專利名稱：基于化學(xué)傳感器列陣技術(shù)的硝基類爆炸可疑物智能探測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于爆炸探測(cè)儀，特別涉及一種基于化學(xué)傳感器列陣技術(shù)的硝基類爆 炸可疑物智能探測(cè)儀。
背景技術(shù)：
爆炸物是出入境可再生廢物原料中可能存在的主要不安全因子之一，可再生 廢物原料中常見的爆炸物如TNT、硝化甘油、黑索金、銨梯炸藥等都含有硝基 化合物，這些爆炸物質(zhì)大大增加了貨物的危險(xiǎn)性，稍有不慎就可能造成火災(zāi)、爆 炸等事故。極易造成人民生命財(cái)產(chǎn)的損失，甚至造成土壤、大氣和水體環(huán)境的污 染等環(huán)境危害。因而研究靈敏度高的方法對(duì)這些化合物進(jìn)行檢測(cè)，能有效的控制 和打擊恐怖活動(dòng)，維護(hù)國家和人民的安全。很多方法可用于硝基化合物的檢測(cè)， 如液相色譜、色析發(fā)、X射線衍射及表面聲波等，然而這些方法檢測(cè)限度不高， 操作過程復(fù)雜且不易攜帶。目前大多通過金屬探測(cè)器和經(jīng)過特殊訓(xùn)練的警犬來探 測(cè)硝基化合物，然而這兩種方法存在不足之處，金屬探測(cè)器容易受到雜質(zhì)干擾， 訓(xùn)練警犬需要花費(fèi)大量的人力和財(cái)力，同時(shí)犬的探測(cè)能力也是有限的。
現(xiàn)有對(duì)硝基類化合物爆炸物質(zhì)的傳感器很多，且價(jià)格較為低廉，能夠?qū)@類 危險(xiǎn)爆炸物的一種或幾種進(jìn)行鑒別與探測(cè)；傳感器檢測(cè)限可達(dá)ppb級(jí)，并具有響
應(yīng)快、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于化學(xué)傳感器列陣技術(shù)的硝基類爆炸可疑物 智能探測(cè)儀，它是針對(duì)各種硝基類化合物探測(cè)的化學(xué)傳感器列陣對(duì)含有硝基化合 物的爆炸物質(zhì)的存在進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別?？捎糜诟鞣N場(chǎng)合對(duì)常見易爆物質(zhì)的初步探測(cè)
與識(shí)別。通過各種易爆物質(zhì)散發(fā)出的微量TNT、 DNT等，在傳感器列陣的敏感元 件吸附，通過信號(hào)分析報(bào)告器將硝基化合物的"化學(xué)信號(hào)"轉(zhuǎn)化成熒光等可定量 分析的其他信號(hào)；對(duì)這些信號(hào)的分析進(jìn)而直接邏輯判斷，以斷定是否存在易爆物 質(zhì)及其類別。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的，
一種基于化學(xué)傳感器列陣技術(shù)的硝基類爆炸可疑物智能探測(cè)儀，其特征在 于由微型采集氣泵(1)連接精粗過濾器(2)，精粗過濾器(2)連接由敏感元 件、傳感元件組成的傳感器列陣(3)，傳感器列陣(3)連接分析元件(10)，分 析元件(10)連接傳感器轉(zhuǎn)換電路(9),傳感器轉(zhuǎn)換電路(9)連接A/D轉(zhuǎn)換器(7)，
3A/D轉(zhuǎn)換器(7)連接計(jì)算機(jī)(8); A/D轉(zhuǎn)換器(7)連接報(bào)警顯示電路(6);報(bào)警 顯示電路(6)連接顯示器(5);傳感器列陣(3)連接語音報(bào)警提示器(4)，語 音報(bào)警提示器(4)連接顯示器(5);傳感器列陣(3)連接顯示器(5)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
本基于化學(xué)傳感器列陣技術(shù)的硝基類爆炸可疑物智能探測(cè)儀可用于各種實(shí) 際場(chǎng)合對(duì)硝基化合物類爆炸可疑物質(zhì)的初步探測(cè)與識(shí)別。
它即適用實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)研究，又可在實(shí)地檢測(cè)硝基化合物的存在性；而且不需 要經(jīng)過樣品的采集、測(cè)定濃度等繁瑣的檢測(cè)步驟，傳感器技術(shù)能即時(shí)響應(yīng)；響應(yīng) 速度快，且靈敏度高、操作簡(jiǎn)單。
1. 響應(yīng)速度快。氣相色譜法檢測(cè)硝基化合物首先經(jīng)過樣品的釆集，而后測(cè) 定濃度，整個(gè)過程大約需要45min;傳感器列陣能即時(shí)響應(yīng)；
