威胁物品检测系统的制作方法与工艺

文档序号:12845976阅读:153来源:国知局
本发明涉及威胁检测领域,更具体地讲,涉及威胁物品检测领域。

背景技术:
现在不断增加的世界性的恐怖分子威胁已经使检测各种爆炸物和其他威胁物品以为重要地点(比如机场、边境通道、大使馆、海港、政府大楼、发电站或通常的运输系统)提供安全保护至关重要。已经报告了很多检测包括毒品的威胁物品的方法,并且已经使用了各种技术,比如X射线检查(1)、荧光淬灭(2)、中子和伽马射线能谱(3)、LC-MS(4)、UV门控拉曼光谱(5)、激光诱导击穿光谱(6)、电化学免疫传感器(7)、化学发光法(8)、SPME-HPLC(9)、GC-ECD(10)、GC-SAW装置(11)、GC微分迁移光谱(12),最近以来的金属氧化物半导体(MOS)纳米传感器(11)已经被用于检测和辨别浓度低的爆炸物。在过去20年中已经出现了离子迁移光谱(IMS),由于IMS的检测的低限制、相对快的响应、硬件方面的简单和便携性,IMS将作为一种跟踪检测爆炸物的可靠的方法。目前,基于IMS的设备被用于易受威胁的地方,比如用于检测和和随身行李的机场。直到2001年Ewing等人对用于检测爆炸物或爆炸相关物品的IMS做了极重要的回顾。离子迁移光谱基本上是在大气压下工作的气相离子分离技术。在书中和回顾文章(14-18)中给出该方法的全部描述。由反应区和漂移区构成的漂移管是IMS仪器的主要元件。在传统的IMS仪器中,通过一系列的导电保护环(18)来产生电场,并且在更简化的漂移管设计中,离子漂移管由单片导电玻璃管形成。这种新型的漂移管设计包括在US7,081,618中,在US7,081,618中,描述反应离子化/漂移管腔室构造有一个或多个具有规定的导电性的单片导电玻璃管。使用玻璃管来代替通常用在漂移管的结构中的金属和陶瓷环形组件的堆叠组件。这个方法提供了比较简单的设计,更少的部件和在扫描模式下快速切换离子极性的改进的性能。在美国专利3,699,333、5,027,643和5,200,614中公开了现有技术中用于检测爆炸物、毒品和其他违禁物品的离子迁移光谱仪。第5,491,337号美国专利进一步示出对离子阱迁移光谱仪的进一步改进,第6,690,005号美国专利描述了用于离子进入具有前捕获能力的环堆栈漂移管以及切换进入漂移室的离子极性的脉冲机制。美国专利申请2002/0134933提供了一种检测正和负迁移光谱的方法,其中,第一和第二选择的切换时间小于20毫秒和15毫秒,过渡时间小于5毫秒。Haigh在第7,528,367号美国专利中描述了具有入口的离子移动光谱仪,该入口与电离室和漂移室相通,具有施加的电位的堆叠的栅极有助于在它们之间保留离子直至它们被驱动至漂移室。发明人要求整形器峰值形状和改进的分辨率。Spangler在美国专利号6,124,592和6,407,382中描述了通过在将离子驱动至环形堆叠漂移室之前施加电场以捕获该空间的离子而开发离子的迁移特性来分离和存储离子。尽管在上面引用的专利和公开中描述了实现,仍然有对现有技术进行改进以能够有更好性能、硬件的简单组件的设计,因而成本减少以及在现场部署的可靠性上增加的需要和需求。最近的美国申请2009/0113982提供了基于气相色谱分析分离的爆炸化合物的热分解中产生的分子的紫外线检测提供了多维检测系统。然而,在分析在对海运集装箱、空运货物、行李和其他复杂矩阵进行取样通常遭遇的复杂化学矩阵时,这不会提供需要的选择和特征。随后,该方法与这里描述的方法相比,更少敏感更少选择性。

