微型爆炸物预浓缩器设计

　　0 引 言

　　恐怖分子对爆炸物的使用引起了爆炸物探测研究的极大兴趣。在过去几年中，爆炸物探测器的研究已经迅速展开，随之市场上离子迁移谱仪(IMS)，电子捕获检测器，以及基于化学发光技术的探测系统逐步增多。在国内，东突分子不断制造恐怖事件，已经制造出多起针对市民的爆炸事件。市场对爆炸物探测器的需求是急迫而巨大的。

　　痕量爆炸物化学探测器——最先进的爆炸物微量蒸气或微观粒子检测技术——是安全检查的重要工具。在许多应用场合，如机场、海关安检中，通过擦拭等与被检测人员或行李直接物理接触的方式收集爆炸物样品，被认为是侵犯人权，而且耗时太长，被测人员越来越抗拒这种方式。在最近接触过爆炸物(或藏有一定体积的爆炸物)的个人服装和/或皮肤上都会有一定浓度的化学残留物，一段时间以后，附着在人的皮肤和/或衣物上的微粒会在大风或挤撞作用下扩散或释放，并夹带或悬浮在周围空气中。因此可以通过收集嫌疑人/物周围的空气中的目标粒子进行检测，避免与被测人员/行李进行直接的物理接触。

　　然而许多已知的检测设备需要较高浓度的目标物质粒子。大多数的爆炸物，如，TNT 炸药，黑索金，太安，和 HMX 等饱和蒸汽压较低(室温下，通常为ppt-ppb 级)，对于当前常规的痕量探测系统在没有重大损耗的前提下，如何收集存在于空气中的极低浓度的爆炸物微粒/蒸气样品并传输到探测器内是研究人员面临的重要挑战。直接采用大流量空气流从遭遇过低浓度微粒的个人身上或行李表面吹过或吸入样品颗粒进行检测，显然是不合理的。此外，对于常规的用于检测人体、行李、机动车辆和其他大件物品的爆炸物或毒品探测器，采用大流量进气气流也会影响探测器的可靠性和稳定性。在这种情况下，预浓缩器成为一种必要。预浓缩器的主要功能就是必须有效地从高流量空气流中收集极少量的样品粒子，然后有效地释放并传输至探测器装置内。

　　微型爆炸物预浓缩器是一种适用于现场便携式/手持式爆炸物探测仪器的预浓缩器的微型版。微型爆炸物预浓缩器结构简单，可以直接与探测器进气口连接，不需改变已有探测系统的物理结构，使用维护方便，操作简单，而且可以提高现有探测系统的灵敏度和选择性。不仅可以用于探测爆炸物，也可以用于毒品、药物及其他化学试剂的现场快速检测。

　　1 预浓缩器原理

　　预浓缩器原理很简单，相当于一种分子过滤器，如图 1 所示。爆炸物微粒/蒸气随大流量空气进入，被预浓缩器收集，空气继续排出装置。加热预浓缩器，收集到的目标粒子被解吸释放，随载气进入探测器进行检测分析。