本發(fā)明涉及違禁品檢測領域，特別是涉及一種違禁品檢測儀及違禁品檢測方法。

背景技術：

隨著社會發(fā)展與文明的進步，人們對于公共安全與毒品控制的要求日益增高?，F(xiàn)在公共場所已經有一些類似的設備，比如安檢儀，但是其裝置結構復雜，且擁有放射性源；針對這一問題，美國斯柏克公司(spectrex)提供了一種利用化學試劑檢測爆炸物與毒品的檢測儀(型號為ex-detectxd-2)，雖然結構簡單，但是需要手動添加試劑，因此重復檢測時間比較長，大大影響了檢測效率。

所以，如何提供一種結構簡單，無放射性源，并且使用方便快捷的違禁品檢測裝置成為本領域亟需解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種違禁品檢測儀及違禁品檢測方法，用于解決現(xiàn)有違禁品檢測裝置不能同時滿足結構簡單和使用方便快捷的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種違禁品檢測儀，包括信號發(fā)生器、環(huán)形器、天線、檢波器、濾波器、放大器、模數轉換器和處理器；所述信號發(fā)生器、所述環(huán)形器、所述檢波器、所述濾波器、所述放大器、所述模數轉換器和所述處理器依次連接，所述天線與所述環(huán)形器連接；

所述信號發(fā)生器產生ka波段的毫米波信號，通過所述環(huán)形器傳送給所述天線，并通過所述天線輻射出去；

所述天線接收回波信號，并通過所述環(huán)形器將所述回波信號傳送給所述檢波器，所述檢波器分離出所述回波信號中的低頻信號，所述低頻信號經所述濾波器濾去雜波后，再經過所述放大器進行放大，最后通過模數轉換器進行模數轉換，得到數字信號；

所述處理器對所述數字信號進行處理，得到特征值，并將所述特征值與標準閾值范圍進行比較，得出所述待測物品的種類。

可選的，所述違禁品檢測儀還包括供電電源；所述供電電源具備10000ma的電池容量。

可選的，所述違禁品檢測儀還包括人機交互界面，與所述處理器連接，用于設定標準閾值范圍、檢測時間和顯示檢測結果。

可選的，所述違禁品檢測儀還包括音頻播放器和指示燈；所述音頻播放器與所述處理器連接，用于可疑品的報警；所述指示燈與所述處理器連接，用于顯示所述檢測儀的電源狀態(tài)、故障狀態(tài)和待測物品的狀態(tài)；所述指示燈包括電源指示燈、故障指示燈和可疑品指示燈。

可選的，所述放大器的放大倍數大于或等于100，所述模數轉換器的采樣速率大于或等于1m/s。

可選的，所述天線為天線增益為30dbi、波束寬度為5度的喇叭天線。

本發(fā)明還提供了一種違禁品檢測方法，所述檢測方法包括：

獲取ka波段的毫米波信號輻射待測物品后的回波信號；

分離出所述回波信號中的低頻信號；

將所述低頻信號進行濾波，除去雜波信號，得到標準低頻信號；

將所述標準低頻信號進行放大后，再進行模數轉換，得到數字信號；

對所述數字信號進行處理，得到特征值；

判斷所述特征值是否屬于標準閾值范圍，得到判斷結果：

當判斷結果表示所述特征值屬于所述標準閾值范圍，確定所述待測物品為可疑品；

當判斷結果表示所述特征值不屬于所述標準閾值范圍，確定所述待測物品為非可疑品。

可選的，對所述數字信號進行處理，得到特征值，具體包括：

將所述數字信號進行濾波處理，得到一組信號數據組；

對所述信號數據組中元素進行標準偏差處理，得到標準偏差值；

剔除所述信號數據組中小于3倍的標準偏差的元素，對信號數據組中剩余的有用元素進行取平均值處理，所求得的平均值即為相應的特征值。

根據本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術效果：

1、本發(fā)明提供的違禁品檢測儀采用毫米波源作為待檢樣品的信號源，通過采集處理毫米波與待測物品相互作用的回波信號中帶有特征值的電磁信號，計算得出特征值，并與標準閾值進行比對，從而反演得出待測目標的物質種類，并判斷待測物品是否為可疑品。整個測試過程為實時檢測，能夠快速得出檢測結果，并且本發(fā)明的違禁品檢測儀結構簡單、攜帶方便等優(yōu)點，能夠廣泛應用于邊檢口岸、火車站、飛機場等交通樞紐。