技术实现要素:
本发明涉及一种如图1所述示的联合次模组,用于通过将解吸系统变换到第一分离器接着通过加热阀切换到分析性气相色谱柱来处置引入的样品。所述气相色谱柱在,所述气相色谱柱在通过脉冲栅连接到单片导电玻璃管离子源中终止,其作为在其中相对极性的离子在电场下向收集电极移动的室。当混合物中的分子在所述气相色谱柱中以不同的定时而存在时,对于以不同的间隔到达收集板的正负两种离子扫描所述气相色谱峰值的宽度。附图说明附图1是本申请一个实施方案的示意图。具体实施方式分析器系统包括一种在从40-250℃的温度的斜坡样式进行试样气化的方法并利用从包含在储藏室中的吸收材料产生载气供应来传送分子。分子通过吸收、冷凝、包括惰性金属表面和像GC液相的涂层表面构成的冷却的捕获材料和捕获分子的其他手段。通过在其端子上供电来对阱进行电阻加热以将捕获的材料释放到第二载气并且将气化取样传送至分析GC柱。GC柱可包含极性、半极性、或非极性粘合液相,以有效地分离像NG、DNT、TNT、PETN、RDX、TATP、HMX的爆炸分子和像可卡因、海洛因、安非他明、甲基苯丙胺和其他非法药品的毒品。通过描述的方法分析像来自烟草和人体气味的生物碱的化合物。在分析化学75,3137(2003)中,R.Batlle等描述了基于GC的爆炸物检测器的示例,该公开通过引用包含于此。另外,对于这些标准色析法,快速GC方法也可被用于改进这些分析器中取样处理量。通过从40至250℃的柱电阻加热实现GC柱的温度斜坡,这允许挥发的化合物和不挥发的(高沸点材料)化合物在1-3分钟的间隔内分离。用范围在100-500毫秒的电源脉冲以斜坡方式加热阱以有助于基于不同化合物的物理和化学特性来对它们进行热分离。所述载气由在储罐中含有的吸收湿气和烃的材料而在内部产生,其中环境空气通过内部隔膜泵被运送到所述储罐。含有相同材料的第二储罐被加热到200℃并且由来自所述第一储罐的小型纯气体流而吹扫。计时电路和微处理器支配对每个储罐的使用,来提供水分含量小于2ppm且有机化合物含量小于1ppm的纯净气体。还可以从外部气瓶或者在所述分析器系统外部运行的相同储罐组件来提供载气。Jenkins等在美国专利No.6,815,670中描述了一种干燥器系统,其由两个以交替方式运行的干燥器组成,用于干燥要被导向所述检测器的空气。当其它干燥器供给所述检测器时,没有被运行的干燥器被再装填。Grgich等在美国专利No.5,632,802公开了一种用于通过干燥剂床、热活化和再生的空气干燥与过滤系统从压缩空气去除水分的方法。通过双阀门系统和塔,所述空气的水分与烃被干燥。Fresch等的美国专利7,000,332描述了一种相似的具有两个含有干燥剂的塔的布置方案,在干燥阶段所述塔交替地接收来自入口的要被干燥的水分饱和空气,然后在再生阶段接收干燥空气以再生所述先前在所述干燥阶段吸附了来自饱和空气中水分的干燥剂。在这里所描述的设备转移了沿着两个流动路径之一流动的干燥空气,包括具有加热器和脉冲吹扫再生控制阀门(其用于选择性地向被再生的塔输送热的干燥空气)的第一流动路径,以及第二流动路径,其绕过所述第一流动路径并且包括用于选择性地允许将未受热干燥空气输送到所述被再生的塔以便冷却所述干燥剂的旁路阀。本发明的一般目标是改进加热控制机构和吸附剂的净化循环,以保证低于2ppmv的低水分含量以及所述冲洗气小于1ppmv浓度的烃含量。所述运行由微处理器控制,其提供了温度控制特性、气流、所述吸附器附件的切换机构,并且保持了所述吸附器相互作用时间和使用的状态轨迹。即使发生供电中断,处理器也能在供电中断之前存储准确的运行条件。现有技术在美国申请2002/0134933中描述了在它们的IMS极性开关设计中使用了单个高压电源,而该发明使用了异极性的双电源供给。该发明的另一实施方案使用了半H代替了四H桥,其提供了比现有技术更简单和更快速的转换电路能力。此外,所述分配器与单漂移管几何形状IMS一起使用以代替环IMS组件漂移管,相对于复杂的环IMS设计提供了更简单的设计和更有经济效益的方案。在本公开中,我们使用通过一系列齐纳二极管以代替现有技术中使用一系列电阻器和电容器而获得的不同电压,以有效地产生在所述IMS电极上需要的不同电压。本发明采用的所述方法比现有技术更耐用和可靠。在离子极性之间的交替取决于时间计时电路,其依赖于从所述色谱柱洗脱GC峰值的持续时间(在100-500msec变化)。在该方式中,阳性扫描在一极中被收集,并且若干阴离子扫描以相对极方式而被收集。在每极之间提供时间间隙来允许反应剂离子和基线的稳定。离子极性的交替使用了在预放大器电路上施加的覆盖信号以保护所述电路防止在位于法拉第收集器板之前的保护电极上电压的突然充电和电压浪涌。尽管已经参照本发明的特定示例性实施例描述了本发明,但是很多不同替换、修改等对本领域技术人员来说是显而易见的。从对附图、本公开和所附权利要求的研究中,技术受众在实施所要求权利的发明时,可以理解和实现对公开的实施例的改变。此外,在权利要求中,术语“包括”并不排除其他元件或步骤,并且不定冠词“一个”并不排除多个。
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