本發(fā)明提供一種易制毒化學品阻抗頻譜檢測方法，同時提供了實現(xiàn)該方法的檢測裝置，屬于分析化學
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：易制毒化學品是指國家規(guī)定管制的可用于制造毒品的前體、原料和化學配劑等物質(zhì)，既可應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，又可用于加工提純毒品和制造合成毒品，具有合法性和非法性的雙重特性，這使得對其管控有諸多困難。易制毒化學品的種類繁多。目前，我國列管的易制毒化學品主要包括三大類28個品種，第一類主要是指用于制造毒品的原料，第二類和第三類主要是指用于制造毒品的配劑。另外，2013年我國還補充完善了《麻醉藥品和精神藥品品種目錄》，規(guī)定管制121種麻醉藥品和149種精神藥品，其中許多也屬于易制毒化學品。這使得易制毒化學品的管控的難度進一步加大。除此之外，我國還是化學品生產(chǎn)大國，內(nèi)地現(xiàn)有易制毒化學品生產(chǎn)企業(yè)高達16萬余家，難以對企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營、使用、運輸?shù)冗M行有效管控，易制毒化學品被不法分子用于制造合成毒品的情況時有發(fā)生，對易制毒化學品的查緝和管控面臨非常嚴峻的形式。管控易制毒化學品，避免其流入不法分子手中，就相當于遏制住了毒品生產(chǎn)的源頭，對禁毒工作具有重要意義。目前，為了更好地加強對易制毒化學品的監(jiān)管，需要建立快速、可靠性高、靈敏度好的、應(yīng)用便捷的易制毒化學品檢測系統(tǒng)。目前國內(nèi)已經(jīng)有應(yīng)用離子遷移譜技術(shù)研制的便攜式易制毒品檢測儀、便攜式拉曼光譜儀、基于氣相色譜技術(shù)的AD04-03氣相色譜易制毒化學品檢測儀以及離子遷移譜技術(shù)等。但是這些手段大多停留在實驗室的檢測階段，真正用于基層禁毒實戰(zhàn)一線的裝備極少。即使把這些技術(shù)應(yīng)用在一線的實際工作中，還會遇到缺少專業(yè)人員的問題。對于易制毒品的預(yù)檢分析，目前多數(shù)靠緝毒民警對某些特征明顯的種類的經(jīng)驗判斷，另外一些則要靠儀器分析來進行，但目前尚沒有系統(tǒng)的可以同時檢測全部易制毒品的手段被正式應(yīng)用。由于電化學傳感器具有靈敏度高、易于小型化、重現(xiàn)性好等優(yōu)點，因此已經(jīng)被國際國內(nèi)越來越多的采用來作為檢測儀器的核心，應(yīng)用前景十分廣闊。這類儀器可以為非化學專業(yè)的緝查人員提供現(xiàn)場快速識別和查緝易制毒化學品的檢測設(shè)備，滿足日益嚴峻的易制毒化學品查緝需要，避免延誤查緝管控工作，加大對易制毒化學品非法運輸?shù)墓芸亓Χ龋唤o不法分子可乘之機，是一項具有挑戰(zhàn)性的工作。技術(shù)實現(xiàn)要素：：本發(fā)明提供一種易制毒化學品阻抗頻譜檢測方法，基于阻抗頻譜分析技術(shù)，根據(jù)易制毒化學品在各種頻率下的阻抗特性，實現(xiàn)對易制毒化學品的快速檢測。本發(fā)明進一步提供了一種易制毒化學品阻抗頻譜檢測裝置，為易制毒品檢測提供一種快速，便捷，易于攜帶和操作的裝置。