一种基于光电响应的爆炸物蒸气识别检测方法

摘要

本发明涉及一种基于光电响应的爆炸物蒸气识别检测方法，该方法中涉及的装置是由传感器、光源、电源、电流表、信号处理器和报警器组成，使用可周期性开关和改变光强变化的光源，照射具有快速光电响应的单个传感器上，测量爆炸物蒸气在传感器敏感材料表面吸附引起的光电流变化，通过主成分分析、线性判别分析、人工神经网络等模式识别方法进行数据处理，实现传感器阵列对不同种类爆炸物蒸气响应的标准数据库，通过将疑似爆炸物的数据处理结果与数据库比对，最终达到识别检测爆炸物蒸气的目的。该方法利用敏感材料的光电性能，提高检测限的同时简化了传感器阵列结构，利用敏感材料灵敏的气敏响应和快速的光电响应，实现快速识别爆炸物的目的。

主权项

一种基于光电响应的爆炸物蒸气识别检测方法，其特征在于该方法中涉及的装置是由传感器、光源、电源、电流表、信号处理器和报警器组成，传感器(1)、光源(2)、电源(3)、电流表(4)与信号处理器(5)串接，信号处理器(5)与报警器(6)连接，使用可周期性开关和改变光强变化的光源(2)，照射具有快速光电响应的单个传感器(1)上，传感器(1)上的敏感材料为硅‑氧化锌p‑n结、硅纳米线/石墨烯肖特基结、二氧化钛/石墨烯肖特基结、硅‑氧化锌核壳纳米线阵列/石墨烯肖特基结、硅纳米线/金属肖特基结、硅纳米线阵列、二氧化钛修饰的硅纳米线阵列/石墨烯肖特基结或金纳米颗粒修饰的硅纳米线阵列/石墨烯肖特基结，具体操作按下列步骤进行：a、在传感器(1)的敏感材料上方装有光源(2)，光源(2)为波长范围在200‑800nm之间的发光二极管(LED)、Xe灯、Hg灯或激光光源；b、将传感器(1)置于空气中，在室温条件下，通过以1ms‑2s为间隔周期性的开闭光源(2)并改变光强，其中光强数为3‑10个，测得敏感材料在不同光强下的光电流，得到基线电流值；c、将传感器(1)分别置于室温下系列已知浓度的不同爆炸物蒸气中，通过以1ms‑2s为间隔周期性的开闭光源(2)并改变光强，其中光强数为3‑10个，测得敏感材料在不同光强下的光电流，对爆炸物蒸气进行标定，分别计算每种光强下传感器(1)对不同爆炸物蒸气的响应大小，响应大小定义为(I_爆炸物‑I_空气)/I_空气，其中I_爆炸物为敏感材料在爆炸物蒸气中的光电流大小，I_空气为敏感材料在空气中的光电流大小；d、通过主成分分析、神经网络模型或线性判别式分析的数据处理方法，得到传感器(1)阵列对不同种类爆炸物蒸气响应的标准数据库；e、将传感器(1)置于待测气氛中，通过以1ms‑2s为间隔周期性的开闭光源(2)并改变光强，其中光强数为3‑10个，测得敏感材料在不同光强下的光电流，采用与步骤d中相同的数据处理方法处理响应信号，并与步骤d中的数据库比对，得出是否存在爆炸物蒸气、存在何种爆炸物蒸气。