CN115493895B - 用于探测系统的采样装置、探测系统及采样方法 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种用于探测系统的采样装置、探测系统及采样方法，属于安检设备技术领域。用于探测系统的采样装置包括：采样管和与采样管连接的动力部件，采样管的第一端设置为管口，管口设置在探测系统的采样区内；采样管的第二端与动力部件连接，其中，动力部件开启时为采样管提供抽吸动力，使采样区内的待检测物体上的检测样本经管口进入采样管内，检测样本包括待检测物体附近的颗粒和气体中的至少一个。本公开的用于探测系统的采样装置能够自动采样。

Description

用于探测系统的采样装置、探测系统及采样方法

技术领域

本公开涉及安检设备领域，进一步涉及一种用于探测系统的采样装置，还涉及一种探测系统，以及一种采样方法。

背景技术

在安检领域，常通过各种探测系统检测物品表面或内部是否有违规物品或违规物质。

用于爆炸物、毒品、工业毒气、化学药剂等特殊物质的探测系统常需要对物品表面进行痕量（指被测物质在样品中的含量很低）的采样，现有技术中通常使用拭纸采集残留在物品表面的痕量样品，一般是手持拭纸（戴手套）的工作人员直接在待检测物质上擦取，或者将拭纸固定在取样器上，手持取样器采集样品，然后把采集到样品的拭纸插入探测系统的探测装置中进行检测，等待检测结果，存在人力资源浪费、采样的时间成本和经济成本均比较高的缺点。

发明内容

（一）要解决的技术问题

有鉴于此，本公开的目的在于提供一种用于探测系统的采样装置、探测系统及采样方法，以解决以上所述的至少一项技术问题。

（二）技术方案

根据本公开的一方面，提供一种用于探测系统的采样装置，包括：采样管和与采样管连接的动力部件，采样管的第一端设置为管口，管口设置在探测系统的采样区内；采样管的第二端与动力部件连接，其中，动力部件开启时为采样管提供抽吸动力，使采样区内的待检测物体上的检测样本经管口进入采样管内，检测样本包括待检测物体附近的颗粒和气体中的至少一个。

进一步地，采样管由柔性材料制成，在外力作用下发生形变，采样管的轴线方向与采样区的待检测物体的运动方向形成夹角。

进一步地，多个采样管并列设置为一个采样管组，至少一个采样管组设置在采样区内。

进一步地，采样管组所在平面竖直设置且与采样区的入口所在平面相对。

进一步地，采样管组设置成多个，多个采样管组沿采样区的待检测物体的运动方向间隔设置。

进一步地，每个采样管组包括多个采样单元，各个采样单元包括多个依次相邻的采样管，用于探测系统的采样装置还包括多个开关部件，各个开关部件分别与各个采样单元连接，开关部件用于控制采样单元的各个采样管同时开启或同时关闭。

进一步地，采样管的管口与采样区的底面之间形成第一距离，第一距离的数值范围为0-0.5cm。

进一步地，采样管上设置有多个用于待检测样本穿过的穿孔。

进一步地，还包括汇流部件，汇流部件设置在动力部件与各个采样管的第二端之间，汇流部件用于将经各个采样管采集的待检测样本汇聚在一起。

进一步地，还包括感应组件，感应组件包括用于感应待检测物体位置的位置传感器，用于探测系统的采样装置还包括控制部件，位置传感器与控制部件电连接。

进一步地，位置传感器包括第一位置传感器和第二位置传感器，第一位置传感器所能感应到的最大距离大于第二位置传感器所能感应到的最大距离，第二位置传感器位于采样区的入口。

进一步地，感应组件还包括用于感应采样区的待检测物体形状的图像传感器，控制部件与图像传感器电连接，控制部件设置成能够根据图像传感器感应到的待检测物体的形状控制对应位置的采样单元的开关部件开启或关闭。

