一种基于MEMS技术的检测痕量固态爆炸物蒸气的新方法和实验研究

在固态爆炸物的周围通常存在着痕量的爆炸物微粒，若检测到这些微粒，将有助于快速发现其附近的爆炸物。本项目根据不同的爆炸物其爆燃点各不相同以及爆燃放热的物理特性，提出一种动态的检测方法，它包括临界恒温、阶跃升温、循环控温、再次阶跃升温这四个主要步骤。检测前先对采样得到的固态微粒进行气化处理，然后利用硅梁敏感阵列对可能含有气态爆炸物分子的蒸气样品进行检测。硅梁阵列采用MEMS技术制作，所有硅梁上都有加热元件和测温元件。通过加热元件精确控温，使硅梁在某种爆炸物的爆燃点温度附近依次经历所述的四个控温步骤，通过比较前后两次阶跃升温过程中测温元件输出信号的差异，即可判断该硅梁上是否存在爆炸物成份。硅梁阵列既可依次也可一次工作在多个特征温度点附近，实现对多种爆炸物的逐项或同时检测。该检测方法具有选择性较高、抗外界环境干扰能力较强等特点，其研究成果将为一种新型便携式爆炸物探测器的研制奠定理论和实验基础。