CN112697758A - 一种毒品探测仪及其探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种毒品探测仪及其探测方法，所述毒品探测仪包括进样模块、样品处理装置、光学组件、信号处理单元以及主控模块，所述进样模块用于进样，所述样品处理装置用于对经所述进样模块进样的检测样品进行脱附处理；脱附处理后的检测样品进入所述光学组件中，所述光学组件基于荧光猝灭原理实现对检测样品的检测并输出光信号至所述信号处理单元，所述信号处理单元将光信号转化为电信号，并经数据处理后反馈对应的检测结果；所述主控模块可通信连接于所述进样模块、所述样品处理装置、所述光学组件以及所述信号处理单元，用于根据设定的工作程序控制所述进样模块、所述样品处理装置、所述光学组件以及所述信号处理单元的工作。
Description
技术领域
本发明涉及毒品探测技术领域，特别是涉及一种毒品探测仪及其探测方法，所述毒品探测仪适用于微痕量毒品的检测。
背景技术
毒品具有强烈的毒性，会破坏吸食者的中枢神经，大量消耗吸食者的体力，危害心脏，大脑组织。毒品吸食过度可对人体造成严重的危害，甚至导致死亡。毒品不仅对吸食者带来危害，还会带来一系列暴力犯罪，严重危害国家和人民的安全，为了精准地打击毒品犯罪，需要得到毒品检测的精准结果，才能够为精准地打击毒品犯罪提供强有力的支持证据。
普通的毒品检测，例如通过毒品测试试纸所检测得到的检测结果，只能够作为毒品的预见检测结果，即如毒品测试试纸这样的快速检测方法只能作为毒品检测的初步筛查方法，而无法成为精准地判断存在毒品的有效证据。因此，为获取更为精确的检测结果，目前毒品检测领域主要还是以仪器类的检测为主。目前检测毒品主要包括三大类，即化学显色分析法、色谱分析法以及免疫分析法，但这些方式需要使用较为昂贵的器材，而且专业性要求较高，需要专业人员进行操作和检测，并且无法实时、快速的毒品检测。而且这些方式还存在着灵敏度低，检测条件苛刻以及设备体积庞大的问题。
发明内容
本发明的一目的是，提供一种毒品探测仪及其探测方法，所述毒品探测仪结构简单、操作简单方便、检测速度快、检测灵敏度高且检测准确性高。
本发明在一方面提供了一种毒品探测仪，包括：
进样模块，用于进样；
样品处理装置，所述样品处理装置连接于所述进样模块，用于对检测样品进行脱附处理；
光学组件，所述光学组件连接于所述样品处理装置，检测样品经所述样品处理装置脱附处理后进入所述光学组件中，所述光学组件基于荧光猝灭原理实现对检测样品进行检测，并输出对应的光信号；
信号处理单元，所述信号处理单元连接于所述光学组件，用于将所述光学组件输出的所述光信号转化为电信号，所述电信号经数据处理后反馈对应的检测结果；以及
主控模块，所述主控模块可通信连接于所述进样模块、所述样品处理装置、所述光学组件以及所述信号处理单元，用于根据设定的工作程序控制所述进样模块、所述样品处理装置、所述光学组件以及所述信号处理单元的工作。
在本发明的一实施例中，所述毒品探测仪还包括人机交互模块，所述人机交互模块可通信地连接于所述主控模块，并经无线传输的方式与所述主控模块相互传输数据信息。
在本发明的一实施例中，所述进样模块包括进样口，设置于所述进样口的光阻断器，以及设置于所述进样口的进样件；所述光阻断器用于探测所述进样口是否有检测样品进入，所述进样件基于所述光阻断器的反馈将检测样品推入所述样品处理装置。
在本发明的一实施例中，所述样品处理装置包括加热装置和连接于所述加热装置的温度传感器，所述加热装置连接于所述进样模块，用于加热脱附处理检测样品；所述温度传感器用于检测所述加热装置加热的温度。
在本发明的一实施例中，所述毒品探测仪还包括气路组件，所述气路组件连接于所述样品处理装置与所述光学组件，并包括管道和设置于所述管道的气泵，所述气泵为脱附后的检测样品提供动力，以供检测样品能够在所述管道移动进入所述光学组件中。
在本发明的一实施例中，所述光学组件包括依次设置的光源件、荧光传感器、滤光片以及感光件，脱附处理后的检测样品进入所述荧光传感器中，所述荧光传感器在所述光源件的激发下产生荧光，检测样品与所述荧光传感器接触而使得荧光信号强度发生变化，所述感光件通过所述滤光片感应特定波长处的荧光信号强度的变化，从而输出对应的光信号。
