- 文献综述(或调研报告):
摘要 液态危险品非接触式检测技术是液体安检领域的关键技术,目的是为了在不打开容器的前提下识别出容器内的液体是否为液态危险品。由于相关技术的局限性,在一些场合不得不禁止人们携带液体或者打开容器喝一口,这给人们带来了极大的不便。本文对基于介电常数的液态危险品非接触式检测技术进行了研究,并选择微波以及热导法来作为最终选择。
关键词 非接触式检测 液体安检 介电常数法 微波
1.方法比较
(1)电容法。利用准静态电容层析技术可以在不打开非金属容器的情况下,探测其中液体是否为违禁品。该方法核心是测量液体介电常数。该方法采用纯电子测量,无辐射危害并且很容易实现小型化。[1]电容法的优点是成本低且易于实践,但存在的问题是精度不高,无法鉴别金属容器内液体和受容器形状影响较大[2]。
(2)超声法。声波是纵向应力波,不同介质中传播的速度不同,利用在不同液体介质中传播的速度不同因而传播相同长度时从容器壁往返时间可甄别液体类别。超声波在传播的过程中遇到介质时会被吸收而减弱,气体中衰减最大,液体次之,固体最小;超声波还会在介质的分界面产生反射[3]。由此可知,超声波法对于容器的要求非常高且易产生相当大的误差,因此实践性不强。
(3)光谱法。拉曼光谱与分子的振动转动能级有关,类似于人类的指纹光谱。利用拉曼光谱可以对物质进行精确的识别和检测。利用拉曼光谱结合基于化学计量学的模式识别算法再加上计算机自动控制技术,便可以对危险液体快速检查。[4]但是光谱法的问题在于首先,需要有大量的测量数据来建立数据库,若数据库不全则会出现漏判;其次,光谱法对液体容器要求很高,不能是金属、陶瓷以及不透明包装而且有些深色液体容易导致饱和现象。因此虽然光谱法速度快精度高,但是实践成本高,可实现性不强[5]。
(4)微波法。微波法的基本原理是通过改变微波的物理特性(反射、散射、透射、衍射及多普勒效应等)以及被检测材料的电磁特性(如介电常数、损耗正切相对变化)来测量微波基本参数的变化从而实现液体的检测。[6]微波法的优点在于可以实现无损检测,灵敏度高,检测速度快;但缺点是无法检测金属液体,受外界电磁干扰影响较大[7]。
(5)热导法。物体所发出的红外辐射能量强度与其温度成正比。当给液体加热一定时间,来检测液体温度上升的速率,以此来甄别液体。该方法通过采用红外温度传感器作为检测元件实现非接触式检测。[8]优点在于可以非接触检测,可以检测金属和非金属容器,操作方便;然而缺点在于该方法受温度传感器和被测物体之间的距离影响以及环境中的外界因素影响,会产生一定误差。
