多通道式爆炸物和毒品探测器的制作方法

本实用新型涉及无人探测器，尤其涉及了多通道式爆炸物和毒品探测器。

背景技术：

当高分子材料在LED或者其他蓝紫色光的照射下会产生荧光；当爆炸品的微量蒸汽通过荧光时会消光，因此我们应用高分子材料的这个特性来探测爆炸品。现有的爆炸品探测器，使用易碎的玻璃毛细管式光波导，设备体积庞大,内部系统结构复杂，造价昂贵,并且无法识别爆炸品。因此，简化爆炸品探测器内部结构，降低其制造成本并识别爆炸品是非常必要的。

专利号为“201310478635.8”，专利名称为“一种爆炸品和毒品探测器”的中国实用新型专利为解决上述技术问题提供了较为合理的技术方案，具有结构简单，样品更换速度快等优点。但是该技术方案仍然存在以下技术问题，该方案只能够检测一种爆炸物或毒品，而现实环境是复杂的，可能需要同时检测多种爆炸物或者毒品，实用新型人根据该实用新型的缺点，提供了一种多通道式的探测器，从而保证检测更加准确，检测范围更广。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中存在的等缺点，提供了多通道式爆炸物和毒品探测器。

为了解决上述的技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

多通道式爆炸物和毒品探测器，包括壳体，壳体内设置有光信号传播装置、检测装置、样品采集装置和光敏探测器，光信号传播装置包括第一光传播通道和第二光传播通道，检测装置包括可替换的样品检测层，样品检测层为光敏材料，样品检测层在LED光的照射下产生荧光，样品采集装置包括气腔、加热器和微型气泵，气腔一端与加热器连接，气腔另一端与微型气泵连接，第一光传播通道和第二光传播通道连通，第一光传播通道的一端与气腔的腔体内连通，检测装置包括载体，样品检测层设置载体的前端，载体的另一端与第一光传播通道可拆卸密封连接，载体将样品检测层插入在气腔内；加热器上设有进气管和检测入口，样品检测层的种类至少两种且互不干涉的独立设置在载体的前端；第一光传播通道内设置有至少两组荧光探测组件，荧光探测组件的个数、种类和样品检测层的个数、种类一一对应；第二光传播通道内设置有光源，光源经第二光传播通道进入第一光线传播通道然后汇聚照射在不同的样品检测层上产生不同波长的荧光，不同波长的荧光经对应的荧光探测组件过滤后照射在光敏探测器上，光敏探测器的个数与荧光探测组件的个数一一对应；微型气泵将爆炸物蒸汽或者毒品由检测入口蒸汽吸入气腔与样品检测层的物质发生荧光淬灭反应，光敏探测器探测到对应的荧光强度变化。该装置采用多组不同的样品检测层，从而能够完成多种爆炸物或者毒品的检测，虽然是多路但因曲线的数据量很小而单片机和处理器的速度很快功能很强，所以该装置相互检测互不影响，而且电路板可以是一块，显示屏也可以是一只，它可对不同物质分区显示。

作为优选，荧光探测组件包括第一会聚透镜、第一带通滤光片和第二会聚透镜，荧光依次经过第一会聚透镜、第一带通滤光片、第二会聚透镜会聚到光敏探测器上。第一带通滤光片只透过与爆炸品荧光淬灭峰对应的峰值波长±5nm的光，所以不同的荧光淬灭之间互不影响。

