毒品炸药探测器工作原理
更新时间：2018-10-17 19:01 作者：安检设备厂家
随着国内外环境的变化及科学技术的发展，机场的安全检查手段也在不断的改进和提高，机场安检措施越来越严格，在此，介绍安全检查中的利器——毒品炸药探测器
关键词：炸药 毒品 IMS ITMS
一、概述
毒品炸药探测器在不打开检测对象的外包装的情况下，就可探测对象内是否含有炸药、毒品及违禁的化学物品。它的主要用户是机场、警察、海关、监狱、公安、政府重要部门，用于安全检查，所要探测的物品是：
·搜查非法毒品
·对旅客、行李和包裹进行检查，检看是否携带和藏匿各种不同的爆炸物
·对爆炸现场进行法医分析
·探测地下未爆炸的军火
二、工作原理
1．基本原理
在探测毒品、炸药时，所能收集到的物质样本是非常少，一般的物理化学方法，不能有效的对样品进行分析判断，目前，只能采用“离子迁移光谱”法来识别各种物质。其探测的基本原理是基于以下一些事实：
·很多化学物质会散发出蒸气或颗粒，这些蒸气或颗粒会被它们与之接触的材料（衣服、行李、皮肤、容器、纸张等等）表面吸附或粘附。
·这些痕量物质可通过真空吸附的方式或通过擦拭表面的方式收集起来。
·这些化学物质即使是数量极少的残留物也可通过加热的办法从其颗粒上解吸下来（将它们变成蒸气）。
·气化后的物质可被离子化（转化成带电的分子）。
·在电场中，离子将漂向电场的某一极，其漂流的速度取决于离子的结构和大小。在有效控制电场强度的情况下，每种离子都有一个特定的移动速度，其速度象人的指纹一样，可用来识别产生每种离子的原始物质。
犯罪嫌疑人接触过炸药或毒品后，在手的皮肤上会沾有这些炸药或毒品的微小颗粒。当嫌疑人在接触其他物质时,如箱子、包裹或衣服，通过指纹将微粒污染到这些物质的表面。在常温下,这些微小颗粒会自然挥发出蒸汽，检测人员通过取样工具,在这些物质表面采集这些微小颗粒或蒸汽，利用毒品炸药探测器进行分析。由于探测器的灵敏度极高，只要有任何蛛丝马迹即可发现并报警。
2．IMS原理介绍
IMS的英文全称是Ion Mobility Spectrometry，中文翻译为离子迁移光谱技术。
为一个基本的“离子迁移光谱”（IMS）探测器。要分析的样品被加热，使所收集的化学物质气化；然后，气化后的化学物质由一个干净的干燥空气流作为载体，带入一个反应区。反应区有一个弱的放射性离子化源，即一个镍63（63Ni）β-射线发射器。β-粒子与样品流中的气体颗粒碰撞，会形成正离子和负离子。爆炸物形成负离子，多数毒品如海洛因和可卡因形成正离子。
沿IMS的整个长度施加有一个电场。这一电场的极性可为正，也可为负，由被检测物质的类型来确定。正确极性的离子被允许通过一个控制删的开口从反应区向漂流区运动。
不同的离子以不同的、但却是特有的速度进行漂流，并在不同的漂流时间内到达收集器的电极。这样，具有不同质量的三种离子（X、Y和Z）将产生的漂流图谱，或称波形图，在该图上，X离子最先到达，漂流时间最短。
3．ITMS原理介绍
ITMS的英文全称是Ion Trap Mobility Spectrometry，其中I表示离子；T表示俘获；M表示漂移；S表示质谱，中文翻译为离子俘获漂移质谱技术
工作原理为：通过真空吸附或擦拭的方法，将极微量的炸药成分采集到炸药探测器的入口中，经加热气化后，与特殊化学试剂结合，经微量放射源的作用，产生化学-电离反应。电离后的样品带电分子进入电离门，通过电离门后面的电场，使其加速漂移至样品收集器的极靶上，并记录下离子在电场中的飞行时间。因为不同物质的分子其电离带电特性不同，以及分子质量不同，所以到达极靶的时间也不同，根据对各离子飞行时间的记录，判断该物质的成分。
