CN111220542B - 多模识别联用式探测装备和方法 - Google Patents
多模识别联用式探测装备和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111220542B CN111220542B CN201911321144.6A CN201911321144A CN111220542B CN 111220542 B CN111220542 B CN 111220542B CN 201911321144 A CN201911321144 A CN 201911321144A CN 111220542 B CN111220542 B CN 111220542B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- object sample
- excitation light
- spectral data
- sample
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 91
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 251
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 217
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 58
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 30
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 54
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 50
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims description 40
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 claims description 28
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 25
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 23
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 21
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 14
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 claims description 13
- 238000001675 atomic spectrum Methods 0.000 claims description 11
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 11
- 238000005102 attenuated total reflection Methods 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 7
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 claims description 6
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims 129
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 33
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 30
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 9
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 4
- 150000004074 biphenyls Chemical class 0.000 description 4
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 4
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical class C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000000559 atomic spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010905 molecular spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- FPZWZCWUIYYYBU-UHFFFAOYSA-N 2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCOCCOCCOC(C)=O FPZWZCWUIYYYBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- -1 but not limited to Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229960002887 deanol Drugs 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000012972 dimethylethanolamine Substances 0.000 description 1
- 229940093476 ethylene glycol Drugs 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 229940074411 xylene Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
- G01N23/223—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by irradiating the sample with X-rays or gamma-rays and by measuring X-ray fluorescence
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本公开提供了多模识别联用式探测装备和方法。该多模识别联用式探测装备(100)包括：激发光源组件(110)，其在现场发射用于照射待检测的物体样品(1)的激发光；探测器组件(120)，其在现场检测所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的分子光谱数据和原子光谱数据；光路组件(130)，其将所述激发光引导至所述物体样品，并将所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光引导至探测器组件；和处理器(140)，其从探测器组件接收所述分子光谱数据和原子光谱数据，并基于所接收的分子光谱数据确定所述物体样品的成分，以及基于所接收的原子光谱数据确定所述物体样品中的目标元素的含量。
Description
技术领域
本公开的实施例一般地涉及检测技术领域，尤其涉及多模识别联用式探测装备和方法，其能够在现场对物体样品的属性进行快速筛查。
背景技术
对诸如塑料颗粒之类的物品的鉴定包括对物品的组分种类、有害元素含量等方面进行鉴定，目前方法只能对某一项目进行鉴定，缺乏对这些项目进行***性鉴定的方法和设备。
由于缺乏***的鉴定方案和设备，对物品的鉴定很难在现场实现，往往要送到实验室，最终结果需要等实验室逐一排查之后才能确定，因此检测效率很低。为了提高检测效率，急需现场对物品的组分种类和害有元素含量等属性进行快速筛查的方法和***。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述和其它问题和缺陷中的至少一种，提出了本公开。
根据本公开的一个方面，提出了一种多模识别联用式探测装备，包括：
激发光源组件，其配置成在现场发射用于照射待检测的物体样品的激发光；
探测器组件，其配置成在现场检测所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的分子光谱数据和原子光谱数据；
光路组件，其布置成将所述激发光引导至所述物体样品，并将所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光引导至探测器组件；和
