[發明專利]離子遷移譜爆炸物探測系統

有效

• 申請號: 201310289277.6
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103364480A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 李金香;王興軍;張紹廠;武波濤;朱春來;郝錚
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一八研究所
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;仇蕾安

技術領域

本發明屬于危險物質探測技術領域，具體涉及一種針對痕量物質的爆炸物的探測系統。

背景技術

隨著飛機炸彈，劫持飛機和恐怖威脅事件在強度和多樣化上的不斷成長，探測隱蔽的爆炸物和武器的儀器的研制就越來越顯得至關重要了。在民用領域，對爆炸物等威脅性物品的探測也是非常必要的，例如，銀行，公共建筑。對爆炸物探測器的要求是高靈敏度，低誤報率和結構緊湊，操作方便。

非軍用場合的使用的爆炸物主要包括NG，TNT或其他的多硝基化合物。

當今存在多種探測爆炸物的技術方法。其中包括：用放射性示蹤物標記爆炸物。另外一種技術就是利用靈敏的電子捕獲傳感器測試多硝基化合物的氣相色譜濃度，并分離。然而，要制造一個足夠靈敏度的儀器，需要很長的反應時間，因為靈敏度與樣品通過色譜柱的時間有直接的關系。靈敏度很高的色譜的操作也是很復雜的。還有一種方法就是通過NO擊穿分解多硝基化合物，再通過探測NO的熒光性或通過與氧原子的化學發光反應來探測。這些方法對任何能夠擊穿NO的有機物都有反應。

質譜氣體分析儀是可以直接觀測NG或TNT的。但如果要清晰的分辨這兩種物質或其他的相似分子量的化合物，就需要分辨力很高的質譜。即使如此，這些儀器也達不到10ppb的水平。先用氣相色譜分離可以提高儀器的分辨力兩個數量級，但是，也延長了響應時間。質譜色譜聯用僅僅是優于色譜單獨使用的情況，但都增加了儀器的耗費和操作過程。

發明內容

本發明的目的是：為克服現有技術的不足，提出一種離子遷移譜爆炸物探測系統，具有結構簡單、體積小和便于攜帶的特點；

本發明的技術方案是：一種離子遷移譜爆炸物探測系統，它包括：采樣裝置、進氣口加熱器、外循環氣路、內循環氣路、傳感器、電源模塊、放大器、單片機、高壓模塊和漂移管；

漂移管內設有離子門，離子門將漂移管的內部分隔成反應區和漂移區；反應區內安裝有滲透膜和電離源，漂移區內安裝有孔柵和收集電極；

外循環氣路包括：三通閥A、三通閥B、三通閥C、壓力傳感器A、抽氣泵A、抽氣泵B和過濾器；其中，三通閥A的一端與三通閥C連通，三通閥B的一端接入壓力傳感器A，另一端通過管路依次連接抽氣泵A、流量傳感器A與過濾器，三通閥B的第三個端口通過管路依次連接抽氣泵B與流量傳感器B，過濾器與流量傳感器B的管路匯聚后接入三通閥C；

內循環氣路包括三條底部互通的支路，其中，支路一上設有電子捕獲劑，支路二上依次設有流量傳感器C、抽氣泵C、分子篩過濾器、碳過濾器、氣溶膠過濾器和壓力傳感器B；

傳感器包括：溫度傳感器與濕度傳感器；

電源模塊提供電力；

整體連接關系為：采樣裝置通過進氣口加熱器與外循環氣路中的三通閥A連接；三通閥A的一端通過管路接入漂移管內的滲透膜的前方，三通閥B的一端通過壓力傳感器A接入漂移管內的滲透膜的前方，三通閥C的一個端口與外界大氣相通；內循環氣路的三條支路均接入漂移管，其中，支路一與支路二位于滲透膜與離子門之間，支路三位于收集電極的后方；放大器與收集電極相連；高壓模塊的兩端接入漂移管內，分別位于滲透膜的前方與收集電極的前方；傳感器接入離子門與孔柵之間的漂移管內部；采樣裝置，進氣口加熱器，外循環氣路中的壓力傳感器A、抽氣泵A、抽氣泵B，內循環氣路中的流量傳感器C、抽氣泵C、壓力傳感器B，傳感器，放大器，高壓模塊，電源模塊均與單片機連接。

本發明離子分離技術，樣品分子在電離源的作用下，產生相應的產物離子。將這些產物離子放置在大氣環境恒定電場中，它們因受電場的加速和中性大氣分子的碰撞減速，在宏觀上就表現為獲得了一個恒定的平均速度；由于不同的產物離子其荷質比、空間幾何構型和碰撞截面不同，因而獲得的平均速度也不同，所以在經過一段電場以后它們就被分離，先后到達收集電極，從而完成整個檢測過程；

本發明的有益效果是：（1）由于大多數爆炸物都是含有硝基的有機物，通常都會表現出相當高的電子親和力，因此在化學離化過程中他們能夠通過質子奪取反應、電子附著反應、電子交換反應等生成相對穩定的帶負電的產物離子，爆炸物探測不同于化學毒劑探測，只產生負的產物離子，只需負漂移管傳感器即可；因此，本發明采用單漂移管設計，結構簡單，體積小，便于攜帶。

（2）為了增強靈敏度和去除背景干擾，本發明添加易揮發的有機化合物作為反應物以產生反應物離子，要求反應物的電子親和力小于待測爆炸物，而大于干擾物質，這樣就可以有效地防止背景干擾對離子遷移譜信號的影響。

附圖說明