基于准平行束毛细管X光透镜的塑料物证检测谱仪制造技术

基于准平行束毛细管X光透镜的塑料物证检测谱仪包括X射线光源、准平行束毛细管X光透镜、X射线过滤器、样品台、显微镜和探测器，以及承载X射线光源、准平行束毛细管X光透镜、X射线过滤器、样品台、显微镜和探测器的五维电动调试架。本谱仪的核心部件是准平行束毛细管X光透镜，它可以将低功率X射线光源发出的X射线会聚为焦斑较大且在该焦斑中心有一个X射线强度均匀分布区，这便于对各种尺寸的塑料进行特征X射线能谱对比分析，从而进行快速、无损和高精度的塑料物证鉴别。该谱仪构造简便、便于推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及塑料物证检测和鉴别
，特别是涉及一种基于准平行束毛细管 X光透镜的塑料物证检测谱仪。
技术介绍
在各类刑事案件现场中，经常可以提取到各种塑料物证，及时准确地检验塑料物 证，可以为侦破案件提供线索和指明方向，从而缩小侦查范围，为早日破案提供科学依据。在现有的塑料物证溯源技术中，在对塑料物证进行检验时，通常先根据物理特性 进行检查主要是对塑料的透明度、颜色、硬度、表面图案和外观形态等进行观察，或者对其 比重和熔点等物理参数进行测定，如果塑料量大，也可观察在不同试剂中的溶解情况等。在 初验的基础上，为了提供更可靠的鉴定结论，根据塑料化学成分的不同，采用如下方法进行 检验(a)燃烧试验，根据塑料高温时往往会形成可燃性的挥发物，因此有不同程度的可燃 性，所以根据塑料是否燃烧及在燃烧过程中所产生的火焰、烟、气味、灰烬和燃烧速度等可 以确定塑料种类；(b)着色试验，根据试剂与各种塑料的作用不同，在作用过程中而产生的 不同色泽变化，以此确定塑料的种类范围；(c)红外光谱法，红外光谱法主要是对塑料中的 树脂进行检测，不同树脂所含基团不同，因而在红外区有特征吸收峰，以此来对树脂进行种 类认定；(d)裂解气相色谱法(PGC)，由于塑料在一定条件下裂解是遵循一定规律的，因此 所得到的裂解产物就具有特征性，得到的谱图有利于比对分析鉴别；(e)热分析法，塑料分 析中应用较多的是差热分析法(DTA)。差热分析是在程序控制温度下，测量试样与参比物之 间的温差与温度的关系。现有的上述这些方法各有自己的特点，但有些实验操作过于繁琐， 有些鉴别精度不够高。所以如何快速、无损和高精度地对塑料物证进行鉴别，是塑料物证检测和鉴别领 域中急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供基于准平行束毛细管X光透镜的塑料物证检测谱仪，用于犯 罪现场对塑料物证进行检测和鉴别。为解决上述问题，实现上述专利技术目的，本专利技术提供的基于准平行束毛细管X光透 镜的塑料物证检测谱仪包括X射线光源、准平行束毛细管X光透镜、X射线过滤器、样品台、 显微镜和探测器，以及承载χ射线光源、准平行束毛细管χ光透镜、X射线过滤器，显微镜和 探测器的五维电动调试架。所述谱仪采用准平行束毛细管X光透镜会聚便携式低功率光源 发出的X射线，获得高功率密度的X射线焦斑，利用该焦斑作为X射线激发源激发塑料中不 同元素对应的特征X射线，然后通过特征X射线能谱的对比来鉴别塑料的类别。这是因为不 同的塑料具有不同的化学成分，即具有不同的元素组成，而不同的元素对应着自己的特征X 射线，所以不同的塑料具有自己的特征X射线能谱，因此可通过特征X射线能谱的对比来鉴 别塑料的类别。所述基于准平行束毛细管X光透镜的塑料物证检测谱仪的总重量范围为3kg-10kg。此谱仪的总重量主要决定于光源的重量，例如，采用功率为IW的光源，此谱仪的 总重量为3kg ；采用功率为150W的光源，此谱仪的总重量为IOkg ；当光源的功率为25W时， 此谱仪的总量为5kg，此时，由于该种谱仪充分利用了准平行束毛细管X光透镜的性能，所 以总量为5kg的谱仪既轻便又具有较低的检出限，是优选的谱仪。所述X射线光源为低功率光源，功率范围为1W-150W。如果塑料中元素的含量是 Ippm量级的，则采用功率为150W的光源，如果塑料中元素的含量高于200ppm，则采用功率 为IW的光源。所述X射线光源为便携式的，其重量范围为lkg_3kg。当光源的功率为IW时，其重 量为1kg，当光源的功率为150W时，其重量为3kg。所述准平行束毛细管X光透镜是由5-20万根单玻璃毛细管构成，每根单毛细管是 圆形的，排列方式采用每根单毛细管周围排列6根的方式，所有单毛细管的入口端指向光 源，所有单毛细管的出口端指向准平行束毛细管X光透镜的焦斑。这种排列方式使单管之 间空隙小，从而增加了准平行束毛细管X光透镜中单管的数量，提高了该透镜的传输效率。所述准平行束毛细管X光透镜焦斑直径范围为lmm-4mm，焦斑中心的X射线强度均 勻分布区的直径范围为30μπι-200μπι。当平行束毛细管X光透镜焦斑直径为Imm时，其焦 斑中心的X射线强度均勻分布区的直径范围为30 μ m，当平行束毛细管X光透镜焦斑直径为 4mm时，其焦斑中心的X射线强度均勻分布区的直径范围为200 μ m,根据样品的大小选择不 同焦斑直径的准平行束毛细管X光透镜，对于尺寸小于Imm的样品，采用焦斑直径为Imm的 准平行束毛细管X光透镜，对于尺寸大于Imm的样品，采用焦斑直径为4mm的准平行束毛细 管X光透镜。所述准平行束毛细管X光透镜束斑位置处的功率密度增益(放大倍数)范围为 100-1200。当准平行束毛细管X光透镜是由5万根单玻璃毛细管构成时，其功率密度增益 为100，当准平行束毛细管X光透镜是由20万根单玻璃毛细管构成时，其功率密度增益为 1200。在相同X射线光源的情况下，准平行束毛细管X光透镜束斑位置处的功率密度增益 越大，利用准平行束毛细管X光透镜分析样品的效率越高。所述准平行束毛细管X光透镜的长度范围为20mm-100mm、入口直径的范围为 3mm-13mm、出口直径范围为2mm-5mm、入口焦距的范围为15mm-120mm、出口焦距的范围为 60mm-200mm、横截面最大处的直径范围为7mm-30mm。当准平行束毛细管X光透镜的长度为 20mm时，其入口直径为3mm、出口直径为2mm、入口焦距为15mm、出口焦距为60mm、横截面最 大处的直径为7mm;当准平行束毛细管X光透镜的长度为IOOmm时，入口直径为13mm、出口 直径为5mm、入口焦距为120mm、出口焦距为200mm、横截面最大处的直径为30mm。所述X射线过滤器为Nb吸收片，其厚度范围为10 μ m-200 μ m。当X射线光源的功 率为IW时，Nb吸收片的厚度为10 μ m，当X射线光源的功率为150W时，Nb吸收片的厚度为 200 μ m0所述X射线探测器为能量分辨X射线探测器，探测器的能量分辨范围为 120eV-240eVo当所测塑料样品中不同元素的特征线的能量差小于250eV时，采用能量分辨 为120eV的探测器，当所测塑料样品中不同元素的特征线的能量差大于250eV时，采用能量 分辨为240eV的探测器。本专利技术的有益效果是，由于采用了高功率密度增益的准平行束毛细管X光透镜， 所以可以利用功率低的X射线光源得到功率密度高的X射线激发源，我们设计的专用于塑 料物证检测的准平行束毛细管X光透镜的焦斑较大，这便于对大体积的塑料样品进行检测 和鉴别，另外，在该准平行束毛细管X光透镜的焦斑中心有一个X射线强度均勻分布区，该 区域便于分析微小塑料样品，因为在利用该强度均勻分布区分析微小样品时，微小样品对 应的特征X射线能谱不会因为微小样品在该强度均勻分布区中位置的变化而变化，即利用 基于准平行束毛细管X光透镜的塑料物证检测谱仪便于对对各种尺寸的塑料进行特征X射 线能谱对比分析，从而进行快速、无损和高精度的塑料物证鉴别。由于基于准平行束毛细管 X光透镜的塑料物证检测谱仪采用的是低功率光源，所以该谱仪是便携式的，便于在犯罪 现场对塑料物品进行分析，这提高了刑侦时效性，另外，也正因为是采本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于准平行束毛细管Ｘ光透镜的塑料物证检测谱仪，它包括Ｘ射线光源、准平行束毛细管Ｘ光透镜、Ｘ射线过滤器、样品台、显微镜和探测器，以及承载Ｘ射线光源、准平行束毛细管Ｘ光透镜、显微镜和探测器的五维电动调试架，其特征在于：所述准平行束毛细管Ｘ光透镜在Ｘ射线光源和过滤器之间；所述准平行束毛细管Ｘ光透镜是由５－２０万根单玻璃毛细管构成，每根单毛细管是圆形的，排列方式采用每根单毛细管周围排列６根的方式，所有单毛细管的入口端指向光源，所有单毛细管的出口端指向准平行束毛细管Ｘ光透镜的焦斑；所述准平行束毛细管Ｘ光透镜的入口端直径Ｄｉｎ和出口端直径Ｄｏｕｔ与其最大截面的直径Ｄｍａｘ相比，前两者较小；入口端直径Ｄｉｎ与出口端直径Ｄｏｕｔ相比，前者较大；准平行束毛细管Ｘ光透镜入口焦距Ｆ１与出口焦距Ｆ２相比，前者较小；所述准平行束毛细管Ｘ光透镜的长度范围为２０ｍｍ－１００ｍｍ、入口直径的范围为３ｍｍ－１３ｍｍ、出口直径为２ｍｍ－５ｍｍ、入口焦距的范围为１５ｍｍ－１２０ｍｍ、出口焦距的范围为６０ｍｍ－２００ｍｍ、横截面最大处的直径范围为７ｍｍ－３０ｍｍ；所述准平行束毛细管Ｘ光透镜焦斑直径范围为１ｍｍ－４ｍｍ，焦斑中心的Ｘ射线强度均匀分布区的直径范围为３０μｍ－２００μｍ；所述准平行束毛细管Ｘ光透镜的功率密度增益（放大倍数）范围为１００－１２００。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙天希，刘志国，刘鹤贺，
申请(专利权)人：中国政法大学，
类型：发明
国别省市：11