專利名稱：離子質譜違禁物品探測裝置、方法及用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種物品探測裝置及其方法，特別涉及一種離子質譜分析技術檢測違禁物品的裝置、方法及用途。
背景技術：
國家知識產權局1999年4月14日公告授權的實用新型專利(申請日1997.11.7；申請號97247727.6；授權公告號CN2314370Y)公開了一種“臺式炸藥/毒品信號探測裝置”。它包括電機、減速器、傳送帶、滾筒等組成輸送裝置，經由一組γ射線源及多組γ射線閃爍探測器完成對炸藥或毒品的探測來實現報警。但該探測裝置體積笨重、不適于便攜；γ射線需要持續供電，不能隨機啟用，射線隨機泄漏對人和環境造成輻射傷害；通過探測物質密度和有效原子序數相結合來分辨物質，準確率有局限性，被探測對象有所限制。國家知識產權局2001年5月2日公開的發明專利申請(申請日2000.11.10；申請號00133223.6；公開號CN1293367A)公開了“一種探測人體內隱藏毒品的裝置和方法”。工作原理是X光機電源發出的光通過X光管、準直器、支架和移動控制附件對人體胃部產生衍射，經過光電控制送到計算機上分析判斷、繪出譜線來識別人體內毒品的種類。這種探測裝置同樣存在體積大、分辨率有限的缺點。
發明內容
本發明的目的就是提供一種成本較低、安全性能好、使用方便、分辨率很高以及探測對象不限的離子質譜違禁物品探測裝置、方法及用途。
本發明的探測裝置是由樣品進口處置有半透膜的低真空探頭經導管及其噴嘴通向高真空的離子飛行管中由電極、柵極組成的電離腔；電離腔中與噴嘴正對著的離子飛行管的軸線處設有X光源；再沿離子飛行管軸線依次設有X方向離子偏轉板對、Y方向偏轉板對和離子檢測器；離子檢測器依次經信號放大器、信號處理器與顯示器相連。
上述裝置中，X光源的光束的射入方向與來自導管噴嘴的樣品分子束流方向及離子飛行管軸線方向垂直設置，效果會更好。
為了適用不同物品的被探樣品種類要求，X光光源的波長可以任意調節。
本發明的探測方法是先以探頭從被測對象貼近處攝取樣品分子，樣品分子經導管輸入離子飛行管的電離腔，在X光束的作用下樣品分子產生電離而形成樣品離子，樣品離子在電場的作用下經偏轉板飛向離子檢測器，檢測器分辨出離子的質量并將信號經放大和處理后送至顯示器。
本發明所提供的探測裝置及方法，因為采用了X光電離及質譜分析相結合的技術，使得裝置本身制造成本較低，裝置結構簡單，探測起來操作方便安全；能分辨出被探測物品的物質分子(離子)的質量，分辨率極高；通過調節X光電離光束的波長，可適于多種物質的探測。
附圖為本發明的離子質譜違禁物品探測裝置的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的離子質譜違禁物品探測裝置及方法作進一步的描述。
本發明的探測裝置包括了由樣品進口11處置有半透膜2并與小真空泵20連接的探頭1，經導管12通向連接了真空泵21的高真空離子飛行管4中，由電極13、柵極14組成的電離腔15；電離腔15中與導管噴嘴16正對的著離子飛行管的軸線處設有X光源3；再沿離子飛行管軸線依次設有X方向偏轉板對18、Y方向偏轉板對19和檢測器5；檢測器5依次經信號放大器6、信號處理器7與顯示器8相連。
上述裝置中，X光束的射入方向與來自導管噴嘴16的樣品分子束流方向垂直設置，電離效果會更好。
探測時，先以探頭1貼近被測對象，夾雜有樣品分子的氣體混合物由進口11經半透膜2過濾掉粉塵后吸入探頭1內，再經導管12和噴嘴16輸入更高真空度的離子飛行管4的電離腔15；在X光照射和作用下，樣品分子的原子內層電子被X光光子擊出后，在內層產生空穴，此時分子處于激發態；這種激發態的分子通過發射X射線或發射俄歇電子去激發，轉變為穩定的分子離子，產生的二次電離很少。樣品離子在電極13、柵極14形成的電場的加速后經偏轉板18、19飛向離子檢測器5。離子質量小的先到達檢測器；離子質量大的后到達檢測器。檢測器5分辨出離子的質量并將信號經放大器6和信號處理器7送至顯示器8。
上述裝置中的X光源是波長可調節的。調節X光的波長，可以將各種分子電離，可包括使各種有機分子電離，產生帶一個正電荷的分子離子。不同的分子電離所需的能量不同，如果在電離過程中改變X光的波長，可將不同的分子分步電離，從而可實現對各種物質分子的探測。包括各種毒品如海洛因、鴉片、冰毒等的探測；各種農藥，如蔬菜上農藥殘留的探測；各種炸藥的探測等等。
該種儀器可供海關、公安部門、商品檢驗部門使用。
需要指出的是，在不脫離本發明的技術思想的基礎上，所進行的任何形式的等效代換所形成的探測裝置及探測方法均屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種離子質譜違禁物品探測裝置，包括樣品分子進口(11)處置有半透膜(2)的探頭(1)經導管(12)的噴嘴(16)通向離子飛行管(4)中由電極(13)、柵極(14)組成的電離腔(15)；電離腔(15)中與噴嘴(16)正對著的離子飛行管(4)的軸線處設有電離光源(3)；沿離子飛行管(4)的軸線依次設有X方向偏轉板對(18)、Y方向偏轉板對(19)和離子檢測器(5)；離子檢測器(5)依次經信號放大器(6)、信號處理器(7)與顯示器(8)相連；所述的探頭(1)與小真空泵(20)連接，所述的離子飛行管(4)與真空泵(21)連接，其特征是所述的電離光源為X光束。
2.按權利要求1所述的離子質譜違禁物品探測裝置，其特征是所述的X光束為波長可調。
3.按權利要求2所述的離子質譜違禁物品探測裝置，其特征是所述的X光束的射入方向與樣品分子流射入方向及離子飛行管(4)的軸線方向正交。
4.一種離子質譜違禁物品探測方法，將探頭(1)接觸被測對象，將樣品分子連同空氣分子經半透膜(2)一起吸入低真空腔；再通過導管(12)及其噴嘴(16)射入離子飛行管(4)的電離腔(15)；光源(3)的能量照射樣品分子流束并將其電離產生樣品離子；離子被電極(13)、柵極(14)加速后，經偏轉對(18、19)到達離子檢測器(5)；所得樣品分子離子的質量信號經信號放大器(6)和信號處理器(7)后在離子質量顯示器(8)上顯示；其特征是所述的電離光源采用X光束。
5.按權利要求4所述的離子質譜違禁物品探測方法，其特征是所述的X光束是與樣品分子流束的噴入方向垂直射入的。
6.一種按權利要求1所述的離子質譜違禁物品探測裝置的用途，其特征是該裝置用于探測毒品、農藥和炸藥。
全文摘要
本發明公開了一種離子質譜違禁物品探測裝置、方法及用途，裝置包括探頭(1)、導管(12)、噴嘴(16)、離子飛行管(4)、電離腔(15)、X光電離光源(3)、偏轉板對(18、19)、離子檢測器(5)、信號放大器(6)、信號處理器(7)和顯示器(8)；真空泵(20、21)；方法是將探頭(1)接觸被測對象，將樣品分子經半透膜(2)吸入；再經導管(12)及其噴嘴(16)噴入電離腔(15)；X光源束(3)將樣品分子電離成離子；離子被加速后，經偏轉系統到達離子檢測器(5)；樣品離子的質量信號經放大處理后在顯示器(8)上顯示。該發明裝置結構簡單，操作方便安全，分辨率極高，適于多種物品的探測。可供公安、海關、商檢等探測違禁品等用。
文檔編號G01N23/22GK1410764SQ0112789
公開日2003年4月16日 申請日期2001年9月27日 優先權日2001年9月27日
發明者蔡繼業, 汪晨熙, 鐘步江, 趙濤 申請人:暨南大學