過氧化物爆炸物檢測技術(shù)
研發(fā)團(tuán)隊(duì)合成了一種新型化合物作為模型化合物,進(jìn)行痕量氣體狀態(tài)下熒光點(diǎn)亮機(jī)理的研究,在明確的反應(yīng)機(jī)理和優(yōu)化的分子結(jié)構(gòu)指導(dǎo)之下,制備出具有優(yōu)異性能的適用于高效率傳感器的薄膜功能材料。同時(shí),借鑒已有商業(yè)可得的產(chǎn)品,重新設(shè)計(jì)傳感器的結(jié)構(gòu),制備更加便攜、低成本并高效的新型爆炸物傳感器。根據(jù)熒光效應(yīng):當(dāng)光源照射分子時(shí),分子中電子吸收能量躍遷到第一激發(fā)單線態(tài)或第二激發(fā)單線態(tài),但這些激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的,當(dāng)電子由第一激發(fā)單線態(tài)恢復(fù)到基態(tài)時(shí),能量會(huì)以光的形式釋放,產(chǎn)生熒光。
根據(jù)設(shè)計(jì)出的新型傳感器,團(tuán)隊(duì)研究了一種非接觸式爆炸物熒光檢測技術(shù),主要包括氣相物質(zhì)熒光反應(yīng)流場成形控制、精密光路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高穩(wěn)定度調(diào)制光源驅(qū)動(dòng)、微弱熒光信號(hào)檢測、多路隔離電源設(shè)計(jì)與系統(tǒng)總控集成等。在建立可靠流場仿真模型的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)激發(fā)光源、熒光探測器等電氣與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),完成原理樣機(jī)的研制。本項(xiàng)目在實(shí)現(xiàn)過氧化物爆炸物熒光檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,選用帶通濾光片、高通濾光片及各種K9光學(xué)透鏡等光學(xué)器件設(shè)計(jì)精密光路結(jié)構(gòu);選用LED單波長光源,搭配可調(diào)制電路,設(shè)計(jì)高穩(wěn)定度調(diào)制光源;進(jìn)行萬倍增益熒光探測電氣設(shè)計(jì),噪聲極低、探測域值大,可高效采集并處理檢測晶片發(fā)出的熒光,實(shí)現(xiàn)微弱熒光信號(hào)檢測;熒光檢測晶片顯示為對(duì)特定波長光源敏感,當(dāng)含有爆炸物物質(zhì)的氣流通過檢測設(shè)備后發(fā)生反應(yīng),通過上述內(nèi)容可知若發(fā)生反應(yīng),會(huì)激發(fā)出特定波長的熒光;實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊選用stm32系列處理器,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)各模塊的工作狀態(tài)的控制與信號(hào)傳輸;總控電源設(shè)計(jì)為多路隔離電源,可分別為各模塊提供合適的電壓,同時(shí)受實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊控制。
針對(duì)海關(guān)、機(jī)場、地鐵、車站及快遞等行業(yè)日益增多的流動(dòng)性臨檢應(yīng)用場景,可通過小型化便攜式爆炸物檢測設(shè)備與安檢門、安檢機(jī)等傳統(tǒng)安檢設(shè)備進(jìn)行集成安裝,實(shí)現(xiàn)既有安檢能力的升級(jí)。
同時(shí),過氧化物爆炸物檢測儀器工作原理智能高效。當(dāng)待檢物品或人通過時(shí),儀器使用檢測試紙采集待檢物質(zhì),中央處理器模塊通過對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,得出檢測結(jié)果。若檢出爆炸物,儀器報(bào)警,復(fù)位后進(jìn)行自清潔;若未檢出,儀器恢復(fù)待檢狀態(tài)。
北京理工大學(xué)
2022-05-07