在本发明的一实施例中，所述荧光传感器由荧光传感器薄膜封装形成，所述光源件为LED发光二极管；所述感光件为光敏二极管。
在本发明的一实施例中，所述毒品探测仪还包括报警模块，所述报警模块连接于所述信号处理单元，在所述信号处理单元反馈的检测结果表示检测样品含有毒品时，所述报警模块发出报警。
本发明在另一方面还包括一种毒品探测仪的探测方法，包括以下步骤：
(S1)将检测样品放入进样口；
(S2)所述进样口的光阻断器感应检测样品的进入而使得进样件将检测样品推入样品处理装置中；
(S3)所述样品处理装置对检测样品进行脱附处理，脱附处理后的检测样品进入光学组件中；
(S4)所述光学组件基于荧光猝灭原理实现对检测样品的检测，并输出对应的光信号至信号处理单元；
(S5)所述信号处理单元将所述光学组件输出的所述光信号转化为电信号，并对所述电信号进行数据处理，反馈对应的检测结果。
在本发明的一实施例中，所述毒品探测仪的探测方法进一步包括步骤：(S6)所述毒品探测仪的探测方法进一步包括步骤：(S6)在所述信号处理单元反馈的检测结果表示检测样品中含有毒品时，报警模块基于所述信号处理单元反馈的检测结果发出报警。
本发明的所述毒品探测仪基于荧光猝灭原理实现对检测样品的检测，检测灵敏度高、准确性高，在5-10秒内可输出检测结果，检测速度快，检测效率高。而且所述毒品探测仪结构简单、成本低、操作方便，无需专业技术人员操作使用，因此可以广泛地适用于车站、机场、高速公路检查站、港口、快递公司等应用场景。
通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
附图说明
图1为根据本发明的一优选实施例的所述毒品探测仪的结构示意框图。
图2为根据本发明的上述优选实施例的所述毒品探测仪的具体结构示意框图。
图3为根据本发明的上述优选实施例的所述毒品探测仪检测检测样品一得到的特征荧光曲线图。
图4为根据本发明的上述优选实施例的所述毒品探测仪检测检测样品二得到的特征荧光曲线图。
图5为根据本发明的上述优选实施例的所述毒品探测仪检测检测样品三得到的特征荧光曲线图。
图6为根据本发明的上述优选实施例的所述毒品探测仪的探测流程示意框图。
附图标号说明：毒品探测仪100；进样模块10；进样口11；光阻断器12；进样件13；样品处理装置20；加热装置21；温度传感器23；气路组件22；管道221；气泵222；光学组件30；光源件31；荧光传感器32；滤光片33；感光件34；信号处理单元40；主控模块50；人机交互模块60；报警模块70。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、形变方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和图2所示，根据本发明的一优选实施例的所述毒品探测仪100的具体结构被阐明。如图1所示，所述毒品探测仪100包括进样模块10、样品处理装置20、光学组件30、信号处理单元40以及主控模块50，其中所述进样模块10用于进样；所述样品处理装置20连接于所述进样模块10，用于对检测样品进行脱附处理；所述光学组件30连接于所述样品处理装置20，检测样品经所述样品处理装置20脱附处理后进入所述光学组件30中，所述光学组件30基于荧光猝灭原理实现对检测样品进行检测并输出对应的光信号；所述信号处理单元40连接于所述光学组件30，用于将所述光学组件30输出的所述光信号转化为电信号，所述电信号经数据处理后反馈对应的检测结果；所述主控模块50可通信连接于所述进样模块10、所述样品处理装置20、所述光学组件30以及所述信号处理单元40，用于根据设定的工作程序控制所述进样模块10、所述样品处理装置20、所述光学组件30以及所述信号处理单元40的工作。
具体地，如图2所示，所述光学组件30包括依次设置的光源件31、荧光传感器32、滤光片33以及感光件34，脱附处理后的检测样品进入所述荧光传感器32中，所述荧光传感器32在所述光源件31的激发下产生荧光，检测样品与所述荧光传感器32接触而使得荧光信号强度发生变化，所述感光件34通过所述滤光片33感应特定波长处的荧光信号强度的变化，从而输出对应的光信号。
