一種危險液體檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公告了一種危險液體檢測裝置。該裝置包括發(fā)射天線、接收天線、發(fā)射電路、取樣電路、時基源、前置觸發(fā)電路、步進(jìn)延遲脈沖生成電路、數(shù)據(jù)處理單元和結(jié)果輸出單元，且所述數(shù)據(jù)處理單元具有數(shù)據(jù)存儲器；時基源分別與前置觸發(fā)電路、步進(jìn)延遲脈沖生成電路和數(shù)據(jù)處理單元三者連接；前置觸發(fā)電路與所述發(fā)射電路連接；步進(jìn)延遲脈沖生成電路與取樣電路連接；取樣電路還與數(shù)據(jù)處理單元連接；數(shù)據(jù)處理單元還與結(jié)果輸出單元連接。采用了本實用新型一種危險液體檢測方法技術(shù)方案的一種危險液體檢測裝置，檢測速度快、操作方便、無有害輻射。而且不僅對于與水的介電常數(shù)相差較大的易燃易爆液體能準(zhǔn)確區(qū)分，同時對于相近介電常數(shù)的水和硫酸也能準(zhǔn)確區(qū)分，檢測范圍廣。
【專利說明】一種危險液體檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及危險物品檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及警用安全檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體 涉及一種危險液體檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 危險物品的檢測技術(shù)，一直是事關(guān)一國安全的重要【技術(shù)領(lǐng)域】。尤其在美國911恐 怖襲擊事件之后，各國都加強了重要場所的安保措施，而其中一項重要的措施就是對危險 物品的檢測。
[0003] 在我國的機場、火車站、地鐵站等重要場所，也都可以常常見到對危險物品進(jìn)行檢 測的X光機。雖然X光機造價昂貴，但是因為其具有高穿透性，以及較高的分辨率和靈敏性， 因而是安全部門目前使用最多的安全檢測技術(shù)手段。
[0004] 但是長期操作X光機可能會對工作人員健康產(chǎn)生影響，而且在實際使用中還發(fā)現(xiàn) X光機會對無害物品頻繁誤報，常常需要結(jié)合人工開包檢查。這樣不但降低了安檢效率和增 加了人工成本，而且人工常常也無法分辨危險液體。目前的做法是由安檢人員要求可疑液 體的攜帶者，當(dāng)著安檢人員的面喝一口其聲稱是水或者飲料的液體。此種方式一者是對公 眾的不信任，二者有些產(chǎn)品開瓶喝一 口后會對之后的保管、儲運帶來不良后果，由此引發(fā)公 眾的不快，以及給公眾帶來諸多不便，因而需要改進(jìn)。
[0005] 據(jù)聞最新的技術(shù)可以對液體進(jìn)行非接觸式無損檢測，但是其如何進(jìn)行檢測不得而 知，不過有一點可以肯定的是，該技術(shù)對于與水的介電常數(shù)相差較大的易燃易爆液體能準(zhǔn) 確區(qū)分，但是對于與水的介電常數(shù)相近的液體，比如說硫酸，則無法區(qū)分，因而留有安全隱 患，需要改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種危險液體檢測裝置，其不但能夠?qū)σ?體進(jìn)行非接觸式無損檢測，關(guān)鍵其還能夠有效區(qū)分與水的介電常數(shù)相近的液體。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種危險液體檢測裝置，其用于液體的非接觸式無損檢測，包括分別置于待檢測 液體兩側(cè)的發(fā)射天線和接收天線，以及與所述發(fā)射天線連接的發(fā)射電路，與所述接收天線 連接的取樣電路；所述危險液體檢測裝置還包括：時基源、前置觸發(fā)電路、步進(jìn)延遲脈沖生 成電路、數(shù)據(jù)處理單元和結(jié)果輸出單元，且所述數(shù)據(jù)處理單元具有數(shù)據(jù)存儲器；所述時基源 分別與所述前置觸發(fā)電路、步進(jìn)延遲脈沖生成電路和數(shù)據(jù)處理單元三者連接；所述前置觸 發(fā)電路與所述發(fā)射電路連接；所述步進(jìn)延遲脈沖生成電路與所述取樣電路連接；所述取樣 電路還與所述數(shù)據(jù)處理單元連接；數(shù)據(jù)處理單元還與所述結(jié)果輸出單元連接。
