專利名稱：基于毛細管x射線半透鏡的指紋提取設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及指紋提取技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于毛細管X射線半透鏡的指紋提 取設(shè)備。
背景技術(shù)：
指紋提取技術(shù)在不斷朝著快速、無損和現(xiàn)場提取的方向發(fā)展，同時非常關(guān)注如下 技術(shù)在提取指紋的同時還能指紋所有者在留下指紋前接觸過什么物質(zhì)，因為這對縮小刑 偵范圍很有幫助。現(xiàn)有的提取指紋的方法如下，如果指紋是留在金屬、塑料、玻璃、磁磚等非吸水性 物品的表面，此時對指紋的提取比較容易，通常可以用粉末法和磁粉法等等。如果指紋留在 紙張、卡片、皮革、木頭等吸水性物品的表面，必須經(jīng)過化學(xué)處理才能顯形，常用的化學(xué)法有 碘熏法、硝酸銀法、熒光試劑法等?，F(xiàn)有的上述指紋提取方法很難做到在提取指紋的同時判 斷指紋所有者在留下指紋前接觸過什么物質(zhì)，并且，這些方法中有的只能在實驗室進行，不 能應(yīng)用到現(xiàn)場上，有的提取指紋的過程過于繁瑣，而且精度不夠高。所以如何在犯罪現(xiàn)場快速準(zhǔn)確的提取指紋，同時還能判斷指紋所有者在留下指紋 前接觸過什么物質(zhì)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟須解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于毛細管X射線半透鏡的指紋提取設(shè)備，用于犯罪現(xiàn) 場指紋的提取以及判斷指紋所有者在留下指紋前接觸過什么物質(zhì)。為解決上述問題，實現(xiàn)上述發(fā)明目的，在提供一種基于毛細管X射線半透鏡的指 紋提取設(shè)備中，將采用毛細管X射線半透鏡會聚便攜式低功率光源發(fā)出的X射線獲得較高 功率密度的X射線束斑，該束斑的面積大于一個完整指紋的面積，利用該束斑作為激發(fā)源 激發(fā)指紋所有者在指紋處留下的物質(zhì)中的元素對應(yīng)的X射線熒光，這些X射線熒光再通過 另外一個多毛細管X射線準(zhǔn)直器會聚后打在X射線探測器上，在探測器上利用這些X射線 熒光進行X射線熒光成像提取指紋，由于不同物質(zhì)有不同的元素組成，所以，該種利用X射 線熒光成像提取指紋的方法還能判斷指紋所有者在留下指紋前接觸過什么物質(zhì)。所述基于毛細管X射線半透鏡的指紋提取設(shè)備總重量的范圍為3kg-10kg。此設(shè)備 的總重量主要決定于光源的重量，例如，采用功率為2W的光源，此設(shè)備的總重量為3kg ；采 用功率為250W的光源，此設(shè)備的總重量為IOkg;當(dāng)光源的功率為IOW時，此設(shè)備的總量為 6kg，此時，由于該種設(shè)備充分利用了毛細管X射線半透鏡的性能，所以總量為6kg的譜儀既 輕便又具有較低的檢出限，是優(yōu)選的設(shè)備。所述X射線光源為低功率光源，功率范圍為2W-250W。如果指紋中元素的含量是 IOppm量級的，則采用功率為2W的光源，如果指紋中元素的含量高于200ppm，則采用功率為 250W的光源。所述X射線光源為便攜式的，其重量范圍為lkg_2kg。當(dāng)光源的功率為2W時，其重量為1kg，當(dāng)光源的功率為250W時，其重量為2kg。