用于檢測(cè)有害物質(zhì)和爆炸物的手持式掃描儀

與研究和工業(yè)合作伙伴一起，F(xiàn)raunhofer IAF在歐盟CHECKERS項(xiàng)目中開發(fā)了一種用于危險(xiǎn)物質(zhì)的手持式掃描儀。傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)爆炸性，有毒和其他危險(xiǎn)物質(zhì)，并幫助應(yīng)急人員在事故或恐怖襲擊后在犯罪現(xiàn)場進(jìn)行現(xiàn)場檢測(cè)。4月25日，項(xiàng)目財(cái)團(tuán)成功完成了該項(xiàng)目。

警察在房屋搜查期間遇到一個(gè)可疑的房間 - 一個(gè)可能是任何東西的房間：毒品或爆炸性實(shí)驗(yàn)室或只是假的。為了立即做出反應(yīng)，他們需要知道他們面臨的化學(xué)物質(zhì)。通常，分析是耗時(shí)的，并且涉及取樣并將其發(fā)送到外部實(shí)驗(yàn)室。迄今為止，便攜式，人眼安全的掃描儀能夠快速遠(yuǎn)程識(shí)別多種化學(xué)物質(zhì)，并且距離最遠(yuǎn)可達(dá)1米。

在歐盟的CHECKERS項(xiàng)目中，弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所IAF及其合作伙伴共同開發(fā)了一種用于遠(yuǎn)程檢測(cè)爆炸物和有害物質(zhì)的手持式掃描儀。“我們的有害物質(zhì)掃描儀能夠立即覆蓋大范圍的光譜范圍，提供精確的結(jié)果，甚至可以被未經(jīng)訓(xùn)練的人員使用。這在犯罪現(xiàn)場，恐怖襲擊之后或工業(yè)工廠發(fā)生事故后非常有用，其中化學(xué)品在不受控制的情況下傳播救援部隊(duì)可以立即對(duì)威脅做出反應(yīng)，“Fraunhofer IAF的項(xiàng)目經(jīng)理兼科學(xué)家Stefan Hugger博士解釋道。

Fraunhofer IAF開發(fā)了極其緊湊和強(qiáng)大的量子級(jí)聯(lián)激光模塊，適用于各種光譜應(yīng)用。圖片來源：弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所IAF

快速，精確和手持式

CHECKERS聯(lián)盟面臨技術(shù)挑戰(zhàn)，要求實(shí)現(xiàn)一個(gè)手持系統(tǒng)，用于從安全距離和快速反應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)程檢測(cè)有害物質(zhì)。結(jié)果是基于紅外背向散射光譜的測(cè)量裝置。該研究團(tuán)隊(duì)將非常快速可調(diào)諧的量子級(jí)聯(lián)激光器與調(diào)整后的傳輸和接收器光學(xué)器件，快速紅外探測(cè)器以及擬合控制和檢測(cè)軟件相結(jié)合。

該研究發(fā)生在“緊湊型高性能激光傳感器”項(xiàng)目中，簡稱CHECKERS(www.chequers.eu)。自2015年以來，F(xiàn)raunhofer IAF與Fraunhofer Institutes IPMS和CAP，聯(lián)邦刑事警察局以及Vigo Systems，M Squared Lasers和Modus Research and Innovation公司合作，開發(fā)了一種有害物質(zhì)的手持式掃描儀。CHECKERS由歐盟在“地平線2020”計(jì)劃中提供資金。2019年4月25日，該項(xiàng)目與我合作，成功完成了在布魯塞爾的項(xiàng)目。

用于遠(yuǎn)程光譜檢測(cè)的便攜式傳感器需要特別緊湊和快速可調(diào)諧的激光源。“這些設(shè)備需要補(bǔ)償手的不可避免的運(yùn)動(dòng)，并且仍然能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出結(jié)論性的光譜。與Fraunhofer IPMS一起，我們開發(fā)了一種小型量子級(jí)聯(lián)激光器，帶有能夠掃描的外部諧振器QC激光器芯片的整個(gè)光譜范圍只需一毫秒，“Hugger在最后一次會(huì)議上代表Fraunhofer IAF解釋道。測(cè)量原理基于1000-1300cm-1波長范圍內(nèi)目標(biāo)的選擇性光譜照明。基于反向散射光的強(qiáng)度和照射波長來識(shí)別化學(xué)物質(zhì)。

手持式示威者在2019年初由聯(lián)邦刑警辦公室與Fraunhofer IAF合作進(jìn)行了一系列測(cè)試測(cè)量。“在測(cè)試測(cè)量期間，有害物質(zhì)掃描儀能夠探測(cè)到許多爆炸物及其前體材料，因此證明了該技術(shù)的有效性。下一步是提高測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)健性，使其為日常使用做好準(zhǔn)備，“Hugger說。