[0009] 優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述發(fā)射天線和接收天線位于同一水平面。
[0010] 進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述發(fā)射天線和接收天線的分?jǐn)?shù)帶寬大于25%，所述 發(fā)射天線和接收天線為領(lǐng)結(jié)形，周圍設(shè)有用于接地和屏蔽的底板。 toon] 優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述發(fā)射天線和接收天線連接在一個鋁金屬殼上，且發(fā)射天 線和接收天線之間做了金屬隔離。
[0012] 優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述發(fā)射電路中包括三極管，并且該三極管基于雪崩效應(yīng)產(chǎn) 生超寬帶脈沖。
[0013] 進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述發(fā)射天線和接收天線分別通過射頻線與發(fā)射電路 和取樣電路對應(yīng)連接。
[0014] 本實用新型的有益效果是：
[0015] 采用了本實用新型技術(shù)方案的一種危險液體檢測裝置，其采用對待檢測液體發(fā)射 電磁波，再對所接收的液體反射電磁波進(jìn)行分析的方法來實現(xiàn)危險液體的非接觸式無損檢 測，因而無需打開液體包裝，即可快速檢測液體是否為易燃易爆危險液體，檢測速度快、操 作方便、無有害輻射。而且由于發(fā)射天線和接收天線的諧振頻率隨著液體的介電常數(shù)的增 大而向高頻方向偏移，使得電磁波高頻部分的接收功率與液體介電常數(shù)正相關(guān)，不僅對于 與水的介電常數(shù)相差較大的易燃易爆液體能準(zhǔn)確區(qū)分，同時所接收的液體反射信號的時域 峰峰值與液體的電導(dǎo)率正相關(guān)，對于相近介電常數(shù)但電導(dǎo)率不同的水和硫酸也能準(zhǔn)確區(qū) 分，檢測范圍廣。
[0016] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本實用新型【具體實施方式】一種危險液體檢測裝置的電路原理框圖；
[0018] 圖2是本實用新型【具體實施方式】一種危險液體檢測裝置中的發(fā)射天線和接收天 線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3是本實用新型【具體實施方式】一種危險液體檢測裝置部分模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4是本實用新型【具體實施方式】一種危險液體檢測裝置中前置觸發(fā)電路的電路 原理圖；
[0021] 圖5是本實用新型【具體實施方式】一種危險液體檢測裝置中發(fā)射電路的電路原理 圖；
[0022] 圖6是本實用新型【具體實施方式】一種危險液體檢測裝置中步進(jìn)延遲脈沖生成電 路的電路原理圖；
[0023] 圖7是本實用新型【具體實施方式】一種危險液體檢測裝置中取樣電路的電路原理 圖。

【具體實施方式】
[0024] 本【具體實施方式】提供的一種危險液體檢測裝置如圖1所示，其用于液體的非接觸 式無損檢測，包括如圖2和圖3所示的，分別置于待檢測液體兩側(cè)的發(fā)射天線5和接收天線 6,以及與所述發(fā)射天線5連接的發(fā)射電路4,與所述接收天線6連接的取樣電路7 ;所述危 險液體檢測裝置還包括：時基源1、前置觸發(fā)電路2、步進(jìn)延遲脈沖生成電路3、數(shù)據(jù)處理單 元8和結(jié)果輸出單元9,且所述數(shù)據(jù)處理單元8具有數(shù)據(jù)存儲器；所述時基源1分別與所述 前置觸發(fā)電路2、步進(jìn)延遲脈沖生成電路3和數(shù)據(jù)處理單元8三者連接；所述前置觸發(fā)電路 2與所述發(fā)射電路4連接；所述步進(jìn)延遲脈沖生成電路3與所述取樣電路7連接；所述取樣 電路7還與所述數(shù)據(jù)處理單元8連接；數(shù)據(jù)處理單元8還與所述結(jié)果輸出單元9連接。