处理器，其从探测器组件接收所述分子光谱数据和原子光谱数据，并被配置成：基于所接收的分子光谱数据确定所述物体样品的成分，以及基于所接收的原子光谱数据确定所述物体样品中的目标元素的含量。
在一些实施例中，所述分子光谱数据包括所述物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的至少一种，所述原子光谱数据包括所述物体样品的X射线荧光光谱数据。
在一些实施例中，激发光源组件包括第一激发光源和第二激发光源，第一激发光源被配置成发射用于照射所述物体样品的第一激发光，第二激发光源被配置成发射用于照射所述物体样品的第二激发光；并且探测器组件包括第一探测器和第二探测器，第一探测器用于检测所述物体样品与所述第一激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的第一分子光谱数据，第二探测器用于检测所述物体样品与所述第二激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的原子光谱数据。
在一些实施例中，光路组件包括：第一子光路组件，其被布置成将第一激发光引导至所述物体样品，并将所述物体样品与所述第一激发光相互作用所产生的光引导至第一探测器；和第二子光路组件，其被布置成将第二激发光引导至所述物体样品，并将所述物体样品与所述第二激发光相互作用所产生的光引导至第二探测器。
在一些实施例中，激发光源组件还包括第三激发光源，其被配置成发射用于照射所述物体样品的第三激发光，探测器组件还包括第三探测器，其用于检测所述物体样品与所述第三激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的第二分子光谱数据。
在一些实施例中，光路组件包括第三子光路组件，其被布置成将第三激发光引导至所述物体样品，并将所述物体样品与所述第三激发光相互作用所产生的光引导至第三探测器。
在一些实施例中，所述第一激发光包括单色激光和红外光中的一种，所述第二激发光包括X射线，所述第一分子光谱数据包括所述物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的一种，所述原子光谱数据包括所述物体样品的X射线荧光光谱数据。
在一些实施例中，所述第三激发光包括单色激光和红外光中的一种，所述第二分子光谱数据包括所述物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的一种。第一分子光谱数据与第二分子光谱数据对应的光谱种类可以不同。
在一些实施例中，第一探测器和第三探测器中的至少一个被配置成检测来自所述物体样品的非弹性散射光、反射光、漫反射光、衰减全反射光和透射光中的至少一种。
在一些实施例中，所述激发光源组件包括能够相对于所述物体样品移动以改变所述激发光在所述物体样品上的照射位置的激发光源；或者，所述光路组件包括能够相对于所述物体样品移动以改变所述激发光在所述物体样品上的照射位置的元件，或所述光路组件相对于所述物体样品固定地定位并能够改变所述激发光至所述物体样品的光路，以改变所述激发光在所述物体样品上的照射位置；或者，所述多模识别联用式探测装备还包括用于接收所述物体样品的载物架，该载物架能够相对于所述激发光源组件移动，以改变所述激发光在所述物体样品上的照射位置。
在一些实施例中，所述激发光源组件包括能够发射一种或更多种波长的激发光的激发光源；所述探测器组件包括能够探测在一种或更多种波长范围内的光的探测器。
在一些实施例中，处理器进一步被配置成确定所述物体样品中的有害物质的含量是否超标。
在一些实施例中，所述有害物质包括铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚中的至少一种。
在一些实施例中，探测器组件进一步配置成检测所述物体样品在不同位置处与所述激发光相互作用所产生的光，以获得具有多维光谱信息的分子光谱数据，所述多维光谱信息包括与所述物体样品的所述不同位置中的每一个位置处的成分相关联的光谱数据，并且处理器进一步被配置成基于所述多维光谱信息确定所述物体样品在所述不同位置处的成分，以确定所述物体样品的成分一致性。
在一些实施例中，处理器还在确定所述物体样品中的有害物质的含量超标且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑；和/或处理器进一步被配置成在确定所述物体样品在所述不同位置处的成分不一致时，判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑；和/或处理器进一步被配置成在确定所述物体样品的辐射剂量超标且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑；和/或处理器进一步被配置成在确定所述物体样品散发的气味异常且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑。
在一些实施例中，所述多维光谱信息包括下述光谱信息中的至少一种：
第一种光谱信息，其包括从所述物体样品的第一位置获得的单个非弹性散射光谱和从所述物体样品的第二位置获得的单个吸收光谱；
第二种光谱信息，其包括从所述物体样品的多个不同位置获得的多个非弹性散射光谱和从所述物体样品获得的单个吸收光谱；
第三种光谱信息，其包括通从所述物体样品的单个位置获得的单个非弹性散射光谱和从所述物体样品的多个位置获得的多个吸收光谱；
第四种光谱信息，其包括通过由同一波长或不同波长的激发光照射所述物体样品的多个不同位置获得的多个非弹性散射光谱；和
第五种光谱信息，其包括通过由同一频段或不同频段的红外光照射所述物体样品的多个不同位置获得的多个吸收光谱。
在一些实施例中，多模识别联用式探测装备还包括监测器组件，其配置成在现场监测所述物体样品自身散发的异常气味和辐射剂量中的至少一种，以相应地获得所述物体样品的气味数据或辐射剂量数据，其中处理器进一步配置成：从监测器组件接收所述气味数据和辐射剂量数据中的至少一种；基于所接收的气味数据确定所述物体样品散发的气味是否异常；或基于所接收的辐射剂量数据确定所述物体样品的辐射剂量是否超标。
在一些实施例中，处理器进一步配置成：在确定所述物体样品的辐射剂量超标且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑；和/或在确定所述物体样品散发的气味异常且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑。
在一些实施例中，所述异常气味数据包括所述物体样品散发的TVOC气味数据。
根据本公开的另一个方面，提出了一种多模识别联用式探测方法，包括：
由激发光源组件在现场发射用于照射待检测的物体样品的激发光；
由光路组件将所述激发光引导至所述物体样品，并将所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光引导至探测器组件；
由探测器组件在现场检测所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的分子光谱数据和原子光谱数据；以及
由处理器接收所述分子光谱数据和原子光谱数据，并基于所接收的分子光谱数据确定所述物体样品的成分，以及基于所接收的原子光谱数据确定所述物体样品中的目标元素的含量。
在一些实施例中，所述分子光谱数据包括所述物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的至少一种，所述原子光谱数据包括所述物体样品的X射线荧光光谱数据。
在一些实施例中，激发光源组件包括第一激发光源和第二激发光源，探测器组件包括第一探测器和第二探测器，
其中，“由激发光源组件在现场发射用于照射待检测的物体样品的激发光”包括：
由第一激发光源发射用于照射所述物体样品的第一激发光；以及
由第二激发光源发射用于照射所述物体样品的第二激发光；并且
其中，“由探测器组件在现场检测所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的分子光谱数据和原子光谱数据”包括：
由第一探测器检测所述物体样品与所述第一激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的第一分子光谱数据；以及
由第二探测器检测所述物体样品与所述第二激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的原子光谱数据。
在一些实施例中，光路组件包括第一子光路组件和第二子光路组件，并且
其中，“由光路组件将所述激发光引导至所述物体样品，并将所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光引导至探测器组件”包括：
由第一子光路组件将第一激发光引导至所述物体样品，并将所述物体样品与所述第一激发光相互作用所产生的光引导至第一探测器；以及
由第二子光路组件将第二激发光引导至所述物体样品，并将所述物体样品与所述第二激发光相互作用所产生的光引导至第二探测器。
在一些实施例中，激发光源组件还包括第三激发光源，探测器组件还包括第三探测器，