2. 靈敏度高。用于易爆物檢測(cè)的其他方法如氣相色譜法檢測(cè)限為10—12— 10、，傳感器列陣的檢測(cè)限提高了 IOOO倍，能檢測(cè)最低限為l(Tg;
3. 選擇性好，攜帶方便。運(yùn)用傳感器列陣技術(shù)對(duì)硝基化合物檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn) 便攜式現(xiàn)場(chǎng)檢和低濃度痕量硝基化合物的在線檢測(cè)和研究。
4. 此項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)有更為廣大的發(fā)展空間，伴隨不同種類化學(xué)傳感器不斷研究 成功并投入市場(chǎng)，傳感器列陣可以根據(jù)對(duì)硝基類化合物的傳感器技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行 增加和組合以適應(yīng)不同爆炸物質(zhì)的探測(cè)，對(duì)易爆物的檢測(cè)精度、檢測(cè)限、響應(yīng)時(shí) 間等參數(shù)會(huì)有不同程度提高；


圖1是基于化學(xué)傳感器列陣技術(shù)的硝基類爆炸可疑物智能探測(cè)儀框圖
具體實(shí)施例方式
如圖l所示的一種基于化學(xué)傳感器列陣技術(shù)的硝基類爆炸可疑物智能探測(cè) 儀，由微型采集氣泵(1)連接精粗過濾器(2)，精粗過濾器(2)連接由敏感元 件、傳感元件組成的傳感器列陣(3)，傳感器列陣(3)連接分析元件(10),分 析元件(10)連接傳感器轉(zhuǎn)換電路(9)，傳感器轉(zhuǎn)換電路(9)連接A/D轉(zhuǎn)換器(7)， A/D轉(zhuǎn)換器(7)連接計(jì)算機(jī)(8); A/D轉(zhuǎn)換器(7)連接報(bào)警顯示電路(6);報(bào)警 顯示電路(6)連接顯示器(5);傳感器列陣(3)連接語音報(bào)警提示器(4),語 音報(bào)警提示器(4)連接顯示器(5);傳感器列陣(3)連接顯示器(5)。
其工作過程-
微型采集氣泵1將被測(cè)氣精粗過濾器2送至由若干敏感元件、傳感元件和其他 輔助件組成的傳感器列陣3。
(1)、目標(biāo)物采集；敏感元件是傳感器的關(guān)鍵組分，敏感元件上附有敏感材 料，根據(jù)不同的傳感器附有不同的敏感材料，被測(cè)物與敏感材料之間的作用多為
4吸附，吸附的機(jī)理有兩種 一是敏感材料和硝基化合物之間發(fā)生吸附；二是先是 硝基化合物分解，而后選擇性的吸附分解產(chǎn)物；
(2) 、數(shù)據(jù)傳輸；被測(cè)物引起敏感元件變化，不同化學(xué)傳感器的敏感材料產(chǎn) 生不同變化參量，例如熒光化學(xué)傳感器會(huì)產(chǎn)生熒光強(qiáng)度發(fā)生變化；而電化學(xué)傳 感器會(huì)引起電阻、峰值電流、電壓等物理參量的變化；傳感元件負(fù)責(zé)將這些變化 的參量傳輸至分析元件10;
(3) 、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理；由于被測(cè)對(duì)象多為具有不同特征的非電量，如熒光強(qiáng) 度、電壓、濃度等，因此需要設(shè)置傳感器轉(zhuǎn)換電路9將這些非電量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)； 然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器7將它們轉(zhuǎn)換成能由計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字量；
(4) 、信息融合計(jì)算；融合計(jì)算器8主要對(duì)傳感器的相關(guān)檢測(cè)結(jié)果與已有的 常見爆炸物質(zhì)的識(shí)別特征碼進(jìn)行邏輯判斷和驗(yàn)證、分析、補(bǔ)充、取舍和狀態(tài)跟蹤 與估計(jì)；
(5) 、輸出結(jié)果；將信息處理融合計(jì)算的結(jié)果輸出，輸出結(jié)果確定有某種易
爆物，控制報(bào)警顯示電路6給出可疑物質(zhì)結(jié)果顯示5與語音報(bào)警提示器4。
并非是和現(xiàn)在的檢測(cè)技術(shù)如氣相色譜檢測(cè)技術(shù)一樣只是在實(shí)驗(yàn)室適用檢測(cè)