根据本公开的又一方面，提供一种探测系统，包括传输装置、探测装置和根据上述的采样装置，探测装置上形成有采样区。

根据本公开的再一方面，提供一种采样方法，包括：控制传输装置，将待检测物体运输至采样区；检测待检测物体在采样区中的位置；当待检测物体到达采样区中的指定位置时，控制采样装置的动力部件开启；在动力部件的驱动下，为采样管提供抽吸动力，使采样区内的待检测物体上的检测样本经管口进入采样管内，其中，检测样本包括待检测物体附近的颗粒和气体中的至少一个。

进一步地，用于探测系统的采样装置还包括多个开关部件，开关部件用于控制采样单元的各个采样管同时开启或同时关闭；控制采样装置的动力部件开启包括：当待检测物体到达采样区中的指定位置时，控制动力部件和开关部件开启。

进一步地，采样方法还包括：获取待检测物体的形状；控制采样装置的动力部件开启还包括：待检测物体到达采样区中的指定位置时，控制动力部件和与待检测物体的形状对应的采样单元的开关部件开启。

（三）有益效果

本公开的用于探测系统的采样装置、探测系统及采样方法能够实现自动采样。

附图说明

图1为本公开实施例的探测系统的侧视图，其中示出了采样装置的结构；

图2为图1的P-P剖面图，示出了本公开实施例的采样装置的主视图；

图3为本公开实施例的采样装置的部件连接示意图；

图4为本公开实施例的采样方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。下述参照附图对本公开实施方式的说明旨在对本公开的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本公开的一种限制。

根据本公开的基本构思，提供用于探测系统的采样装置，通过取样管和动力部件实现自动采样。

图1为本公开实施例的探测系统的结构示意图，其中示出了本公开实施例的用于探测系统的采样装置的结构。如图1所示，根据本公开实施例的一方面，提供一种用于探测系统的采样装置100，包括：采样管1和与采样管1连接的动力部件2（如图3所示），采样管1的第一端设置为管口11，管口11设置在探测系统200的采样区203内；采样管1的第二端与动力部件2连接，其中，动力部件2开启时为采样管1提供抽吸动力，使采样区203内的待检测物体M上的检测样本经管口11进入采样管1内，检测样本包括待检测物体M附近的颗粒和气体中的至少一个。

本公开实施例的用于探测系统的采样装置100用于对探测系统200的采样区203内的待检测物体M进行采样，获得检测样本。在使用时，待检测物品M进入探测系统200的采样区203内后，与采样管1连接的动力部件2开启，动力部件2为采样管1提供抽吸动力，将采样区203内的待检测物体M上的颗粒形式的检测样本和/或气体形式的检测样本从采样管1的管口11处抽吸进采样管1，实现自动采样。

应该理解的是，动力部件2能够为采样管1提供抽吸动力实质上是使得采样管1内形成负压，管口11外的待检测物体M附近的气体和/或颗粒能够被抽吸进入采样管1内，因此采样管1的管口11可以与待检测物体M接触或者与待检测物体M之间形成一定距离（下文提到的第一距离y），该距离需确保待检测物体M附近的气体和/或颗粒能够被抽吸进入采样管1内。示例性地，动力部件2可设置成气泵。

本公开实施例的用于探测系统的采样装置100：

1）通过设置采样管1和与采样管1连接的动力部件2，使得动力部件2在开启时能够为采样管1提供抽吸动力，从而能够将待检测物体M上的颗粒以及附近的气体的痕量检测样本抽吸至采样管1内，自动采样。

2）通过将采样管1的管口11设置在探测系统200的采样区203内，可在采样区203的空间内集中对待检测物体M进行采样。

需要说明的是，本公开实施例的用于探测系统的采样装置100可以应用在各种安检的探测系统中，例如X光扫描设备、CT扫描设备以及离子迁移检测器等。本公开实施例以采样装置100应用在离子迁移检测器这一探测系统为例进行说明。

离子迁移谱（IMS）作为快速检测爆炸物、毒品、工业毒气、化学战剂的痕量检测技术，目前已经广泛应用于机场、海关、地铁、政府机构等安检领域。应用离子迁移谱技术的离子迁移检测器主要包含三个部件：用于离子分析的迁移管，气化样品的进样口（或称解析器），收集/采集痕量样品的拭纸（或气体收集装置）。对于用于爆炸物/毒品检测的离子迁移检测器，由于待测样品的饱和蒸汽压极低（ppb至ppt量级）或者不挥发，因此通常是工作人员使用拭纸采集残留在物品表面的痕量样品，一般是手持拭纸（戴手套）直接在物品表面擦取，或者是将拭纸固定在取样器上，手持取样器采集样品，然后把采集到样品的拭纸插入进样口进行检测，等待检测结果。