其中，“由激发光源组件在现场发射用于照射待检测的物体样品的激发光”还包括：
由第三激发光源发射用于照射所述物体样品的第三激发光；并且
其中，“由探测器组件在现场检测所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的分子光谱数据和原子光谱数据”还包括：
由第三探测器检测所述物体样品与所述第三激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的第二分子光谱数据。
在一些实施例中，光路组件包括第三子光路组件，并且
“由光路组件将所述激发光引导至所述物体样品，并将所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光引导至探测器组件”还包括：
由第三子光路组件将第三激发光引导至所述物体样品，并将所述物体样品与所述第三激发光相互作用所产生的光引导至第三探测器。
在一些实施例中，所述第一激发光包括单色激光和红外光中的一种，所述第二激发光包括X射线，所述第一分子光谱数据包括所述物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的一种，所述原子光谱数据包括所述物体样品的X射线荧光光谱数据。
在一些实施例中，所述第三激发光包括单色激光和红外光中的一种，所述第二分子光谱数据包括所述物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的一种。
在一些实施例中，由第一探测器和第三探测器中的至少一个检测来自所述物体样品的非弹性散射光、反射光、漫反射光、衰减全反射光和透射光中的至少一种。
在一些实施例中，该方法还包括：通过所述激发光源组件和所述物体样品之间的相对运动，改变所述激发光在所述物体样品上的照射位置；或者，通过所述光路组件和所述物体样品移动之间的相对运动，或通过相对于所述物体样品固定地定位的所述光路组件改变所述激发光至所述物体样品的光路，以改变所述激发光在所述物体样品上的照射位置。
在一些实施例中，该方法还包括由处理器确定所述物体样品中的有害物质的含量是否超标。
在一些实施例中，所述有害物质包括铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚中的至少一种。
在一些实施例中，该方法还包括：
由探测器组件检测所述物体样品在不同位置处与所述激发光相互作用所产生的光，以获得具有多维光谱信息的分子光谱数据，所述多维光谱信息包括与所述物体样品的所述不同位置中的每一个位置的成分相关联的光谱数据；以及
由处理器基于所述多维光谱信息获取所述物体样品在所述不同位置的成分，以确定所述物体样品在所述不同位置的成分一致性。
在一些实施例中，该方法还包括：在确定所述物体样品中的有害物质的含量超标且所述物体样品为固体时，判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑；和/或在确定所述物体样品在所述不同位置的成分不一致且所述物体样品为固体时时，判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑。
在一些实施例中，所述多维光谱信息包括下述光谱信息中的至少一种：
第一种光谱信息，其包括通过由单色激光照射所述物体样品的第一位置获得的单个非弹性散射光谱和通过红外光照射所述物体样品的第二位置而获得的单个吸收光谱；
第二种光谱信息，其包括通过由单色激光照射所述物体样品的多个不同位置获得的多个非弹性散射光谱和通过红外光照射所述物体样品获得的单个吸收光谱；
第三种光谱信息，其包括通过由单色激光照射所述物体样品的单个位置获得的单个非弹性散射光谱和通过红外光照射所述物体样品的多个位置而获得的多个吸收光谱；
第四种光谱信息，其包括通过由同一波长或不同波长的激光照射所述物体样品的多个不同位置而获得的多个非弹性散射光谱；和
第五种光谱信息，其包括通过由同一频段或不同频段的红外光照射所述物体样品的多个不同位置而获得的多个吸收光谱。
在一些实施例中，多模识别联用式探测方法还包括：由监测器组件在现场监测所述物体样品自身散发的异常气味和辐射剂量中的至少一种，以相应地获得所述物体样品的气味数据或辐射剂量数据；以及由处理器接收所述气味数据或辐射剂量数据，并基于所接收的气味数据确定所述物体样品散发的气味是否异常，或基于所接收的辐射剂量数据确定所述物体样品的辐射剂量是否超标。
在一些实施例中，多模识别联用式探测方法，还包括：在确定所述物体样品的辐射剂量超标且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑；和/或在确定所述物体样品散发的气味异常且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑。
通过下文中参照附图对本公开所作的详细描述，本公开的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本公开有全面的理解。
附图说明
通过参考附图能够更加清楚地理解本公开的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本公开进行任何限制，在附图中：
图1为示意性地示出根据本公开的实施例的多模识别联用式探测装备的总体框图；
图2为示意性地示出根据本公开的示例性实施例的多模识别联用式探测装备的布置的框图；以及
图3为示意性地示出根据本公开的示例性实施例的多模识别联用式探测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开内容的实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
图1示意性地示出了根据本公开的示例性实施例的耦合式或多模识别式探测装备的布置。该探测装备可以作为固定式或移动式检测设备布置在港口、海关、车站等场所，也可以是手持或便携式检测设备，能够在这些场所中现场对待检查的物品(例如，诸如塑料之类的固体物品)的属性进行筛查。
如图所示，多模识别联用式探测装备100主要包括激发光源组件110、探测器组件120、光路组件130、监测器组件和处理器140。此外，还可以设置用于接收或支撑物体样品1的载物架150，如图2所示。激发光源组件用于在现场发射用于照射待检测的物体样品1的激发光，如本领域技术人员将会理解的那样，根据检测方式的不同，用于照射样品以进行检测的激发光可以具有多种形式，如激光、红外光等；激发光源组件可以包括能够发射一种或更多种波长的激发光的激发光源。
探测器组件120用于在现场检测物体样品1与激发光相互作用(例如，非弹性散射、反射、漫反射、透射、衰减全反射、吸收等)所产生的光，以至少获得物体样品的分子光谱数据和原子光谱数据二者；探测器组件可以包括能够探测在一种或更多种波长范围内的光的探测器。
根据检测方式的具体要求，光路组件130可以布置在激发光源组件110与物体样品1之间，用于将来自激发光源组件110的激发光引导至物体样品1，并布置在物体样品1与探测器组件120之间，用于将物体样品1与激发光相互作用所产生的光引导至探测器组件120。如本领域技术人员所理解的那样，用于在光源、样品和探测器之间引导光的光路组件可以包括各种合适的光引导/转向元件，包括诸如棱镜、分光镜、反射镜、透镜、滤波片、准直器等光学元件，这些是本领域技术人员所知晓的，在此不再对其进行详细描述。
将会理解，在进行样品检测时，为了获得样品的光谱数据，检测***或装备还可以包括光谱仪(未示出)，其可以用于收集物体样品在激发光的照射下产生的信号(例如来自探测器的信号)并产生表示该信号的光谱数据，由此可以基于该光谱数据确定物体样品的成分。作为示例，由光谱仪生成的物体样品的光谱数据可以与已知物质或组分的光谱数据进行比较以确定物体样品的成分。这种比较可以例如通过计算机或处理器来完成。
在根据本公开的示例性实施例提供的多模识别联用式探测装备100中，在现场进行多谱检测，例如在现场至少获得被检测样品的分子光谱数据和原子光谱数据，结合或耦合二者以对样品的属性进行筛查或鉴定。例如在接收到样品的分子光谱数据和原子光谱数据后，处理器140基于所接收的分子光谱数据确定被检测的物体样品的成分，基于所接收的原子光谱数据确定物体样品中的元素(如目标元素或期望检测的元素，例如有害元素或物质)的含量，进而可以确定物体样品中所含的有害元素或物质是否超标；示例性地，在一些应用中，有害元素或物质包括但不限于铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯或多溴二苯醚等，这可以用于判断物体样品，如诸如塑料之类的固体物品，是否具有属于废弃物(例如固体废物)的嫌疑；例如，在确定物体样品中的有害物质的含量超标且物体样品为固体时，可以判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑。示例性地，被筛查确定为具有废弃物嫌疑的样品，可送入更专业的实验室进行精准检测判定。可以理解，可以对样品的某一位置进行单次或多次元素含量检测来获得原子光谱数据，也可以对样品的不同位置进行多次元素含量检测来获得原子光谱数据。