2、毫米波是非電離的，在適度的輻射功率下，對人體健康不會造成影響。因此安全性比較高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種違禁品檢測儀的實施例的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明一種違禁品檢測方法的實施例的流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種違禁品檢測儀及違禁品檢測方法，用于解決現(xiàn)有違禁品檢測裝置不能同時滿足結構簡單和使用方便快捷的問題。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1為本發(fā)明一種違禁品檢測儀的實施例的結構示意圖。如圖1所示，一種違禁品檢測儀，包括信號發(fā)生器101、環(huán)形器102、天線103、檢波器104、濾波器105、放大器106、模數轉換器107和處理器108；所述信號發(fā)生器101、所述環(huán)形器102、所述檢波器104、所述濾波器105、所述放大器106、所述模數轉換器107和所述處理器108依次連接，所述天線103與所述環(huán)形器102連接；

所述信號發(fā)生器101產生ka波段的毫米波信號，通過所述環(huán)形器102傳送給所述天線103，并通過所述天線103輻射出去；

所述天線103接收回波信號，并通過所述環(huán)形器102將所述回波信號傳送給所述檢波器104，所述檢波器104分離出所述回波信號中的低頻信號，所述低頻信號經所述濾波器105濾去雜波后，再經過所述放大器106進行放大，最后通過模數轉換器107進行模數轉換，得到數字信號；

所述處理器108對所述數字信號進行處理，得到特征值，并將所述特征值與標準閾值范圍進行比較，得出所述待測物品的種類。

根據圖1所示，所述違禁品檢測儀還可以包括供電電源109；所述供電電源具備10000ma的電池容量，為違禁品檢測儀的其他部件供電，能保證產品滿載正常工作2小時以上，整個供電電池的體積基本保持在8cm×5cm×3cm的體積范圍內。供電電源109還具備充電的功能。供電電源109所能提供的電壓為5v，供電電源109還包括一個升壓電路，可以將5v電壓轉化為其他元器件的工作電壓。

根據圖1所示，所述違禁品檢測儀還可以包括人機交互界面110，通過lcd顯示接口與所述處理器108連接，用于設定標準閾值范圍、檢測時間和顯示檢測結果。人機交互界面110，是違禁品檢測儀與操作者之間的橋梁，它能夠有效的將檢測結果實時有效的反應給操作者，并且操作者能夠根據實際的檢測情況對設備進行相關設定，如標準閾值范圍的設定，檢測時間的設定等。所述人機交互界面110還包括按鍵(圖1中為示出)，按鍵通過按鍵接口與處理器108連接。

根據圖1所示，所述違禁品檢測儀還可以包括音頻播放器111和指示燈112；所述處理器108具有音頻輸出接口，所述音頻播放器111通過音頻輸出接口與所述處理器108連接，用于可疑品的報警；所述指示燈112與所述處理器108連接，用于顯示所述檢測儀的電源狀態(tài)、故障狀態(tài)和待測物品的狀態(tài)；所述指示燈112包括電源指示燈、故障指示燈和可疑品指示燈。

所述放大器106的放大倍數大于或等于100，所述模數轉換器107的采樣速率大于或等于1m/s。

信號發(fā)生器101可以是腔體振蕩器，保證毫米波的發(fā)射頻率為ka波段，輸出功率為13dbm，輸出端口為wr-22，電源接口為穿心電容針。

天線103為天線增益為30dbi、波束寬度為5度的高聚焦喇叭天線。頻段：ka波段，焦距范圍：3-10cm，接口：wr-22；長度：≤100mm，焦斑作用范圍：軸向(15cm-20cm)橫向(0-2cm)。

檢波器104的載頻為ka波段，靈敏度：≥800mv/mw，輸入接口：wr-22，輸出接口：sma。

濾波器105的可以為帶通濾波器，其具體性能參數為：頻帶：1khz±0.3khz，帶寬：0.6khz，截止頻率：1.5khz。

本發(fā)明提供的違禁品檢測儀主要用于毒品和人體攜帶相關危險物的無接觸式檢測，可測樣品為毒品類和危險品(如炸藥、酒精、煤油、汽油等)；樣品最小可檢測量：1g-2g(裸露)，10g-30g(特定種類的包裝物或者容器)；檢測準確率≥70％；產品外觀尺寸：18cm×10cm×5cm(長、高、寬)；重量：≤2kg；檢測儀采集端的輸入信噪比：s/n＝10:1。

