CN110567939A - 一种爆炸物快速检测设备及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种爆炸物快速检测设备，包括拉曼光谱仪，拉曼光谱仪上安装有检测探头，检测探头的检测端表面安装有纤维制品，检测探头所发出的光聚焦在纤维制品上。其检测方法为：将待测样品放置在纤维制品背向检测探头的一侧，开启拉曼光谱仪进行拉曼光谱检测，使检测探头所发出的激光经过纤维制品时，原先的激光会被自然地散射开，从而降低了样品表面局部位置的激光功率密度。本发明克服了现有技术的不足，通过纤维制品所具有的大量的微小孔洞结构，激光经过纤维制品时，原先的激光会被自然地散射开，从而降低了样品表面局部位置的激光功率密度；同时激光光斑不会被分散的特别大，确保了在一定的激光功率密度下有效的激发样品的拉曼信号。
Description
技术领域
本发明涉及光谱检测技术领域，具体涉及一种爆炸物快速检测设备及其检测方法。
背景技术
拉曼光谱检测技术是近年来得到快速发展的一种高效的光谱检测技术。拉曼光谱检测使用激光激发样品的拉曼散射光，并对拉曼散射光进行的光谱分析，通过数据库对比分析得到被测物质的成分和含量等信息。由于拉曼光谱检测技术在使用时不需要进行样品前处理，可以在几秒钟内快速得到样品的成分信息，并且具有很高的准确性，因此拉曼光谱检测技术在食品安全、药品检测、毒品检测、珠宝鉴定、环境监测等领域得到了越来越多的应用。随着器件的微型化和集成度的提高，拉曼光谱检测设备的体积不断缩小。目前市场上已出现了多款便携式和手持式的小型拉曼光谱检测仪。小型拉曼光谱检测仪操作简单，可以在检测现场对可疑物质进行快速准确的检测鉴别，极大的提高了检测效率。
小型拉曼光谱检测仪在检测爆炸物时，虽然能够在几秒钟的时间内就可以得到爆炸物的成分信息，但是小型拉曼光谱检测仪发出的激光照射在爆炸物表面时，会使得样品表面局部位置温度在很短时间内升高，容易引爆样品。而如果采用一些手段降低样品表面的激光功率密度，虽然有可能不引爆样品，但会极大地降低样品的拉曼激发效率和收集效率，从而无法得到样品准确的物质成分信息。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种爆炸物快速检测设备，克服了现有技术的不足，通过纤维制品所具有的大量的微小孔洞结构，激光经过纤维制品时，原先的激光会被自然地散射开，从而降低了样品表面局部位置的激光功率密度；同时激光光斑不会被分散的特别大，确保了在一定的激光功率密度下有效的激发样品的拉曼信号。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种爆炸物快速检测设备的检测方法，包括以下步骤：
（1）取薄状的纤维制品，并用液体进行沾湿；
（2）将沾湿后的薄状纤维制品安装在拉曼光谱仪探头表面的工作位置，使拉曼光谱仪探头所发出的激光能聚焦在薄状纤维制品上；
（3）将待测样品放置在薄状纤维制品背向激光的一侧；
（4）操作拉曼光谱仪进行拉曼光谱检测，在1-10秒内获取样品和配件材料混合的拉曼光谱信息；
（5）通过分析，从测得的拉曼光谱中扣除掉爆炸物检测配件材料自身的拉曼光谱，便可得到样品的拉曼光谱信息；再经过数据库比对，得到样品的物质成分信息。
优选地，在步骤（1）中所用的液体为水或液态拉曼增强试剂。
优选地，所述纤维制品为薄层纤维纸张。
本发明还公开了一种爆炸物快速检测设备，包括拉曼光谱仪，所述拉曼光谱仪上安装有检测探头，所述检测探头的检测端表面安装有纤维制品，所述检测探头所发出的光聚焦在纤维制品上。
优选地，所述检测探头通过光纤与拉曼光谱仪相连接。
优选地，所述纤维制品表面沾有水或液态拉曼增强试剂。
优选地，所述检测探头表面设置有定位柱，所述纤维制品在边缘位置设置有定位孔，所述定位柱与定位孔相匹配。
优选地，所述定位柱包括下固定柱和上限定柱，所述下固定柱设置在检测探头表面，所述下固定柱和上限定柱之间通过转轴活动连接，所述转轴设置在下固定柱和上限定柱偏离中心的一侧，且所述转轴上方设置有定位片，所述定位片设置在上限定柱上表面。