根据本发明的耦合式或多模识别式探测装备可以以光谱检测模式为基础，即在光谱检测模式下独立地使用，也可以与其它检测模式耦合或联用。例如，这种探测装备还可以配备有用于监测样品的异常气味和辐射剂量的监测器或传感装置。如图1所示，探测装备100还包括监测器组件(170、180)，其用于在现场监测物体样品1自身扩散或辐射出来的异常气味和/或辐射剂量(如外照射贯穿辐射剂量)，以获得物体样品的气味数据和/或辐射剂量数据。处理器140还可以从监测器组件接收样品1的被监测到的气味数据和/或辐射剂量数据，并基于所接收的气味数据确定物体样品散发的气味是否异常，和/或基于所接收的辐射剂量数据确定物体样品的辐射剂量是否超标，从而结合或耦合二者以对样品的属性进行筛查或鉴定。示例性地，处理器可以在确定物体样品的剂量超标且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑，和/或在确定所述物体样品散发的气味异常且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑。
由此，在这种探测装备中，可以将多光谱融合检测技术与辐射剂量检测、异常气味检测等技术相结合或联用，能更好地在现场进行物质识别。异常气味数据可以包括物体样品散发的TVOC(总挥发性有机物)气味数据，TVOC气体可以包括正丁醇、甲苯、二甲苯、二甲基乙醇胺、乙二醇、二乙二醇***醋酸酯等。在一些示例中，如图1和2所示，探测设备包括用于在现场监测物体样品自身扩散或辐射出来的异常气味的监测器或传感器170，和/或用于在现场监测物体样品的辐射剂量(如外照射贯穿辐射剂量)的监测器或传感器180。监测器或传感器170以及监测器或传感器180定位在样品1附近，并与处理器140通信；这些监测器或传感器可以集成在单个监测器组件中，也可以分开地设置。
在本公开的实施例中，所获得的分子光谱数据可以包括物体样品的非弹性散射光谱数据和/或吸收光谱数据，原子光谱数据可以包括物体样品的荧光光谱数据，如X射线荧光光谱数据(即，样品在X射线激发或照射下产生的荧光的光谱数据)。非弹性散射光谱带有物质分子振动转动能级信息的光谱，通过和数据库中的光谱信息比对，可以鉴定样品的组分；吸收光谱由物质分子振动转动吸收产生，通过将光谱信息和数据库中光谱比对，也可以确定物质的组分。示例性地，原子光谱信息可以通过X射线荧光光谱获得，X射线照射样品后，原子的外层电子跃迁到空穴辐射放出荧光，其能量信息和元素有一对应关系，通过将辐射的能量信息与标准能谱曲线进行比对，可确定样品所含目标元素及其含量。
如图2所示，激发光源组件可以包括第一激发光源111和第二激发光源112，第一激发光源111可以发射用于照射物体样品1的第一激发光，第二激发光源112可发射用于照射物体样品1的第二激发光；相应地，探测器组件包括第一探测器121和第二探测器122，第一探测器121用于检测物体样品1与第一激发光相互作用所产生的光，以获得物体样品的第一分子光谱数据，第二探测器122用于检测物体样品1与第二激发光相互作用所产生的光，以获得物体样品的原子光谱数据。示例性地，来自第一激发光源的第一激发光可以包括单色激光和红外光中的一种，以用于激发样品产生与分子光谱相关的光或辐射，来自第二激发光源的第二激发光可以包括X射线或其它合适的辐射，以用于激发样品产生与原子光谱相关的光或辐射，如X射线荧光。因此，所获得的第一分子光谱数据可以包括物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的一种，而原子光谱数据包括物体样品的X射线荧光光谱数据。
在一些实施例中，可以仅用吸收光谱或非弹性散射光谱对物质的成分进行鉴别，例如以上利用第一激发光源和第二探测器的组合获取样品的吸收光谱或非弹性散射光谱。在另外一些实施例中，吸收光谱和非弹性散射光谱都可以用于对物质组分的鉴定，由于它们反应物质的不同方面、不同原理的光谱特性，技术上起到很好的互补作用，保证了检测结果的可靠性。如图2所示，激发光源组件还可以包括第三激发光源113，其发射用于照射物体样品1的第三激发光，第三激发光可以包括单色激光或红外光，以用于激发样品产生与分子光谱相关的光或辐射，相应地探测器组件还包括第三探测器123，其用于检测物体样品1与第三激发光相互作用所产生的光，以获得物体样品的第二分子光谱数据，如吸收光谱数据或非弹性散射光谱数据。例如，在第一探测器和第三探测器中的一个检测吸收光谱数据时，第一探测器和第三探测器中的另一个检测非弹性散射光谱数据，二者均用于对样品组分的鉴定，鉴定结果彼此互补或相互验证，以提高检测结果的可靠性。在另外一些示例中，第一探测器和第三探测器都用于检测非弹性散射光谱数据或都用于检测吸收光谱，以提供冗余检测，或者如下所述，用于样品的不同位置处的成分一致性分析。
光路组件可以包括多种光引导元件，用于将来自激发光源组件的激发光引导至物体样品，并将物体样品与激发光相互作用所产生的光引导至探测器组件。如图2所示，光路组件包括第一子光路组件131和第二子光路组件132，第一子光路组件131被布置成将来自第一激发光源111的第一激发光引导至物体样品1，并将物体样品1与第一激发光相互作用所产生的光中的期望的部分(如与样品的非弹性散射光谱或吸收光谱相关的部分)引导至第一探测器121，第二子光路组件132被布置成将来自第二激发光源112的第二激发光引导至物体样品1，并将物体样品1与第二激发光相互作用所产生的光中的期望的部分(如与样品的原子光谱相关的部分)引导至第二探测器122。在激发光源组件包括第三激发光源113以及探测器组件第三探测器123的情况中，光路组件相应地也可以包括第三子光路组件133，其被布置成将来自第三激发光源113的第三激发光引导至物体样品1，并将物体样品1与第三激发光相互作用所产生的光中的期望的部分(如与样品的非弹性散射光谱或吸收光谱相关的部分)引导至第三探测器123。可以将激发光源、子光路组件和探测器的组合称为一个光谱检测模块。
示例性地，各个探测器可以分别检测来自物体样品的非弹性散射光、反射光、漫反射光、透射光、荧光等。可以理解，可以根据激发光与物体样品相互作用(例如，反射、漫反射、散射、透射、衰减全反射、吸收等)选择检测方式，探测器、光路组件、激发光源相对于样品的定位或布局可以根据检测方式调整。例如，虽然在图示中，探测器和激发光源位于样品的大致同一侧，但这仅仅是示意性的，并不是限制性的，可以用于检测来自样品的反射或散射光，而在检测来自样品的透射光的情况中，探测器和激发光源可以位于样品的大致相反侧或不同侧。
虽然以上以激发光源组件、探测器组件、光路组件分别包括对应的、相互独立的或分开布置的组成元件为例进行了描述和图示，但这并不是限制性的，在其它实施例中，可以将各个激发光源、子光路组件和探测器分别组合成激发光源组件、光路组件和探测器组件(如图1所示)，激发光源组件、探测器组件或光路组件可以是一体装置或集成组件；例如，激发光源组件可以包括根据检测需要发射相应的激发光的单体式激发光源，如激光器，或者包括组装在一起的多个激发光源，它们可以相同地或不同地定向；同样，探测器组件(例如附图标记分别为121、122、123的第一、第二、第三探测器)可以包括整块探测器，其同一或不同部分可以用于接收或检测来自物体样品的各种形式的光或辐射，或者可以包括用于对不同形式的光或辐射进行检测的多个探测器，这些探测器可以组装在一起，或位于同一或不同的支架上；此外，光路组件可以包括用于形成一个或多个光路的单套或多套光学元件，各个光路的光学元件可以至少部分地共用或彼此独立，将光从光源引导至样品的光学元件与将光从样品引导至探测器的光学元件可以相同或至少部分地共用，也可以彼此独立。将会理解，这些布置可以根据实际需要进行适当设置或调整，只要能够在现场获得被检测样品或物品的分子光谱数据和原子光谱数据即可。
将会理解，本公开中描述的激发光源、光路组件和探测器可以根据需要布置，各个激发光源在样品上的照射点或照射位置不一定重合。可以通过样品、激发光源和/或光路组件之间的相对运动，在多个区域或位置对样品进行测试，以提高检测的准确性。在一些示例中，激发光源组件或其激发光源能够相对于物体样品移动，以改变激发光在物体样品上的照射位置或斑点位置；在另外一些示例中，光路组件或其中的光学元件能够相对于物体样品移动，或光路组件虽然相对于物体样品固定地定位但能够可控地改变激发光至物体样品的光路，以改变激发光在物体样品上的照射位置或斑点位置；在其它示例中，可以保持探测装备的各个组件固定或静止，使样品或承载样品的载物架相对于探测装备的组件移动，以改变激发光在物体样品上的照射位置或斑点位置。相应地，探测装备还可以设置有驱动这种相对运动的机构，这些相对运动机构是能够根据实际需要设置或调整的。
在本公开的一些实施例中，还可以基于对物体样品的成分的检测，确定物体样品的成分一致性，即确定物体样品的多个不同位置处的成分或组分是否一致，这有助于判定物体样品是否是废弃物(如固体废物)。例如，处理器在确定物体样品在不同位置处的成分不一致时，可以判定该物体样品具有属于废弃物(例如固体废物)的嫌疑，被筛查确定为具有废弃物嫌疑的，可送入更专业的实验室进行精准检测判定。反之，在确定在物体样品在不同位置处的成分一致且有害或限用物质的含量均不超标(如均小于各自的限量)时，可以判定样品不是废弃物。