作为优选，光源为紫色发光二极管，第二光传播通道内还设置有第三会聚透镜、毛玻璃、准直透镜、第二带通滤光片和第四会聚透镜；毛玻璃出射光的一侧设置有黑色不透光材质的挡板，挡板上开设有透光孔，透光孔在毛玻璃上的正投影的点为第三会聚透镜的物点，样品检测层所处的点为第四会聚透镜的像点；光线经光源发射依次经过第三会聚透镜、毛玻璃、透光孔、准直透镜、第二带通滤光片、第四会聚透镜照射在样品检测层上，样品检测层发出荧光，荧光进入荧光探测组件。第三会聚透镜将发射的LED光进行缩小汇聚，缩小之后的光经过毛玻璃变成一个均匀发光的物点，该物点的光经过透光孔24照射到准直透镜25，得到平行光。由于毛玻璃上的光很均匀密度很高，照在光敏材料上的光也很均匀密度很高，被光敏材料释放的荧光也很均匀密度很高，这就使得该装置能够快速探测痕量爆炸品和毒品。第二带通滤光片为短通滤光片，短通滤光片过滤掉波长比LED光长的光，LED光最后由第四会聚透镜照射在样品检测层上，第一带通滤光片为长通滤光片，长通滤光片可过滤波长较短的LED光，所以，LED光在经过短通滤光片、长通滤光片二者过滤后，将不会传递至光敏探测器，；而荧光可顺利通过第一会聚透镜、第一带通滤光片和第二会聚透镜会聚透镜会聚到光敏探测器上。

作为优选，第一光传播通道和第二光传播通道垂直设置，第二光传播通道连接在第一光传播通道的中部，第二光传播通道和第一光传播通道的连接处内设置有第一45度分束片，光源为紫色发光二极管，第二光传播通道内还设置有第三会聚透镜、毛玻璃、准直透镜、第二带通滤光片，毛玻璃出射光的一侧设置有黑色不透光材质的挡板，挡板上开设有透光孔，透光孔在毛玻璃上的正投影的点为第三会聚透镜的物点，样品检测层所处的点为第四会聚透镜的像点；光线经光源发射依次经过第三会聚透镜、毛玻璃、透光孔、准直透镜、第二带通滤光片、第一45度分束片、第一会聚透镜照射在样品检测层上；荧光探测组件的轴线与第一光传播通道垂直设置，第一光传播通道内还设置有与荧光组件一一对应的第二45度分束片，荧光经第一会聚透镜第一45度分光束片不发生偏折直射到第二45度分束片偏折进入荧光探测组件。采用这种结构，第一光传播通道和第二光传播通道为垂直设置，加工更加方便。

作为优选，检测装置还包括检测装置放置台，载体嵌入检测装置放置台内并由帽盖固定和密封；气腔上设有隔离窗口，隔离窗口设置在样品检测层上方，隔离窗口的外侧设置有增透膜，隔离窗口51能够保证荧光进入第一光传播通道，而且增透膜能够防止水汽结雾影响光线的传播。而且更换方便。

作为优选，载体为铝棒。

作为优选，载体的前端设置有毛细管，毛细管内壁的不同区域涂有不同的样品检测层，样品检测层涂覆在毛细管的内侧，从而避免样品检测层在更换的过程中被碰擦到，导致荧光量不足，使得检测不够灵敏。

作为优选，样品检测层均为光敏材料，样品检测层的个数为三个，分别为硝基类爆炸物样品检测层、过氧化合物爆炸品样品检测层和毒品样品检测层。从而能够同时检测到多种爆炸物和毒品。

作为优选，光敏探测器还包括电路板和光谱显示仪，光敏探测器包括光电二极管或光电倍增管或雪崩管，荧光透过第二会聚透镜会聚在光电二极管或光电倍增管或雪崩管上，光电二极管或光电倍增管或雪崩管与电路板点连接，光电二极管或光电倍增管或雪崩管通过电路板与光谱显示仪相连。

本实用新型采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本实用新型所提供的：光敏探测器可以将不同的消光曲线反馈到光谱显示仪上，方便人们分辨不同的检测物质；而且该探测器能够同时检测多种危险物品，大大降低了检测成本和设备空间，提高了检测速度；装置采用毛细管用于检测层的涂覆，不仅能够保证检测层不会出现刮擦，免去外界影响，提高使用寿命，而且能够减少检测层的剖面变面积，使得光线更加容易汇聚。45度分束片、短通滤光片、长通滤光片可以过滤LED光，使光敏探测器上只接收到荧光,达到极高的信噪比；加热器可以使不产生微量蒸汽的爆炸物产生微量蒸汽；样品检测层固定在载体上，通过更换载体，可以简单快速的实现样品检测层的更换。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是图1隔离窗口的结构示意图；

