[发明专利]一种液体危险品检测中采用微波多频点矢量检测的方法

说明书

 

技术领域：本发明涉及液体危险品检测方法，具体说是一种液体危险品检测中采用微波多频点矢量检测的方法。

背景技术：液体危险品检测仪是对液体危险品进行检测识别的仪器，在民航、铁路、城市轨道交通等安检体系中，均需对乘客随身携带的液体物品在不开封的状态下进行检测。在现有多种检查方法和设备中，微波检测法是主要方法之一，而目前常用的微波检测法，多用单一点频或较窄频带，测量信号一般只测量其幅度，在比较大的样本集下（大于等于40种），难以达到较高的检测准确率（在指定样本集下大于99%）。在同类型的液体安全检测仪中，总存在多种液体测量数据介于安全品和危险品之间，是仪器误报产生的主要来源，也是限制液体安全检测仪的样本集扩展的主要原因。如何准确分辨这些液体是亟待解决的技术问题。

发明内容：本发明的目的就是提出一种液体危险品检测中采用微波多频点矢量检测的方法，以解决背景技术存在的：多种液体测量数据介于安全品和危险品之间，导致仪器误报，同时限制液体安全检测仪的样本集扩展。解决该技术问题所采用的技术方案是：一种液体危险品检测中采用微波多频点矢量检测的方法，其特征在于采用多离散频点，跨S、C、X多个频段，在各个频段取若干频点，测量待测液体对电磁波的反射信号，形成对液体介电谱的多点采样，通过测量的反射信号反映液体在不同频段的介电特性，来分辨不同液体；在某个频段对电磁波的反射信号难以分辨的液体，选取其他频段进行分辨，使不同频段之间相互印证，实现对待测液体的多频点联合分辨。其中，测量待测液体反射信号的幅度和相位两维信息即矢量信息，通过检测反射信号在幅度和相位的二维平面的分布来分辨不同液体。为实施上述方法专门设计的射频信号发射模块和接收模块的配置系统，其特征在于射频信号发射模块和接收模块利用100MHz恒温晶振作为参考，按照控制协议，系统宽带频率综合器产生多个离散频点信号经功率放大后通过宽带定向耦合器最后通过发射源完成发射；发射信号与通过发射宽带频率综合器和功率分配器的信号在发射宽带混频器中进行混频，二者频率差值为50MHz，得到50MHz中频自检信号；而经传感器1、2接收的反射信号经过移相器调节达到同一相位，再经过开关定向耦合器组和宽带前置放大器与经过功率分配器的另一路信号在接收宽带混频器中进行混频，得到50MHz中频接收信号；得到的两路中频信号通过FPGA处理提取其幅度和相位特征，从而测量矢量信号。

本发明与背景技术比较所具有的有益效果是：按照上述技术方案，由于液体的介电常数随频率的变化而变化，不同种液体之间的变化规律也不尽相同，没有确定的变化规律。因而在某一频段测量数据比较接近，无法分辨的液体，在另一频段可能能够分辨。故本发明采用多离散频点，跨S、C、X等多个频段，在各个频段取若干频点，测量待测液体对电磁波的反射信号，形成对液体介电谱的多点采样，通过测量的反射信号反映液体在不同频段的介电特性，来分辨不同液体；在某个频段对电磁波的反射信号难以分辨的液体，选取其他频段进行分辨，使不同频段之间相互印证，实现对待测液体的多频点联合分辨。另一方面，不同的液体之间由于介电特性不同，所要测量的待测反射信号的幅度和相位都会存在差异，因此本发明通过测量待测液体反射信号的幅度和相位两维信息（即其矢量信息），通过待测反射信号在幅度和相位的二维平面的分布来检测不同液体。本发明方法有效解决多种液体测量数据介于安全品和危险品之间引起仪器误报，同时拓展了液体安全检测仪的样本集，显著提高分辨准确率。

附图说明：图1是射频信号发射模块和接收模块的配置系统基本原理框图。图2是未采用相位信息，安全品生抽酱油王与危险品正己烷、煤油、汽油混在一起的检测数据坐标图。图3是采用相位信息，安全生抽酱油王与危险品正己烷、煤油、汽油分开的检测数据坐标图。（其中对图2、图3， 横轴为幅度，纵轴为相位）

具体实施方式：

实施例：参考图1、图2、图3，一种液体危险品检测中采用微波多频点矢量检测的方法，其特征在于采用多离散频点，跨S、C、X多个频段，在各个频段取若干频点，测量待测液体对电磁波的反射信号，形成对液体介电谱的多点采样，通过测量的反射信号反映液体在不同频段的介电特性，来分辨不同液体；在某个频段对电磁波的反射信号难以分辨的液体，选取其他频段进行分辨，使不同频段之间相互印证，实现对待测液体的多频点联合分辨。测量待测液体反射信号的幅度和相位两维信息即矢量信息，通过检测反射信号在幅度和相位的二维平面的分布来分辨不同液体。为实施上述方法专门设计的射频信号发射模块和接收模块的配置系统，其特征在于射频信号发射模块和接收模块利用100MHz恒温晶振作为参考，按照控制协议，系统宽带频率综合器产生多个离散频点信号经功率放大后通过宽带定向耦合器最后通过发射源完成发射；发射信号与通过发射宽带频率综合器和功率分配器的信号在发射宽带混频器中进行混频，二者频率差值为50MHz，得到50MHz中频自检信号；而经传感器1、2接收的反射信号经过移相器调节达到同一相位，再经过开关定向耦合器组和宽带前置放大器与经过功率分配器的另一路信号在接收宽带混频器中进行混频，得到50MHz中频接收信号；得到的两路中频信号通过FPGA处理提取其幅度和相位特征，从而测量矢量信号。