一种爆炸物的检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种爆炸物检测装置及检测方法，检测装置包括通过气路连通的气体测试腔和样品室，在样品室和气体测试腔之间还设置有泵，用于将样品室中气体与气体测试腔中气体循环混合，气体测试腔中设置有气体检测装置，样品室中设置有紫外灯。利用硝基类爆炸物的光解特性，不直接检测爆炸物分子本身，而是通过检测硝基类爆炸物光解释放的氮氧化物气体实现对硝基类爆炸物的检测与识别。该装置具有体积小、重量轻、成本低等特点，可灵活地用于各种公共场所的爆炸物快速探测与爆炸物鉴别。

An Explosive Detection Device and Detection Method

【技术实现步骤摘要】
一种爆炸物的检测装置及检测方法
本专利技术涉及爆炸物检测
，具体涉及一种爆炸物的检测装置及检测方法。
技术介绍
和平与发展是当今世界的主题。然而近年来频繁出现的爆炸恐怖袭击事件，造成了人员伤亡和大范围恐慌，严重威胁着社会的安宁。快速检测环境中残留的痕量爆炸物，跟踪、确定爆炸物的位置，是防范爆炸袭击发生的关键。硝基类爆炸物，具有爆炸威力大、使用广泛和容易获得等特点，是恐怖分子经常使用的重要炸药。因此，发展现场、快速、灵敏、准确的痕量硝基类爆炸物检测方法具有非常重要的意义。爆炸物是一类高能量亚稳态的物质。相较于正常环境中存在的其他物质，其在光照条件下极易发生光解释放气体。例如，硝基类爆炸物在紫外光照下被光激发，其高能硝基基团会发生光解，释放氮氧化物气体(主要由NO2、NO、N2O等气体组成)。由于不同爆炸物的分解机理不同，释放的氮氧化物种类和相对含量也不同。目前，检测痕量爆炸物的主要技术原理有：荧光光谱法、离子迁移谱法、拉曼光谱法、比色法和传感法等。这些方法均是通过直接检测爆炸物分子本身的存在与否来实现爆炸物检测的。然而，常温下爆炸物的饱和蒸汽压很低，尤其是在一个敞开的环境中，通过检测挥发的爆炸物分子实现爆炸物的检测极其困难，需要极高的检测灵敏度。此外，极高的检测灵敏度会导致装置的性能稳定性降低、误报率升高。
技术实现思路
为了克服上述技术缺陷，本专利技术提供了一种爆炸物检测装置及检测方法，该方法利用硝基类爆炸物的光解特性，不直接检测爆炸物分子本身，而是检测硝基类爆炸物光解释放的氮氧化物气体实现对硝基类爆炸物的检测与识别。为了达到上述技术效果，本专利技术提供了一种爆炸物检测装置，包括通过气路连通的气体测试腔和样品室，在样品室和气体测试腔之间还设置有泵，用于将样品室中气体与气体测试腔中气体循环混合，所述气体测试腔中设置有气体检测装置，所述样品室中设置有紫外灯。本专利技术还提供了一种爆炸物的检测方法，包括以下步骤：(1)将待测的爆炸物样品放置在样品室中；(2)利用泵使样品室中气体与气体测试腔中气体循环混合，气体检测装置获得初始样品室中的气氛数据；(3)开启紫外灯，照射样品，爆炸物光解释放气体；同时，泵使样品室中气体与气体测试腔中的气体循环混合，气体检测装置获得爆炸物光解释放的气体数据；(4)将测试得到的气体数据换算成指纹图谱，通过检索数据库，获得爆炸物信息。进一步技术方案为，所述步骤(1)中爆炸物为含硝基基团的含能化合物。进一步技术方案为，所述步骤(2)中气体检测装置选自半导体型氮氧化物气体传感阵列、电化学型氮氧化物气体传感阵列、光学型氮氧化物气体传感器中的任意一种。进一步的，气体检测装置检测的气体为装置检测的对象为爆炸物光解释放的气体信息，检测气体类型包括但不限于氮氧化物。进一步技术方案为，所述步骤(2)中泵的流速为10～500mL/min。进一步技术方案为，所述步骤(3)中紫外灯发出的紫外光的波长范围为100～400nm，照射强度为0～50w/cm2。下面对本专利技术进行进一步的说明，本专利技术利用紫外光照射爆炸物，使其分解释放特征氮氧化物气体；再利用氮氧化物气体检测技术，获得爆炸物分解释放氮氧化物的种类及相对含量；最后，通过数据处理，获得爆炸物分解释放氮氧化物气体的“指纹谱图”，通过数据库检索，实现对爆炸物的高灵敏检测与识别，待检测的爆炸物为硝基类爆炸物，包括硝基类炸药(如TNT、HMX、RDX、PETN、CL20等)及其爆炸物制品。其中气体检测技术包括所有可检测氮氧化物气体的技术手段，包括但不限于半导体型氮氧化物气体传感器及阵列。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：由于硝基类爆炸物分子含有多个硝基基团，一个爆炸物分子可以分解释放多个氮氧化物分子，通过检测氮氧化物来检测爆炸物分子可以降低检测限及提高检测灵敏度；爆炸物是一类高能量亚稳态的物质，通过调控光解条件，可以实现爆炸物的选择性光解，实现对爆炸物的高选择性响应。