本公开实施例的用于探测系统的采样装置100针对离子迁移检测器可自动抽吸待检测物体M上的痕量检测样本（可以是气体形式或是颗粒形式）用于进行检测，缩短了采样时间，无需人力采样，节省人力资源；无需拭纸，经济成本更低。

根据本公开实施例的用于探测系统的采样装置100，采样管1可由柔性材料制成，在外力作用下发生形变，采样管1的轴线方向A与采样区203的待检测物体M的运动方向B可形成夹角。通过设置柔性材料制成的采样管1，使得待检测物体M在运动时如果接触到采样管1，采样管1可发生相应的形变，避免采样管1与待检测物体M之间产生刚性的摩擦或碰撞，损坏采样管1和/或待检测物体M；通过设置采样管1的轴线方向A与采样区203的待检测物体M的运动方向B形成夹角，使得采样管1的管口11与待检测物体M相对，抽吸效率更高。

示例性地，采样管1可由橡胶材料制成。

示例性地，采样管1的轴线方向A可与采样区203的待检测物体M的运动方向B垂直，以使得采样管1的管口11与待检测物体M正相对，具有更高的抽吸效率。

结合图1、图2所示，根据本公开实施例的用于探测系统的采样装置100，多个采样管1可并列设置为一个采样管组12，至少一个采样管组12可设置在采样区203内。通过该设置，使得当待检测物体M进入采样区203后，至少采样管组12的部分（多个）采样管1能够对待检测物体M附近的气体和/或颗粒进行抽吸，多个采样管1共同抽吸可获得更多的检测样本，提高采样效率。

需要说明的是，当设置一个采样管组12时，该采样管组12的多个采样管1的设置方式可以是沿待检测物体M的运动方向B并列设置，多个采样管1可在待检测物体M的运动方向B上依次抽吸待检测物体M附近的气体和/或颗粒的检测样本；或者该采样管组12的多个采样管1的设置方式可以是沿垂直于待检测物体M的运动方向B横向设置（如图2所示），多个采样管1可同时抽吸待检测物体M附近的气体和/或颗粒的检测样本。

示例性地，结合图1、图2，根据本公开实施例的用于探测系统的采样装置100，采样管组12所在平面可竖直设置且与采样区203的入口所在平面相对。通过该设置，使得采样管组12的各个采样管1均与待检测物体M正相对，同时采样管组12的至少部分采样管1可同时抽吸待检测物体M附近的气体和/或颗粒的检测样本，具有更高的抽吸效率，能够获得更多的检测样本。

示例性地，如图1所示，根据本公开实施例的用于探测系统的采样装置100，采样管组12可设置成多个，多个采样管组12可沿采样区203的待检测物体的运动方向B间隔设置。通过该设置，使得采样管1的数量更多，同时能够对采样区203内各个位置的待检测物体M进行抽吸采样，在待检测物体较多时，确保对各个待检测物体M均采样。

需要说明的是，图1是探测系统200的侧视图；图2是图1的P-P剖视图，其中未示出传输装置201，示出了采样装置100的主视图。以图1、图2为例，应该理解的是，图1中示出了3个采样管组12，每个采样管组12在主视图方向上均与图2相同，包括多个采样管1。图2是采样装置100的原理图，因此，在图2中，采样装置100是图1的主视图，待检测物体M和待检测物体M的运动方向B是图1的俯视图。

结合图1-图3所示，根据本公开实施例的用于探测系统的采样装置100，每个采样管组12可包括多个采样单元13，各个采样单元13可包括多个依次相邻的采样管1，用于探测系统的采样装置100还可包括多个开关部件3，各个开关部件3可分别与各个采样单元13连接，开关部件3可用于控制采样单元13的各个采样管1同时开启或同时关闭。通过该设置，可对每个采样管组12进行单元划分以形成多个采样单元13，各个采样单元13通过一个开关部件3控制开启或关闭，设置更加合理，在待检测物体M进入采样区203后，可控制与待检测物体M距离较近的采样单元13的开关部件3开启，能够准确地抽吸待检测物体M附近的气体和/或颗粒。

具体地，当一个开关部件3控制所有采样管1时，可能部分采样管1与待检测物体M的距离较远，这部分采样管1无法抽吸到待检测物体M附近的气体和/或颗粒；当每个采样管1分别由一个开关部件3控制开启或关闭时，开关部件3的数量太多，成本太高。

示例性地，如图1所示，根据本公开实施例的用于探测系统的采样装置100，采样管1的管口11与采样区203的底面之间可形成第一距离y，第一距离y的数值范围可为0-0.5cm。通过该设置，使得采样管1的管口11更靠近采样区203的底面，当待检测物体M进入采样区203后，采样管1的管口11能够接触待检测物体M的表面或者与待检测物体M的表面无限接近，使得待检测物体M上的颗粒和附近的气体均能够被抽吸进入采样管1中。

如图1所示，根据本公开实施例的用于探测系统的采样装置100，采样管1上可设置有多个用于待检测样本穿过的穿孔14。通过该设置，可抽吸同一待检测物体M的各个高度上的检测样品，还可抽吸具有不同高度的各个待检测物体M的检测样本。

由于本公开实施例的采样管1由柔性材料制成，因此当待检测物体M的高度大于第一距离y时，采样管1能够接触到待检测物体M的表面，同时在待检测物体M的挤压下发生形变，如图1所述，采样管1在形变时，采样管1上的穿孔14可抽吸待检测物体M上的多个检测样本。

示例性地，多个穿孔14可设置在采样管1上沿轴线方向A的各个位置上，以使采样管1上的穿孔14可抽吸待检测物体M上的多个高度位置的检测样本。

如图3所示，根据本公开实施例的用于探测系统的采样装置100还包括汇流部件4，汇流部件4可设置在动力部件2与各个采样管1的第二端之间，汇流部件4可用于将经各个采样管1采集的待检测样本汇聚在一起。由于本公开实施例的采样装置100用于安检设备的探测系统中，探测系统的作用是检测物体上是否有违规物质，因此其实质上要确定是否存在违规物质，是一个快速筛查的过程，本公开实施例的用于探测系统的采样装置通过设置汇流部件4，可一次性获取多个各个待检测物体M的检测样品，提高检测效率。

如图2所示，根据本公开实施例的用于探测系统的采样装置100还可包括感应组件5，感应组件5可包括用于感应待检测物体M位置的位置传感器21，用于探测系统的采样装置100还可包括控制部件（图中未示出），位置传感器21可与控制部件电连接。通过该设置，可检测到待检测物体M的位置，当待检测物体M到达指定位置时，即可控制采样管1抽吸检测样本。

示例性地，如图2所示，根据本公开实施例的用于探测系统的采样装置100，位置传感器21可包括第一位置传感器211和第二位置传感器212，第一位置传感器211所能感应到的最大距离大于第二位置传感器212所能感应到的最大距离，第二位置传感器212可位于采样区203的入口。通过该设置，可合理、准确检测到待检测物体M的位置，第一位置传感器211可在较远的距离时确定是否有待检测物体M，第二位置传感器212确定即将进入采样区203的待检测物体M的位置。

示例性地，如图2所示，待检测物体M可放置在托盘N上，第一位置传感器211还可用于感应托盘N的位置，第二位置传感器212还可用于感应托盘N或待检测物体M的位置，第一位置传感器211可设置成雷达，第二位置传感器212可设置成光电传感器。