图3是实施例2毛细管的结构示意图；

图4是实施例3的结构示意图。

图中的附图标记对应以下技术名称：1—第一光传播通道、2—第二光传播通道、65—样品检测层、5—气腔、4—微型气泵、61—载体、3—加热器、31—进气管、32—检测入口、21—光源、85—光敏探测器、73—第一会聚透镜、74—第一带通滤光片、76—第二会聚透镜、22—第三会聚透镜、23—毛玻璃、24—透光孔、25—准直透镜、26—第二带通滤光片、27—第四会聚透镜、14—第一45度分束片、69—第二45度分束片、62—放置台。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

如图1和图2所示，多通道式爆炸物和毒品探测器，包括壳体，壳体尾部透明的金属壳体，壳体内设置有光信号传播装置、检测装置、样品采集装置和光敏探测器85，光信号传播装置包括第一光传播通道1和第二光传播通道2，检测装置包括可替换的样品检测层65，样品检测层65为光敏材料，样品检测层65在LED光的照射下产生荧光，样品采集装置包括气腔5、加热器3和微型气泵4，气腔5一端与加热器3连接，气腔5另一端与微型气泵4连接，第一光传播通道1和第二光传播通道2连通，第一光传播通道1的一端与气腔5的腔体内连通，检测装置包括载体61，样品检测层65设置载体61的前端，载体61的另一端与第一光传播通道1可拆卸密封连接，载体61将样品检测层65插入在气腔5内；加热器3上设有进气管31和检测入口32，样品检测层65的种类为三种且互不干涉的独立设置在载体61的前端；第一光传播通道1内设置有三组荧光探测组件，荧光探测组件与样品检测层65的一一对应；第二光传播通道2内设置有光源21，光源21经第二光传播通道2进入第一光线传播通道1然后汇聚照射在不同的样品检测层65上产生不同波长的荧光，不同波长的荧光经对应的荧光探测组件过滤后照射在光敏探测器85上，光敏探测器85的个数与荧光探测组件的个数一一对应；微型气泵4将爆炸物蒸汽或者毒品由检测入口32蒸汽吸入气腔5与样品检测层65的物质发生荧光淬灭反应，光敏探测器85探测到对应的荧光强度变化，抽出的气体由出气口41排出，气腔5内减少的气体通过进气管31补充进入，爆炸物或者毒品如果在常温下不挥发，则启动加热器3进行加热，从而能够使得探测器准确判断。

三组荧光组件平行设置在第一光传播通道1内，荧光探测组件包括第一会聚透镜73、第一带通滤光片74和第二会聚透镜76，荧光依次经过第一会聚透镜73、第一带通滤光片74、第二会聚透镜76会聚到光敏探测器85上，其中第一光传播通道1和第二光传播通道2呈一定夹角设置，所述第一光传播通道1连接在第二光传播通道2的一端，所述的载体61设置在第一光传播通道1和第二光传播通道2的连接处。光源21为紫色发光二极管，第二光传播通道2内还设置有第三会聚透镜22、毛玻璃23、准直透镜25、第二带通滤光片26和第四会聚透镜27；毛玻璃23出射光的一侧设置有黑色不透光材质的挡板，挡板上开设有透光孔24，透光孔24在毛玻璃23上的正投影的点为第三会聚透镜22的物点，样品检测层65所处的点为第四会聚透镜27的像点；光线经光源21发射依次经过第三会聚透镜22、毛玻璃23、透光孔24、准直透镜25、第二带通滤光片26、第四会聚透镜27照射在样品检测层65上，样品检测层65发出荧光，荧光进入荧光探测组件，经荧光探测组件会聚在光敏探测器85上，检测装置还包括检测装置放置台6，载体61嵌入检测装置放置台6内并由帽盖62固定和密封；气腔5上设有隔离窗口51，隔离窗口51设置在样品检测层65上方，隔离窗口51的外侧设置有增透膜52。增透膜52能够防止水雾的凝结，因为在加热过程中气腔5内外的温度不同会产生水雾。

