專利名稱：一種爆炸物探測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種爆炸物探測裝置，具體地說是涉及一種利用原子核四極矩共振技術探測爆炸物的裝置。它屬于電磁探測技術領域。
背景技術：
目前，國內(nèi)外普遍采用X射線等光學技術探測爆炸物，這種探測方式是通過光學儀器拍照(二維或三維圖像)，然后觀察所拍攝的圖像，通過觀察拍攝到的被探測物的外形特征來判別被探測物的屬性。此外還有利用氣味等方法來探測爆炸物的。這些探測技術和裝置存在著探測精度低、可靠性差等缺點。也正是由于這些原因，使得恐怖分子屢屢得逞，順利通過安檢之關。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就在于避免和克服已有技術的缺點和不足而提供一種可靠、穩(wěn)定、實時的探測爆炸物的裝置。本實用新型是通過被探測物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來判別的，而不受其外形特征、密度等條件的影響，也就是說只要物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化(即化學變化)，其原子核四極矩共振的特性就不會發(fā)生改變。本實用新型是一種精度高、可靠性強，而且環(huán)保的探測手段?？蛇m用于車站、機場等場合做為安全檢查設備，以及郵件的安全性檢測等，也可在軍事上應用于探測地雷等，尤其是對黑索金(RDX)炸藥的探測。
本實用新型是采用以下措施來實現(xiàn)其發(fā)明目的的。
一種爆炸物探測裝置，它是由天線、發(fā)射機、模擬接收機和控制處理器連接構(gòu)成，所述的控制處理器是由信號處理器、中央控制器、時序信號發(fā)生器、時鐘發(fā)生器、前置放大器和電源連接組成，而且所述的天線為柱狀或平面螺旋線圈；發(fā)射機采用低頻寬帶大功率脈沖發(fā)射機；模擬接收機采用VJG11001型模擬接收機；信號處理器采用TMSC6713型DSPs芯片。
所述的中央控制器分別連接時序信號發(fā)生器、發(fā)射機、模擬接收機、信號處理器和時鐘發(fā)生器連接；時序信號發(fā)生器還與發(fā)射機、模擬接收機和時鐘發(fā)生器連接；發(fā)射機還與天線和時鐘發(fā)生器連接；天線還與前置放大器連接；模擬接收機還與前置放大器、信號處理器和時鐘發(fā)生器連接；信號處理器還與時鐘發(fā)生器連接；電源9分別與中央控制器、時序信號發(fā)生器、發(fā)射機、模擬接收機、信號處理器、時鐘發(fā)生器和前置放大器連接。
所述的中央控制器和時序信號發(fā)生器均采用TMSC2812型高性能DSPs芯片；前置放大器采用普通電子管和場效應管組合而成；信號處理器采用TMSC6713型DSPs芯片；時鐘發(fā)生器采用OCXO-10M晶體振蕩器。
所述的天線采用銅絲或銅管繞制成柱狀或平面螺旋線圈。
所述的發(fā)射機與天線之間及天線與前置放大器之間用SYV＝50＝5電纜連接，所述的時鐘發(fā)生器與中央控制器、時鐘發(fā)生器與發(fā)射機、時鐘發(fā)生器與模擬接收機、時鐘發(fā)生器與信號處理器、前置放大器與模擬接收機、模擬接收機與信號處理器之間用SYV-50-1電纜連接，所述的中央控制器與時序信號發(fā)生器、中央控制器與發(fā)射機、中央控制器與模擬接收機、中央控制器與信號處理器、時序信號發(fā)生器與發(fā)射機、時序信號發(fā)生器與模擬接收機、時序信號發(fā)生器與時鐘發(fā)生器之間用并行電纜連接。
所述的中央控制器和信號處理器連接一個主控計算機。
所述的主控計算機與中央控制器、主控計算機與信號處理器之間采用100針SCSI-II并行電纜連接。