[0025] 與之相應(yīng)的一種危險液體檢測方法，其基于前述的一種危險液體檢測裝置，實現(xiàn) 危險液體的檢測，該方法包括如下步驟：
[0026] S1)、準(zhǔn)備：將待檢測液體置于所述發(fā)射天線5和接收天線6之間，并開啟所述危險 液體檢測裝置；
[0027] S2)、發(fā)射電磁波：所述時基源1產(chǎn)生第一路觸發(fā)時鐘，所述前置觸發(fā)電路2利用所 述第一路觸發(fā)時鐘生成具有陡峭上升沿的觸發(fā)脈沖，所述發(fā)射電路4利用所述觸發(fā)脈沖產(chǎn) 生超寬帶脈沖，并經(jīng)發(fā)射天線5發(fā)射出電磁波；
[0028] S3)、接收電磁波：所述接收天線6接收發(fā)射天線5發(fā)射出的電磁波并轉(zhuǎn)換成高頻 信號；
[0029] S4)、取樣：所述步進(jìn)延遲脈沖生成電路3利用所述時基源1產(chǎn)生的斜波和第二路 觸發(fā)時鐘，產(chǎn)生步進(jìn)延遲脈沖信號；所述取樣電路7利用所述步進(jìn)延遲脈沖信號對所述高 頻信號進(jìn)行等效時間取樣，生成低頻信號；
[0030] S5)、數(shù)據(jù)處理及判斷：所述數(shù)據(jù)處理單元8對所述低頻信號進(jìn)行數(shù)字采樣，然后 進(jìn)行數(shù)字信號處理，再計算并判斷待檢測液體是否為危險液體；
[0031] S6)、結(jié)果輸出：待檢測液體為危險液體時，數(shù)據(jù)處理單元8通過結(jié)果輸出單元9發(fā) 出危險液體警示。
[0032] 圖4是所述前置觸發(fā)電路2的電路原理圖，CLK_0UT1與時基源1相連，7CN2與發(fā) 射電路4相連，時基源1產(chǎn)生的第一路觸發(fā)時鐘經(jīng)過CLK_0UT1輸入至7Q11和7Q12的緩沖 電路，然后信號被輸入至7Q10共基模式的三極管放大電路，7Q8加載了高壓源，被7Q10傳 送過來放大的觸發(fā)時鐘觸發(fā)，發(fā)生雪崩效應(yīng)，從而生成具有陡峭上升沿的觸發(fā)脈沖，由7CN2 連接至發(fā)射電路4。
[0033] 優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述發(fā)射電路4中包括三極管9Q1，并且該三極管9Q1基于雪 崩效應(yīng)產(chǎn)生超寬帶脈沖。圖5是所述發(fā)射電路4電路原理圖，TXCRTL與前置觸發(fā)電路2的 7CN2相連，TP3和TP4與發(fā)射天線5相連，加載了高壓的三極管9Q1被前置觸發(fā)部分傳送過 來的具有陡峭上升沿的觸發(fā)脈沖所觸發(fā)，發(fā)生雪崩效應(yīng)，生成超寬帶脈沖，由TP3和TP4經(jīng) 寬帶傳輸線（比如射頻線）傳送到發(fā)射天線5,由發(fā)射天線5發(fā)射出電磁波到待檢測液體。
[0034] 圖6是所述步進(jìn)延遲脈沖生成電路3的電路原理圖，7CN4和CLK_0UT2與時基源1 相連，7CN3與取樣電路7相連，時基源1產(chǎn)生的第二路觸發(fā)時鐘經(jīng)CLK_0UT2輸入至7Q4和 7Q5射級緩沖電路，時基源1產(chǎn)生的斜波通過7CN4信號接口經(jīng)7R9輸入至7Q6基級。觸發(fā) 時鐘與斜波初始相位相同，只有當(dāng)觸發(fā)時鐘的電位跟斜波的電位相比較高于7Q6三級管基 級導(dǎo)通電壓Vbe時，7Q6集電極才能輸出高電平，由于觸發(fā)時鐘存在邊沿時間，時鐘的每一 周期跟斜波的電位進(jìn)行比較都存在一個線性相等的高電平輸出延遲，7Q6集電極輸出的延 遲信號觸發(fā)加載了高壓的三極管7Q2,發(fā)生雪崩效應(yīng)，生成步進(jìn)延遲脈沖信號，由信號接口 7CN3連接至取樣電路7。