示例性地，可以检测物体样品在不同位置处与激发光相互作用所产生的光，以获得具有多维光谱信息的分子光谱数据，所获得的多维光谱信息包括与物体样品的不同位置处的成分分别相关联的光谱数据，处理器基于多维光谱信息确定物体样品在不同位置处的成分，进而确定物体样品的成分一致性。可以理解，这里的“多维光谱信息”可以反映或指示样品的不同位置处的成分。
在一些示例中，多维光谱信息可以包括非弹性散射光谱信息和吸收光谱信息，这两种光谱信息可以分别用于鉴别待测样品的成分，非弹性散射激发光聚焦在样品上的光斑和吸收光谱照射在样品上的光斑不完全重合，它们可以代表在样品的不同位置或区域获取的成分信息，这可以作为样品成分一致性的判断依据。
作为示例，多维光谱信息可以包括从物体样品的单个或多个位置处获得的单个或多个非弹性散射光谱与从物体样品的其它单个或多个位置处获得的单个或多个吸收光谱的组合，这可以采用例如图2所示的布置实现。例如，第一种多维光谱信可以包括通过由单色激光照射物体样品的第一位置获得的单个非弹性散射光谱和通过红外光照射物体样品的第二位置获得的单个吸收光谱；在一些示例中，第二位置可以不同于第一位置或与第一位置不完全重合；第二种多维光谱信息可以包括通过由单色激光照射物体样品的多个不同位置获得的多个非弹性散射光谱和通过红外光照射物体样品获得的单个吸收光谱(如照射样品的其它位置获得的单个吸收光谱)；第三种多维光谱信息可以包括通过由单色激光照射物体样品的单个位置获得的单个非弹性散射光谱和通过红外光照射物体样品的多个位置而获得的多个吸收光谱(如照射不同于所述单个位置的多个其它位置获得的多个吸收光谱)。
在另外一些示例中，分子光谱的多维光谱信息也可以只利用非弹性散射光谱。例如，多维光谱信息还可以包括通过由同一波长或不同波长的激发光照射物体样品的多个不同位置而获得的多个非弹性散射光谱；示例性地，可以采用532nm、785nm、830nm或1064nm的某一激发光激发样品，采集非弹性散射光谱，通过对多个样品位置进行测试获取多维光谱信息；也可以采用两个或两个以上波长的激光激发样品，对一个或多个样品位置进行测试，采集非弹性散射光谱获取多维光谱信息。在只利用非弹性散射光谱获得样品的多维光谱信息的情况中，多模识别联用式探测装备可以设置有用于检测非弹性散射光谱的一个光谱检测模块，利用其与样品之间的相对位置，可以获得样品的多个不同位置处的多个非弹性散射光谱；替换地，多模识别联用式探测装备可以设置有两个或更多个光谱检测模块，它们也可以是固定的或可移动，用于分别检测样品的多个不同位置处的多个非弹性散射光谱。所采用的两个或更多个非弹性散射光谱检测模块采用的激发波长、光路和探测器可以相同或不同。
在其它一些示例中，分子光谱的多维信息也可以只利用吸收光谱。例如，多维光谱信息还可以包括通过由同一频段或不同频段的红外光照射物体样品的多个不同位置而获得的多个吸收光谱；示例性地，可以采用0.75μm～25μm范围内某一频段的激发光照射样品，采集激发光经过样品反射、透射或者衰减全反射以后的信号，通过对采集信号的分析获取样品的吸收光谱，通过对多个样品位置测试获取多维吸收光谱信息；也可以用同一频段或不同频段的光照射样品后分别采集样品反射、透射或者衰减全反射以后的信号，通过对单个或多个样品位置测试获取多维吸收光谱信息。在只利用吸收光谱获得样品的多维光谱信息的情况中，多模识别联用式探测装备可以设置有用于检测吸收光谱的一个光谱检测模块，利用其与样品之间的相对位置，可以获得样品的多个不同位置处的多个吸收光谱；替换地，多模识别联用式探测装备可以设置有两个或更多个光谱检测模块，它们也可以是固定的或可移动，用于分别检测样品的多个不同位置处的多个吸收光谱。所采用的两个或更多个吸收光谱检测模块的激发和探测的波长范围、检测方式(反射、透射或衰减全反射)可以相同或不同。
此外，通过多次测试获取样品的多个位置的多维分子光谱信息可以进一步提高成分一致性判断的准确性。
另外，本公开的实施例还提供了多模识别联用式探测方法，其例如可以利用由在本公开的任一实施例中描述的多模识别联用式探测装备来实施，能够进行耦合式或多模式识别联用式探测以实现现场对物品的组分和元素含量的快速检查。图3图示了根据本公开的示例性实施例的多模识别联用式探测方法的流程。如图所示，该方法可以包括下述步骤：
S1：在现场发射用于照射待检测的物体样品的激发光；
S2：获得物体样品的分子光谱数据和原子光谱数据；
S3：基于分子光谱数据确定物体样品的成分，以及基于原子光谱数据确定物体样品中的元素(如目标元素或期望检测的元素，例如有害元素或物质)的含量。
示例性地，在步骤S1中，可以由激发光源组件110在现场发射用于照射待检测的物体样品1的激发光。
示例性地，在步骤S2中，可以由光路组件130将激发光引导至物体样品，并将物体样品与所述激发光相互作用所产生的光引导至探测器组件120；由探测器组件120或其它合适的光谱仪在现场检测物体样品与激发光相互作用所产生的光，以获得物体样品的分子光谱数据和原子光谱数据。
示例性地，在步骤S3中，可以由处理器140从探测器组件120或光谱仪接收分子光谱数据和原子光谱数据，并对其进行处理，如与数据库中的标准光谱进行比对，以确定物体样品的成分及其包含的元素的含量。如上所述，分子光谱数据可以包括物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的至少一种，而原子光谱数据可以包括物体样品的X射线荧光光谱数据。
在一些示例中，在步骤S1中，由第一激发光源111发射用于照射物体样品的第一激发光，由第二激发光源112发射用于照射物体样品的第二激发光。
在一些示例中，在步骤S2中，由第一子光路组件131将第一激发光引导至物体样品，并将物体样品与第一激发光相互作用所产生的光引导至第一探测器121，由第一探测器121检测物体样品与第一激发光相互作用所产生的光，以获得物体样品的第一分子光谱数据；由第二子光路组件132将第二激发光引导至物体样品，并将物体样品与第二激发光相互作用所产生的光引导至第二探测器122，由第二探测器122检测物体样品与第二激发光相互作用所产生的光，以获得物体样品的原子光谱数据。
在另外一些示例中，步骤S1还可以包括：由第三激发光源113发射用于照射物体样品的第三激发光；由第三子光路组件133将第三激发光引导至物体样品，并将物体样品与第三激发光相互作用所产生的光引导至第三探测器123；由第三探测器123检测物体样品与第三激发光相互作用所产生的光，以获得物体样品的第二分子光谱数据。
由探测器检测的光可以包括来自物体样品的非弹性散射光、反射光、漫反射光、衰减全反射光或透射光。
类似地，如上所述，第一激发光或第三激发光可以包括单色激光和红外光中的一种，第二激发光可以包括X射线；第一分子光谱数据或第二分子光谱数据可以包括物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的一种，原子光谱数据包括物体样品的X射线荧光光谱数据。
在一些实施例中，该方法还可以包括步骤S4：确定物体样品中的有害元素或物质的含量是否超标。示例性地，有害元素或物质包括铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚中的至少一种，这可以用于判定诸如塑料之类的固体物品是否是固体废物。在步骤S6中，在确定物体样品中的有害元素或物质的含量超标或超过其限量时，可以判定该物体样品具有属于废弃物(例如，同体废物)的嫌疑，可送入更专业的实验室进行精准检测判定。
在一些实施例中，该方法还可以包括步骤S5：确定物体样品的成分一致性。示例性地，可以由探测器组件检测物体样品在不同位置处与激发光相互作用所产生的光，以获得具有多维光谱信息的分子光谱数据，所获得的多维光谱信息包括与物体样品的所述不同位置中的每一个位置处的成分相关联的光谱数据，然后可以由处理器基于多维光谱信息获取物体样品在不同位置处的成分，以确定物体样品在不同位置处的成分是否一致。在确定物体样品在不同位置处的成分不一致时，可以在步骤S6中判定物体样品具有属于废弃物(例如固体废物)的嫌疑。
如上所述，确定物体样品在不同位置处的成分可以通过下述方式来实施：通过激发光源组件和物体样品之间的相对运动，改变激发光在物体样品上的照射位置；或者，通过光路组件和物体样品移动之间的相对运动，或通过相对于物体样品固定地定位的光路组件改变激发光至所述物体样品的光路，以改变激发光在物体样品上的照射位置，如在步骤S7中所示。
此外，在进行上述步骤之前、之后或期间，该方法还可以包括下述步骤：
S8：在现场监测物体样品自身散发的异常气味，以获得物体样品的气味数据；和/或
S9：在现场监测物体样品自身辐射的辐射剂量，以获得物体样品的辐射剂量数据。
在获得样品的气味数据之后，可以由处理器基于该气味数据确定样品散发的气味是否异常(步骤S10)。在获得样品的辐射剂量数据之后，可以由处理器基于该辐射剂量数据确定样品的辐射剂量是否超标(步骤S11)。从而，在确定物体样品的辐射剂量超标且物体样品为固体时，可以判定该物体样品具有属于固体废物的嫌疑；在确定物体样品散发的气味异常且物体样品为固体时，可以判定该物体样品具有属于固体废物的嫌疑。
