CN111398357A - 一种车门安检仪系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车门安检仪系统及检测方法，包括气流采集单元、检测传感器、可控振荡电路、信号调理单元、信号处理器单元、样本库、显示报警单元和网络通讯单元；气流采集单元用于吸附空气气流到安检仪内部，气流流过检测传感器，检测传感器为分子烙印炸药探测传感器，检测传感器将易燃易爆物含量信息转化成晶振频率并输入到后级信号转换电路。本发明结合压电晶体检测传感器的质电灵敏转换特性实现对乘客携带炸药的灵敏探测，通过非接触式测量，将检测传感器探测到的易燃易爆物含量信息转化成晶振频率信息，经过信号处理器单元的处理，最终得到检测物品类型、浓度信息的处理，当显示频率、浓度值，过大时会自动报警。

Description

一种车门安检仪系统及检测方法

技术领域

本发明属于公共安全领域，涉及车门安检技术，具体是一种车门安检仪系统及检测方法。

背景技术

近年来，公共场所、公交车辆内等人群密集地区的恐怖爆炸案件时有发生，严重威胁着人民的生命财产安全。爆炸物因其配制和生产的简便性，且能造成数人的死伤和巨大的财产损失，成为迄今为止恐怖犯罪活动的最常见形式。

因此，对于易燃易爆物进行提前监测，早期发现并及时采取处理措施是非常必要的，特别是在一些大型集会、重要活动的期间，能够及时防控，形成一种无形的威慑力量，使之成为一项维护公民安全，预防意外发生的必要手段。公共交通车辆作为城市民众出行的首选，车内人员密集，发生伤亡事件造成社会影响极大，也往往成为不法分子制造恐怖活动的目标。

因此，研制出车辆专用安检仪，对于提升我国安保水平，保障人民群众生命安全具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车门安检仪系统及检测方法，以生物检测技术为手段，通过分子印迹技术(molecular imprinting technology，MIT)对有特异性识别能力的分子聚合物进行检测，通过非接触式测量，通过检测传感器，检测车门入口处的乘客身上或随身携带物品上吸附的分子颗粒物，并显示相应的检测物品成分和其含量，当含量超过设定值时，系统进行显示和报警。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种车门安检仪系统，包括气流采集单元、若干个检测传感器、可控振荡电路、信号调理单元、信号处理器单元、样本库、显示报警单元和网络通讯单元；其中，所述气流采集单元与信号处理器单元相连接；若干个所述检测传感器与信号调理单元交互式相连接；所述可控振荡电路分别与信号调理单元、信号处理器单元交互式相连接；所述信号调理单元与信号处理器单元交互式相连接，所述信号处理器单元与样本库、显示报警单元、网络通讯单元交互式相连接；其中，所述信号处理器单元用于采集车辆门控信号，当检测到车门打开时，信号处理器单元向气流采集单元传输控制信号；所述气流采集单元为一负压产生装置，用于在安检仪正对车门气流产生一侧产生一个负压区，用于吸附空气气流到安检仪内部，并将空气气流通过管道流过若干个检测传感器；若干个所述检测传感器为分子烙印炸药探测传感器，检测传感器将探测到的易燃易爆物含量信息转化成晶振频率并输入到后级信号转换电路。

进一步地，所述气流采集单元接收信号处理器单元采集车辆门控信号，当检测到车门打开时，信号处理器单元输出控制信号，气流采集单元控制气流流动，并将流动的气流进行收集，气流通过管道流过若干个检测传感器。

进一步地，所述可控振荡电路为一数控频率可变的正弦波振荡电路，由信号处理器单元转换电路产生两个可变控制信号，自动控制正弦波振荡器，产生频率可调、幅度不变的振荡信号并进行多路输出。

进一步地，所述信号调理单元分别与若干个检测传感器、可控振荡电路相连接，分别对每一个传感器与可控振荡电路的输入信号进行混频，由检测传感器产生的检测信号和可控振荡电路产生的正弦波信号被分别送入到相应的模拟乘法器混频电路产生差频输出，再经过LC谐振滤波器取出其差频信号并将该信号转换为方波信号后，输入到信号处理器单元。

进一步地，所述信号处理器单元与若干个检测传感器相连接，并接收检测传感器传输的信号，信号处理器单元将接收的信息与样本库中信息进行比对，信号处理器单元通过对输入信号的分析，获取爆炸物类型，并在显示报警单元上显示相应的检测物品成分和其含量；

