[发明专利]一种用于公安消防火灾现场的表面增强拉曼检测器件

说明书

技术领域

本发明属于拉曼光谱现场检测技术领域，特别是一种用于公安消防火灾现场的表面增强拉曼光谱检测器件。 

背景技术

火灾的发生给人们生产生活与社会和谐稳定造成了严重的影响。火灾现场的物证鉴定是火灾原因调查的重要组成部分，可为查明起火原因提供关键的技术支撑，通过分析火灾原因发现火灾发生的规律也有助于预防和减少同类事故的再次发生。

有机化合物在人们生产、生活中广泛存在，获知火场中此类燃烧残留物的化学成分、含量组成、分子特性以及空间分布、存在方式、变化特点，对于科学分析火灾成因、迅速查明火灾原因、防范并控制火灾诱因具有重要意义。由于经历火烧高温、氧化反应、灭火进程以及与周边物质的相互作用，残留的有机物往往以微量甚至痕量的形式存在，而且在火场环境下受挥发作用、水等因素影响极易损失。

因此，在火灾现场对残留物进行快速准确的检测，对确保物证鉴定的时效性、迅速掌握关键线索、尽快查明火灾原因、及时采取措施，具有十分重要的意义。  

目前，火场残留有机物证的检测主要在实验室条件下进行。在检测方法上，由于一般的光谱技术检出能力有限且难以有效区分混合物，国内外主要利用色谱（联用）技术良好的分离及定性特点对有机物证进行检测分析从而鉴别物质的种类。然而由于经历火灾高温、氧化反应、灭火进程以及与周边物质的相互作用，有机物往往以微量甚至痕量的形式存在，这种超低浓度的检测对于色谱技术始终是一个不易突破的瓶颈，火场残留的灭火用水也极不利于气相色谱技术的应用。在实际工作中，尤其对于疑似放火、爆炸等火灾现场，公安消防部门需要在第一时间及时查明火灾原因、确定火灾性质，同时为了避免有机物证在复杂火场环境下的迅速流失，实现火灾现场的快速检测具有十分重要的意义。但是色谱技术在应用于现场时，需要样品提取、分离、富集等复杂的制备步骤以及外接载气或溶剂作为流动相，此外分析仪器本身体积大、操作复杂、分析时间长，这些限制因素对现场工作将造成非常不利的影响。总之由于缺少系统的研究和有效的检测分析手段，物证的现场快速检测及其时效性尚无法得到有力保障。

表面增强拉曼光谱技术（Surface Enhanced Raman Scattering—SERS）是一种直接快速的光谱技术，可提供其它检测技术所不易达到的、甚至单分子检测水平，具有检出能力高、指纹特征性强、检测范围广、分析时间短、灵敏度高、无损原位分析、水干扰小等优点，且仪器便携、操作简便、不需要复杂的样品前处理和流动相等条件。这对于实现火场中高污染、复杂多样、受灭火用水影响大、微量甚至痕量残留的有机物证的快速检测，无疑是一个非常理想的选择。

由于表面增强拉曼效应是基于被测物与金属纳米结构表面之间的相互作用，因此具有一定纳米尺度和形貌的材料基底对于SERS检测至关重要。而在火灾现场，对于残留的化合物的检测，更需要便携式、小型化、装配有SERS活性基底的检测器件和拉曼散射光谱联合使用得以实现。

因此，针对火灾现场物证快速检测的需要，设计开发一种用于火灾现场的表面增强拉曼检测器件，为公安消防部门现场物证工作提供有效、快速的新技术手段，有着积极的意义。

发明内容

本发明目的在于针对火灾现场物证快速检测的需要，提供一种小型、便携、具有快速提取和增强拉曼信号功能的用于公安消防火灾现场的表面增强拉曼检测器件。

本发明提出的一种用于公安消防火灾现场的表面增强拉曼检测器件，包括器件柱体、滤头和挤压套管，其中：

所述滤头设置于器件柱体的最前端，挤压套管置于器件柱体的后端；

所述器件柱体内设有过滤筛板、样品导流腔、检测基底、引流管、定位器、橡胶垫、导气针、导气孔、活塞和弹簧固定器，距滤头一定距离处设有过滤筛板；过滤筛板与样品导流腔连接，样品导流腔上设有检测基底，后端设有引流管；检测基底上方设有连接拉曼光纤探头用的固定器，所述固定器位于器件柱体表面，所述固定器设有透光窗体，并具有开启/密闭功能；样品导流腔的引流管后端设有具有螺纹接口的定位器，所述定位器通过螺纹连接固定于器件柱体内，所述定位器与器件柱体内连接处通过橡胶垫密封；所述定位器具有可拆卸和密封橡胶垫的功能；橡胶垫后方一定距离处设有活塞，活塞前端与带有导气孔的导气针连接；活塞后端设有弹簧固定器，弹簧固定器与器件柱体内壁连接；所述滤头设有第一滤孔，用于滤除较大杂质，并使液体通过；所述过滤筛板设有第二滤孔，所述第二滤孔的孔径小于第一滤孔的孔径，所述第二滤孔用于去除较小固体杂质，并使液体通过；