[0035] 圖7是所述取樣電路7的電路原理圖，TP3和TP4與步進(jìn)延遲脈沖生成電路3的 7CN3連接，TP1和TP2與接收天線6相連，步進(jìn)延遲脈沖生成電路3生成的步進(jìn)延遲脈沖信 號，通過階躍恢復(fù)二極管8D3、8D4和電感LI、L2進(jìn)一步整形加強上升沿，產(chǎn)生時域采樣門信 號，通過二極管門電路8D1和8D2對接收天線6的高頻信號進(jìn)行等效時間取樣，信號在保持 原有形狀的基礎(chǔ)上在時間軸上展寬，經(jīng)低通濾波后變?yōu)榈皖l信號，由8CN2連接至數(shù)據(jù)處理 單元8。
[0036] 采用了本法明【具體實施方式】一種危險液體檢測方法技術(shù)方案的一種危險液體檢 測裝置，其采用對待檢測液體發(fā)射電磁波，再對所接收的液體反射電磁波進(jìn)行分析的方法 來實現(xiàn)危險液體的非接觸式無損檢測，因而無需打開液體包裝，即可快速檢測液體是否為 易燃易爆危險液體，檢測速度快、操作方便、無有害輻射。而且由于發(fā)射天線5和接收天線 6的諧振頻率隨著液體的介電常數(shù)的增大而向高頻方向偏移，使得電磁波高頻部分的接收 功率與液體介電常數(shù)正相關(guān)，不僅對于與水的介電常數(shù)相差較大的易燃易爆液體能準(zhǔn)確區(qū) 分，同時所接收的液體反射信號的時域峰峰值與液體的電導(dǎo)率正相關(guān)，對于相近介電常數(shù) 但電導(dǎo)率不同水和硫酸也能準(zhǔn)確區(qū)分，檢測范圍廣。
[0037] 優(yōu)選的技術(shù)方案中，步驟S5)中所述數(shù)字采樣，是指數(shù)據(jù)處理單元8利用所述時基 源1產(chǎn)生的數(shù)字采樣窗中斷源作為數(shù)字采樣的起始時間窗，對所述低頻信號進(jìn)行數(shù)字采樣 生成低頻數(shù)字信號；所述數(shù)字信號處理是指數(shù)據(jù)處理單元8對所述低頻數(shù)字信號做FFT變 換和計算低頻數(shù)字信號的時域峰峰值。（FFT，F(xiàn)ast Fourier Transformation,即為快速傅 氏變換，是離散傅氏變換的快速算法，它是根據(jù)離散傅氏變換的奇、偶、虛、實等特性，對離 散傅立葉變換的算法進(jìn)行改進(jìn)獲得的。）
[0038] 進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案中，步驟S5)中，所述計算并判斷待檢測液體是否為危險 液體是指，首先計算所述低頻數(shù)字信號經(jīng)過FFT變換后頻域中高頻分量占信號功率的比 值，并與所述數(shù)據(jù)存儲器中預(yù)存的第一下限數(shù)據(jù)進(jìn)行第一次比較；所述比值小于第一下限 數(shù)據(jù)時，待檢測液體為危險液體；大于第一下限數(shù)據(jù)時所述數(shù)據(jù)處理單元計算低頻數(shù)字信 號的時域峰峰值，并與數(shù)據(jù)存儲器中預(yù)存的第二下限數(shù)據(jù)進(jìn)行第二次比較，所述峰峰值大 于第二下限數(shù)據(jù)時，待檢測液體為危險液體。
[0039] 更進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述第一下限數(shù)據(jù)是預(yù)先對水進(jìn)行檢測時，所計算 得出的低頻信號中頻域中高頻分量占信號功率的比值；所述第二下限數(shù)據(jù)是預(yù)先對硫酸進(jìn) 行檢測時，所計算得出的低頻信號的時域峰峰值。
[0040] 優(yōu)選的技術(shù)方案中，步驟S4)中所述的等效時間取樣后，在保持高頻信號原有形 狀的基礎(chǔ)上，在時間軸上展寬，經(jīng)低通濾波后即變?yōu)樗龅皖l信號。
[0041] 優(yōu)選的技術(shù)方案中如圖2和圖3所示，所述發(fā)射天線5和接收天線6位于同一水 平面。接收天線6和發(fā)射也天線5也可以有一定角度，發(fā)射天線5在瓶子的一側(cè)，接收天線 6在瓶子的另外一側(cè)，但是這樣對各種瓶子的適應(yīng)性就小很多，比如有些瓶子是方形的，瓶 子直徑有大有小，瓶壁曲率不一樣，從瓶壁檢測要求天線水平，從瓶底進(jìn)行檢測要求瓶子能 放在發(fā)射天線和接收天線上面。