本發(fā)明所述的一種易制毒化學品阻抗頻譜檢測方法，采用以下的技術(shù)方案：通過數(shù)字頻率合成技術(shù)產(chǎn)生由單片機控制生成不同頻率的正弦波；將不同頻率的正弦波通過恒電位儀生成相應(yīng)的恒電位，加載到檢測電極的對電極上；檢測電極在被測量液體中產(chǎn)生交變電場，形成電流，該電流經(jīng)過檢測電極的工作電極反饋給恒電位儀，放大處理后進行阻抗和相位檢測；檢測后的信號輸入到單片機，完成樣品數(shù)據(jù)采集；利用不同頻率下標準樣品的阻抗和相位數(shù)據(jù)建立標準圖譜庫；在不同頻率下對被測量樣品的阻抗和相位數(shù)據(jù)與標準圖譜庫對比，得出檢測結(jié)果。本發(fā)明所述的一種易制毒化學品阻抗頻譜檢測裝置，其特征在于：主要由單片機系統(tǒng)電路、阻抗和相位檢測電路、數(shù)字頻率合成電路、恒電位儀電路、通訊接口、PC機、觸摸屏及檢測電極組成；其中，電源與單片機系統(tǒng)電路、阻抗和相位檢測電路、數(shù)字頻率合成電路、恒電位儀電路、通訊接口、觸摸屏的電源電連接；所述的單片機系統(tǒng)電路通過系統(tǒng)總線與觸摸屏相連，實現(xiàn)人機交互發(fā)出測試指令；單片機系統(tǒng)電路通過SPI接口與數(shù)字頻率合成電路相連，產(chǎn)生給定頻率的正弦波；單片機系統(tǒng)電路通過模擬接口與相位和阻抗檢測電路相連，實現(xiàn)相位輸出信號和阻抗輸出信號的采集；單片機系統(tǒng)電路通過通訊接口與PC機相連，將采集的相位輸出和阻抗輸出信號傳送給PC機，由PC機進行數(shù)據(jù)處理，利用不同頻率下標準樣品的阻抗和相位數(shù)據(jù)建立標準圖譜庫；數(shù)字頻率合成電路與恒電位儀電路相連，將合成頻率的正弦波輸出到恒電位儀電路，通過恒電位儀電路將給定頻率的正弦波加載到檢測電極的對電極上，生成相應(yīng)的恒電位；阻抗檢測電路與恒電位儀電路相連，對恒電位儀電路的電流和相位檢測；數(shù)字頻率合成電路與阻抗檢測電路相連，為阻抗檢測電路通過參比信號；檢測電極設(shè)有對電極、參比電極、工作電極，檢測電極在被測樣品中產(chǎn)生交變電場，形成電流，該電流經(jīng)過檢測電極的工作電極反饋給恒電位儀，放大處理后進行阻抗和相位檢測；恒電位儀電路與檢測電極連接，將給定頻率的正弦波加載到檢測電極的對電極上，檢測電極的參比電極產(chǎn)生零點電位，由此產(chǎn)生的電流信號由檢測電極的工作電極采集。所述的一種易制毒化學品阻抗頻譜檢測裝置，其特征在于：所述的阻抗和相位檢測電路由阻抗和相位檢測集成電路、電容、電阻構(gòu)成，阻抗和相位檢測集成電路通過耦合電容分別與恒電位儀電路及數(shù)字頻率合成電路連接，實現(xiàn)兩路正弦波信號轉(zhuǎn)換為阻抗輸出和相位輸出的直流信號；阻抗和相位檢測集成電路與單片機系統(tǒng)電路的模擬接口連接，實現(xiàn)相位輸出信號和阻抗輸出信號的采集。所述的一種易制毒化學品阻抗頻譜檢測裝置，其特征在于：所述的數(shù)字合成電路由數(shù)字合成集成電路、有源晶體振蕩器、電阻、電感、電容構(gòu)成，有源晶體振蕩器輸出時鐘信號到數(shù)字合成集成電路的時鐘輸入端，數(shù)字合成集成電路與單片機系統(tǒng)電路的ＳＰＩ接口相連，由單片機系統(tǒng)電路控制產(chǎn)生指定頻率的正弦波，由數(shù)字合成集成電路輸出，經(jīng)電感、電容、電阻構(gòu)成的整形網(wǎng)絡(luò)輸出正弦波。