本发明提供了一种爆炸物快速检测设备。具备以下有益效果：通过纤维制品所具有的大量的微小孔洞结构，激光经过纤维制品时，原先的激光会被自然地散射开，从而降低了样品表面局部位置的激光功率密度；同时激光光斑不会被分散的特别大，确保了在一定的激光功率密度下有效的激发样品的拉曼信号；并且由于纤维制品是薄状的结构，而非很厚的结构，确保纤维制品对激光具有较大的透过率，使得激光能够较大程度上穿过纤维制品照射到样品上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1 本发明的结构示意图；
图2 本发明实施例三的平面结构图；
图3 本发明中实施例四中定位柱的剖面结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
一种爆炸物快速检测设备的检测方法，包括以下步骤：
（1）取薄状的纤维制品，并用液体进行沾湿；
（2）将沾湿后的薄状纤维制品安装在拉曼光谱仪探头表面的工作位置，使拉曼光谱仪探头所发出的激光能聚焦在薄状纤维制品上；
（3）将待测样品放置在薄状纤维制品背向激光的一侧；
（4）操作拉曼光谱仪进行拉曼光谱检测，在1-10秒内获取样品和配件材料混合的拉曼光谱信息；
（5）通过分析，从测得的拉曼光谱中扣除掉爆炸物检测配件材料自身的拉曼光谱，便可得到样品的拉曼光谱信息；再经过数据库比对，得到样品的物质成分信息。
本发明利用纤维制品所具有的大量的微小孔洞结构，激光经过纤维制品时，原先的激光会被自然地散射开，从而降低了样品表面局部位置的激光功率密度；同时激光光斑不会被分散的特别大，确保了在一定的激光功率密度下有效的激发样品的拉曼信号；并且由于纤维制品是薄状的结构，而非很厚的结构，确保纤维制品对激光具有较大的透过率，使得激光能够较大程度上穿过纤维制品照射到样品上。而本发明中拉曼光谱仪直接得到的拉曼光谱信号，是包含样品拉曼信号和爆炸物检测配件的拉曼信号的混合信号，我们需要通过相关算法软件把混合信号中的检测配件拉曼信号扣除，得到样品准确的拉曼光谱信号，对样品进行准确的物质成分分析。
进一步的，在步骤（1）中所用的液体可以是水，也可以是液态拉曼增强试剂。当薄状纤维制品经过液体沾湿后，放置于其表面的爆炸物即使在激光照射时，温度有一定升高，爆炸物的热量也会被湿态的纤维制品大部分地吸收，从而确保爆炸物不会因为温度超过引爆点而发生爆炸；相对于纯度较大的爆炸物样品，液体用水即可；而相对于样品中爆炸物的含量为微量时，可以使用液态拉曼增强试剂，从而在对爆炸物样品降温的同时，液态拉曼增强试剂能够有效的增强微量爆炸物的拉曼信号，从而实现对微量爆炸物的拉曼光谱检测。
进一步的，纤维制品为薄层纤维纸张，如滤纸、宣纸或普通A4纸。由于较厚的纤维制品会使激光穿过纤维制品后的能量会很弱，从而无法激发出样品足够强的拉曼信号；同时样品发出的拉曼散射光也无法穿透很厚的纤维制品，使得样品的拉曼信号无法被小型拉曼光谱仪的探头收集到；因此采用滤纸、宣纸或普通A4纸，材料既方便得到，并且也非很厚的结构，确保纤维制品对激光具有较大的透过率，使得激光能够较大程度上穿过纤维制品照射到样品上。
实施例二，如图1-3所示。
本发明还公开了一种爆炸物快速检测设备，包括拉曼光谱仪1，拉曼光谱仪1上安装有检测探头2，检测探头2的检测端表面安装有纤维制品3，检测探头2所发出的光聚焦在纤维制品3上。在使用时，将待测样品放置在纤维制品3背向检测探头2的一侧，开启拉曼光谱仪1进行拉曼光谱检测，使检测探头2所发出的激光经过纤维制品3时，原先的激光会被自然地散射开，从而降低了样品表面局部位置的激光功率密度，以防止因样品表面局部位置温度升高而导致引爆样品。
进一步的，纤维制品3表面沾有水或液态拉曼增强试剂。当薄状纤维制品经过液体沾湿后，放置于其表面的爆炸物即使在激光照射时，温度有一定升高，爆炸物的热量也会被湿态的纤维制品大部分地吸收，从而确保爆炸物不会因为温度超过引爆点而发生爆炸；相对于纯度较大的爆炸物样品，液体用水即可；而相对于样品中爆炸物的含量为微量时，可以使用液态拉曼增强试剂，从而在对爆炸物样品降温的同时，液态拉曼增强试剂能够有效的增强微量爆炸物的拉曼信号，从而实现对微量爆炸物的拉曼光谱检测。
