[发明专利]基于核四极矩共振的爆炸物和毒品检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及爆炸物和毒品检测领域，尤其是一种基于核四极矩共振的爆炸物和毒品检测系统。

背景技术

金属探测仪是较早采用的一种查缉爆炸物的仪器，采用交变电磁场来探测爆炸物中的金属部件及雷管等发火装置上的金属元器件和电池等从而实现对爆炸物的探测。由于爆炸物制作工艺和技术水平的提升，现在爆炸物中的金属部件越来越少；液体炸药和塑料炸药的出现，使得单一的金属探测手段已经无法满足日益隐蔽化和多样化的爆炸物探测实践需要。

X光射线法爆炸物检测，是根据物质的电子密度作出判断，由于电子密度或等效原子序数无法唯一地表征炸药,因此无法在严格意义上识别物质。此外，市场上已有的爆炸物和毒品的检测技术还包括中子探测技术、太赫兹测量技术等，都存在着严重的缺陷。中子探测技术是利用炸药、毒品和有机物中C、N、O含量的不同来达到检测的目的，但是此方法无法完全清楚的检测是何种物质，并且当检测系统用于人体检测时，安全剂量与测量灵敏度之间难以协调；太赫兹测量技术难度相对较大，输出功率低。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种能直接对爆炸物和毒品种类进行探测、误报率低的基于核四极矩共振的爆炸物和毒品检测系统。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于核四极矩共振的爆炸物和毒品检测系统，包括数字控制系统、功率放大系统、天线系统和模拟信号调理系统，数字控制系统的输出端与功率放大系统的输入端相连，功率放大系统的输出端与天线系统的输入端相连，天线系统的输出端通过模拟调理系统与数字控制系统的输入端相连。

所述数字控制系统由系统时序控制模块、数字信号处理模块、第一信号发生模块、第二信号发生模块和数字信号采集模块组成；所述功率放大系统采用功率放大模块；所述天线系统由发射和接收转换模块、阻抗匹配模块和宽带天线模块组成；所述模拟信号调理系统由中频放大模块、第二带通滤波模块、混频模块、第一带通滤波模块和超低噪声前置放大模块组成。

所述系统时序控制模块的输出端分别与数字信号处理模块、第一信号发生模块、第二信号发生模块、数字信号采集模块、功率放大模块、发射和接收转换模块的输入端相连，系统时序控制模块向第一信号发生模块、功率放大模块、发射和接收转换模块发送使能信号a，系统时序控制模块向数字信号处理模块发送启动信号b，系统时序控制模块向数字信号采集模块、第二信号发生模块发送使能信号c；第二信号发生模块的输出端与混频模块的输入端相连，中频放大模块的输出端与数字信号采集模块的输入端相连，数字信号采集模块的输出端与数字信号处理模块的输入端相连，数字信号处理模块的输出端与第一信号发生模块的输入端相连。

所述功率放大模块的输入端与第一信号发生模块的输出端相连，功率放大模块的输出端与发射和接收转换模块的输入端相连。

所述发射和接收转换模块的输入输出端与阻抗匹配模块的输入输出端相连，阻抗匹配模块的输入输出端与宽带天线模块的输入输出端相连。

所述超低噪声前置放大模块的输入端与发射和接收转换模块的输出端相连，超低噪声前置放大模块的输出端与第一带通滤波模块的输入端相连，第一带通滤波模块的输出端与混频模块的输入端相连，混频模块的输出端与第二带通滤波模块的输入端相连，第二带通滤波模块的输出端与中频放大模块的输入端相连。

本发明检测方法如下：

（1）系统时序控制模块发出启动信号b，结束时，数字信号处理模块进入工作状态，向第一信号发生模块发出NQR激励频率的控制字；经过时间t1后，系统时序控制模块向第一信号发生模块、功率放大模块、发射和接收转换模块发出使能信号a，使能信号a在高电平时，第一信号发生模块产生对应频率射频脉冲进入功率放大模块；功率放大模块将射频脉冲放大后进入发射和接收转换模块，发射和接收转换模块将射频脉冲通过阻抗匹配模块传输至宽带天线模块，辐射至样品； 

（2）宽带天线模块接收信号，信号依次经超低噪声前置放大模块、第一带通滤波模块、混频模块、第二带通滤波模块、中频放大模块处理；第一带通滤波器模块滤除以f₁为中心频率带通以外的信号；混频模块将滤波后的信号下变频至f₀；第二带通滤波器滤除以f₀为中心频率带通以外的信号；滤波放大后的信号传输至数字信号采集模块，采集到的数字信号传输至数字信号处理模块进行处理判定；