所述的一種易制毒化學品阻抗頻譜檢測裝置，其特征在于：所述的恒電位儀電路由高速運算放大器U3、U4、U5及電容/電阻構(gòu)成,高速運算放大器U3及電阻R1、R4構(gòu)成放大電路，把輸入信號放大后輸出給高速運算放大器U4的輸入端，高速運算放大器U4輸出給對電極；高速運算放大器U4的反向輸入端連接到參比電極構(gòu)成恒電位電路，高速運算放大器U5與電阻R2、R5構(gòu)成電流檢測電路，對從工作電極返回的電流進行采樣和放大，輸出給阻抗和相位檢測電路。發(fā)明裝置的工作過程如下：首先將檢測電極置于被測樣品中，通過觸摸屏的人機界面發(fā)出測試指令，單片機系統(tǒng)電路通過SPI接口數(shù)字頻率合成電路產(chǎn)生給定頻率的正弦波，此正弦波輸入到恒電位儀電路，通過恒電位儀電路加載到檢測電極上，在被測量樣品中產(chǎn)生交變電場，形成一定的電流，此電流經(jīng)過恒電位儀電路的工作電極，放大處理后接入阻抗和相位檢測電路，阻抗和相位檢測電路以另外一路從數(shù)字頻率合成電路來的參考信號進行對比，輸出阻抗和相位信號，此信號輸入到單片機系統(tǒng)電路的模擬輸入端，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后經(jīng)單片機系統(tǒng)電路處理，數(shù)字頻率合成電路輸出頻率從高到低完成掃描，然后存儲，通過對此不同頻率下的阻抗和相位對比，標準圖譜計算，得出結(jié)果，由觸摸屏輸出結(jié)果。本發(fā)明的優(yōu)點及效果：利用基于阻抗頻譜原理，為易制毒化學品的檢測提供了一種便捷，快速的方法，本方法具有便于實施，對測試人們要求低，無試劑，體積小，重量輕，操作簡單，可追終，專家數(shù)據(jù)實時更新，對新型藥品有很好的適應(yīng)性。附圖說明；圖1為發(fā)明系統(tǒng)整體圖；圖2為本發(fā)明阻抗和相位檢測電路原理圖；圖3為本發(fā)明數(shù)字頻率合成電路原理圖；圖4為本發(fā)明恒電位儀電路原理圖；圖5為四種常見易制毒化學品的標準樣品特征頻率表。具體實施方式：通過以下實施例進一步舉例描述本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明，在不背離本發(fā)明的技術(shù)解決方案的前提下，對本發(fā)明所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實現(xiàn)的任何改動或改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。實施例1根據(jù)圖1~圖4所示，本發(fā)明主要由單片機系統(tǒng)電路、阻抗和相位檢測電路、數(shù)字頻率合成電路、恒電位儀電路、通訊接口、PC機、觸摸屏及檢測電極組成；其中，電源與單片機系統(tǒng)電路、阻抗和相位檢測電路、數(shù)字頻率合成電路、恒電位儀電路、通訊接口、觸摸屏的電源電連接；所述的單片機系統(tǒng)電路（STM32F103）通過系統(tǒng)總線與觸摸屏相連，實現(xiàn)人機交互發(fā)出測試指令；單片機系統(tǒng)電路通過SPI接口與數(shù)字頻率合成電路相連，產(chǎn)生給定頻率的正弦波；單片機系統(tǒng)電路通過模擬接口與相位和阻抗檢測電路相連，實現(xiàn)相位輸出信號和阻抗輸出信號的采集；單片機系統(tǒng)電路通過通訊接口與PC機相連，將采集的相位輸出和阻抗輸出信號傳送給PC機，由PC機進行數(shù)據(jù)處理，利用不同頻率下標準樣品的阻抗和相位數(shù)據(jù)建立標準圖譜庫；數(shù)字頻率合成電路與恒電位儀電路相連，將合成頻率的正弦波輸出到恒