[0042] 進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案中如圖2所示，所述發(fā)射天線5和接收天線6,其分?jǐn)?shù)帶寬 (FBW，F(xiàn)ractional Band-Width)大于25%，類型為領(lǐng)結(jié)型，周圍設(shè)有用于接地和屏蔽的底板 (圖中陰影區(qū)域）。圖2中的R1-R8為天線的匹配電阻。寬帶天線有很多種類型，領(lǐng)結(jié)型只 是其中的一種，有一些是立體結(jié)構(gòu)的天線，比如喇叭型天線，這種就不適合對多種類型的瓶 子的檢測。
[0043] 優(yōu)選的技術(shù)方案中如圖3所示（圖3中未示出：時基源1、數(shù)據(jù)處理單元8和結(jié)果 輸出單元9,其中示出了接口單元12,時基源1和數(shù)據(jù)處理單元8通過所述接口單元12實 現(xiàn)與其相連接的模塊的連接），所述發(fā)射天線5和接收天線6連接在一個鋁金屬殼11上， 且發(fā)射天線5和接收天線6之間做了金屬隔離。這樣做是因為，在做檢測的時候，接收天線 6所接收的大部分電磁波的能量，是從被檢測的瓶子那邊發(fā)射過來的，而不是從發(fā)射天線5 經(jīng)過空氣直接傳播過來，這樣做可以使得電磁波攜帶的有效信息盡量準(zhǔn)確。
[0044] 進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述發(fā)射天線和接收天線分別通過射頻線10與發(fā)射 電路4和取樣電路7對應(yīng)連接。
[0045] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能 認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視 為屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種危險液體檢測裝置，其用于液體的非接觸式無損檢測，包括分別置于待檢測液 體兩側(cè)的發(fā)射天線和接收天線，以及與所述發(fā)射天線連接的發(fā)射電路，與所述接收天線連 接的取樣電路，其特征在于，所述危險液體檢測裝置還包括：時基源、前置觸發(fā)電路、步進(jìn)延 遲脈沖生成電路、數(shù)據(jù)處理單元和結(jié)果輸出單元，且所述數(shù)據(jù)處理單元具有數(shù)據(jù)存儲器；所 述時基源分別與所述前置觸發(fā)電路、步進(jìn)延遲脈沖生成電路和數(shù)據(jù)處理單元三者連接；所 述前置觸發(fā)電路與所述發(fā)射電路連接；所述步進(jìn)延遲脈沖生成電路與所述取樣電路連接； 所述取樣電路還與所述數(shù)據(jù)處理單元連接；數(shù)據(jù)處理單元還與所述結(jié)果輸出單元連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種危險液體檢測裝置，其特征在于，所述發(fā)射天線和接收天 線位于同一水平面。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種危險液體檢測裝置，其特征在于，所述發(fā)射天線和接收天 線其分?jǐn)?shù)帶寬大于25%，所述發(fā)射天線和接收天線為領(lǐng)結(jié)形，周圍設(shè)有用于接地和屏蔽的 底板。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種危險液體檢測裝置，其特征在于，所述發(fā)射電路中包括三 極管，并且該三極管基于雪崩效應(yīng)產(chǎn)生超寬帶脈沖。
5. 如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的一種危險液體檢測裝置，其特征在于，所述發(fā)射 天線和接收天線連接在一個鋁金屬殼上，且發(fā)射天線和接收天線之間做了金屬隔離。
【文檔編號】G01N23/00GK203908969SQ201420324019
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】曾昭毅, 鄒學(xué)平, 徐建忠 申請人:深圳市天和時代電子設(shè)備有限公司