T（TRAP），即俘获离子检测技术，为Ion Track Instruments公司的专利技术，在设计上它增加了一个可以高速开启的电离门，使离子一束一束的进入电场，并分别对他们的飞行进行记录，计算机将这些记录进行逻辑叠加，用以消除记录过程中的噪音，增加有效信号的正确性，从而大幅度的增加了灵敏度，降低了误报率。
该炸药探测器的另一个专利技术是在仪器前端增加了一种半透膜，它可以有效的阻挡外界环境中的杂质对仪器的干扰，只让需要的物质通过，从而降低了仪器的误报率、缩短了仪器的清洁时间，有效的降低了杂质抑制器的消耗。同时半透膜在前端还可起到有用物质的吸附、聚集作用，这样也提高了仪器的灵敏度。
三、采样方式
毒品、炸药探测器工作步骤是：探测器预热→采样→分析→报告。本文重点说明采样方式。
采样工作是由检查人员用采样工具手工完成，采样工具一般有指套、纸棒、试纸、真空吸附等，检查人员选择其一。
采样的操作步骤为：
·使用指套/纸棒，擦抹被测的包、箱子等的表面，或真空吸附方式取样。
·将擦抹后指套/纸棒放在探测仪的吸入口，系统对试样进行分析，约10秒可以完成采样和分析，如发现任何违禁品，则以声音/图象等形式报警并显示其种类。
四、可探测的毒品炸药种类
根据使用部门的要求，毒品炸药探测器一般必须探测40多种爆炸物和毒品，基本涵盖目前世界上已知的毒品、炸药，其具体名称有：
·可探测的爆炸物有：RDX、PETN、TNT、Semtex、硝酸盐类、NG、HMX和其它；
·可探测的毒品有：柯卡因、海洛因、PCP、THC、甲基安非他命、LSD、大麻和其它；
·添加新样本：用户还可自行增加新的被检物，如黑火药、摇头丸等。
五、产品介绍
毒品炸药探测器分手提式和台式两种系列，手提式的机动性较好，台式机的探测精度较高，用户应根据使用场合选用合适的产品。目前，毒品炸药探测器的两家主要生产厂有Smiths Heimann公司、Ion Track公司，他们在国内均有代表处、代理机构。国内暂不能生产。
Smiths Heimann公司产品有IONSCAN 400B、SABRE 2000，采用离子迁移光谱法（IMS）探测爆炸物和毒品。
探测毒品达到亚毫微克级（10-10），探测爆炸物达到微微克级（10-12），能快速地检测和分辨痕量毒品及爆炸物。
实际误报率小于0.05%：美国联邦航空管理局（FAA）目前认可并在美国主要机场使用的IONSCAN装置的实际误报率小于0.05%（基于500万次以上的样品测量结果）；同样，Transport Canada最近在Pearson 机场所做的一次测试也表明，实际误报率小于0.05%（基于1万次以上的样品测量结果）。
Ion Track公司产品主要有三种：台式炸药毒品探测器（Itemiser-3）、手持式炸药毒品探测器(Vapor Tracer II)和通过式炸药毒品探测器（Entry Scan），其中通过式炸药毒品探测器为该公司最新产品。采用离子俘获漂移质谱技术（ITMS）探测爆炸物和毒品
既可分别探测炸药、毒品，又可同时探测炸药、毒品。同时探测时，无需进行转换，节约了检测时间。
Ion Track Itemiser-3炸药/毒品探测器有三种供电方式，交流电供电方式、汽车点烟器供电方式（可以直接利用汽车电瓶为其提供电力）、内置式充电电池方式（可以连续工作45分钟）。
