CN200953014Y - 一种微量爆炸物离子检测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微量爆炸物离子检测器，由金属外壳、电源接头、电信号输出口、前、后放射源盒、标准参照筒、吸气泵接口、离子收集器、电极板和绝缘层组成，筒状金属外壳内部由绝缘层将内筒分为内环和外环两个气流通道，内环通道壁上的通气孔与外环气流通道相通，内环空腔内安装空筒状后放射源盒，在外壳的细顶端套装前放射源盒，前、后放射源盒之间的内环通道内插入标准参照筒，外壳的粗顶端法兰连接电源接头并在法兰上设有电信号输出口，在外壳的台阶处设置吸气泵接口，在外壳内部的电极板上设置离子收集器，离子收集器上的电信号通过电信号输出口导出。本实用新型体积小巧、结构简单、探测时间短且灵敏度高，便于携带操作方便，可以在任何环境状况下应用。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及爆炸物探测技术领域，具体说是涉及到一种微量爆炸物离子检测器。
背景技术
当前，随着世界范围内反恐怖爆炸工作的需要及科学技术的不断发展，微量爆炸物探测技术的应用得到飞速的发展，特别是便携式爆炸物探测仪越来越受到人们的重视。便携式爆炸物探测仪所采用的微量爆炸物探测技术的原理是基于在对爆炸物的处理过程中必然留下痕迹，对这些粘附于人体和任何接触的物体上的痕迹抽取离子或者分析气体，进行分析提纯和过滤或者其他方式激励后进行物质成分分析，从而得出爆炸物种类及性质的结论。作为爆炸物探测仪的核心部件，微量爆炸物离子检测器是实现被测物质电离、离子分离、离子信号检测的关键，目前的微量爆炸物离子检测器广泛采用离子迁移谱分析技术，也称IMS技术(英文全称为Ion Mobility Spectrometry)，通过迁移管和外围的控制电路及辅助设备，利用物质分离技术，检测被测物体中的原子和分子，分离不同的物质，再定义出离子迁移率，通过离子迁移率的数值来判定离子的种类，进而检测出物质种类。采用离子迁移谱分析技术的微量爆炸物离子检测器虽然具有探测灵敏度比较高、结构简单、功耗低、分析时间快等许多优点，但也存在一些缺点，由于该检测器的核心部件是迁移管，迁移管的长度与仪器的分辨率成比例，因此，减小设备体积必然降低仪器的分析性能，仪器小型化和探测精度之间出现相互矛盾，特别是迁移管内的电场分布不均匀，离子在电场中漂移运动时，沿管壁周围运动的离子到达探测器所经过的路程就会大于沿管轴中心运动的离子，其迁移时间也会相应变长，最终导致谱线的加宽，使仪器探测时间延长，也影响到仪器的灵敏度。如何实现微量爆炸物离子检测器的体积更小、探测时间更短并提高仪器的灵敏度则是本技术领域中需要解决的任务。
发明内容
本实用新型的目是提供一种体积小巧、结构简单、探测时间短且灵敏度高的微量爆炸物离子检测器。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下结构原理：一种微量爆炸物离子检测器，由金属外壳、电源接头、电信号输出口、后放射源盒、前放射源盒、标准参照筒、吸气泵接口、离子收集器、电极板、绝缘层组成，其特点是，筒状金属外壳内部由聚四氟乙烯绝缘层将内筒分为内环和外环两个气流通道，内环气流通道在中部封闭，通过内环气流通道壁上的通气孔与外环气流通道相通，内环气流通道内的空腔内安装设置中间有孔的圆筒状后放射源盒，外环通道是由不封闭的绝缘层与金属外壳细端部分的内壁形成的，金属外壳台阶处的内部为空腔，与外环通道相通，在筒状金属外壳的细端顶端套装有一个中心为圆孔的前放射源盒，前放射源盒和后放射源盒之间的内环气流通道内插入一个标准参照筒，筒状金属外壳的粗端顶端法兰连接一个电源接头，并在法兰上设置有电信号输出口，在金属外壳的粗端台阶处设置吸气泵管道接口，在筒状金属外壳内部，设置一个离子收集器，离子收集器安装在电极板上并与吸气泵管道相通，离子收集器上的电信号线通过电信号输出口导出。
上述前放射源盒内的放射源采用β离化源氚3H，其放射性核素的活性小于2.239(60.5)GBq(mCi)，后放射源盒内的放射源也采用β离化源氚3H，其放射性核素的活性小于1.425(38.5)GBq(mCi)。
上述聚四氟乙烯绝缘层只封闭外环气流通道径向面积的一半，使得外环气流通道有一半的面积为空腔结构。
上述标准参照筒为表面涂有微量TNT炸药的由金属片卷成的多层螺旋状结构的金属筒，各层的间距为0.3--0.8毫米。