每类爆炸物分解的氮氧化物种类及相对含量不同，可以通过检测爆炸物光解释放的氮氧化物“指纹谱图”实现对各种爆炸物的检测与识别，该方法原理简单，易于实现，可形成一类新型便携式爆炸物检测产品。该装置具有体积小、重量轻、成本低等特点，可灵活地用于各种公共场所的爆炸物快速探测与爆炸物鉴别。附图说明图1为本专利技术提供的爆炸物检测装置一的结构示意图；图2为本专利技术提供的爆炸物检测装置一测试的HMX爆炸物的电阻响应图；图3为本专利技术提供的爆炸物检测装置二的结构示意图；图4为本专利技术提供的爆炸物检测装置二测试的HMX爆炸物的电阻响应图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1本实施例采用爆炸物检测装置一来实现，该装置的结构示意图如图1所示，包括通过气路连通的氮氧化物气体测试腔和样品室，在样品室和氮氧化物气体测试腔之间还设置有泵，用于将样品室中气体与氮氧化物气体测试腔中气体循环混合，气体测试腔中设置有导体型氮氧化物气体传感阵列，样品室中设置有紫外灯。具体的检测方法包括以下步骤：(1)检测时，通过擦拭取样的方法，将样品放置于密闭样品室中，样品的体积为5mL；(2)利用泵(流速为100mL/min)，使样品室中气氛与氮氧化物气体测试腔中气体循环混合，半导体型氮氧化物气体传感阵列测试获得初始样品室中的气氛数据；(3)打开紫外灯开关，用紫外线照射样品，爆炸物光解释放氮氧化物气体；同时，泵使样品室中氮氧化物气体与氮氧化物测试腔气体循环混合，半导体型氮氧化物气体传感阵列测试获得爆炸物光解释放氮氧化物气氛信息；(4)通过数据处理，将气氛信息换算成指纹图谱，通过检索数据库，获得爆炸物信息。图2为使用装置一测试的10ugHMX爆炸物的电阻响应图。从图2中可以看到，循环测试时，传感阵列显示初始电阻值；当紫外光照射10ugHMX样品时，HMX分解释放出氮氧化物，半导体型氮氧化物气体传感阵列对氮氧化物进行响应，电阻信号快速增加；当光照停止时，没有氮氧化物的持续产生，电阻信号缓慢降低；最后利用空气对传感阵列进行信号恢复，电阻值恢复至初始状态。由于每个传感器对氮氧化物的响应信号不同，这样就可以获得HMX光解释放氮氧化物的指纹图谱，图中sensor1～sensor6代表六个不同的传感器。实施例2本实施例采用爆炸物检测装置二来实现，该装置的结构示意图如图3所示，包括通过气路连通的氮氧化物气体测试腔和样品室，在样品室和氮氧化物气体测试腔之间还设置有泵，用于将样品室中气体与氮氧化物气体测试腔中气体循环混合，气体测试腔中设置有导体型氮氧化物气体传感阵列，样品室中设置有紫外灯，其中样品室为原位取样室。具体的检测方法包括以下步骤：(1)检测时，将原位取样室放置在待测样品表面，形成半密封样品室，样品的体积为5mL；(2)利用泵(流速为100mL/min)，使样品室中气氛与氮氧化物气体测试腔中气体循环混合，半导体型氮氧化物气体传感阵列测试获得初始样品室中的气氛数据；(3)打开紫外灯开关，用紫外线照射样品，爆炸物光解释放氮氧化物气体；同时，泵使样品室中氮氧化物气体与氮氧化物测试腔气体循环混合，半导体型氮氧化物气体传感阵列测试获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种爆炸物的检测装置，其特征在于，包括通过气路连通的气体测试腔和样品室，在样品室和气体测试腔之间还设置有泵，用于将样品室中气体与气体测试腔中气体循环混合，所述气体测试腔中设置有气体检测装置，所述样品室中设置有紫外灯。

【技术特征摘要】
1.一种爆炸物的检测装置，其特征在于，包括通过气路连通的气体测试腔和样品室，在样品室和气体测试腔之间还设置有泵，用于将样品室中气体与气体测试腔中气体循环混合，所述气体测试腔中设置有气体检测装置，所述样品室中设置有紫外灯。2.一种爆炸物的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将待测的爆炸物样品放置在样品室中；(2)利用泵使样品室中气体与气体测试腔中气体循环混合，气体检测装置获得初始样品室中的气氛数据；(3)开启紫外灯，照射样品，爆炸物光解释放气体；同时，泵使样品室中气体与气体测试腔中的气体循环混合，气体检测装置获得爆炸物光解释放的气体数据；(4)将测试得到的气体数据换算成指...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨希，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51