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机场安检门/金属探测门等安全防范、反恐防爆

2015-08-14 16:21:02| 发布者: admin| 查看: 239

    本文以拉曼光谱仪为研究对象,介绍了拉曼光谱仪近年来技术进展,分析了泣曼光谱仪在物质成分定性分析、危险液体探测、未知物品无损快速探测等应用上的技术优势,同时,对拉曼光谱仪在安检排爆领域应用中存在的一些技术缺陷进行了讨论,综合而言,拉曼光谱仪作为安检排爆领域一种较新颖的技术手段,优势和缺陷都十分明显,但随着技术不断进步,拉曼光谱仪在安检排爆领域的应用有望获得更加长足的进展。
    1.引言
    拉曼光谱作为一种分子指纹光谱表征,具有定性、快速、无损、微量、微区分析、对样品前处理要求低等特点,近年来发展迅速,在安检排爆领域受到了人们的广泛重视,特别是在城市轨道交通、机场安检门/金属探测门等安全防范、反恐防爆的要害部门,拉曼光谱仪正在成为一种必备的安检装备。为此,本文以拉曼光谱仪为研究对象,重点论述了拉曼光谱仪近年来技术进展、应用优势及其在安检排爆领域应用中存在的问题。
    2.拉曼光谱仪技术进展和应用优势
    2.1技术进展
    在安检排爆领域,拉曼光谱仪技术进展主要体现在两方面。
    其一、核心部件发展迅速,拉曼光谱仪价格降低、更加小型化。(1)激光光源:拉曼光谱仪激光光源主要是波长785nm、功率500mW以下的激光器,之前,这类激光器价格昂贵、激光带宽和稳定性不佳,近年来,随着分布反馈半导体激光器(DFB-LD)和分布式布拉格反射器半导体激光器(DBR-LD)技术的应用,适合拉曼光谱仪使用的窄带785nm激光器得到实际应用,激光器价格进入2万元区间[[2.3],性能指标也得到大幅提高,如B&W Tek公司研制的Cleanlaze激光器,FWHM带宽已能达到0. 1nm量级,并且具有体积小、稳定性高的优点。(2)微型CCD光谱仪:拉曼光谱仪分光检测部件主要采用微型CCD光谱仪,近年来,分光上采用经典车尼尔一特尔纳(C-T)结构、交叉式C-T结构、全息凹面平场光栅结构,信号检测上采用高灵敏度制冷型CCD的微型光谱仪均有面世,这些光谱仪光路紧凑,杂散光低,十分适用于微弱拉曼信号检测,如海洋光学公司生成的QE65000光谱仪,采用交叉式C-T结构、Hamamatsu S7031-1006薄型背照式
FFT-CCD,具有90%的量子效率,显著提高了拉曼光谱信号检测信噪比和灵敏度。
    其二,信息技术升级换代,拉曼光谱仪更加便携、智能。(1)嵌入式操作系统:嵌入式操作系统技术升级非常迅速,微软公司、google公司2010年后先后发布Twince?版本和Android 4一版本,这类嵌入式系统的应用,使拉曼光谱数据处理转移到ARM等嵌入式芯片上进行,帮助拉曼光谱仪摆脱了传统台式机、笔记本平台的限制,使其更加便携化。(2)hi-pe安检门数据处理技术:随着化学计量、数理统计、小波变换、嵌入式数据库等现代信号处理技术的引入,拉曼光谱信号处理在去噪、去基线、潜峰识别、谱库检索等方面发展迅速,使得特征峰识别更加准确、谱库更加庞大,曼光谱也从以往的单组分、定性分析,走向了混合组分、半定量分析,拉曼光谱仪分析应用更加智能化。

    核心部件、信息技术的发展,大力推进了拉曼光谱走向实战应用,美国ThermoScientific针对安检排爆应用推出了FirstDefender系列产品,能够快速(5s内)、准确的鉴定危险化学品和爆炸物,包括炸药、毒气、毒品等各类危险物品,鉴定物品。

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