現(xiàn)有的毒品檢測設備，檢測裝置復雜，檢測流程復雜，無法做到便攜式和實時檢測。本發(fā)明創(chuàng)造性的將毫米波技術運用到毒品檢測，能夠實現(xiàn)檢測結果實時顯示，同時具有高分辨率，小型化、便攜式、無放射性等特點，能夠廣泛應用于邊檢口岸、火車站、飛機場等交通樞紐。同時該產品能夠有效遏制目前日益嚴重的毒品犯罪，以及社會影響力大的公共安全犯罪問題。

圖2為本發(fā)明一種違禁品檢測方法的實施例的流程圖，所述方法具體應用于圖1所示的違禁品檢測儀上。

如圖2所示，一種違禁品檢測方法的具體流程如下：

步驟201，獲取ka波段的毫米波信號輻射待測物品后的回波信號；

本方法采用的輸出功率為13dbm,波長為8mm的連續(xù)波信號源，且ka波段是電磁頻譜的微波波段的一部分，ka波段的頻率范圍為26.5-40ghz。先將本發(fā)明的違禁品檢測儀開機，待檢測儀自檢完成以后，根據待測物品的承載容器選擇目標容器的種類，然后手持本發(fā)明的違禁品檢測儀，距離待檢測物品3-10cm，水平掃過待檢物品，整個檢測過程時間不超過1s。(檢測前，通過視覺先確定檢測物品的承載容器和檢測物的物理狀態(tài)，從而先進行粗劃分，縮小閾值的檢索區(qū)間。)違禁品檢測儀的天線會接收到混合有目標特征值的回波信號。

步驟202，分離出所述回波信號中的低頻信號；

由于ka波段的毫米波信號和待測物品相互作用后的信號，與ka波段的毫米波信號相比是低頻信號，此處利用檢波器分離出其中的低頻信號。

步驟203，將所述低頻信號進行濾波，除去雜波信號，得到標準低頻信號；

通過此步驟可以減少雜波信號的干擾，提高檢測的準確度。

步驟204，將所述標準低頻信號進行放大后，再進行模數轉換，得到數字信號；

此步驟中必須保證放大倍數大于或等于100，采樣速率大于或等于1m/s，可取4000個采樣數據。

步驟205，對所述數字信號進行處理，得到特征值，

具體的，步驟205具體包括：

步驟2051，將所述數字信號進行濾波處理，得到一組信號數據組；

步驟2052，計算所述信號數據組中元素的標準偏差，得到相應的標準偏差值；

步驟2053，剔除所述信號數據組中小于3倍的標準偏差值的元素，對信號數據組中剩余的有用元素進行取平均值處理，所求得的平均值即為相應的特征值。

步驟206，判斷所述特征值是否屬于標準閾值范圍，得到判斷結果：在違禁品檢測儀中，預裝了標準閾值范圍，對每一種材質的特征值所處的范圍都進行了詳細的記錄，將計算得出的特征值和標準閾值范圍進行比較，就可以推斷待測物質的種類。

步驟207，當判斷結果表示所述特征值屬于所述標準閾值范圍，確定所述待測物品為可疑品；此時違禁品檢測儀的可疑品指示燈就會亮起，音頻播放器會發(fā)出嘟嘟的報警聲，人機交互界面也會顯示“可疑品”字樣。

步驟208，當判斷結果表示所述特征值不屬于所述標準閾值范圍，確定所述待測物品為非可疑品。

本發(fā)明提供的違禁品檢測方法，利用特定頻率的毫米波與毒品相互作用，使用快速、多次平均、以3倍標準偏差(±3σ)為基準判別特征信號提取回波特征值，與標準閾值范圍進行比對，從而實現(xiàn)對違禁品的分辨。采用本方法進行非金屬物質的檢測，降低了硬件和軟件復雜度，能夠實現(xiàn)產品的小型化，同時也保證了檢測結果的高精度。

本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。