本实用新型的结构和工作原理是，由金属外壳、电源接头、电信号输出口、后放射源盒、前放射源盒、标准参照筒、吸气泵接口、离子收集器、电极板、绝缘层组成微量爆炸物离子检测器内部分成离化区、迁移区和收集极等几个部分，其外壳采用金属钢管结构，内部具有内环和外环两个气流通道，内环通道的气流由管道中心经过标准参照筒进入内环迁移区，再通过后放射源盒后通过内环壁上的孔进入外环通道，外环通道是检测物进入电场的迁移区，是由聚四氟乙烯绝缘层部分隔离而成，使气流分别进入两个分离电场通道，在不对称电场和补偿电压的作用下进行分离检测，检测目标物质的离子由离子收集器进行收集并转成电信号，电信号经放大处理即可由探测器进行声光及图像报警，本检测器需在前端加放射源以使检测物离子化，标准参照筒放置在内部管道中心，在分离电极后端接吸气泵，吸气泵的流量为3升/分钟，用来使被探测物分子随空气流入管道，经放射源离化，离子在电场内进行分离。两组电极板由后端接入不对称电压，它由一个不对称的方波交流电提供。正向高压电场为18000伏/厘米，持续时间为1毫秒；反向低压电场为6000伏/厘米，持续时间为3毫秒，补偿电压为连续扫描电压0～12伏/1200毫秒，探测时间为2～3秒，样品离化后，在载气的带动下进入外环通道，再进入到不对称交频电场中，使得离子在沿轴向随载气运动的同时，在径向做振荡运动。由于电场不对称，离子在正半部分和负半部分运动的距离不一样，也就是说在每一个周期里，离子都会向一个方向运动一个距离。不同的离子在电极板内具有不同的漂移程度，为了使离子检测器检测到爆炸物离子电流，需要加一个补偿电压，不同物质所需要的补偿电压不同，离子在没有其所需补偿电压的作用时就会被电极板吸收，这样离子离子收集器便没有电信号输出，记录收集极离子电流与补偿电压的对应关系就可以确定离子的种类。
由于本实用新型采用了上述所述的结构及非线性离子迁移谱技术的工作原理，检测器检测到的灵敏度与外壳上内环和外环通道的长度并没有直接的比例关系，所以外壳部分可以做得很小，由于本实用新型的检测是选择性连续离子束的收集，不存在时间上的先后顺序，不需要复杂的结构设计，简化了仪器的设计，同时减少了影响仪器灵敏度的因素，使得本实用新型能够实现体积小巧、结构简单、探测时间短且灵敏度高，达到了发明的目的。
附图说明
图1为本实用新型外形结构示意图
图2为图1的右视图
图3为图1的主视剖面图
图4为图1的俯视剖面图
具体实施方式
下面结合附图详细叙述本实用新型，从图1-图4可看出本实用新型的结构原理，一种微量爆炸物离子检测器，由金属外壳3、电源接头1、电信号输出口2、后放射源盒11、前放射源盒4、标准参照筒6、吸气泵接口5、离子收集器7、电极板8、绝缘层9组成，筒状金属外壳3内部由聚四氟乙烯绝缘层9将内筒分为内环和外环两个气流通道，但聚四氟乙烯绝缘层9只封闭外环气流通道径向面积的一半，使得外环气流通道有一半的面积为空腔结构，内环气流通道在中部封闭，通过内环气流通道壁上的通气孔10与外环气流通道相通，内环气流通道内的空腔内安装设置中间有孔的圆筒状后放射源盒11，后放射源盒11内的放射源采用β离化源氚3H，放射性核素的活性小于1.425(38.5)GBq(mCi)，外环通道是由不封闭的绝缘层与金属外壳3细端部分的内壁形成的，金属外壳3台阶处的内部为空腔，与外环通道相通，在筒状金属外壳3的细端顶端套装有一个中心为圆孔的前放射源盒4，前放射源盒4内的放射源也采用β离化源氚3H，其放射性核素的活性小于2.239(60.5)GBq(mCi)，前放射源盒4和后放射源盒11之间的内环气流通道上插入一个标准参照筒6，标准参照筒6为表面涂有TNT炸药的由金属片卷成多层螺旋状结构的金属筒，各层的间距为0.5毫米，筒状金属外壳3粗端的顶端法兰连接一个电源接头1，并在法兰上设有电信号输出口2，在金属外壳3的粗端台阶处设置吸气泵管道接口5，在筒状金属外壳3内部设置一个离子收集器7，离子收集器7安装在电极板8上并与吸气泵管道5相通，离子收集器7上的电信号线通过电信号输出口2导出。
Claims (4)
1.一种微量爆炸物离子检测器，由金属外壳(3)、电源接头(1)、电信号输出口(2)、后放射源盒(11)、前放射源盒(4)、标准参照筒(6)、吸气泵接口(5)、离子收集器(7)、电极板(8)、绝缘层(9)组成，其特征在于：筒状金属外壳(3)内部由聚四氟乙烯绝缘层(9)将内筒分为内环和外环两个气流通道，内环气流通道在中部封闭，通过内环气流通道壁上的通气孔(10)与外环气流通道相通，内环气流通道内的空腔内安装设置中间有孔的圆筒状后放射源盒(11)，外环通道是由不封闭的聚四氟乙烯绝缘层(9)与金属外壳(3)细端部分的内壁形成的，金属外壳(3)台阶处的内部为空腔，与外环通道相通，在筒状金属外壳(3)的细端顶端套装有一个中心为圆孔的前放射源盒(4)，前放射源盒(4)和后放射源盒(11)之间的内环气流通道内插入一个标准参照筒(6)，筒状金属外壳(3)的粗端顶端法兰连接一个电源接头(1)，并在法兰上设有电信号输出口(2)，在金属外壳(3)的粗端台阶处设置吸气泵管道接口(5)，在筒状金属外壳(3)内部，设置一个离子收集器(7)，离子收集器(7)安装在电极板(8)上并与吸气泵管道接口(5)相通，离子收集器(7)上的电信号线通过电信号输出口(2)导出。
