[實用新型]一種熒光爆炸物探測儀的熒光信號檢測裝置

有效

• 申請號: 201720517897.4
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN206756693U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 王克偉
• 申請（專利權）人: 陜西金士盾警用裝備有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/01
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本實用新型涉及熒光爆炸物探測技術領域，具體為一種熒光爆炸物探測儀的熒光信號檢測裝置，尤其涉及一種高靈敏度、高精度的熒光爆炸物探測儀熒光信號檢測裝置。

背景技術

熒光爆炸物檢測儀所使用的熒光傳感薄膜在特定波長的入射光照射下能夠進入激發態而發射出另一種波長的熒光。在此過程中，當富電子的熒光傳感材料和缺電子的硝基芳烴類爆炸物相互接觸時產生電荷轉移，熒光傳感薄膜自身被激發出的熒光會發生淬滅。通過光電檢測電路對熒光信號進行光電轉換，那么熒光信號的變化特征便可以通過轉換后的電信號變化特征進行表征。

通常熒光傳感薄膜被激發出的熒光信號極其微弱，同時夾雜大量的背景噪聲和各種其他的噪聲，甚至熒光信號完全被噪聲所淹沒。在這種情況下，利用傳統的方法將微弱熒光信號轉換成微弱電信號，進而通過前置放大器對微弱電信號進行放大，將無法從噪聲中提取或恢復被測信號。目前常用的是通過模擬取樣積分器實現對被測信號的探測和提取。

模擬取樣積分器是對前置放大后的周期性熒光信號的每個周期固定相位點進行取樣，并長時間累積平均，進而提高信噪比實現對有用信號的提取分析。但該裝置在實際使用時存在以下幾個方面的缺點：

1)、模擬取樣積分器需要通過調節RC常數來確定積分時間以及積分幅值，但實際生產時，電阻的精度能夠控制在±1‰，電容一般控制在±5％以內，由阻容精度引起的誤差是無法消除的。現有技術中的阻容精度導致在檢測與噪聲基本為一個量級內波動的微弱熒光信號時，常常會引起誤觸發或過觸發，而且產品的靈敏度一致性不易控制；

2)、模擬取樣積分器的實現方法通常分為指數型積分和線性積分法。指數型積分需要在有效脈沖光內進行多次積分，而線性積分通常采用線性累加的方式。其中指數型積分需要配合高頻電子開關進行多次切換，因此原有積分信號中會夾雜由開關引起的高頻脈沖噪聲；線性積分法積分次數有限，需要在積分一定時間后對積分電路進行電荷泄放，否則會出現飽和現象，另外開關在進行信號累積和泄放時同樣會帶入高頻抖動噪聲；

3)、由于模擬取樣積分器均采用模擬電路實現，在電路板上容易受到電路板自身的干擾和外界的輻射干擾，當受到干擾引起信號抖動時容易造成誤觸發；

4)、模擬取樣積分器在通過模擬電路實現時，必然需要用到模擬開關，模擬開關屬于半導體器件，存在漏電電流，并不能實現真正意義上的關斷，會引入額外的噪聲。

發明內容

為了解決技術背景中所存在的不足和局限性，實現對微弱熒光信號的精確探測，本實用新型提出了一種高靈敏度、高精度的熒光爆炸物探測儀熒光信號檢測裝置，極大的提高了熒光爆炸物探測儀的探測靈敏度和探測精度。

本實用新型的技術方案為：

所述一種熒光爆炸物探測儀的熒光信號檢測裝置，其特征在于：包括紫外LED、第一濾光片、化學薄膜基片、進氣泵、第二濾光片、光電倍增管、前置放大電路、AD轉換模塊和數字信號處理模塊；

數字信號處理模塊輸出高頻方波信號觸發進氣泵工作，并觸發紫外LED發出脈沖紫外光；紫外LED發出的紫外光經過第一濾光片后，得到化學薄膜基片的激發光；所述激發光照射化學薄膜基片產生熒光信號；進氣泵采集采樣氣體與化學薄膜基片接觸；化學薄膜基片產生的熒光信號經過第二濾光片后照射在光電倍增管的探測靶面上；光電倍增管輸出電流信號至前置放大電路；前置放大電路對輸入的電流信號進行放大，并輸出至AD轉換模塊；AD轉換模塊對輸入的電信號進行模數轉換得到數字信號，并輸出至數字信號處理模塊，實現爆炸物探測。

進一步的優選方案，所述一種熒光爆炸物探測儀的熒光信號檢測裝置，其特征在于：所述數字信號處理模塊采用DSP、MCU或MPU。

進一步的優選方案，所述一種熒光爆炸物探測儀的熒光信號檢測裝置，其特征在于：所述數字信號處理模塊采用MCU。

有益效果

1、本實用新型通過數字信號處理模塊產生高頻方波信號控制紫外LED發出脈沖紫外光，并利用產生的高頻方波信號與采集的數字信號進行時序相關識別，實現了系統工作的相關性。

2、本實用新型采用數字信號處理模塊代替了體積繁雜且易受干擾的模擬電路實現了降噪和信號提取。

3、本實用新型體積小巧，易于輕量化手持式爆炸物探測儀的研制。

4、本實用新型沒有模擬取樣中的模擬開關信號，避免了開關引起的高頻噪聲，使得探測儀具備更高的信噪比。

5、本實用新型探測結果一致性很好，工作穩定、便于大批量生產。