当含量超过设定值时，系统进行显示和报警，并通过网终通讯单元向整车通讯网络传送当前报警信息。

进一步地，所述样本库与信号处理器单元交互式相连接，所述样本库中存储有不同类型敏感物的数据。

一种车门安检仪系统的检测方法，包括以下步骤：

步骤一：当车门打开时，信号处理器单元检测到车辆门控信号，输出控制信号，控制气流流动，气流采集单元将流动的气流吸入安检仪内，并通过管道流过多个检测传感器；其中，所述检测传感器分布于气流管道的气室内，当气流流过检测传感器表面时，气流中的颗粒物吸附在传感器表面，检测传感器的输出频率改变并被输入到后级信号转换电路；

步骤二：信号处理器单元转换电路产生两个可变控制信号，自动控制正弦波振荡器，产生频率可调，幅度不变的振荡信号并进行多路输出至每一混频器的输入端；信号调理单元分别与多个检测传感器、可控振荡电路相连接，分别对每一检测传感器与可控振荡器的输入信号进行混频，再经过LC谐振滤波器取出其差频信号并将该信号转换为方波信号后，输入到信号处理器单元；

步骤三：信号处理器单元接收到信号调理单元传输的差频信号，并对每一路方波信号进行检测；

信号处理器单元检测到当前的差频频率后，与样本库中的样本信息进行比对，得到当前的检测到的爆炸物类型，并在显示报警单元上进行显示和报警，并通过网终通讯单元向整车通讯网络传送当前报警信息。

本发明的有益效果：

1、由于分子印迹技术优越的特异性和良好的适应性，本发明结合压电晶体检测传感器的质电灵敏转换特性实现对乘客携带炸药的灵敏探测，通过非接触式测量，将检测传感器探测到的易燃易爆物含量信息转化成晶振频率信息，经过信号处理器单元的处理，最终得到检测物品类型、浓度信息的处理，当显示频率、浓度值，过大时会自动报警。

2、通过技术改进，本发明可设计成小巧轻便的手持设备，便于火车站，飞机场，码头等大型公共场所的安全检查，最终能够准确地检测出酒精、汽油、TNT、奥克托今、黑索金等易燃易爆物的含量，实现快速检测及报警功能。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明为车门安检仪系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种车门安检仪系统，包括气流采集单元、若干个检测传感器、可控振荡电路、信号调理单元、信号处理器单元、样本库、显示报警单元和网络通讯单元；其中，气流采集单元与信号处理器单元相连接；若干个检测传感器与信号调理单元交互式相连接；可控振荡电路分别与信号调理单元、信号处理器单元交互式相连接；信号调理单元与信号处理器单元交互式相连接，信号处理器单元与样本库、显示报警单元、网络通讯单元交互式相连接；其中，信号处理器单元用于采集车辆门控信号，当检测到车门打开时，信号处理器单元向气流采集单元传输控制信号。

优选的，若干个检测传感器为分子烙印炸药探测传感器，具体采用压电晶体检测传感器，其制备原理是基于抗原制备抗体的原理，制备对模板分子有特异性识别能力的分子聚合物进行检测；将压电晶体与转换电路相结合，当晶体表面有微小质量变化时，会引起其谐振频率的变化，导致其输出频率的改变，由于检测传感器是采用分子烙印技术制成，检测传感器的频率变化只对模板分子和与模板分子结构相似的炸药分子比较敏感，具有对目标炸药分子具有较高的亲和力和快速的结合动力学等特点，当检测传感器的晶体表面吸附到与检测传感器分子模板相近的炸药分子时，检测传感器的输出频率变化将发生明显改变，即检测传感器将探测到的易燃易爆物含量信息转化成晶振频率并被输入到后级信号转换电路。

优选的，气流采集单元接收信号处理器单元采集的车辆门控信号，当检测到车门打开时，信号处理器单元输出控制信号，气流采集单元控制气流流动，并将流动的气流进行收集，气流通过管道流过若干个检测传感器。气流采集单元为一负压产生装置，用于在安检仪正对车门气流产生一侧产生一个负压区，用于吸附空气气流到安检仪内部，并将空气气流通过管道流过若干个检测传感器。此时，如果有乘客之前接触过炸药或随身携带物品内含有炸药时，其分子不可避免的会吸附在表面，经过车门进入时，由于气流的冲击，乘客身上或随身携带物品吸附的爆炸物分子会扩散到周围的空气当中，并被吸入到安检仪内部。