所述毛細管X射線半透鏡是由40-80萬根單玻璃毛細管構(gòu)成，單毛細管的數(shù)量決 定了毛細管X光半透鏡的焦斑直徑和功率密度增益(放大倍數(shù))，所有單毛細管的入口端指 向光源，所有單毛細管的出口端平行。此種單毛細管的排列方式?jīng)Q定該透鏡對發(fā)散的X射 線光束的會聚作用。所述毛細管X射線半透鏡束斑位置處的功率密度增益范圍為10-70。在相同X射 線光源的情況下，毛細管X光半透鏡的焦斑位置處的功率密度增益越大，利用毛細管X光半 透鏡提取指紋的效率越高。構(gòu)成毛細管X光半透鏡的單毛細管數(shù)量為40時，毛細管X光會 聚透鏡的焦斑位置處的功率密度增益為10 ；構(gòu)成毛細管X光半透鏡的單毛細管數(shù)量為70 時，毛細管X光半透鏡的焦斑位置處的功率密度增益為70。所述毛細管X射線半透鏡的長度范圍為80mm-200mm、入口直徑的范圍為 5mm-15mm、出口直徑為40mm、入口焦距的范圍為20mm-100mm、橫截面最大處的直徑為40mm。 當(dāng)毛細管X射線半透鏡的長度為80mm時，其入口直徑為5mm、出口直徑為40mm、入口焦距為 20mm、橫截面最大處的直徑為40mm ；當(dāng)毛細管X光會聚透鏡的長度為200mm時，入口直徑為 15mm、出口直徑為40mm、入口焦距為100mm、橫截面最大處的直徑為100mm。所述多毛細管X射線準(zhǔn)直器是由60-80萬根單玻璃毛細管構(gòu)成的圓柱體，單毛細 管的數(shù)量決定了多毛細管X射線準(zhǔn)直器的功率密度增益。所有單毛細管相互平行。此種單 毛細管的排列方式?jīng)Q定了該多毛細管X射線準(zhǔn)直器能對發(fā)散的X射線進行準(zhǔn)直和會聚。所述多毛細管X射線準(zhǔn)直器橫截面直徑為40mm，該橫截面直徑值由指紋大小決 定。所述多毛細管X射線準(zhǔn)直器的長度范圍為40mm-300mm。優(yōu)選地，毛細管X射線準(zhǔn) 直器的長度為120mm，此時便于使用。所述多毛細管X射線準(zhǔn)直器準(zhǔn)直后的束斑位置處的功率密度增益范圍為3-10，單 毛細管的數(shù)量為60萬時，多毛細管X射線準(zhǔn)直器的功率密度增益為3，單毛細管的數(shù)量為 80萬時，多毛細管X射線準(zhǔn)直器的功率密度增益為10。所述X射線探測器同時為能量分辨和空間分辨的X射線探測器，探測器的能量分 辨范圍為140eV-230eV，當(dāng)指紋中不同元素的特征線的能量差小于240eV時，采用能量分 辨為140eV的探測器，當(dāng)指紋中不同元素的特征線的能量差大于240eV時，采用能量分辨 為230eV的探測器。探測器的空間分辨范圍為40 μ m-60 μ m，優(yōu)選地，探測器的空間分辯為 45 μ m,此時便于高效地提取指紋。本發(fā)明的有益效果是，由于采用了較高功率密度增益的毛細管X射線半透鏡，所 以可以利用功率低的X射線光源得到功率密度高的X射線激發(fā)源，該激發(fā)源激發(fā)的指紋中 元素對應(yīng)的X射線熒光信號又被多毛細管X射線準(zhǔn)直器再次會聚，所以該譜儀可以采用低 功率光源，從而使得整個譜儀是便攜式的，便于在犯罪現(xiàn)場提取指紋；該譜儀使用了低功率 X射線光源，所以提高了 X射線譜儀使用者的使用安全系數(shù)；采用的多毛細管X射線準(zhǔn)直器 可以對指紋中元素對應(yīng)的X射線熒光信號進行具有空間分辨地準(zhǔn)直和會聚，這便于在X射 線探測器上獲得高空間分辨的指紋，所采用的X射線探測器，既具有空間分辨也具有能量 分辨，所以它在高空間分辨獲得指紋的同時，還可以根據(jù)不同物質(zhì)對應(yīng)著不同的X射線熒 光的性質(zhì)來判斷指紋所有者在留下指紋前接觸過什么物質(zhì)；由于采用的毛細管X射線半透鏡的束斑較大，可以利用毛細管X射線半透鏡的束斑同時照射整個指紋，同時獲得指紋處 不同位置元素對應(yīng)的X射線熒光，不需要對指紋進行逐點掃描分析就可獲得指紋，所以縮 短了獲得指紋的時間，從而提高了獲得指紋的時效性。