值得一提的是，所述荧光传感器32由荧光传感器32薄膜封装形成，所述光源件31为LED发光二极管；所述感光件34为光敏二极管。
可以理解的是，所述光学组件30基于荧光猝灭原理实现对检测样品的具体检测原理为：在检测样品为空白样品时，即检测样品为不含有毒品的样品时，空白样品和所述光学组件30的所述荧光传感器32接触时，所述荧光传感器32的荧光信号强度发生变化，并在一定时间内会恢复至原始的荧光强度；而当检测样品含有毒品时，毒品和所述光学组件30的所述荧光传感器32接触时，荧光信号强度会发生变化，而且无法恢复至原始的荧光强度，以此基于荧光猝灭原理，能够实现对毒品的准确检测。
图3至图5分别为所述毒品探测仪100对三种不同的检测样品检测所得到的特征荧光曲线图，其中特征荧光曲线图中横坐标代表时间(s)，纵坐标代表荧光信号强度，这三种检测样品分别对应含有不同浓度的毒品样品。
图3为所述毒品探测仪100检测检测样品一得到的特征荧光曲线图，如图3所示，检测样品一在时间为0.3s时对应的荧光强度为0，即检测样品一在时间为0.3s时发生荧光猝灭，而且在0.3-1.0s之间有荧光信号强度恢复的趋势，但是在经历了0.7s也没有恢复至原始的荧光强度，因此可以基于此判断检测样品一为含有毒品的检测样品。
图4为所述毒品探测仪100检测检测样品二得到的特征荧光曲线图，如图4所示，检测样品二在时间为0.7s时对应的荧光强度为0，即检测样品二在时间为0.7s时发生荧光猝灭，而且在0.7-1.0s之间有荧光信号强度恢复的趋势，但是在经历了0.3s也没有恢复至原始的荧光强度，也就是说，检测样品二可以恢复至一定的荧光强度，但是无法恢复至原始的荧光强度。因此可以基于此判断检测样品二也为含有毒品的检测样品。
图5为所述毒品探测仪100检测检测样品三得到的特征荧光曲线图，如图5所示，检测样品三在时间为0.6s左右对应的荧光强度为0，即检测样品三在时间为0.6s时发生荧光猝灭，而且在0.6-1.0s期间持续处于荧光淬灭的状态，并没有恢复至原始的荧光强度，因此可以基于此判断检测样品三也为含有毒品的检测样品。
综上所述，从图3至图5可以看出，含有不同浓度的毒品样品的检测样品对应的荧光信号强度的变化也不同，根据在测试前后一定时间内荧光信号强度的变化可以判断是否存在毒品的同时，还能够基于对应的特征荧光信号变化曲线判断毒品的浓度和含量，基于此，所述毒品探测仪100不仅可以准确地判断是否存在毒品，还可以精确地得出毒品的浓度和含量，以此本发明提供了一种检测灵敏度高、响应快且检测结果准确的所述毒品探测仪100。
换句话说，由于荧光传感技术具有灵敏度高、选择性好、响应信号丰富、操作简单、检测条件简单以及对仪器要求较低等优点，相对于传统的检测方法，更易于器件小型化、能够实时、快速对毒品进行检测。
进一步地，所述进样模块10包括进样口11，设置于所述进样口11的光阻断器12，以及设置于所述进样口11的进样件13；所述光阻断器12用于探测所述进样口11是否有检测样品进入，所述进样件13基于所述光阻断器12的反馈将检测样品推入所述样品处理装置20。
可以理解的是，所述进样模块10为自动感应进样模块10，操作简单方便，进样后所述毒品探测仪100可自动进行下一步的样品检测步骤，并自动输出检测结果，因此所述毒品探测仪100操作简单方便，无需专业技术人员进行操作，即普通工作人员即可以自行操作使用，因此所述毒品探测仪100具有广泛的适用性，可以能够适用于车站、机场、高速公路检查站、港口、快递公司等应用场景。
值得一提的是，本发明的所述毒品探测仪100采用采样纸擦拭或者滴涂的方式附着检测样品，并通过将采样纸插入所述进样模块10的方式进样，以此便于所述毒品探测仪100的使用。采样纸可以为芳纶纸、聚四氟乙烯漆布、层析试纸中的任一种，本发明对此不作限制。
此外，还值得一提的是，本发明所述采用的采样纸是依据专利申请号为201710108906.9公开的采样纸，该采样纸的具体制备方式为：根据毒品多以盐酸盐(硫酸盐)等形式存在的特点，将现有的毒品采样纸浸泡于碱性水溶液中后晾干，得到该采样纸。其中利用盐酸盐的可被碱处理的特性，能够实现毒品采样纸附着的毒品样品快速高效的脱附，有利于提高毒品的检测效率。