在上文描述中，参照操作的动作和符号表示(例如，成流程图的形式)来描述说明性实施例，所述操作可以被执行为程序模块或功能过程，所述程序模块或功能过程包括程序、编程、对象、构件、数据结构等，并且执行特定任务或执行特定的抽象数据类型并且可以使用现有硬件以被执行。这些现有硬件可以包括一个或多个中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本文中，除非以其他方式具体地规定，或如从讨论所显而易见的，诸如“处理”、“确定”、“获取”、“获得”、“判断”等术语指操作或步骤可以被表示为计算机***的寄存器和存储器中的物理电子量的数据并且将其转换成类似地表示为计算机***存储器或寄存器或其它的这种信息存储、传送或显示装置中的物理量的其它数据的计算机***或类似的电子计算装置的作用和过程。
以上参照操作或步骤的动作和符号表示(例如，成流程图的形式)来描述说明性实施例，所述操作或步骤可以被执行为程序模块或功能过程，所述程序模块或功能过程包括程序、编程、对象、构件、数据结构等，并且执行特定任务或执行特定的抽象数据类型并且可以使用现有硬件以被执行。
本技术领域技术人员可以理解，本公开包括涉及用于执行本申请中所述方法、步骤、操作或模块的功能中的一项或多项的装置。这些装置可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知装置。这些装置具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在装置(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory)、EPROM(ErasableProgrammable Read-Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由装置(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
尽管已经示出和描述了本公开的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本公开的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (26)
1.一种多模识别联用式探测装备(100)，包括：
激发光源组件(110)，其在现场发射用于照射待检测的物体样品(1)的激发光，激发光源组件包括用于发射用于照射物体样品的不同激发光的至少两个光源；
探测器组件(120)，其在现场检测所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的分子光谱数据和原子光谱数据；
光路组件(130)，其将所述激发光引导至所述物体样品，并将所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光引导至探测器组件；和
处理器(140)，其从探测器组件接收所述分子光谱数据和原子光谱数据，并基于所接收的分子光谱数据确定所述物体样品的成分，以确定物体样品的多个不同位置处的成分是否一致，以及基于所接收的原子光谱数据确定所述物体样品中的目标元素的含量，
所述处理器进一步配置成：
在确定所述物体样品中的有害物质的含量超标且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑；和/或
在确定所述物体样品在所述不同位置处的成分不一致且所述物体样品为固体时，判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑。
2.根据权利要求1所述的多模识别联用式探测装备，其中，所述分子光谱数据包括所述物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的至少一种，所述原子光谱数据包括所述物体样品的X射线荧光光谱数据。
3.根据权利要求1所述的多模识别联用式探测装备，其中，
激发光源组件包括第一激发光源(111)和第二激发光源(112)，第一激发光源发射用于照射所述物体样品的第一激发光，第二激发光源发射用于照射所述物体样品的第二激发光；并且
探测器组件包括第一探测器(121)和第二探测器(122)，第一探测器用于检测所述物体样品与所述第一激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的第一分子光谱数据，第二探测器用于检测所述物体样品与所述第二激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的原子光谱数据。
4.根据权利要求3所述的多模识别联用式探测装备，其中，
激发光源组件还包括第三激发光源(113)，其发射用于照射所述物体样品的第三激发光，
探测器组件还包括第三探测器(123)，其用于检测所述物体样品与所述第三激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的第二分子光谱数据。
5.根据权利要求3所述的多模识别联用式探测装备，其中，所述第一激发光包括单色激光和红外光中的一种，所述第二激发光包括X射线，所述第一分子光谱数据包括所述物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的一种，所述原子光谱数据包括所述物体样品的X射线荧光光谱数据。
6.根据权利要求4所述的多模识别联用式探测装备，其中，所述第三激发光包括单色激光和红外光中的一种，所述第二分子光谱数据包括所述物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的一种。
7.根据权利要求1所述的多模识别联用式探测装备，其中，
所述激发光源组件包括能够相对于所述物体样品移动以改变所述激发光在所述物体样品上的照射位置的激发光源；或者
所述光路组件包括能够相对于所述物体样品移动以改变所述激发光在所述物体样品上的照射位置的元件，或所述光路组件相对于所述物体样品固定地定位并能够改变所述激发光至所述物体样品的光路，以改变所述激发光在所述物体样品上的照射位置；或者
所述多模识别联用式探测装备还包括用于接收所述物体样品的载物架(150)，该载物架能够相对于所述激发光源组件移动，以改变所述激发光在所述物体样品上的照射位置。
8.根据权利要求1所述的多模识别联用式探测装备，其中处理器还确定所述物体样品中的有害物质的含量是否超标。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的多模识别联用式探测装备，其中，
探测器组件还检测所述物体样品在不同位置处与所述激发光相互作用所产生的光，以获得具有多维光谱信息的分子光谱数据，所述多维光谱信息包括与所述物体样品的所述不同位置中的每一个位置处的成分相关联的光谱数据，并且
处理器还基于所述多维光谱信息确定所述物体样品在所述不同位置处的成分，以确定所述物体样品的成分一致性。
10.根据权利要求9所述的多模识别联用式探测装备，其中，所述多维光谱信息包括下述光谱信息中的至少一种：
第一种光谱信息，其包括从所述物体样品的第一位置获得的单个非弹性散射光谱和从所述物体样品的第二位置获得的单个吸收光谱；
第二种光谱信息，其包括从所述物体样品的多个不同位置获得的多个非弹性散射光谱和从所述物体样品获得的单个吸收光谱；
第三种光谱信息，其包括通从所述物体样品的单个位置获得的单个非弹性散射光谱和从所述物体样品的多个位置获得的多个吸收光谱；
第四种光谱信息，其包括通过由同一波长或不同波长的激发光照射所述物体样品的多个不同位置获得的多个非弹性散射光谱；和
第五种光谱信息，其包括通过由同一频段或不同频段的红外光照射所述物体样品的多个不同位置获得的多个吸收光谱。
11.根据权利要求1-8中任一项所述的多模识别联用式探测装备，还包括监测器组件(170、180)，其配置成在现场监测所述物体样品自身散发的异常气味和辐射剂量中的至少一种，以相应地获得所述物体样品的气味数据或辐射剂量数据，
其中处理器进一步配置成：
从监测器组件接收所述气味数据和辐射剂量数据中的至少一种；以及
基于所接收的气味数据确定所述物体样品散发的气味是否异常，或基于所接收的辐射剂量数据确定所述物体样品的辐射剂量是否超标。
12.根据权利要求11所述的多模识别联用式探测装备，其中所述处理器进一步配置成：
在确定所述物体样品的辐射剂量超标且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑；和/或
在确定所述物体样品散发的气味异常且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑。
13.根据权利要求11所述的多模识别联用式探测装备，其中所述异常气味数据包括所述物体样品散发的TVOC气味数据。
14.一种多模识别联用式探测方法，包括：
由激发光源组件的至少两个光源在现场发射用于照射待检测的物体样品的不同激发光；
由光路组件将所述激发光引导至所述物体样品，并将所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光引导至探测器组件；
由探测器组件在现场检测所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的分子光谱数据和原子光谱数据；以及