圖1是基于毛細管X射線半透鏡的指紋提取設(shè)備的示意圖；圖2是毛細管X射線半透鏡的示意圖；圖3是毛細管X射線半透鏡的橫截面示意圖；圖4是多毛細管X射線準(zhǔn)直器的示意圖；圖5是多毛細管X射線準(zhǔn)直器的橫截面示意圖。
具體實施例方式參見圖1，基于毛細管X射線半透鏡的指紋提取設(shè)備含有X射線光源1、毛細管X射 線半透鏡2、多毛細管X射線準(zhǔn)直器4、X射線探測器5和支架6，X射線光源1、毛細管X射 線半透鏡2、多毛細管X射線準(zhǔn)直器4、X射線探測器5固定支架6上。X射線光源1發(fā)出的 X射線經(jīng)毛細管X射線半透鏡會聚成X射線束斑3，該束斑3照射在指紋處激發(fā)指紋處元素 對應(yīng)的X射線熒光，這些指紋出對應(yīng)的X射線熒光被多毛細管X射線準(zhǔn)直器4準(zhǔn)直和會聚 后被X射線探測器5探測，通過計算機分析X射線熒光信號進行X射線熒光成像分析，從而 得到指紋。參見圖2，毛細管X射線半透鏡的入口端直徑Din和出口端直徑D。ut相比，前者較 小，這保證了該透鏡高效率地收集來自光源的發(fā)散X射線，同時也保證了將收集的X射線會 聚為面積較大的X射線束斑，毛細管X射線半透鏡的橫截面最大處即為出口端處，這決定了 由該透鏡出來的X射線束斑具有較大尺寸；毛細管X射線半透鏡入口焦距F1的大小取決于 透鏡結(jié)構(gòu)，一般地，透鏡體積越大，入口焦距F1越大；透鏡體積越小，入口焦距F1越小。毛細 管X射線半透鏡的長度1根據(jù)透鏡的材料而定，一般地，構(gòu)成毛細管X射線半透鏡材料的原 子序數(shù)越大，該毛細管X射線半透鏡的長度1越??；構(gòu)成毛細管X射線半透鏡材料的原子序 數(shù)越小，該毛細管X射線半透鏡的長度1越大。參見圖3，構(gòu)成毛細管X射線半透鏡的每根單毛細管是圓形的，排列方式采用每根 單毛細管周圍排列6根其它單毛細管的方式，該種排列方式?jīng)Q定構(gòu)成透鏡的單毛細管之間 的空隙小，從而提高了透鏡的傳輸效率。參見圖4，多毛細管X射線準(zhǔn)直器4的直徑D取決于毛細管X射線半透鏡的出口端 直徑，并且二者基本相同，這保證了整個譜儀具有高空間分辨率。多毛細管X射線準(zhǔn)直器4 的長度取決于透鏡的材料，一般地，構(gòu)成準(zhǔn)直器的材料的原子序數(shù)越大，多毛細管X射線準(zhǔn) 直器4的長度越?。粯?gòu)成準(zhǔn)直器的材料的原子序數(shù)越小，多毛細管X射線準(zhǔn)直器4的長度越 大。參見圖5，構(gòu)成多毛細管X射線準(zhǔn)直器4的每根單毛細管是圓形的，排列方式采 用每根單毛細管周圍排列6根其它單毛細管的方式，該種排列方式保證了單毛細管的利用率。下面給出基于毛細管X射線半透鏡的指紋提取設(shè)備的實例基于毛細管X射線半透鏡的指紋提取設(shè)備總重量為7kg，采用的X射線光源為低功率銅靶X射線光源，功率為 12W,光源為便攜式的，其重量為1. 6kg，毛細管X射線半透鏡是由65萬根單玻璃毛細管構(gòu) 成，所有單毛細管的入口端指向光源，所有單毛細管的出口端平行，毛細管X射線半透鏡束 斑位置處的功率密度增益范圍為64，毛細管X射線半透鏡的長度為110mm、入口直徑為9mm、 出口直徑為40mm、入口焦距為64mm-100mm、橫截面最大處的直徑為40mm，多毛細管X射線準(zhǔn) 直器是由70萬根單玻璃毛細管構(gòu)成的圓柱體，所有單毛細管相互平行，多毛細管X射線準(zhǔn) 直器橫截面直徑為40mm，多毛細管X射線準(zhǔn)直器的長度為63mm，多毛細管X射線準(zhǔn)直器準(zhǔn) 直后的束斑位置處的功率密度增益為5，X射線探測器同時為能量分辨和空間分辨的X射線 探測器，探測器的能量分辨為170eV，探測器的空間分辨為54 μ m。