第二带通滤光片23为短通滤光片，短通滤光片过滤掉波长比LED光长的光，LED光最后由第四会聚透镜27照射在样品检测层65上，第一带通滤光片74为长通滤光片，长通滤光片可过滤波长较短的LED光，所以，LED光在经过短通滤光片、长通滤光片二者过滤后，将不会传递至光敏探测器85；而荧光可顺利通过第一会聚透镜73、第一带通滤光片74和第二会聚透镜76会聚到光敏探测器85上。

所述载体61为铝棒，样品检测层65均为光敏材料，样品检测层为3个，分别为硝基类爆炸物样品检测层65、过氧化合物爆炸品TATP样品检测层65和毒品样品检测层65，均涂覆在铝棒上。

光敏探测器85还包括电路板80和光谱显示仪90，光敏探测器85包括光电二极管或光电倍增管或雪崩管，荧光透过第二会聚透镜76会聚在光电二极管或光电倍增管或雪崩管上，光电二极管或光电倍增管或雪崩管与电路板80点连接，光电二极管或光电倍增管或雪崩管通过电路板80与光谱显示仪90相连，所述三个光电二极管光电二极管或光电倍增管或雪崩管连接同一个电路板80，并将电信号以波形的形式显示在光谱显示仪90上。

该装置的整体过程为，光源21发射光线经第二光传播通道2会聚在样品检验层上，从而产生不同波长的荧光，荧光和剩余的LED光经第一光传播通道1内的荧光探测组件过滤后，荧光通过，多余的LED光被过滤，荧光最终会聚在光敏探测器85上，光信号转换为电信号再以波形的形式显示在光谱显示仪90上，当毒品或者爆炸物产生的蒸汽由检测入口32进入气腔5内与相应的样品检测层发生淬灭反应，从而相应的荧光强度发生变化，显示在光谱显示仪90上即为波形发生变化，方便用户进行判断。

实施例2

如图3所示，本实施例与实施例1的区别之处在于，载体61的前端设置有毛细管610，毛细管610内壁的不同区域涂有不同的样品检测层65，聚光更加简单方便，而且样品检测层65不会收到外部的刮擦，使用寿命更久一些。

实施例3

如图4所示，本实施例与实施例1的区别之处在于，第一光传播通道1和第二光传播通道2之间垂直设置成“T”型。第一光传播通道1和第二光传播通道2垂直设置，第二光传播通道2连接在第一光传播通道1的中部，第二光传播通道2和第一光传播通道1的连接处内设置有第一45度分束片14，光源21为紫色发光二极管，第二光传播通道2内还设置有第三会聚透镜22、毛玻璃23、准直透镜25、第二带通滤光片26，毛玻璃23出射光的一侧设置有黑色不透光材质的挡板，挡板上开设有透光孔24，透光孔24在毛玻璃23上的正投影的点为第三会聚透镜22的物点，样品检测层65所处的点为第四会聚透镜27的像点；光线经光源21发射依次经过第三会聚透镜22、毛玻璃23、透光孔24、准直透镜25、第二带通滤光片26、第一45度分束片14、第一会聚透镜73照射在样品检测层65上；荧光探测组件的轴线与第一光传播通道1垂直设置，第一光传播通道1内还设置有与荧光组件一一对应的第二45度分束片69，荧光经第一会聚透镜73第一45度分光束片14不发生偏折直射到第二45度分束片69偏折进入荧光探测组件，本实施例中将实施例1中的省去了第四会聚透镜27的使用，将第一会聚透镜73作为两个透镜进行使用，从而减少了透镜部件个数的使用。本实施例所叙述的区别技术方案同样适用于实施例2。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。