[发明专利]一种痕量弹药探测装置及探测方法

摘要

本发明提供了一种痕量弹药探测装置及探测方法。所述痕量弹药探测装置包括空气抽运模块、痕量弹药探测模块、金属溶胶注入模块、激光发射模块、拉曼分析仪和数据分析及显示模块。在痕量弹药探测模块内至少设一条微流道，金属溶胶注入模块向微流道内注入金属溶胶，空气抽运模块向微流道内输送待探测空气，金属溶胶与待探测空气在微流道内反应，由激光发射模块发射的激光照射微流道内的金属溶胶，产生拉曼散射光谱，经拉曼分析仪将光谱数据传输至数据分析及显示模块，通过对拉曼散射光谱的分析、处理，得出待探测空气中是否含有痕量弹药，并在含有痕量弹药的情况下确定弹药的类型。本发明具有高集成度、高灵敏度、高精度、轻便可靠、易操作等优点。

主权项

1.一种痕量弹药探测装置，其特征是，包括：空气抽运模块，与痕量弹药探测模块相接，用于对待探测空气进行抽取，并通过抽运气体通道将待探测空气输送至痕量弹药探测模块；金属溶胶注入模块，与痕量弹药探测模块相接，用于向痕量弹药探测模块内注入金属溶胶；痕量弹药探测模块，分别与所述空气抽运模块、所述金属溶胶注入模块、激光发射模块和拉曼分析仪相接，用于使注入的金属溶胶吸附输送的待探测空气中或存的痕量弹药分子；激光发射模块，与所述痕量弹药探测模块相接，用于发射激光，以激发微流道内吸附了待探测空气中或存的痕量弹药分子的金属溶胶产生拉曼散射光谱；拉曼分析仪，分别与所述痕量弹药探测模块和数据分析及显示模块相接，用于采集微流道内吸附了待探测空气中或存的痕量弹药分子的金属溶胶在激光作用下所产生的拉曼散射光谱数据，并将所采集到的数据发送至数据分析及显示模块；以及数据分析及显示模块，与所述拉曼分析仪相接，用于对所接收到的拉曼散射光谱数据进行分析、处理，以确定待探测空气中是否含有痕量弹药分子，并在待探测空气中含有痕量弹药分子时确定痕量弹药的类型，同时对探测结果进行显示；所述痕量弹药探测模块包括前端的金属溶胶注入流道、中间的反应微流道及后端的金属溶胶输出流道；所述金属溶胶注入流道及所述金属溶胶输出流道均为孔径为20~40μm的流道，且所述金属溶胶注入流道及所述金属溶胶输出流道均呈管状结构；所述金属溶胶注入模块中包含有金属溶胶存储容器，在所述金属溶胶存储容器中盛放有待注入的金属溶胶，所述待注入的金属溶胶为金或银的纳米颗粒溶胶；所述待注入的金属溶胶由微泵泵出，然后经金属溶胶注入孔进入所述金属溶胶注入流道，经所述金属溶胶注入流道后进入反应微流道，金属溶胶在反应微流道内作为反应作用介质吸附待探测空气中或存的痕量弹药分子后，进入所述金属溶胶输出流道，后经金属溶胶流出孔流出；所述反应微流道是用于实现金属溶胶与待探测空气中或存的痕量弹药分子之间的吸附、浓缩和反应；所述反应微流道包括若干呈分叉状结构的细微流道，这些细微流道的孔径在5~10μm之间；在这些细微流道的顶部沿轴向开有长条形开口，长条形开口的设置是为了使待探测空气经抽运气体通道的输出端进入细微流道内，并与细微流道内流动的金属溶胶发生反应；若待探测空气中存在痕量弹药分子，则弹药分子与金属纳米颗粒溶胶反应形成多聚体或双聚体；在金属溶胶输出流道上与反应微流道相接的位置处开有激光入射孔；激光发射模块发射的激光可通过激光入射孔照射到金属溶胶输出流道内，在金属溶胶输出流道上紧邻激光入射孔的位置处开有光谱出射孔，光谱出射孔位于激光入射孔的后端，在光谱出射孔上设有光谱接收头，吸附了待探测空气中或存的痕量弹药分子的金属溶胶在激光的照射下所产生的SERS光谱经光谱出射孔上的光谱接收头后被拉曼分析仪所采集。