權(quán)利要求
1.一種基于毛細管X射線半透鏡的指紋提取設(shè)備，它包括X射線光源、毛細管X 射線半透鏡、多毛細管X射線準(zhǔn)直器、X射線探測器和支架，其特征在于所述毛細管X射線半透鏡是由40-80萬根單玻璃毛細管構(gòu)成，所有單毛細管的入口端 指向光源，所有單毛細管的出口端平行；構(gòu)成所述毛細管X射線半透鏡的每根單毛細管是圓形的，排列方式采用每根單毛細管 周圍排列6根其它單毛細管的方式；所述毛細管X射線半透鏡束斑位置處的功率密度增益(放大倍數(shù))范圍為10-70 ； 所述毛細管X射線半透鏡的入口端直徑Din和出口端直徑D。ut相比，前者較小，且半透 鏡的橫截面最大處即為出口端；毛細管X射線半透鏡入口焦距F1的大小取決于透鏡結(jié)構(gòu)， 透鏡體積越大，入口焦距F1越大；毛細管X射線半透鏡的長度1根據(jù)透鏡的材料而定，構(gòu)成 透鏡的材料的原子序數(shù)越大，該毛細管X射線半透鏡的長度1越??；所述毛細管X射線半透鏡的長度范圍為80mm-200mm、入口直徑的范圍為5mm-15mm、出 口直徑為40mm、入口焦距的范圍為20mm-100mm、橫截面最大處的直徑為40mm ；所述多毛細管X射線準(zhǔn)直器是由60-80萬根單玻璃毛細管構(gòu)成的圓柱體，所有單毛細 管相互平行，排列方式采用每根單毛細管周圍排列6根其它單毛細管的方式； 所述多毛細管X射線準(zhǔn)直器橫截面直徑為40mm ； 所述多毛細管X射線準(zhǔn)直器的長度范圍為40mm-300mm ； 所述多毛細管X射線準(zhǔn)直器準(zhǔn)直后的束斑位置處的功率密度增益范圍為3-10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于毛細管X射線半透鏡的指紋提取設(shè)備，其特征在于由 于采用的毛細管X射線半透鏡的束斑較大，可以利用毛細管X射線半透鏡的束斑同時照射 整個指紋，同時獲得指紋處不同位置元素對應(yīng)的X射線熒光，所以不需要對指紋進行逐點 掃描分析就可獲得指紋。
全文摘要
基于毛細管X射線半透鏡的指紋提取設(shè)備，它含有X射線光源、毛細管X射線半透鏡、多毛細管X射線準(zhǔn)直器、X射線探測器和支架，此設(shè)備的核心是毛細管X射線半透鏡和多毛細管X射線準(zhǔn)直器。利用毛細管X射線半透鏡會聚便攜式低功率光源發(fā)出的X射線獲得較高功率密度的X射線束斑，該束斑的面積大于一個完整指紋的面積，利用該束斑同時激發(fā)指紋不同位置元素對應(yīng)的X射線熒光，這些X射線熒光再通過多毛細管X射線準(zhǔn)直器高空間分辨地準(zhǔn)直和會聚后打在X射線探測器上，從而獲得指紋。在利用該設(shè)備獲得指紋時，不需要對指紋進行逐點掃描分析，從而縮短了獲得指紋的時間，提高了獲得指紋的時效性。
文檔編號G06K9/00GK101999901SQ20101059940
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者劉志國, 劉鶴賀, 孫天希 申請人:中國政法大學(xué)