应该理解的是，在本发明的一些实施例中，所述进样模块10也可以为液体进样模块、固体进样模块、气体进样模块等模块中的任一种，也就是说，本发明并不局限于通过采样纸进样。
更进一步地，所述样品处理装置20包括加热装置21和连接于所述加热装置21的温度传感器23，所述加热装置21连接于所述进样模块10，用于加热脱附处理检测样品；所述温度传感器23用于检测所述加热装置21加热的温度。
值得一提的是，所述加热装置21可以为加热腔或加热片，加热的温度范围在50℃-200℃。
进一步地，所述毒品探测仪100还包括气路组件22，所述气路组件22连接于所述样品处理装置20与所述光学组件30，并包括管道221和设置于所述管道221的气泵222，所述气泵222为脱附后的检测样品提供动力，以供检测样品能够在所述管道221移动进入所述光学组件30中。
可以理解的是，在本发明的这一优选实施例中，本发明采用加热脱附的方式使得采样纸附着的检测样品脱附出来，从而进一步使得加热脱附后的检测样品能够由所述气泵222提供动力而在所述气路组件22的所述管道221移动，从而进入所述光学组件30中。
值得一提的是，所述毒品探测仪100还包括人机交互模块60，所述人机交互模块60可通信地连接于所述主控模块50，并经无线传输的方式与所述主控模块50相互传输数据信息。
此外，还值得一提的是，所述毒品探测仪100还包括报警模块70，所述报警模块70连接于所述信号处理单元40，在所述信号处理单元40反馈的检测结果表示检测样品含有毒品时，所述报警模块70发出报警。
可以理解的是，所述毒品探测仪100的检测流程为：采用采样纸通过擦拭或者滴涂的方式采集检测样品；将采样纸插入所述进样模块10的所述进样口11，所述进样口11处的所述光阻断器12感应所述采样纸而使得所述进样件13将所述采样纸推入所述样品处理装置20中；所述样品处理装置20的所述加热装置21对采样纸加热，使得采样纸附着的检测样品脱附出来，同时所述气路组件22的所述气泵222被启动而为脱附后的检测样品提供动力，以供检测样品能够于所述管道221移动至所述光学组件30；检测样品与所述光学组件30的所述荧光传感器32的荧光传感薄膜接触，所述荧光传感器32在所述光源件31的激发下，所述荧光传感器32由基态跃迁为激发态而产生荧光，其中检测样品与激发态的所述荧光传感器32接触而使得荧光信号的强度产生变化，所述感光件34通过所述滤光片33感应特定波长处荧光信号的强度的变化，从而输出对应的光信号，所述信号处理单元40接收所述光信号，并将所述光信号转换为电信号，并对所述电信号进行数据处理，最后输出对应的检测结果，当所述信号处理单元40输出的检测结果表示检测样品含有毒品时，所述报警模块70发出报警。
值得一提的是，所述毒品探测仪100能够在5-10秒内得到检测结果，响应速度快，检测效率高。
此外，还值得一提的是，所述毒品探测仪100能够检测的毒品类型包括冰毒(MET)、可卡因(COC)、吗啡(MOP)、海洛因(HER)、摇头丸(MDMA)、氯胺酮(KET)、摇脚丸(LSD)、杜冷丁、麻黄碱中的任一种。
如图6所示，本发明在另一方面还提供了一种毒品探测仪100的探测方法，包括以下步骤：
(S1)将检测样品放入进样口11；
(S2)所述进样口11的光阻断器12感应检测样品的进入而使得进样件13将检测样品推入样品处理装置20中；
(S3)所述样品处理装置20对检测样品进行脱附处理，脱附处理后的检测样品进入光学组件30中；
(S4)所述光学组件30基于荧光猝灭原理实现对检测样品的检测，并输出对应的光信号至信号处理单元40；
(S5)所述信号处理单元40将所述光学组件30输出的所述光信号转化为电信号，并对所述电信号进行数据处理，反馈对应的检测结果。
值得一提的是，所述毒品探测仪100的探测方法进一步包括步骤：(S6)所述毒品探测仪100的探测方法进一步包括步骤：(S6)在所述信号处理单元40反馈的检测结果表示检测样品中含有毒品时，报警模块70基于所述信号处理单元40反馈的检测结果发出报警。