2.根据权利要求1所述的微量爆炸物离子检测器，其特征在于：上述所述的前放射源盒(4)内的放射源采用β离化源氚3H，其放射性核素的活性小于2.239GBq，后放射源盒(11)内的放射源也采用β离化源氚3H，其方射性核素的活性小于1.425GBq。
3.根据权利要求1所述的微量爆炸物离子检测器，其特征在于：上述所述的聚四氟乙烯绝缘层(9)只封闭外环气流通道径向面积的一半，使得外环气流通道有一半的面积为空腔结构。
4.根据权利要求1所述的微量爆炸物离子检测器，其特征在于：上述所述的标准参照筒(6)为表面涂有TNT炸药的由金属片卷成的多层螺旋状结构的金属筒，各层的间距为0.5-1毫米。
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| CN 200620139508 CN200953014Y (zh) | 2006-09-05 | 2006-09-05 | 一种微量爆炸物离子检测器 |
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| CN 200620139508 CN200953014Y (zh) | 2006-09-05 | 2006-09-05 | 一种微量爆炸物离子检测器 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102479664A (zh) * | 2010-11-30 | 2012-05-30 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种平板式离子迁移谱 |
| CN103646844A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-03-19 | 北京声迅电子股份有限公司 | 高场不对称离子迁移管 |
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2006
- 2006-09-05 CN CN 200620139508 patent/CN200953014Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| CN103646844A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-03-19 | 北京声迅电子股份有限公司 | 高场不对称离子迁移管 |
| CN103646844B (zh) * | 2013-12-12 | 2018-03-06 | 北京声迅电子股份有限公司 | 高场不对称离子迁移管 |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Effective date of registration: 20090820 Pledge (preservation): Pledge |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Effective date of registration: 20090820 Pledge (preservation): Pledge |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: BEIJING TELESOUND ELECTRONICS CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: SHENGXUN ELECTRONIC CO., LTD., BEIJING |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 100094, Beijing, Yongfeng Haidian District industrial base, Feng Yin Zhong Road, No. 7, Beijing Xun Xun Electronics Co., Ltd. Patentee after: Beijing Telesound Electronics Co., Ltd. Address before: 100094, Beijing, Yongfeng Haidian District industrial base, Feng Yin Zhong Road, No. 7, Beijing Xun Xun Electronics Co., Ltd. Patentee before: Shengxun Electronic Co., Ltd., Beijing |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20070926 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |