阅读说明：本技术 手持式***物和毒品比色分析仪的检测方法 (Detection method of hand-held explosive and drug colorimetric analyzer ) 是由 祖佰祎 李毓姝 朱建成 李宏刚 马金龙 窦新存 于 2019-12-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种手持式爆炸物和毒品比色分析仪的检测方法,该方法涉及的分析仪是由驱动板、主板、采样模块、图像采集模块、身份证模组、热敏打印机模块、鸣叫报警器模块、LED指示灯、低温聚合物锂电池、显示器显示模块、电源开关组成,在使用时,用阵列式测试卡采集待测物后,将阵列式测试卡插入测试卡插入口,触发微动开关,点击显示器显示模块的开始检测图标,大约8s即可得到具体检测结果,通过显示器显示模块显示检测结果,如检测出可疑物LED指示灯红光闪烁并伴随鸣叫报警器模块鸣叫报警,如未检测出可疑物LED指示灯保持绿光长亮且无鸣叫信号,同时通过身份证模组可将被检人员的信息采集至主板中,现场通过热敏打印机模块打印检测信息,检测数据通过主板的网络端口实时上传至相应的后台服务器。(The invention relates to a method for detecting a hand-held colorimetric analyzer for explosives and drugs, which comprises a driving board, a mainboard, a sampling module, an image acquisition module, an identity card module, a thermal printer module, a chirping alarm module, an LED indicator lamp, a low-temperature polymer lithium battery, a display module and a power switch, wherein when the analyzer is used, after an array test card is used for acquiring an object to be detected, the array test card is inserted into an insertion port of the test card to trigger a microswitch, a detection starting icon of the display module is clicked, a specific detection result can be obtained within about 8s, the display module is used for displaying the detection result, for example, red light of a suspicious object LED indicator lamp flickers and the chirping alarm module chirps to alarm, if the suspicious object LED indicator lamp keeps green light long and bright and has no chirping signal, and meanwhile, the information of a person to be detected can be acquired into the mainboard through the identity card module, and printing detection information through a thermal printer module on site, and uploading detection data to a corresponding background server in real time through a network port of the mainboard.)

手持式***物和毒品比色分析仪的检测方法

技术领域

本发明属于***物及毒品检测领域，具体涉及到智能化学分析技术，一种手持式***物和毒品比色分析仪的检测方法

背景技术

自十八世纪七十年代诺贝尔发明安全***以来，***在近代社会发展中特别在军事领域、航空航天领域、基础设施领域和一些工业领域，发挥了极其重要的作用。近年来，随着***应用范围的拓广、***物新品种的出现、以及新***的发明。***物及毒品检测器多应用于机场、火车站、港口公共场所等各式各样的领域，当前便携式检测***物的方法有拉曼光谱技术、荧光技术、离子迁移谱技术、比色技术等，以上检测技术都存在一定缺点；

如手持式拉曼光谱检测仪在检测***物时，虽然能够在几秒钟的时间内就可以得到***物的成分信息，但是手持式拉曼光谱检测仪发出的激光照射在***物表面时，几秒钟的时间仍然有可能出现***物表面局部温度升高从而发生***的危险，这就限制了手持式拉曼光谱检测仪在检测可疑***物时的应用。

离子迁移谱(Ion Mobility Spectrometry，IMS)技术虽说灵敏度高，检测速度快，但传统离子迁移谱仪一般采用放射性元素Ni作为离子源，尤其是具有放射性污染，会对使用者的身体健康构成潜在威胁，不利于推广。

比色技术因其操作简便、可检测出***物的组成成分、快速、灵敏、结果直观可靠而成为检测领域最具有发展前景的方法。

目前有些领域已开发出比色技术检测方法或产品。

发明专利201510267366.X提供了一种***物中硫的快速检测方法，该检测方法基于化学比色法，无须将可疑物样品溶解，使用由强碱和醇与二甲基亚砜的混合溶液，在室温下配制而成的检测试剂，直接滴加到置于滤纸上的提取的可疑物样品上，若可疑物样品中含有硫，则滤纸上的可疑物样品表面可在2秒内硫表面形成一层橘红色的多硫化物，以此确定硫的存在。

发明专利201811000105.1提供了一种快速比色检测硝酸盐和亚硝酸盐的试剂，该试剂是由苯胺类化合物和强酸制成，该发明所述的检测试剂对硝酸盐和亚硝酸盐显示极高的选择性，从而保证了该发明可以针对痕量非制式***物中的硝酸根和亚硝酸根进行检测。该试剂与硝酸根和亚硝酸根接触后3s达到裸眼可视变色，从而实现了对于硝酸根和亚硝酸根的低成本、即时、痕量检测。

美国嘎克探神手持毒品***危险品探测仪，存在以下缺点：操作复杂、一张采样卡只能检测一类样品、无法检测混合物等。

发明内容

本发明目的在于，克服现有技术存在的不足、检测效率低、适用性限制等所要解决的技术问题，提供一种手持式***物和毒品比色分析仪的检测方法，该方法涉及的分析仪是由驱动板、主板、采样模块、图像采集模块、身份证模组、热敏打印机模块、鸣叫报警器模块、LED指示灯、低温聚合物锂电池、显示器显示模块、电源开关组成，在使用时，用阵列式测试卡采集待测物后，将阵列式测试卡***测试卡***口，触发微动开关，点击显示器显示模块的开始检测图标，大约8s即可得到具体检测结果，通过显示器显示模块显示检测结果，如检测出可疑物LED指示灯红光闪烁并伴随鸣叫报警器模块鸣叫报警，如未检测出可疑物LED指示灯保持绿光长亮且无鸣叫信号，同时通过身份证模组可将被检人员的信息采集至主板中，并可现场通过热敏打印机模块打印检测信息，检测数据通过主板的网络端口实时上传至相应的后台服务器。图像采集模块包括工业相机和光学系统，光学系统用于在采集图片时提供均匀光照；通过工业相机对标准品或待测物在阵列式测试卡上的显色区域进行拍照，通过图像识别提取出图片中的RGB值，进而转化为HSV值，建立各个区域对应的***物或毒品的标准颜色库，并结合待测物的显色图片上各个区域的HSV值，通过阈值筛选报出检测结果，本发明可以实现***物及毒品的痕量检测，操作简单。本发明可以实现***物及毒品的痕量检测，操作简单。克服了试剂依次检测时效性差的缺点，同时增强识别准确性，结构上克服复杂操作，实现一步操作全区域检测，检测效率高。

本发明所述的一种手持式***物和毒品比色分析仪的检测方法，该方法涉及的分析仪是由驱动板(10)、主板(8)、采样模块(16)、图像采集模块(18)、身份证模组(6)、热敏打印机模块(7)、鸣叫报警器模块(12)、LED指示灯(11)、低温聚合物锂电池(5)、显示器显示模块(9)、电源开关(17)组成，其中驱动板(10)主要用于微动开关(13)检测、补光灯板(3)控制、工业相机(1)驱动、身份证模组(6)驱动、LED指示灯(11)控制、热敏打印机模块(7)通信，微动开关(13)通过I/O口与驱动板(10)连接，补光灯板(3)通过充电接口与驱动板(10)连接，工业相机(1)通过DVP接口与驱动板(10)连接，身份证模组(6)通过TTL串口与驱动板(10)连接，热敏打印机模块(7)通过RS232串口与驱动板(10)连接，LED指示灯(11)位于驱动板(10)上；所述采样模块(16)由测试卡***口(15)和阵列式测试卡(14)组成；测试卡***口(15)中设有微动开关(13)和采用4根直径不同的轴依次排列构成的斜面；在驱动板(10)的一侧通过TYPE C接口与主板(8)连接，在分析仪的下端设有图像采集模块(18)，在图像采集模块(18)中设有工业相机(1)和环形补光灯板(3)、匀光板(4)、石英玻璃板(2)组成的光学系统，工业相机(1)的像素大于500万，所述阵列式测试卡(14)，采用丝网印刷技术，将其区分成为12个相互不干扰的区域，并通过封装完成；具体操作按下列步骤进行：

a、长按电源开关(17)3s，等待手持式***物和毒品比色分析仪启动；

b、用阵列式测试卡(14)采集待测物后，将阵列式测试卡(14)***测试卡***口(15)，触发微动开关(13)，点击显示器显示模块(9)的开始检测图标，大约8s即可得到具体检测结果；

c、通过显示器显示模块(9)显示检测结果，如检测出可疑物LED指示灯(11)红光闪烁并伴随鸣叫报警器模块(12)鸣叫报警，如未检测出可疑物LED指示灯(11)保持绿光长亮且无鸣叫信号，同时通过身份证模组(6)可将被检人员的信息采集至主板(8)中，主板(8)用于接收驱动板(10)上传的图片数据、图像识别、获取GPS数据、驱动鸣叫报警器模块、历史数据存储、系统状态信息检测、控制网络端口上传数据、控制界面显示、触摸操作信息提取与反馈；

d、现场通过热敏打印机模块(7)打印检测信息，所述检测信息包含：身份证信息、联系方式、具体地点及经纬度和检测结果，检测数据也会通过主板(8)的网络端口实时上传至相应的后台服务器；

所述采样模块(16)包括：测试卡***口(15)和阵列式测试卡(14)；其中，测试卡***口(15)中设有微动开关(13)和采用4根直径不同的轴依次排列构成的斜面，替代了借助外部按压的方法，使操作更为简单，检测效率更高；阵列式测试卡(14)包括采样纸和试剂阵列；

所述图像采集模块(18)位于采样模块(16)的正上方，包括工业相机(1)和光学系统，工业相机(1)的像素大于500万；光学系统包括环形补光灯板(3)、匀光板(4)、石英玻璃板(2)；阵列式测试卡(14)***测试卡***口(15)，触发微动开关(13)，工业相机(1)在光学系统营造的环境下，当待测物与标准工作溶液作用后，获取图像特征技术数据；

所述驱动板(10)包括：微动开关(13)检测、补光灯板(3)控制、工业相机(1)驱动、身份证模组(6)驱动、LED指示灯(11)控制、热敏打印机(7)通信，其中，微动开关(13)通过I/O口与驱动板(10)连接，补光灯板(3)通过充电接口与驱动板(10)连接，工业相机(1)通过DVP接口与驱动板(10)连接，身份证模组(6)通过TTL串口与驱动板(10)连接，热敏打印机模块(7)通过RS232串口与驱动板(10)连接，LED指示灯(11)位于驱动板(10)上；

所述主板(8)用于接收驱动板(10)上传的图片数据、图像识别、获取GPS数据、驱动鸣叫报警器模块、历史数据存储、系统状态信息检测、控制网络端口上传数据、控制界面显示、触摸操作信息提取与反馈；主板(8)与驱动板(10)通过TYPE C接口连接，图像识别对驱动板(10)通过TYPE C接口传输的图像数据进行数据转化，将图像的RGB数据转换为HSV数据格式，目标颜色点位置信息提取、阈值判断，通过设定的标准颜色库，筛选出目标颜色内的像素点并记录，最后经过最大连通域判断，将筛选出的可疑像素点进行位置信息提取，判断像素点相邻情况，判断形成色块的大小及占比信息，将其面积大小作为判断依据，如检出的最大的目标反应色块小于一定面积值，且占比较小，则判断为噪点，不计入判断结果，合并处理16个区域结果信息，将16个通道的判别结果依次进行记录，通过查表法，确定对应区域实际反应物质，并通过显示器显示模块(9)显示结果；

所述身份证模组(6)，由驱动板(10)下发身份证信息采集指令，身份证模组(6)采集身份证信息，通过TYPE C接口传输至主板(8)，主板(8)完成处理信息，以及信息的存储、调用及传输；

所述GPS数据信息采集位于主板(8)，实现GPS信息的提取、存储、调用及传输；

热敏打印机模块(7)，由主板(8)下发打印结果指令，通过TYPE C接口将指令下发至驱动板(10)，驱动板(10)通过RS232串口下发指令，完成检测结果的打印。其中打印结果中包含：身份证信息、联系方式、具体地点、经纬度及检测结果；

本发明所述的一种手持式***物和毒品比色分析仪的检测方法，该方法工作原理：

将采样后的阵列式测试卡(14)，***测试卡***口(15)触发微动开关(13)，驱动板(10)检测到微动开关(13)的信号后，驱动板(10)驱动光学系统，工业相机(1)在光学系统营造的环境下，当待测物与标准工作溶液作用后，获取图像特征技术数据；驱动板(10)接收工业相机(1)采集的图像数据，通过TYPE C传输至主板(8)；主板(8)对图像数据进行识别处理，判断颜色并通过显示器显示模块(9)显示结果；检测结束后，鸣叫报警器模块(12)、LED指示灯(11)给出结果；驱动板(10)完成身份证模组(6)驱动，读取身份证信息并上传至主板(8)，主板(8)同时进行GPS信息的采集，完成人员信息的采集及编辑，包括：身份证信息、联系方式、具体地点、经纬度；被检人员信息录入完毕后，驱动板(10)完成热敏打印机模块(7)驱动，通过RS232串口接收打印信息，并打印结果；驱动板(10)完成板卡信息的检测，包括：电量信息、工业相机(1)状态、微动开关(13)状态，并传输至主板(8)，主板(8)检测系统信息状态；检测数据也会通过主板(8)的网络端口实时上传至相应的后台服务器。

本发明具有以下有益效果：

(1)适用性更广：相比于目视比色法、光电比色法等比色方法，本专利采用了不同的检测方法，使检测应用更为广泛、检测环境也更为广泛。

(2)实现仪器自动化即时化检测：相比于目视比色法，本专利采用算法识别做比色检测，实现了仪器化检测、自动化、即时化检测，代替了目视比色法的人工眼睛观察，减少了人为的随机误差，降低了人工成本；

(3)本发明型的优点：可测混合物、体积小、重量轻、便于携带、耗时短、操作简单、不受检测环境的影响、能具体报出可疑物具体名称等优点。

本发明所述的一种手持式***物和毒品比色分析仪的检测方法，该方法集成了多组检测试剂，通过测试卡***口(15)结构设计及阵列式测试卡(14)设计。只需将阵列式测试卡(14)***测试卡***口(15)，大约8s即可得到检测结果。其具有智能化学分析多种制式与非制式***物种类的特点，并且可以准确报出***物名称、组成成分、危险预警等级等。其检测范围涵盖了制式***类型和非制式***类型***物20余种及10余种毒品。并且，基于主流操作系统开发了智能化应用程序，可方便快速的进行分析。同时，数据库可进行扩容及二次开发，并将终端检测结果上传到服务器数据库，在未来，有望通过大数据对比分析各地区***案中的检测结果，有针对性的对***案进行预警及智能化分析。

所述多组标准工作溶液通过大量稳定性测试，用于阵列式测试卡(14)中。

所述阵列式测试卡(14)，采用丝网印刷技术，将其区分成为12个相互不干扰的区域，并通过特殊封装工艺，完成阵列式测试卡(14)的制备。

本发明所述的一种手持式***物和毒品比色分析仪的检测方法，该方法中阵列式测试卡(14)改善了以往检测***物及毒品的不便及不准，利用算法程序并结合光学系统装置，对显色后的测试卡直接拍照并分析显色信息，实现了***类的***、二硝基甲苯、对硝基甲苯、PA、特屈儿、HMX、RDX、PENT、***酯、亚硝酸盐、硝酸盐、尿素及其衍生物、铵盐、高锰酸钾、过氧化物类、氯酸盐、高氯酸盐、硫磺，混合***类的黑火药、铵硫***、铵梯***,毒品类的***、快克、***、***、病毒、***等***物或毒品的痕量检测。本方法克服了以往使用肉眼比对比色卡带来的不准确性、复杂性。

附图说明

图1为手持式***物和毒品比色分析仪外观结构示意图；

图2为手持式***物和毒品比色分析仪内部结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明所述的一种手持式***物和毒品比色分析仪的检测方法，该方法涉及的分析仪是由驱动板10、主板8、采样模块16、图像采集模块18、身份证模组6、热敏打印机模块7、鸣叫报警器模块12、LED指示灯11、低温聚合物锂电池5、显示器显示模块9、电源开关17组成，其中驱动板10用于微动开关13检测、补光灯板3控制、工业相机1驱动、身份证模组6驱动、LED指示灯11控制、热敏打印机模块7通信，微动开关13通过I/O口与驱动板10连接，补光灯板3通过充电接口与驱动板10连接，工业相机1通过DVP接口与驱动板10连接，身份证模组6通过TTL串口与驱动板10连接，热敏打印机模块7通过RS232串口与驱动板10连接，LED指示灯11位于驱动板10上；所述采样模块16由测试卡***口15和阵列式测试卡14组成；测试卡***口15中设有微动开关13和采用4根直径不同的轴依次排列构成的斜面；在驱动板10的一侧通过TYPE C接口与主板8连接，在分析仪的下端设有图像采集模块18，在图像采集模块18中设有工业相机1和环形补光灯板3、匀光板4、石英玻璃板2组成的光学系统，工业相机1的像素大于500万，所述阵列式测试卡14，采用丝网印刷技术，将其区分成为12个相互不干扰的区域，并通过封装完成；具体操作按下列步骤进行：

a、长按电源开关17 3s，等待手持式***物和毒品比色分析仪启动；

b、打开阵列式测试卡包装盒，取出阵列式测试卡14，将阵列式测试卡14擦拭有尿素粉末的痕量样品***到手持式***物和毒品比色分析仪中的测试卡***口15，触发微动开关13，点击显示器显示模块9的开始检测图标，大约8s，LED指示灯11红光闪烁，并伴随鸣叫报警器模块12鸣叫报警；

c、通过显示器显示模块9显示检测到危爆品，异常情况，发现危爆品尿素及其衍生物，同时通过身份证模组6可将被检人员的信息采集至主板8中，主板8用于接收驱动板10上传的图片数据、图像识别、获取GPS数据、驱动鸣叫报警器模块、历史数据存储、系统状态信息检测、控制网络端口上传数据、控制界面显示、触摸操作信息提取与反馈；

d、现场通过热敏打印机7打印检测信息，所述检测信息包含：检出尿素及其衍生物！身份证信息、联系方式、具体地点及经纬度，检测数据也会通过主板8的网络端口实时上传至相应的后台服务器，证明待测物中含有尿素。

实施例2

本发明所述的一种手持式***物和毒品比色分析仪的检测方法，该方法涉及的分析仪依据实施例1进行，具体操作按下列步骤进行：

a、长按电源开关17 3s，等待手持式***物和毒品比色分析仪启动；

b、打开阵列式测试卡包装盒，取出阵列式测试卡14，将阵列式测试卡14擦拭混有铵梯***粉末的痕量样品***手持式***物和毒品比色分析仪中的测试卡***口15，触发微动开关13，点击显示器显示模块9的开始检测图标，大约8s，LED指示灯11红光闪烁，并伴随鸣叫报警器模块12鸣叫报警；

c、通过显示器显示模块9显示检测到危爆品，异常情况，发现危爆品疑似铵梯***，同时通过身份证模组6可将被检人员的信息采集至主板8中，主板8用于接收驱动板10上传的图片数据、图像识别、获取GPS数据、驱动鸣叫报警器模块、历史数据存储、系统状态信息检测、控制网络端口上传数据、控制界面显示、触摸操作信息提取与反馈；

d、现场通过热敏打印机7打印检测信息，所述检测信息包含：检出疑似铵梯***！身份证信息、联系方式、具体地点及经纬度，检测数据也会通过主板8的网络端口实时上传至相应的后台服务器，证明待测物中含有铵梯***。

实施例3

本发明所述的一种手持式***物和毒品比色分析仪的检测方法，该方法涉及的分析仪依据实施例1进行，具体操作按下列步骤进行：

a、长按电源开关17 3s，等待手持式***物和毒品比色分析仪启动；

b、打开阵列式测试卡包装盒，取出阵列式测试卡14，将阵列式测试卡14擦拭混有***粉末的痕量样品***手持式***物和毒品比色分析仪中的测试卡***口15，触发微动开关13，点击显示器显示模块9的开始检测图标，大约8s，LED指示灯11红光闪烁，并伴随鸣叫报警器模块12鸣叫报警；

c、通过显示器显示模块9显示检测到危爆品，异常情况，发现毒品***，同时通过身份证模组6可将被检人员的信息采集至主板8中，主板8用于接收驱动板10上传的图片数据、图像识别、获取GPS数据、驱动鸣叫报警器模块、历史数据存储、系统状态信息检测、控制网络端口上传数据、控制界面显示、触摸操作信息提取与反馈；

d、并可现场通过热敏打印机7打印检测信息，所述检测信息包含：检出***！身份证信息、联系方式、具体地点及经纬度，检测数据也会通过主板8的网络端口实时上传至相应的后台服务器，证明待测物中含有***。

以上所述仅为较佳实例而已，并不用于限制本发明的技术方案，凡在本发明创造的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在保护范围之内。