弱的荧光。此外，Fido无法检测毒品，对非TNT类的爆炸品要附加单独的加热装置。Emitech使用光纤将LED光引入高分子腔体，然后用另外一根光纤把荧光引入光谱仪做检测，仪器笨重、昂贵，同时灵敏度极低。从曲线很难判断出是否能正确辨识和测出爆炸物，也无法设定固定的阈值做报警，当然更不能检测毒品。所以现有的高分子爆炸品探测器存在以下缺点：

（1）灵敏度低；

（2）系统复杂体积大；

（3）荧光分不开；

（4）成本高；

发明内容

本发明实施例的目的是：提供一种便携式爆炸品和毒品探测仪，具有灵敏度高、分辨率高、体积小便于携带的特点。

本发明实施例提供的一种便携式爆炸品和毒品探测仪，包括采样加热系统、LED光源、高分子涂层毛细管、光学系统、接收系统和信息处理系统；所述采样加热系统、LED光源、高分子涂层毛细管、光学系统、接收系统和信息处理系统依次连接；所述LED光源发射出的LED光的波长在400~420纳米范围内；所述光学系统使LED光与荧光成90°分开。

本发明实施例的技术方案，包含两种设计。第一种设计是把LED光准直后通过一块短波通滤光片射入一根内壁涂有特别合成的高分子材料的毛细管中（X方向）去产生荧光。在毛细管前有一个垂直的通道把爆炸品或毒品的加热蒸汽抽入毛细管中，由于毛细管前有短通滤光片隔开，蒸汽不会进入LED方向。蒸汽接触高分子材料会使荧光消光，被垂直于毛细管方向的光学系统（Y方向）接收。光路中有一块长通滤光片去阻挡残余的LED光，只让荧光通过并被透镜收集在光电探测器上。通过电子系统分析后发出报警信号并在触摸屏上显示消光曲线以辨别不同的物质。LED光射到另一块短波通滤光片（X方向）上，使荧光返回毛细管而把无用的LED光滤掉。此滤光片使气流沿垂直方向（Y方向）进入气泵抽气孔，再从气泵排气口把废气排掉。探测中，在发现可疑物品痕迹时，用布或试纸揩一下可疑地方。打开箱门，把它放在小箱中有铝箔的电的阻丝上（加热到几十度即可），关门，可疑物质会挥发蒸汽，通过滤纸把灰尘杂质滤掉，把蒸汽抽入第一块短通滤光片后的毛细管中。当多次探测到爆炸物以后，高分子材料的灵敏性会下降，毛细管两边用橡皮管连接，可以把它很方便的更换掉。

第二种设计是把第一块短通滤光片改成反射镜，LED的光被准直通过短通滤光片后垂直（Y方向）照到毛细管上产生荧光，由于波导效应会沿着管壁（X方向）传播，在管壁的末端有一块长通滤光片把LED的光截掉，让荧光通过，并把气体隔离抽到气泵进气孔，另一个孔出气。在长通滤光片后面加透镜把荧光会聚到光电探测器上报警。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明实施例1提供的第一种设计的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的第二种设计的机构示意图；

图3为本发明实施例1提供的一种便携式爆炸品和毒品探测仪的原理框图。

具体实施方式

第一种实施方案如图1所示，把小箱的门119打开，把用试纸110揩来的可疑物质放在铝箔120上，用电池113对铝箔下电阻丝加热（例如几十度）使得难挥发的爆炸物（例如RDX，PETN，黑火药）挥发出微量蒸汽（PPT量级），把小门119关上，使蒸汽被气泵114抽入毛细管105中，毛细管内壁涂有合成高分子材料，LED的光101被透镜102、104准直后经过短通滤光片103射入毛细管内壁上的高分子材料上产生荧光，荧光由于波导效应会沿着毛细管壁传播，它在通过一个长通滤光片106后被透镜107、109接收到光电探测器110上，当爆炸品蒸汽通过毛细管时会使荧光消光。在荧光降低到一定程度是发出报警，蒸汽被长通滤光片106阻挡后被微型气泵114抽入进气管115，然后由出气口116放出，进气口由软管连接。

第二种实施方案如图2所示，把小箱的门220打开，把用试纸217揩来的可疑物质放在铝箔216上，铝箔下面是电阻丝245，通过电池219供电来加热可疑物质，使其挥发出微量的蒸汽。把门220关上，蒸汽被滤纸218滤去大的杂质颗粒，让蒸汽通过并被微型气泵212抽入内壁涂有合成高分子材料的毛细管204（或205）中。LED的光201被透镜202准直后经短通滤光片203射入毛细管204（或205）中，并使高分子材料激发出荧光，荧光被垂直于毛细管和气流方向的透镜206、208并经长通滤光片207接收到光敏探测器209，当爆炸品的蒸汽通过毛细管时，会使得荧光消光，在荧光降低到一定比例时发出报警信号。蒸汽被第二块短通滤光片211阻挡，并被气泵212抽入进气管213，然后由出气管214放出。第二块短通滤光片211的另一作用是阻止荧光，把它反射回毛细管把接受信号放大，让有害的LED光通过，减少LED光对荧光的干扰。

Claims

1.一种便携式爆炸品和毒品探测仪，其特征在于：

包括采样加热系统、LED光源、高分子涂层毛细管、光学系统、接收系统和信息处理系统；

所述采样加热系统、LED光源、高分子涂层毛细管、光学系统、接收系统和信息处理系统依次连接；

所述LED光源包含短波通滤光片和准直光路，LED发射出的光的波长在400~420纳米范围内；

所述光学系统采用的是使LED光与荧光成90°分开的光路设计。

2.根据权利要求1所述的便携式爆炸品和毒品探测仪，其特征在于：

所述LED光与荧光成90°分开的光路设计为LED的光沿着气流方向照射，产生的荧光在垂直方向接收；或者LED的光垂直于气流方向照射，荧光在气流方向接收。

3.根据权利要求1所述的便携式爆炸品和毒品探测仪，其特征在于：

所述高分子涂层毛细管由一根可以随时替换的内壁涂有高分子材料的短小毛细管构成。

4.根据权利要求1所述的便携式爆炸品和毒品探测仪，其特征在于：

所述接收系统是由长通滤光片和光电二极管组成。

5.根据权利要求1所述的便携式爆炸品和毒品探测仪，其特征在于：

所述信息处理系统为带中央处理器的触屏装置。