Itermiser-3采用折叠式触摸控制液晶显示屏，整机使用便携式理念设计制造，整机体积小，重量极轻（只用12公斤），配有运输用提手，携带非常方便。
关键词：炸药 毒品 IMS ITMS
一、概述
毒品炸药探测器在不打开检测对象的外包装的情况下，就可探测对象内是否含有炸药、毒品及违禁的化学物品。它的主要用户是机场、警察、海关、监狱、公安、政府重要部门，用于安全检查，所要探测的物品是：
·搜查非法毒品
·对旅客、行李和包裹进行检查，检看是否携带和藏匿各种不同的爆炸物
·对爆炸现场进行法医分析
·探测地下未爆炸的军火
1．基本原理
在探测毒品、炸药时，所能收集到的物质样本是非常少，一般的物理化学方法，不能有效的对样品进行分析判断，目前，只能采用“离子迁移光谱”法来识别各种物质。其探测的基本原理是基于以下一些事实：
·很多化学物质会散发出蒸气或颗粒，这些蒸气或颗粒会被它们与之接触的材料（衣服、行李、皮肤、容器、纸张等等）表面吸附或粘附。
·这些痕量物质可通过真空吸附的方式或通过擦拭表面的方式收集起来。
·这些化学物质即使是数量极少的残留物也可通过加热的办法从其颗粒上解吸下来（将它们变成蒸气）。
·气化后的物质可被离子化（转化成带电的分子）。
·在电场中，离子将漂向电场的某一极，其漂流的速度取决于离子的结构和大小。在有效控制电场强度的情况下，每种离子都有一个特定的移动速度，其速度象人的指纹一样，可用来识别产生每种离子的原始物质。
犯罪嫌疑人接触过炸药或毒品后，在手的皮肤上会沾有这些炸药或毒品的微小颗粒。当嫌疑人在接触其他物质时,如箱子、包裹或衣服，通过指纹将微粒污染到这些物质的表面。在常温下,这些微小颗粒会自然挥发出蒸汽，检测人员通过取样工具,在这些物质表面采集这些微小颗粒或蒸汽，利用毒品炸药探测器进行分析。由于探测器的灵敏度极高，只要有任何蛛丝马迹即可发现并报警。
2．IMS原理介绍
IMS的英文全称是Ion Mobility Spectrometry，中文翻译为离子迁移光谱技术。
为一个基本的“离子迁移光谱”（IMS）探测器。要分析的样品被加热，使所收集的化学物质气化；然后，气化后的化学物质由一个干净的干燥空气流作为载体，带入一个反应区。反应区有一个弱的放射性离子化源，即一个镍63（63Ni）β-射线发射器。β-粒子与样品流中的气体颗粒碰撞，会形成正离子和负离子。爆炸物形成负离子，多数毒品如海洛因和可卡因形成正离子。
沿IMS的整个长度施加有一个电场。这一电场的极性可为正，也可为负，由被检测物质的类型来确定。正确极性的离子被允许通过一个控制删的开口从反应区向漂流区运动。
不同的离子以不同的、但却是特有的速度进行漂流，并在不同的漂流时间内到达收集器的电极。这样，具有不同质量的三种离子（X、Y和Z）将产生的漂流图谱，或称波形图，在该图上，X离子最先到达，漂流时间最短。
3．ITMS原理介绍
ITMS的英文全称是Ion Trap Mobility Spectrometry，其中I表示离子；T表示俘获；M表示漂移；S表示质谱，中文翻译为离子俘获漂移质谱技术
工作原理为：通过真空吸附或擦拭的方法，将极微量的炸药成分采集到炸药探测器的入口中，经加热气化后，与特殊化学试剂结合，经微量放射源的作用，产生化学-电离反应。电离后的样品带电分子进入电离门，通过电离门后面的电场，使其加速漂移至样品收集器的极靶上，并记录下离子在电场中的飞行时间。因为不同物质的分子其电离带电特性不同，以及分子质量不同，所以到达极靶的时间也不同，根据对各离子飞行时间的记录，判断该物质的成分。