如图2所示，根据本公开实施例的用于探测系统的采样装置100，感应组件5还可包括用于感应采样区203的待检测物体M形状的图像传感器22，控制部件可与图像传感器22电连接，控制部件可设置成能够根据图像传感器22感应到的待检测物体M的形状控制对应位置的采样单元13的开关部件3开启或关闭。通过该设置，可根据待检测物体M的形状开启对应位置的采样单元13的开关部件3，对待检测物体M进行采样，不用同时从各个采样管1中抽吸检测样本。例如，如图2和图3所示，图像传感器22在感应到待检测物体M-1的形状后，可控制对应位置的采样单元13-1的开关部件3开启，例如控制如图3所示的开关部件3-2开启；图形传感器22在感应到待检测物体M-2的形状后，可控制对应位置的采样单元13-2的开关部件3开启，例如控制如图3所示的开关部件3-1开启。

如图1所示，根据本公开实施例的另一方面，还提供一种探测系统200，包括传输装置201、探测装置202和根据上述的采样装置100，探测装置202上形成有采样区203。

本公开实施例的探测系统100在使用时，待检测物体M放置在传输装置201上，经传输装置201被输送进入采样区203，在采样区203内通过采样装置100对待检测物体M附近的颗粒和/或气体进行采样，抽吸的检测样本进入探测装置202进行检测，最终输出检测结果。

本公开实施例的探测系统100由于设置有上述的采样装置100，因此能够自动采样，缩短采样时间、节省人力资源，无需拭纸，具有更高的经济性。

如图4所示，根据本公开实施例的另一方面，还提供一种用于如上述的探测系统200的采样方法300，包括：

步骤S301，控制传输装置201，将待检测物体M运输至采样区203；

步骤S302，检测待检测物体M在采样区203中的位置；

步骤S303，当待检测物体M到达采样区203中的指定位置时，控制采样装置100的动力部件2开启；

步骤S304，在动力部件2的驱动下，为采样管1提供抽吸动力，使采样区203内的待检测物体M上的检测样本经管口11进入采样管1内。

在步骤S302中，可通过传感器检测待检测物体M在采样区203的位置；还可通过位置传感器21确定待检测物体M的位置，当待检测物体M被传输至采样区203的入口时，控制动力部件2开启。在步骤S304中，检测样本可包括待检测物体M附近的颗粒和气体中的至少一个。

本公开实施例的采样方法300通过控制采样装置100的动力部件2开启，可使得动力部件2为采样管1提供抽吸动力，将采样区203内的待检测物体M上的检测样本经管口11进入采样管1内，实现自动采样，无需人力采样，节省人力资源和时间成本；无需拭纸，具有更高的经济性。

根据本公开实施例的采样方法300，用于探测系统的采样装置100还可包括多个开关部件3，开关部件3可用于控制采样单元13的各个采样管1同时开启或同时关闭；步骤S303中，控制采样装置100的动力部件2开启可包括：当待检测物体M到达采样区203中的指定位置时，控制动力部件2和开关部件3开启。

本公开实施例的采样方法300通过开关部件3可自动控制采样单元13的各个采样管1开启或关闭。

根据本公开实施例的采样方法300还包括：获取待检测物体M的形状；在步骤S303中，控制采样装置100的动力部件2开启还包括：待检测物体M到达采样区203中的指定位置时，控制动力部件2和与待检测物体M的形状对应的采样单元13的开关部件3开启。

根据本公开实施例的采样方法300，可通过图像传感器22获取待检测物体M的形状。

本公开实施例的采样方法300通过获取待检测物体M的形状，可控制对应位置的采样单元13的开关部件3自动开启或关闭，实现自动采样。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于探测系统的采样装置，其特征在于，包括：采样管和与所述采样管连接的动力部件，

所述采样管的第一端设置为管口，所述管口设置在探测系统的采样区内；所述采样管的第二端与所述动力部件连接，

其中，多个所述采样管并列设置为一个采样管组，多个采样管组设置在所述采样区内，每个所述采样管组包括多个采样单元，各个所述采样单元包括多个依次相邻的所述采样管，其中，所述采样管组的多个采样管沿垂直于待检测物体的运动方向横向设置；

所述用于探测系统的采样装置还包括多个开关部件，各个所述开关部件分别与各个采样单元连接，所述开关部件用于控制所述采样单元的各个所述采样管同时开启或同时关闭，

其中，多个所述采样管组沿所述采样区的待检测物体的运动方向间隔设置，多个所述采样管组用于同时对采样区内各个位置的待检测物体进行抽吸采样，在待检测物体较多时，确保对各个待检测物体均采样；