電位儀電路，通過恒電位儀電路將給定頻率的正弦波加載到檢測電極的對電極上，生成相應(yīng)的恒電位；阻抗檢測電路與恒電位儀電路相連，對恒電位儀電路的電流和相位檢測；數(shù)字頻率合成電路與阻抗檢測電路相連，為阻抗檢測電路通過參比信號；檢測電極設(shè)有對電極、參比電極、工作電極，檢測電極在被測樣品中產(chǎn)生交變電場，形成電流，該電流經(jīng)過檢測電極的工作電極反饋給恒電位儀，放大處理后進行阻抗和相位檢測；恒電位儀電路與檢測電極連接，將給定頻率的正弦波加載到檢測電極的對電極上，檢測電極的參比電極產(chǎn)生零點電位，由此產(chǎn)生的電流信號由檢測電極的工作電極采集。如圖2所示，阻抗和相位檢測電路由阻抗和相位檢測集成電路（AD8302）、輸入電阻（R42、R43），耦合電容（C41、C42、C46、C47）、濾波電容（C43、C44），電阻（R42）連接到（C41）連接到阻抗和相位檢測集成電路的輸入端INPA，電阻（R43）連接到（C42），連接到阻抗和相位檢測集成電路的輸入端INPB，信號通過耦合電容（C41、C42）輸入到阻抗和相位檢測集成電路的輸入端INPA、INPB，經(jīng)阻抗和相位檢測集成電路處理，輸出阻抗和相位值；阻抗和相位檢測集成電路通過耦合電容分別與恒電位儀電路及數(shù)字頻率合成電路連接，實現(xiàn)兩路正弦波信號轉(zhuǎn)換為阻抗輸出和相位輸出的直流信號；阻抗和相位檢測集成電路與單片機系統(tǒng)電路的模擬接口連接，實現(xiàn)相位輸出信號和阻抗輸出信號的采集。如圖3所示，數(shù)字合成電路由數(shù)字合成集成電路（AD9850）、有源晶體振蕩器（VCOX）、電阻（R35、R36）、電感（L1、L2、L3）、電容（C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8）構(gòu)成，有源晶體振蕩器（VCOX）輸出時鐘信號到數(shù)字合成集成電路（AD9850）的時鐘輸入端，數(shù)字合成集成電路與單片機系統(tǒng)電路的ＳＰＩ接口相連，由單片機系統(tǒng)電路控制產(chǎn)生指定頻率的正弦波，由數(shù)字合成集成電路（VCOX）輸出，經(jīng)電阻（R35、R36）、電感（L1、L2、L3）、電容（C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8）構(gòu)成的整形網(wǎng)絡(luò)輸出正弦波。如圖4所示，恒電位儀電路由高速運算放大器U3、U4、U5及電阻（R1、R4）構(gòu)成,高速運算放大器U3及電阻R1、R4構(gòu)成放大電路，把輸入信號放大后輸出給高速運算放大器U4的輸入端，高速運算放大器U4輸出給對檢測電極；高速運算放大器U4的反向輸入端連接到參比電極構(gòu)成檢測電路，高速運算放大器U5與電阻R2、R5構(gòu)成電流檢測電路，對從工作電極返回的電流進行采樣和放大，輸出給阻抗和相位檢測電路。試驗例1利用實施例1制備的裝置，對以下四種常見易制毒化學品的標準樣品進行測試（三氯甲烷、乙酸酐、丙酮、乙醇），得到如下結(jié)果：表1為四種常見易制毒化學品的標準樣品特征頻率表樣品名稱第一個相位峰值頻率（Hz）第一個峰值數(shù)值乙醇1657975124丙酮2705964100乙酸酐331868190三氯甲烷441638178結(jié)論：根據(jù)以上數(shù)據(jù)，與本發(fā)明裝置中建立的標準圖譜庫對比，其檢測結(jié)果均正確識別。當前第1頁1 2 3