T（TRAP），即俘获离子检测技术，为Ion Track Instruments公司的专利技术，在设计上它增加了一个可以高速开启的电离门，使离子一束一束的进入电场，并分别对他们的飞行进行记录，计算机将这些记录进行逻辑叠加，用以消除记录过程中的噪音，增加有效信号的正确性，从而大幅度的增加了灵敏度，降低了误报率。
该炸药探测器的另一个专利技术是在仪器前端增加了一种半透膜，它可以有效的阻挡外界环境中的杂质对仪器的干扰，只让需要的物质通过，从而降低了仪器的误报率、缩短了仪器的清洁时间，有效的降低了杂质抑制器的消耗。同时半透膜在前端还可起到有用物质的吸附、聚集作用，这样也提高了仪器的灵敏度。
三、采样方式
毒品、炸药探测器工作步骤是：探测器预热→采样→分析→报告。本文重点说明采样方式。
采样工作是由检查人员用采样工具手工完成，采样工具一般有指套、纸棒、试纸、真空吸附等，检查人员选择其一。
采样的操作步骤为：
·使用指套/纸棒，擦抹被测的包、箱子等的表面，或真空吸附方式取样。
·将擦抹后指套/纸棒放在探测仪的吸入口，系统对试样进行分析，约10秒可以完成采样和分析，如发现任何违禁品，则以声音/图象等形式报警并显示其种类。
四、可探测的毒品炸药种类
根据使用部门的要求，毒品炸药探测器一般必须探测40多种爆炸物和毒品，基本涵盖目前世界上已知的毒品、炸药，其具体名称有：
·可探测的爆炸物有：RDX、PETN、TNT、Semtex、硝酸盐类、NG、HMX和其它；
·可探测的毒品有：柯卡因、海洛因、PCP、THC、甲基安非他命、LSD、大麻和其它；
·添加新样本：用户还可自行增加新的被检物，如黑火药、摇头丸等。
五、产品介绍
毒品炸药探测器分手提式和台式两种系列，手提式的机动性较好，台式机的探测精度较高，用户应根据使用场合选用合适的产品。目前，毒品炸药探测器的两家主要生产厂有Smiths Heimann公司、Ion Track公司，他们在国内均有代表处、代理机构。国内暂不能生产。
Smiths Heimann公司产品有IONSCAN 400B、SABRE 2000，采用离子迁移光谱法（IMS）探测爆炸物和毒品。
探测毒品达到亚毫微克级（10-10），探测爆炸物达到微微克级（10-12），能快速地检测和分辨痕量毒品及爆炸物。
实际误报率小于0.05%：美国联邦航空管理局（FAA）目前认可并在美国主要机场使用的IONSCAN装置的实际误报率小于0.05%（基于500万次以上的样品测量结果）；同样，Transport Canada最近在Pearson 机场所做的一次测试也表明，实际误报率小于0.05%（基于1万次以上的样品测量结果）。
Ion Track公司产品主要有三种：台式炸药毒品探测器（Itemiser-3）、手持式炸药毒品探测器(Vapor Tracer II)和通过式炸药毒品探测器（Entry Scan），其中通过式炸药毒品探测器为该公司最新产品。采用离子俘获漂移质谱技术（ITMS）探测爆炸物和毒品
既可分别探测炸药、毒品，又可同时探测炸药、毒品。同时探测时，无需进行转换，节约了检测时间。
Ion Track Itemiser-3炸药/毒品探测器有三种供电方式，交流电供电方式、汽车点烟器供电方式（可以直接利用汽车电瓶为其提供电力）、内置式充电电池方式（可以连续工作45分钟）。
Itermiser-3采用折叠式触摸控制液晶显示屏，整机使用便携式理念设计制造，整机体积小，重量极轻（只用12公斤），配有运输用提手，携带非常方便。