技術(shù)，它即適用實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)研究，又可在實(shí)地檢測(cè)硝基化合物的存在性；而且不 需要經(jīng)過樣品的采集、測(cè)定濃度等繁瑣的檢測(cè)步驟，傳感器技術(shù)能即時(shí)響應(yīng)；響 應(yīng)速度快，且靈敏度高、操作簡(jiǎn)單。
首先、目標(biāo)物采集；傳感器列陣的敏感元件組上附有敏感材料，根據(jù)不同的 傳感器附有不同的敏感材料，被測(cè)物與敏感材料之間的作用多為吸附，被測(cè)物引 起敏感元件變化，不同化學(xué)傳感器的敏感材料產(chǎn)生不同變化參量，例如熒光化 學(xué)傳感器會(huì)產(chǎn)生熒光強(qiáng)度發(fā)生變化；而電化學(xué)傳感器會(huì)引起電阻、峰值電流、電 壓等物理參量的變化；傳感元件負(fù)責(zé)將這些變化的參量傳輸至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換原件；
其次、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理；由于被測(cè)對(duì)象多為具有不同特征的非電量，如熒光強(qiáng) 度、電壓、濃度等，因此需要設(shè)置傳感器轉(zhuǎn)換電路將這些非電量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)； 然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器將它們轉(zhuǎn)換成能由計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字量；
再次、信息融合計(jì)算；融合計(jì)算主要對(duì)傳感器的相關(guān)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證、邏 輯分析、補(bǔ)充、取舍和狀態(tài)跟蹤估計(jì)；
最后、輸出結(jié)果；將信息處理融合計(jì)算的結(jié)果輸出，輸出結(jié)果確定有某種易 爆物，控制報(bào)警顯示電路給出可疑物質(zhì)結(jié)果顯示與語音報(bào)警提示器。
權(quán)利要求
1、一種基于化學(xué)傳感器列陣技術(shù)的硝基類爆炸可疑物智能探測(cè)儀，其特征在于由微型采集氣泵(1)連接精粗過濾器(2)，精粗過濾器(2)連接由敏感元件、傳感元件組成的傳感器列陣(3)，傳感器列陣(3)連接分析元件(10)，分析元件(10)連接傳感器轉(zhuǎn)換電路(9)，傳感器轉(zhuǎn)換電路(9)連接A/D轉(zhuǎn)換器(7)，A/D轉(zhuǎn)換器(7)連接計(jì)算機(jī)(8)；A/D轉(zhuǎn)換器(7)連接報(bào)警顯示電路(6)；報(bào)警顯示電路(6)連接顯示器(5)；傳感器列陣(3)連接語音報(bào)警提示器(4)，語音報(bào)警提示器(4)連接顯示器(5)；傳感器列陣(3)連接顯示器(5)。
全文摘要
一種基于化學(xué)傳感器列陣技術(shù)的硝基類爆炸可疑物智能探測(cè)儀，由微型采集氣泵依次連接精粗過濾器、傳感器列陣、語音報(bào)警提示器、顯示器；傳感器列陣還依次連接分析元件、傳感器轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)；A/D轉(zhuǎn)換還依次連接報(bào)警顯示電路、顯示器；傳感器列陣和語音報(bào)警提示器連接顯示器?？捎糜诟鞣N實(shí)際場(chǎng)合對(duì)硝基化合物類爆炸可疑物質(zhì)的初步探測(cè)與識(shí)別。傳感器技術(shù)能即時(shí)響應(yīng)；響應(yīng)速度快，且靈敏度高、操作簡(jiǎn)單。響應(yīng)速度快。靈敏度高。選擇性好，攜帶方便。運(yùn)用傳感器列陣技術(shù)對(duì)硝基化合物檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)便攜式現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和低濃度痕量硝基化合物的在線檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N27/26GK101498705SQ20091006787
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月18日
發(fā)明者剛 呂, 吳衛(wèi)偉, 李寧濤, 王利兵, 王曉靜 申請(qǐng)人:王利兵