由处理器接收所述分子光谱数据和原子光谱数据，并基于所接收的分子光谱数据确定所述物体样品的成分，以确定物体样品的多个不同位置处的成分是否一致，以及基于所接收的原子光谱数据确定所述物体样品中的目标元素的含量，
所述多模识别联用式探测方法还包括：
在确定所述物体样品中的有害物质的含量超标且所述物体样品为固体时，判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑；和/或
在确定所述物体样品在所述不同位置的成分不一致且所述物体样品为固体时，判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑。
15.根据权利要求14所述的多模识别联用式探测方法，其中，所述分子光谱数据包括所述物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的至少一种，所述原子光谱数据包括所述物体样品的X射线荧光光谱数据。
16.根据权利要求14所述的多模识别联用式探测方法，其中，激发光源组件包括第一激发光源和第二激发光源，探测器组件包括第一探测器和第二探测器，
其中，“由激发光源组件在现场发射用于照射待检测的物体样品的激发光”包括：
由第一激发光源发射用于照射所述物体样品的第一激发光；以及
由第二激发光源发射用于照射所述物体样品的第二激发光；并且
其中，“由探测器组件在现场检测所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的分子光谱数据和原子光谱数据”包括：
由第一探测器检测所述物体样品与所述第一激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的第一分子光谱数据；以及
由第二探测器检测所述物体样品与所述第二激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的原子光谱数据。
17.根据权利要求16所述的多模识别联用式探测方法，其中，激发光源组件还包括第三激发光源，探测器组件还包括第三探测器，
其中，“由激发光源组件在现场发射用于照射待检测的物体样品的激发光”还包括：
由第三激发光源发射用于照射所述物体样品的第三激发光；并且
其中，“由探测器组件在现场检测所述物体样品与所述激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的分子光谱数据和原子光谱数据”还包括：
由第三探测器检测所述物体样品与所述第三激发光相互作用所产生的光，以获得所述物体样品的第二分子光谱数据。
18.根据权利要求16所述的多模识别联用式探测方法，其中，所述第一激发光包括单色激光和红外光中的一种，所述第二激发光包括X射线，所述第一分子光谱数据包括所述物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的一种，所述原子光谱数据包括所述物体样品的X射线荧光光谱数据。
19.根据权利要求17所述的多模识别联用式探测方法，其中，所述第三激发光包括单色激光和红外光中的一种，所述第二分子光谱数据包括所述物体样品的非弹性散射光谱数据和吸收光谱数据中的一种。
20.根据权利要求17所述的多模识别联用式探测方法，其中，由第一探测器和第三探测器中的至少一个检测来自所述物体样品的非弹性散射光、反射光、漫反射光、衰减全反射光和透射光中的至少一种。
21.根据权利要求14所述的多模识别联用式探测方法，还包括：
通过所述激发光源组件和所述物体样品之间的相对运动，改变所述激发光在所述物体样品上的照射位置；或者
通过所述光路组件和所述物体样品移动之间的相对运动，或通过相对于所述物体样品固定地定位的所述光路组件改变所述激发光至所述物体样品的光路，以改变所述激发光在所述物体样品上的照射位置。
22.根据权利要求14所述的多模识别联用式探测方法，还包括：
由处理器确定所述物体样品中的有害物质的含量是否超标。
23.根据权利要求14-22中任一项所述的多模识别联用式探测方法，还包括：
由探测器组件检测所述物体样品在不同位置处与所述激发光相互作用所产生的光，以获得具有多维光谱信息的分子光谱数据，所述多维光谱信息包括与所述物体样品的所述不同位置中的每一个位置的成分相关联的光谱数据；以及
由处理器基于所述多维光谱信息获取所述物体样品在所述不同位置的成分，以确定所述物体样品在所述不同位置的成分一致性。
24.根据权利要求23所述的多模识别联用式探测方法，其中，所述多维光谱信息包括下述光谱信息中的至少一种：
第一种光谱信息，其包括通过由单色激光照射所述物体样品的第一位置获得的单个非弹性散射光谱和通过红外光照射所述物体样品的第二位置获得的单个吸收光谱；
第二种光谱信息，其包括通过由单色激光照射所述物体样品的多个不同位置获得的多个非弹性散射光谱和通过红外光照射所述物体样品获得的单个吸收光谱；
第三种光谱信息，其包括通过由单色激光照射所述物体样品的单个位置获得的单个非弹性散射光谱和通过红外光照射所述物体样品的多个位置获得的多个吸收光谱；
第四种光谱信息，其包括通过由同一波长或不同波长的激光照射所述物体样品的多个不同位置获得的多个非弹性散射光谱；和
第五种光谱信息，其包括通过由同一频段或不同频段的红外光照射所述物体样品的多个不同位置获得的多个吸收光谱。
25.根据权利要求14-22中任一项所述的多模识别联用式探测方法，还包括：
由监测器组件在现场监测所述物体样品自身散发的异常气味和辐射剂量中的至少一种，以相应地获得所述物体样品的气味数据或辐射剂量数据；以及
由处理器接收所述气味数据或辐射剂量数据，并基于所接收的气味数据确定所述物体样品散发的气味是否异常，或基于所接收的辐射剂量数据确定所述物体样品的辐射剂量是否超标。
26.根据权利要求25所述的多模识别联用式探测方法，还包括：
在确定所述物体样品的辐射剂量超标且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑；和/或
在确定所述物体样品散发的气味异常且所述物体样品为固体时判定所述物体样品具有属于固体废物的嫌疑。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911321144.6A CN111220542B (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 多模识别联用式探测装备和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911321144.6A CN111220542B (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 多模识别联用式探测装备和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111220542A CN111220542A (zh) | 2020-06-02 |
| CN111220542B true CN111220542B (zh) | 2023-01-06 |
Family
ID=70811092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911321144.6A Active CN111220542B (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 多模识别联用式探测装备和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111220542B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5351198A (en) * | 1991-02-15 | 1994-09-27 | Horiba, Ltd. | Quantitative analytical method and apparatus for determining a plurality of ingredients with spectrometric analysis |
| US5491344A (en) * | 1993-12-01 | 1996-02-13 | Tufts University | Method and system for examining the composition of a fluid or solid sample using fluorescence and/or absorption spectroscopy |
| US6067110A (en) * | 1995-07-10 | 2000-05-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Object recognizing device |
| KR20120133654A (ko) * | 2011-05-31 | 2012-12-11 | 삼성전자주식회사 | 형광 검출 광학계 및 이를 포함하는 다채널 형광 검출 장치 |
| CN102989693A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-03-27 | 合肥美亚光电技术股份有限公司 | 一种基于激光透射的物料分选方法和装置 |