优选的，可控振荡电路为一数控频率可变的正弦波振荡电路，由信号处理器单元转换电路产生两个可变控制信号，自动控制正弦波振荡器，产生频率可调、幅度不变的振荡信号并进行多路输出。

优选的，信号调理单元分别与若干个检测传感器、可控振荡电路相连接，分别对每一个传感器与可控振荡电路的输入信号进行混频，由检测传感器产生的检测信号和可控振荡电路产生的正弦波信号被分别送入到相应的模拟乘法器混频电路，利用乘法器可以使电路很容易产生差频输出，这样做的好处时，电路简单可靠，输出频频组合分量少，再经过LC谐振滤波器取出其差频信号并将该信号转换为方波信号后，输入到信号处理器单元。

优选的，信号处理器单元与若干个检测传感器相连接，并接收检测传感器传输的信号，在正常情况下，由于检测传感器表面没有爆物药分子，检测传感器输出的信号与可控正弦波振荡器输入的信号，经混频后，其差频信号的频率较低，系统正常工作，反之如果有乘客之前接触过炸药或随身携带物品内含有炸药时，其分子不可避免的会吸附在表面，经过车门进入时，由于气流的冲击，乘客身上或随身携带物品吸附的爆炸物分子会扩散到周围的空气当中，并被吸入到安检仪内部流经检测传感器表面时，检测传感器的频率变化发生较大频偏，该频率信号与可控正弦波振荡器输入的信号，经混频后，其差频信号的频率变化较大，并被信号处理器单元检测到，信号处理器单元将接收的信息与样本库中信息进行比对，由于样本库中保存着不同类型敏感物的相关数据，信号处理器单元通过对输入信号的分析，获取即可快速分析出当前的检测到的爆炸物类型，并在显示报警单元上显示相应的检测物品成分和其含量(检测值)；

当含量(检测值)超过设定值时，系统进行显示和报警，并通过网终通讯单元向整车通讯网络传送当前报警信息。

优选的，样本库与信号处理器单元交互式相连接，样本库中存储有不同类型敏感物的相关数据；信号处理器单元接收到信号调理单元传输的差频信号，并对每一路方波信号进行检测，当检测传感器表面未附着炸药分子时，混频后的差频信号频率较低，反之，输入到信号处理器单元的方波信号频率升高，信号处理器检测到当前的差频频率后，与样本库中的样本信息进行比对，即可得到当前的检测到的爆炸物类型。

一种车门安检仪系统的检测方法，包括以下步骤：

步骤一：当车门打开时，信号处理器单元检测到车辆门控信号，输出控制信号，控制气流流动，气流采集单元将流动的气流吸入安检仪内，并通过管道流过多个检测传感器；其中，检测传感器分布于气流管道的气室内，当气流流过检测传感器表面时，气流中的颗粒物会吸附在传感器表面，当晶体表面有微小质量变化时，会引起其谐振频率的变化，导致其输出频率的改变并被输入到后级信号转换电路；

步骤二：可控振荡电路为一种数控频率可变的正弦波振荡电路，由信号处理器单元转换电路产生两个可变控制信号，自动控制正弦波振荡器，产生频率可调，幅度不变的振荡信号并进行多路输出至每一混频器的输入端；信号调理单元分别与多个检测传感器、可控振荡电路相连接，分别对每一检测传感器与可控振荡器的输入信号进行混频，再经过LC谐振滤波器取出其差频信号并将该信号转换为方波信号后，输入到信号处理器单元；

步骤三：信号处理器单元接收到信号调理单元传输的差频信号，并对每一路方波信号进行检测；

当检测传感器表面未附着炸药分子时，混频后的差频信号频率较低，反之，输入到信号处理器单元的方波信号频率升高，信号处理器单元检测到当前的差频频率后，与样本库中的样本信息进行比对，即可得到当前的检测到的爆炸物类型，并在显示报警单元上进行显示和报警，并通过网终通讯单元向整车通讯网络传送当前报警信息。

本发明涉及的现有技术部分，具体参见“分析化学(FENXI HUAXUE)评述与进展”第10期，第三十卷，2002年10月，刘学良、刘莺、王俊徳、商振华公开的《分子烙印技术的应用与最新进展》、“计算机与数字工程”2017年第1期，倪原、韩鹏、赵晨、赵思瑶、李楠公开的《易燃易爆物探测系统设计》及倪原、胡莉莉、赵晨等公开的《用于炸药探测的纳米分子印迹生化传感器设计》等。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种车门安检仪系统，其特征在于，包括气流采集单元、若干个检测传感器、可控振荡电路、信号调理单元、信号处理器单元、样本库、显示报警单元和网络通讯单元；

其中，所述气流采集单元与信号处理器单元相连接；若干个所述检测传感器与信号调理单元交互式相连接；所述可控振荡电路分别与信号调理单元、信号处理器单元交互式相连接；所述信号调理单元与信号处理器单元交互式相连接，所述信号处理器单元与样本库、显示报警单元、网络通讯单元交互式相连接；

其中，所述信号处理器单元用于采集车辆门控信号，当检测到车门打开时，信号处理器单元向气流采集单元传输控制信号；

所述气流采集单元为一负压产生装置，用于在安检仪正对车门气流产生一侧产生一个负压区，用于吸附空气气流到安检仪内部，并将空气气流通过管道流过若干个检测传感器；

若干个所述检测传感器为分子烙印炸药探测传感器，所述检测传感器将探测到的易燃易爆物含量信息转化成晶振频率并输入到后级信号转换电路。

2.根据权利要求1所述的一种车门安检仪系统，其特征在于，所述气流采集单元接收信号处理器单元采集车辆门控信号，当检测到车门打开时，信号处理器单元输出控制信号，气流采集单元控制气流流动，并将流动的气流进行收集，气流通过管道流过若干个检测传感器。

3.根据权利要求1所述的一种车门安检仪系统，其特征在于，所述可控振荡电路为一数控频率可变的正弦波振荡电路，由信号处理器单元转换电路产生两个可变控制信号，自动控制正弦波振荡器，产生频率可调、幅度不变的振荡信号并进行多路输出。

4.根据权利要求1所述的一种车门安检仪系统，其特征在于，所述信号调理单元分别与若干个检测传感器、可控振荡电路相连接，分别对每一个传感器与可控振荡电路的输入信号进行混频，由检测传感器产生的检测信号和可控振荡电路产生的正弦波信号被分别送入到相应的模拟乘法器混频电路产生差频输出，再经过LC谐振滤波器取出其差频信号并将该信号转换为方波信号后，输入到信号处理器单元。

5.根据权利要求1所述的一种车门安检仪系统，其特征在于：

所述信号处理器单元与若干个检测传感器相连接，并接收检测传感器传输的信号，信号处理器单元将接收的信息与样本库中信息进行比对，信号处理器单元通过对输入信号的分析，获取爆炸物类型，并在显示报警单元上显示相应的检测物品成分和其含量；

当含量超过设定值时，系统进行显示和报警，并通过网终通讯单元向整车通讯网络传送当前报警信息。

6.根据权利要求1所述的一种车门安检仪系统，其特征在于，所述样本库与信号处理器单元交互式相连接，所述样本库中存储有不同类型敏感物的数据。

7.如权利要求1-6任意一项所述的一种车门安检仪系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：当车门打开时，信号处理器单元检测到车辆门控信号，输出控制信号，控制气流流动，气流采集单元将流动的气流吸入安检仪内，并通过管道流过多个检测传感器；其中，所述检测传感器分布于气流管道的气室内，当气流流过检测传感器表面时，气流中的颗粒物吸附在传感器表面，检测传感器的输出频率改变并被输入到后级信号转换电路；

步骤二：信号处理器单元转换电路产生两个可变控制信号，自动控制正弦波振荡器，产生频率可调，幅度不变的振荡信号并进行多路输出至每一混频器的输入端；信号调理单元分别与多个检测传感器、可控振荡电路相连接，分别对每一检测传感器与可控振荡器的输入信号进行混频，再经过LC谐振滤波器取出其差频信号并将该信号转换为方波信号后，输入到信号处理器单元；

步骤三：信号处理器单元接收到信号调理单元传输的差频信号，并对每一路方波信号进行检测；

信号处理器单元检测到当前的差频频率后，与样本库中的样本信息进行比对，得到当前的检测到的爆炸物类型，并在显示报警单元上进行显示和报警，并通过网终通讯单元向整车通讯网络传送当前报警信息。

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