可以理解的是，本发明的所述毒品探测仪100基于荧光猝灭原理实现对检测样品的检测，检测灵敏度高、准确性高，在5-10秒内可输出检测结果，检测速度快，检测效率高。而且所述毒品探测仪100结构简单、成本低、操作方便，无需专业技术人员操作使用，因此可以广泛地适用于车站、机场、高速公路检查站、港口、快递公司等应用场景。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种毒品探测仪，其特征在于，包括：
进样模块，用于进样；
样品处理装置，所述样品处理装置连接于所述进样模块，用于对检测样品进行脱附处理；
光学组件，所述光学组件连接于所述样品处理装置，检测样品经所述样品处理装置脱附处理后进入所述光学组件中，所述光学组件基于荧光猝灭原理实现对检测样品进行检测，并输出对应的光信号；
信号处理单元，所述信号处理单元连接于所述光学组件，用于将所述光学组件输出的所述光信号转化为电信号，所述电信号经数据处理后反馈对应的检测结果；以及
主控模块，所述主控模块可通信连接于所述进样模块、所述样品处理装置、所述光学组件以及所述信号处理单元，用于根据设定的工作程序控制所述进样模块、所述样品处理装置、所述光学组件以及所述信号处理单元的工作。
2.根据权利要求1所述的毒品探测仪，其特征在于，所述毒品探测仪还包括人机交互模块，所述人机交互模块可通信地连接于所述主控模块，并经无线传输的方式与所述主控模块相互传输数据信息。
3.根据权利要求2所述的毒品探测仪，其特征在于，所述进样模块包括进样口，设置于所述进样口的光阻断器，以及设置于所述进样口的进样件；所述光阻断器用于探测所述进样口是否有检测样品进入，所述进样件基于所述光阻断器的反馈将检测样品推入所述样品处理装置。
4.根据权利要求3所述的毒品探测仪，其特征在于，所述样品处理装置包括加热装置和连接于所述加热装置的温度传感器，所述加热装置连接于所述进样模块，用于加热脱附处理检测样品；所述温度传感器用于检测所述加热装置加热的温度。
5.根据权利要求1所述的毒品探测仪，其特征在于，所述毒品探测仪还包括气路组件，所述气路组件连接于所述样品处理装置与所述光学组件，并包括管道和设置于所述管道的气泵，所述气泵为脱附后的检测样品提供动力，以供检测样品能够在所述管道移动进入所述光学组件中。
6.根据权利要求1-5中任一所述的毒品探测仪，其特征在于，所述光学组件包括依次设置的光源件、荧光传感器、滤光片以及感光件，脱附处理后的检测样品进入所述荧光传感器中，所述荧光传感器在所述光源件的激发下产生荧光，检测样品与所述荧光传感器接触而使得荧光信号强度发生变化，所述感光件通过所述滤光片感应特定波长处的荧光信号的强度的变化，从而输出对应的光信号。
7.根据权利要求6所述的毒品探测仪，其特征在于，所述荧光传感器由荧光传感器薄膜封装形成，所述光源件为LED发光二极管；所述感光件为光敏二极管。
8.根据权利要求6所述的毒品探测仪，其特征在于，所述毒品探测仪还包括报警模块，所述报警模块连接于所述信号处理单元，在所述信号处理单元反馈的检测结果表示检测样品含有毒品时，所述报警模块发出报警。
9.一种毒品探测仪的探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(S1)将检测样品放入进样口；
(S2)所述进样口的光阻断器感应检测样品的进入而使得进样件将检测样品推入样品处理装置中；
(S3)所述样品处理装置对检测样品进行脱附处理，脱附处理后的检测样品进入光学组件中；
(S4)所述光学组件基于荧光猝灭原理实现对检测样品的检测，并输出对应的光信号至信号处理单元；以及
(S5)所述信号处理单元将所述光学组件输出的所述光信号转化为电信号，并对所述电信号进行数据处理，反馈对应的检测结果。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述毒品探测仪的探测方法进一步包括步骤：(S6)在所述信号处理单元反馈的检测结果表示检测样品中含有毒品时，报警模块基于所述信号处理单元反馈的检测结果发出报警。
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