实施例三，基于对实施例二的进一步改进，检测探头2通过光纤4与拉曼光谱仪1相连接。从而当遇到拉曼光谱仪1不便于伸入的工作环境时，可以单将检测探头2进行伸入，而检测探头2所检测的拉曼光谱信息会经过光纤4传输到拉曼光谱仪1内，进行样品的拉曼光谱信息分析。
实施例四，基于对实施例二的进一步改进，检测探头2表面设置有定位柱5，纤维制品3在边缘位置设置有定位孔6，定位柱5与定位孔6相匹配。定位柱5包括下固定柱51和上限定柱52，下固定柱51设置在检测探头2表面，下固定柱51和上限定柱52之间通过转轴53活动连接，转轴53设置在下固定柱51和上限定柱52偏离中心的一侧，且转轴53上方设置有定位片54，定位片54设置在上限定柱52上表面，通过定位片54能够防止上限定柱52在转动时从转轴53上方脱落。从而当放置纤维制品3时，通过定位柱5与定位孔6相匹配的关系，使纤维制品3能够准确的放置在检测探头2表面，并在放置到检测探头2表面后，通过旋转上限定柱52，使上限定柱52与下固定柱51进行错位，从而通过上限定柱52能够对纤维制品3进行限位固定，以防止纤维制品3放置在检测探头2表面后，在使用时发生脱落，并在使用过后，通过转轴53的作用，将上限定柱52转回到与下固定柱51同心的位置，即可将纤维制品3取下，并以待后续使用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种爆炸物快速检测设备的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
取薄状的纤维制品，并用液体进行沾湿；
将沾湿后的薄状纤维制品安装在拉曼光谱仪探头表面的工作位置，使拉曼光谱仪探头所发出的激光能聚焦在薄状纤维制品上；
将待测样品放置在薄状纤维制品背向激光的一侧；
操作拉曼光谱仪进行拉曼光谱检测，在1-10秒内获取样品和配件材料混合的拉曼光谱信息；
通过分析，从测得的拉曼光谱中扣除掉爆炸物检测配件材料自身的拉曼光谱，便可得到样品的拉曼光谱信息；再经过数据库比对，得到样品的物质成分信息。
2.根据权利要求1所述的一种爆炸物快速检测设备的检测方法，其特征在于：在步骤（1）中所用的液体为水或液态拉曼增强试剂。
3.根据权利要求1所述的一种爆炸物快速检测设备的检测方法，其特征在于：所述纤维制品为薄层纤维纸张。
4.一种爆炸物快速检测设备，包括拉曼光谱仪（1），其特征在于：所述拉曼光谱仪（1）上安装有检测探头（2），所述检测探头（2）的检测端表面安装有纤维制品（3），所述检测探头（2）所发出的激光聚焦在纤维制品（3）上。
5.根据权利要求4所述的一种爆炸物快速检测设备，其特征在于：所述检测探头（2）通过光纤（4）与拉曼光谱仪（1）相连接。
6.根据权利要求4所述的一种爆炸物快速检测设备，其特征在于：所述纤维制品（3）表面沾有水或液态拉曼增强试剂。
7.根据权利要求4所述的一种爆炸物快速检测设备，其特征在于：所述检测探头（2）表面设置有定位柱（5），所述纤维制品（3）在边缘位置设置有定位孔（6），所述定位柱（5）与定位孔（6）相匹配。
8.根据权利要求4所述的一种爆炸物快速检测设备，其特征在于：所述定位柱（5）包括下固定柱（51）和上限定柱（52），所述下固定柱（51）设置在检测探头（2）表面，所述下固定柱（51）和上限定柱（52）之间通过转轴（53）活动连接，所述转轴（53）设置在下固定柱（51）和上限定柱（52）偏离中心的一侧，且所述转轴（53）上方设置有定位片（54），所述定位片（54）设置在上限定柱（52）上表面。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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