本實用新型作為爆炸物探測裝置是利用原子核四極矩共振技術來探測爆炸物的。原子核四極矩共振(Nuclear Quadrupole Resonance)，簡稱“核四極矩共振”，英文縮寫為NQR，是一種原子核物理現(xiàn)象，是指原子核的非球?qū)ΨQ部分因與核外電場梯度相互作用引起能級分裂，在外加射頻場作用下，產(chǎn)生能級躍遷的過程。共振過程所吸收(發(fā)射)的能量(電磁場頻率)，由能級寬度所決定。這個能級寬度又是由原子核種類與電場梯度的數(shù)字形式?jīng)Q定的，后者又由共振原子核核外電子及鄰近核的外層電子即電子云的分布所確定，因此，即使同一種原子核處在不同的物質(zhì)中，或者同一種物質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)型式中，其核四極矩共振頻率都不相同，因此核四極矩共振是一種良好的判別物質(zhì)的途徑。
本實用新型是一個電磁探測裝置，其天線設計為發(fā)、收雙向，采用柱狀或平面螺旋線圈，線圈內(nèi)側(cè)或旁側(cè)為探測區(qū)，通過天線產(chǎn)生射頻場，而被探測物的原子核在該射頻場的作用下吸收能量，產(chǎn)生共振，然后再向外界輻射能量，并由天線吸收，天線再將吸收的射頻信號傳送至相關的信號處理部件進行處理。
本實用新型是一種精度高、可靠性強，而且環(huán)保的探測手段?？蛇m用于車站、機場等場合做為安全檢查設備，以及郵件的安全性檢測等，也可在軍事上應用于探測地雷等，尤其是對黑索金(RDX)炸藥的探測。


圖1是本實用新型的探測原理圖。
圖2是本實用新型電路原理示意圖。
圖3是本實用新型電路連接示意圖。
如圖所示，其中1為主控計算機；2為中央控制器；3為時序信號發(fā)生器；4為發(fā)射機；5為天線；6為模擬接收機；7為信號處理器；8為時鐘發(fā)生器；9為電源；10為前置放大器；11為被探測物。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明一種爆炸物探測裝置，它是由天線5、發(fā)射機4、模擬接收機6、信號處理器7、中央控制器2、時序信號發(fā)生器3、時鐘發(fā)生器8、前置放大器10和電源9連接構(gòu)成，所述的天線5為發(fā)、收雙向式柱狀或平面螺旋線圈；發(fā)射機4采用低頻寬帶大功率脈沖發(fā)射機；模擬接收機6采用VJG11001型模擬接收機；信號處理器7采用TMSC6713型DSPs芯片。
所述的中央控制器2分別連接時序信號發(fā)生器3、發(fā)射機4、模擬接收機6、信號處理器7和時鐘發(fā)生器8連接；時序信號發(fā)生器3還與發(fā)射機4、模擬接收機6和時鐘發(fā)生器8連接；發(fā)射機4還與天線5和時鐘發(fā)生器8連接；天線5還與前置放大器10連接；模擬接收機6還與前置放大器10、信號處理器7和時鐘發(fā)生器8連接；信號處理器7還與時鐘發(fā)生器8連接；電源9分別與中央控制器2、時序信號發(fā)生器3、發(fā)射機4、模擬接收機6、信號處理器7、時鐘發(fā)生器8和前置放大器10連接。
所述的中央控制器2和時序信號發(fā)生器3均采用TMSC2812型高性能DSPs芯片；前置放大器10采用普通電子管和場效應管組合而成；信號處理器7采用TMSC6713型DSPs芯片；時鐘發(fā)生器8采用OCXO-10M晶體振蕩器。
所述的天線5采用銅絲或銅管繞制成柱狀或平面螺旋線圈。
所述的發(fā)射機4與天線5之間及天線5與前置放大器10之間用SYV-50-5電纜連接。
所述的時鐘發(fā)生器8與中央控制器2、時鐘發(fā)生器8與發(fā)射機4、時鐘發(fā)生器4與模擬接收機6、時鐘發(fā)生器8與信號處理器7、前置放大器10與模擬接收機6、模擬接收機6與信號處理器7之間用SYV-50-1電纜連接所述的中央控制器2與時序信號發(fā)生器3、中央控制器2與發(fā)射機4、中央控制器2與模擬接收機6、中央控制器2與信號處理器7、時序信號發(fā)生器3與發(fā)射機4、時序信號發(fā)生器3與模擬接收機6、時序信號發(fā)生器3與時鐘發(fā)生器8之間用并行電纜連接。
所述的中央控制器2、信號處理器7和電源9還連接一個主控計算機1。
所述的主控計算機1與中央控制器2、主控計算機1與信號處理器7之間采用100針SCSI-II并行電纜連接。
如圖1所示，在天線系統(tǒng)5輻射來自發(fā)射機4某特定頻率信號所產(chǎn)生的射頻場中，被探測物11的原子核因吸收射頻能量而產(chǎn)生共振，從而向天線系統(tǒng)5發(fā)射電磁場頻率信號，天線系統(tǒng)5將該射頻信號傳送至前置放大器10，并隨后將放大處理后的該射頻信號傳送至模擬接收機6。
如圖2所示，本實用新型由主控計算機1、中央控制器2、時序信號發(fā)生器3、發(fā)射機4、天線系統(tǒng)5、模擬接收機6、信號處理器7、時鐘發(fā)生器8和電源9等九大部分組成。主控計算機1提供整個系統(tǒng)操作的軟件界面，設定軟、硬件系統(tǒng)所需的所有參數(shù)，向硬件系統(tǒng)發(fā)送各種控制命令，控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，接收探測數(shù)據(jù)并進行處理輸出探測結(jié)果；中央控制器2接受主控計算機1的各種控制命令，并將控制命令轉(zhuǎn)發(fā)到時序信號發(fā)生器3、發(fā)射機4、模擬接收機6和信號處理器7等部件，以控制其工作狀態(tài)；時序信號發(fā)生器3根據(jù)主控計算機軟件設定的脈沖序列參數(shù)產(chǎn)生對應的控制脈沖序列，并控制發(fā)射機4與模擬接收機6同步工作；發(fā)射機4根據(jù)有關參數(shù)設置產(chǎn)生對應頻率的激勵信號并對激勵信號進行調(diào)制、功率放大；天線天線5設計為發(fā)、收雙向，其主要功能是輻射脈沖激勵信號、接收和放大共振信號；前置放大器10對天線接收到的信號進行放大。模擬接收機6對共振信號進行放大、變頻、濾波等處理，提高信號的幅度，同時提供一個噪聲通道對噪聲作相同處理，以便在信號處理器中進行背景噪聲的抵消；信號處理器7對模擬接收機6處理過的共振信號和噪聲信號進行數(shù)字化處理，并對數(shù)字化后的信號進行噪聲抵消、數(shù)字濾波、數(shù)字累加和FFT變換等處理；時鐘發(fā)生器8產(chǎn)生系統(tǒng)中各模塊所需要的時鐘信號，使本實用新型各模塊成為一個相參系統(tǒng)。電源9為主控計算機1、中央控制器2、時序信號發(fā)生器3、發(fā)射機4、前置放大器10、模擬接收機6、信號處理器7和時鐘發(fā)生器8等系統(tǒng)各部件提供電源供應。
如圖3所示，本實用新型由主控計算機1、中央控制器2、時序信號發(fā)生器3、發(fā)射機4、天線5、模擬接收機6、信號處理器7、時鐘發(fā)生器8、前置放大器10和電源9等部分組成。主控計算機1分別與中央控制器2、信號處理器7和電源9連接；中央控制器2分別與時序信號發(fā)生器3、發(fā)射機4、模擬接收機6、信號處理器7、時鐘發(fā)生器8和電源9連接；時序信號發(fā)生器3分別與中央控制器2、發(fā)射機4、模擬接收機6、時鐘發(fā)生器8和電源9連接；發(fā)射機4分別與中央控制器2、時序信號發(fā)生器3、天線5、時鐘發(fā)生器8和電源9連接；天線5分別與發(fā)射機4、前置放大器10和電源9連接；模擬接收機6分別與中央控制器2、時序信號發(fā)生器3、前置放大器10、信號處理器7、時鐘發(fā)生器8和電源9連接；信號處理器7分別與主控計算機1、中央控制器2、模擬接收機6、時鐘發(fā)生器8和電源9連接；時鐘發(fā)生器8分別與中央控制器2、時序信號發(fā)生器3、發(fā)射機4、模擬接收機6、信號處理器7和電源9連接；電源9分別與主控計算機1、中央控制器2、時序信號發(fā)生器3、發(fā)射機4、模擬接收機6、信號處理器7、時鐘發(fā)生器8和前置放大器10連接。
本實用新型工作原理與雷達類似，系統(tǒng)的所有控制命令均由主控計算機1發(fā)出到中央控制器2，中央控制器2隨后會將相應的控制命令轉(zhuǎn)發(fā)到時序信號發(fā)生器3、發(fā)射機4、模擬接收機6及信號處理器7等模塊，使各模塊按照規(guī)定的程序工作，最終的探測數(shù)據(jù)由信號處理器7發(fā)送回主控計算機1，以便進行信號顯示與判別。
主控計算機1采用市場上普通的PC機即可，當然若采用工程控制計算機性能會更穩(wěn)定，計算機配置沒有特別要求；中央控制器2和時序信號發(fā)生器3均采用TMSC2812型高性能DSPs芯片實現(xiàn)；發(fā)射機4選用低頻寬帶大功率脈沖號的發(fā)射機；天線5采用銅絲或銅管繞制成柱狀或平面螺旋線圈，線圈內(nèi)側(cè)或旁側(cè)為探測區(qū)域；前置放大器10主要采用普通電子管和場效應管組合而成；模擬接收機6采用VJG11001型模擬接收機；信號處理器7采用TMSC6713型DSPs芯片；時鐘發(fā)生器8采用OCXO-10M晶體振蕩器。
主控計算機1與中央控制器2、主控計算機1與信號處理器7之間采用100針SCSI-II并行電纜連接；中央控制器2與時序信號發(fā)生器3、中央控制器2與發(fā)射機4、中央控制器2與模擬接收機6、中央控制器2與信號處理器7、時序信號發(fā)生器3與發(fā)射機4、時序信號發(fā)生器3與模擬接收機6、時序信號發(fā)生器3與時鐘發(fā)生器8之間采用并行電纜連接；時鐘發(fā)生器8與中央控制器2、時鐘發(fā)生器8與發(fā)射機4、時鐘發(fā)生器8與模擬接收機6、時鐘發(fā)生器8與信號處理器7、前置放大器10與模擬接收機6、模擬接收機6與信號處理器7之間采用SYV-50-1電纜連接；發(fā)射機4與天線5之間采用SYV-50-5電纜連接。
天線5與前置放大器10之間采用SYV-50-5電纜連接。
本實用新型操作簡單，全部采用程序控制方式，操作步驟如下1)按規(guī)定連接好系統(tǒng)各部件間的電路；2)開機(為系統(tǒng)加電)；3)啟動主控軟件；4)通過主控計算機1軟件設定系統(tǒng)運行所需的所有參數(shù)；5)編輯好脈沖時間序列(該序列參照理論計算值并結(jié)合實驗經(jīng)驗值進行了修正)，6)將被探測物11(爆炸物等)放入天線5的探測區(qū)；7)編譯序列；8)開始探測，由主控軟件向中央控制器2發(fā)送探測命令；9)主控軟件收到由信號處理器7傳送回來的探測信號數(shù)據(jù)并通過屏幕以多種形式(時域/頻域，單次/累加，實部/虛部/模)輸出；10)通過多種輸出結(jié)果來進行信號判定。
權(quán)利要求1.一種爆炸物探測裝置，它是由天線、發(fā)射機、模擬接收機和控制處理器連接構(gòu)成，其特征在于所述的控制處理器是由信號處理器、中央控制器、時序信號發(fā)生器、時鐘發(fā)生器、前置放大器和電源連接組成，而且所述的天線為柱狀或平面螺旋線圈；發(fā)射機采用低頻寬帶大功率脈沖發(fā)射機；模擬接收機采用VJG11001型模擬接收機；信號處理器采用TMSC6713型DSPs芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種爆炸物探測裝置，其特征在于所述的中央控制器分別連接時序信號發(fā)生器、發(fā)射機、模擬接收機、信號處理器和時鐘發(fā)生器連接；時序信號發(fā)生器還與發(fā)射機、模擬接收機和時鐘發(fā)生器連接；發(fā)射機還與天線和時鐘發(fā)生器連接；天線還與前置放大器連接；模擬接收機還與前置放大器、信號處理器和時鐘發(fā)生器連接；信號處理器還與時鐘發(fā)生器連接；電源分別與中央控制器、時序信號發(fā)生器、發(fā)射機、模擬接收機、信號處理器、時鐘發(fā)生器和前置放大器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種爆炸物探測裝置，其特征在于所述的中央控制器和時序信號發(fā)生器均采用TMSC2812型高性能DSPs芯片；前置放大器采用普通電子管和場效應管組合而成；信號處理器采用TMSC6713型DSPs芯片；時鐘發(fā)生器采用OCXO-10M晶體振蕩器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種爆炸物探測裝置，其特征在于所述的天線采用銅絲或銅管繞制成柱狀或平面螺旋線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種爆炸物探測裝置，其特征在于所述的發(fā)射機與天線之間及天線與前置放大器之間用SYV-50-5電纜連接，所述的時鐘發(fā)生器與中央控制器、時鐘發(fā)生器與發(fā)射機、時鐘發(fā)生器與模擬接收機、時鐘發(fā)生器與信號處理器、前置放大器與模擬接收機、模擬接收機與信號處理器之間用SYV-50-1電纜連接，所述的中央控制器與時序信號發(fā)生器、中央控制器與發(fā)射機、中央控制器與模擬接收機、中央控制器與信號處理器、時序信號發(fā)生器與發(fā)射機、時序信號發(fā)生器與模擬接收機、時序信號發(fā)生器與時鐘發(fā)生器之間用并行電纜連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的一種爆炸物探測裝置，其特征在于所述的中央控制器和信號處理器連接一個主控計算機。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種爆炸物探測裝置，其特征在于所述的主控計算機與中央控制器、主控計算機與信號處理器之間采用100針SCSI-II并行電纜連接。
專利摘要本實用新型涉及一種爆炸物探測裝置，具體地說是涉及一種利用原子核四極矩共振技術探測爆炸物的裝置。它屬于電磁探測技術領域。本實用新型是由天線、發(fā)射機、模擬接收機和控制處理器連接構(gòu)成，所述的控制處理器是由信號處理器、中央控制器、時序信號發(fā)生器、時鐘發(fā)生器、前置放大器和電源連接組成，而且所述的天線為柱狀或平面螺旋線圈；發(fā)射機采用低頻寬帶大功率脈沖發(fā)射機；模擬接收機采用VJG11001型模擬接收機；信號處理器采用TMSC6713型DSPs芯片。本實用新型是一種精度高、可靠性強，而且環(huán)保的探測手段?？蛇m用于車站、機場等場合做為安全檢查設備，以及郵件的安全性檢測等，也可在軍事上應用于探測地雷等，尤其是對黑索金(RDX)炸藥的探測。
文檔編號G01N23/00GK2919245SQ20062008570
公開日2007年7月4日 申請日期2006年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者金燕波, 羅發(fā)根, 郝國欣, 劉云, 毛云志, 郭華民, 胡大璋 申請人:中國電波傳播研究所