其中，采样管的管口与所述采样区的底面之间形成第一距离，所述第一距离的数值范围为0-0.5cm；所述采样管由柔性材料制成，在外力作用下发生形变，所述采样管的轴线方向与所述采样区的待检测物体的运动方向形成夹角；所述采样管沿其轴线方向设置有多个用于待检测样本穿过的穿孔；

以及

所述动力部件开启时为所述采样管提供抽吸动力，使所述采样区内的待检测物体上的检测样本经所述管口进入所述采样管内，所述检测样本包括待检测物体附近的颗粒和气体中的至少一个；

所述采样装置还包括感应组件和控制部件，所述感应组件包括用于感应所述采样区的待检测物体形状的图像传感器，所述控制部件与所述图像传感器电连接，所述控制部件设置成能够根据所述图像传感器感应到的待检测物体的形状控制对应位置的所述采样单元的所述开关部件开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的用于探测系统的采样装置，其特征在于，所述采样管组所在平面竖直设置且与所述采样区的入口所在平面相对。

3.根据权利要求1或2所述的用于探测系统的采样装置，其特征在于，还包括汇流部件，所述汇流部件设置在所述动力部件与各个所述采样管的第二端之间，所述汇流部件用于将经各个所述采样管采集的待检测样本汇聚在一起。

4.根据权利要求1所述的用于探测系统的采样装置，其特征在于，所述感应组件包括用于感应待检测物体位置的位置传感器，所述位置传感器与所述控制部件电连接。

5.根据权利要求4所述的用于探测系统的采样装置，其特征在于，所述位置传感器包括第一位置传感器和第二位置传感器，所述第一位置传感器所能感应到的最大距离大于所述第二位置传感器所能感应到的最大距离，所述第二位置传感器位于所述采样区的入口。

6.一种探测系统，其特征在于，包括传输装置、探测装置和根据权利要求1-5中任一项所述的采样装置，所述探测装置上形成有采样区；所述探测系统采用离子迁移检测器进行检测。

7.一种用于如权利要求6所述的探测系统的采样方法，其特征在于，包括：

控制所述传输装置，将待检测物体运输至采样区；

检测待检测物体在所述采样区中的位置；

当所述待检测物体到达所述采样区中的指定位置时，控制所述采样装置的动力部件开启，其中，

所述用于探测系统的采样装置还包括多个开关部件，所述开关部件用于控制所述采样单元的各个所述采样管同时开启或同时关闭，其中，多个所述采样管并列设置为一个采样管组，多个采样管组设置在所述采样区内，每个所述采样管组包括多个采样单元，各个所述采样单元包括多个依次相邻的所述采样管；所述采样管组的多个采样管沿垂直于待检测物体的运动方向横向设置；

在所述动力部件的驱动下，为所述采样管提供抽吸动力，使所述采样区内的待检测物体上的检测样本经所述管口进入所述采样管内，

其中，所述采样管的管口与所述采样区的底面之间形成第一距离，所述第一距离的数值范围为0-0.5cm；所述采样管由柔性材料制成，在外力作用下发生形变，所述采样管的轴线方向与所述采样区的待检测物体的运动方向形成夹角；所述采样管沿其轴线方向设置有多个用于待检测样本穿过的穿孔；所述检测样本包括待检测物体附近的颗粒和气体中的至少一个；

所述采样方法还包括：获取所述待检测物体的形状；

控制所述采样装置的动力部件开启还包括：所述待检测物体到达所述采样区中的指定位置时，控制所述动力部件和与所述待检测物体的形状对应的所述采样单元的所述开关部件开启，同时对采样区内各个位置的所述待检测物体进行抽吸采样，在待检测物体较多时，确保对各个待检测物体均采样。

8.根据权利要求7所述的采样方法，其特征在于，

所述控制所述采样装置的动力部件开启包括：当所述待检测物体到达所述采样区中的指定位置时，控制所述动力部件和所述开关部件开启。