| CN109596538A (zh) * | 2017-10-03 | 2019-04-09 | 株式会社堀场制作所 | 分析装置和分析方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8879070B2 (en) * | 2009-06-11 | 2014-11-04 | University Of Tsukuba | Two beams formed by Wollaston prism in sample arm in an optical coherence tomography apparatus |
| CN103076310B (zh) * | 2012-12-28 | 2015-01-07 | 深圳大学 | 用于物质成份分析的光谱探测***及其探测方法 |
| CN103822908A (zh) * | 2014-02-27 | 2014-05-28 | 江苏大学 | 一种荧光、拉曼、激光诱导原子发射光谱联用*** |
| CN205384224U (zh) * | 2016-03-10 | 2016-07-13 | 北京杏林睿光科技有限公司 | 一种拉曼光谱测量实验装置 |
| CN205550908U (zh) * | 2016-03-11 | 2016-09-07 | 深圳市利美泰克自控设备有限公司 | 放射性固体废物检测分类*** |
| CN107356575A (zh) * | 2017-07-02 | 2017-11-17 | 天津大学 | 多位置调制荧光激发光源测量袋装复杂溶液成分的方法 |
| CN110132910B (zh) * | 2019-04-01 | 2022-01-28 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 基于光场多维信息融合显微超分辨成像装置和成像方法 |
-
2019
- 2019-12-19 CN CN201911321144.6A patent/CN111220542B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5351198A (en) * | 1991-02-15 | 1994-09-27 | Horiba, Ltd. | Quantitative analytical method and apparatus for determining a plurality of ingredients with spectrometric analysis |
| US5491344A (en) * | 1993-12-01 | 1996-02-13 | Tufts University | Method and system for examining the composition of a fluid or solid sample using fluorescence and/or absorption spectroscopy |
| US6067110A (en) * | 1995-07-10 | 2000-05-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Object recognizing device |
| KR20120133654A (ko) * | 2011-05-31 | 2012-12-11 | 삼성전자주식회사 | 형광 검출 광학계 및 이를 포함하는 다채널 형광 검출 장치 |
| CN102989693A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-03-27 | 合肥美亚光电技术股份有限公司 | 一种基于激光透射的物料分选方法和装置 |
| CN109596538A (zh) * | 2017-10-03 | 2019-04-09 | 株式会社堀场制作所 | 分析装置和分析方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Hyperspectral i maging for nondestructive determination of some quality attributes for strawberry;Masry G E;《Journal of Food Engineering》;20071231;第81卷(第1期);全文 * |
| 不明固体废弃物的鉴别与危险性评估;吴鄂飞;《安全与环境工程》;20161130;第23卷(第6期);全文 * |
| 中药黄柏主要活性成分的光谱成像检测技术;赵静等;《光学学报》;20081215(第12期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111220542A (zh) | 2020-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9625376B2 (en) | System for and method of combined LIBS and IR absorption spectroscopy investigations | |
| US8064061B2 (en) | Sample analyzer and sample analyzing method | |
| US20040155202A1 (en) | Methods and apparatus for molecular species detection, inspection and classification using ultraviolet fluorescence | |
| US9052232B2 (en) | Spheroid sample cell for spectrometer | |
| US9285311B2 (en) | System for performing scattering and absorbance assays | |
| KR20120012391A (ko) | 시료검사장치 및 시료검사방법 | |
| Melucci et al. | Rapid in situ repeatable analysis of drugs in powder form using reflectance near‐infrared spectroscopy and multivariate calibration | |
| SE1550706A1 (en) | Improved Raman Spectroscopy System | |
| KR102043765B1 (ko) | 다중 측정 라만 분광기 | |
| KR100460972B1 (ko) | 핸드-헬드적외선분광계를사용한폐기카펫확인방법및장치 | |
| US9594011B2 (en) | Method and instrumentation for determining a physical property of a particle | |
| CN111220542B (zh) | 多模识别联用式探测装备和方法 | |
| US10126250B1 (en) | Foreign substance analysis system | |
| JP2016176817A (ja) | 異物解析システム | |
| JP6908967B2 (ja) | プローブ型元素分析装置及び元素分析方法 | |
| JP3422725B2 (ja) | ラマン分光分析と粒度分布測定を同時に行う分析装置 | |
| CN111707657A (zh) | 一种双波长激光共焦拉曼探头及拉曼光谱仪 | |
| CN108885168B (zh) | 一种检测***及信号增强装置 | |
| CN211123323U (zh) | 进样装置和多模识别联用式探测装备 | |
| EP1028312A1 (en) | Optical analysis device | |
| JP5965494B2 (ja) | ミトコンドリア粒子を含む大気質センサ | |
| JP2004527767A (ja) | 濃縮媒質に含まれる化学種の光学検出方法 | |
| EP4206656A1 (en) | Method for enhancing a raman contribution in a spectrum, spectroscopy system and non-transitory computer-readable storage medium | |
| KR102640751B1 (ko) | 다이크로익 필터를 이용한 유해물질 혼합가스의 검출 장치 | |
| US9134240B2 (en) | System and method for evaluating material in rotary motion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |