[发明专利]一种化学荧光原理非接触式过氧化物爆炸物检测装置

说明书

本发明公开了一种利用化学荧光原理非接触式检测过氧化物爆炸物的检测装置，包括检测模块、检测试纸、富集转化仓和气路。该检测装置以苯基硼酸酯化合物与H₂O₂蒸汽特异性反应发射特定波长荧光原理，间接检测过氧化物爆炸物。该检测装置灵敏度高，成本低，体积小，携带方便；通过富集转化仓模块的设计，可用于现场非接触性检测过氧化氢和不同种类的过氧化物爆炸物。

技术领域：本发明涉及一种化学荧光原理非接触式过氧化物爆炸物检测装置。

背景技术

近年来，随着含能材料的应用范围不断地扩展，其意外安全问题依然严峻，严重威胁着人民的生命财产安全。目前，爆炸物的安全生产、安全贮存、安全运输、安全使用及安全管理等问题已经引起世界许多国家的广泛关注。我国国境线漫长、人口众多、交通枢纽发达，又是世界贸易进出口大国，及时有效地将隐藏的爆炸物检测出来已经亟不可待，这对中国以及国际社会安全都有重要意义，因此爆炸物检测技术也被广泛的应用在海关、航空、地铁、车站等部门。过氧化物爆炸物是一类分子结构中含有一个以上的过氧基团R-O-O-R并且呈现环状结构的新型爆炸物，其典型代表是三过氧化三丙酮TATP和六亚甲基三过氧化二胺HMTD，其分子结构中不含发色团和硝基基团，爆炸后固体残留少，常温下易升华挥发等，检测难度大。因此，研究一种小型、灵敏度高、检出限低的过氧化物爆炸物检测装置具有十分重要的意义。

目前，检测爆炸物的方法有宏量检测法和痕量检测法。宏量检测法是对爆炸物整体外观进行探测，存在灵敏度低、价格昂贵、设备体积大等缺点，在应用方面存在局限性。痕量检测法主要是对爆炸物挥发出的蒸汽和黏附于爆炸物容器表面以及任何接触过爆炸物物体包括人体表面所残留的痕量爆炸物进行检测的技术。目前，用于痕量爆炸物检测的方法主要有光谱法、质谱法、太赫兹光谱法、荧光检测法以及生物传感技术等。质谱法(MS)是检测爆炸物的有效工具，质谱法多与色谱法联用来分析检测，最常见的是气相色谱-质谱(GCMS)以及高效液相色谱-质谱HPLC-MS，但质谱法成本高，样品需要前处理，造成分析检测时间较长，需纯样品且设备笨重。离子迁移谱技术检测的安全性有待提高，被测爆炸物有爆炸的危险。化学荧光传感器检测法具有灵敏度高、选择性好、试样所需用量少、方法简便等优点，非常适合用于痕量非接触性检测。

苯基硼酸酯化合物被证明可以和过氧化氢蒸汽发生特异性反应，在低荧光背景下产生明显的荧光增强效应Xu M,Han J M,Wang C,et al.Acs Applied MaterialsInterfaces,2014,6(11):8708-8714.。因此可以通过反应前后特定波长的发射强度变化来检测过氧化氢蒸汽，作为一种痕量非接触性检测过氧化氢蒸汽的检测物质，报道检出限低于5ppb。

如果想检测多种爆炸物，通常做法是合成不同种类的检测物质对应检测，而不同荧光检测物质的荧光发射谱峰值常常处于不同的波段，要想获得高灵敏度的荧光信号需要对每种荧光发射谱峰值之外的光进行过滤，这造成了很大的困难；检测物质的合成一般很繁琐，其寿命等性质各不相同，很难大规模实际应用。而且通常痕量检测方法，往往通过是接触式的，即收集被检测物体上的残留的化学成分，如将检测物质置放于比色皿中通过溶液检测，或通过擦拭待检测物，以确定是否携有或接触过爆炸物，这些方法受限很大，且检测过程复杂，灵敏度较低，携带不方便，有时候不能提供准确探测信息，探测时间过长等等。

由于苯基硼酸酯化合物荧光检测物质的特异性反应，其对过氧化物爆炸物蒸汽不敏感。本发明在于提供一种化学荧光原理非接触式过氧化物爆炸物检测装置，其带有一过氧化物爆炸物气体富集转化仓，所述富集转化仓可通过加装不同的催化剂模块或光、热分解模块来达到富集、转化不同待检测爆炸物气体的目的；带有痕量过氧化物爆炸物气体经过富集转化仓分解，产物H₂O₂的空气进入气路通道，与检测物质试纸特异性反应产生化学荧光，被检测模块检测到，在计算机上实时显示出检测曲线，从而实现了对过氧化物爆炸物的非接触检测。

发明内容