地铁安检液体时为什么要单独检测

选择地铁成了很多大城市生活、工作的人们出行方式的首选，随着地铁承运量的增大，其安全性越来越受到人们的关注。不论是机场、火车站、地铁站我们都能够看到X光安检机，只需要将行李放入传送带，通过仪器就能够观察到行李内部存放的物品。但乘坐地铁的时候，我们往往被要求单独检测携带的液体，难道X光安检 机不能检测液体么，为什么还需要单独配备一个检测液体的小装置？

为什么需要额外的液体检测仪？

这其实和X光安检机的工作原理紧密相关。采用多能量X射线检查技术，能够准确识别有机物、无机物和混合物，X射线是一种高能电磁波，具有穿透性，当X射线照射在不同密度的物质上时候，由于不同物质对X射线的吸收能力不同，X射线穿透它们的能力存在差异。一般而言，密度高、原子序数较大的物质对X射线的吸收能力强，而密度低、原子序数较小的物质对X射线的吸收能力弱，X射线被这些物质吸收后会发生不同程度的衰减，衰减后的射线会被接收器接受并转换为电信号，这些电信号随后经过计算机系统的转换处理变为图像，在屏幕上重建出包含形状与密度（以颜色差异表现）的物品图像信息。

X安检机工作原理 （图片来源：[1]）

X光安检仪检测结果 （图片来源：[10]）

了解了X光安检仪工作原理，不难发现，这类仪器主要是通过物质的密度差异实现物质的识别与区分，因此可以通过识别物质密度和形状来判断其危险性。由于液态物质的密度差异较小，例如安全的液体（例如水，3.98℃下密度为1g/ml）和危险的液体（例如易燃的酒精（乙醇），20℃下密度为0.7893g/ml，同样易燃的正丙醇20℃下密度为0.804g/ml）之间密度的差异并不大，因此在安检机里是无法被区分的，因此需要新的装置——液体检测仪来区分这些液体。

台式液体检测仪 （图片来源：[4]）

液体检测仪如何不开瓶识别危险液体？

在地铁、机场等场所用于快速排查易燃易爆危险液体的液体检测仪，无需开瓶即可完成检测，其背后依托了多种成熟的探测技术：拉曼光谱法通过向液体发射激光，捕捉不同物质分子产生的特征散射光谱，以 “分子指纹” 的方式精准识别液体种类，对玻璃、塑料等透明非金属容器检测效果优异；微波识别技术依靠发射微波穿透液体，根据不同极性液体对微波能量的衰减程度差异进行区分，但微波无法穿透金属，仅适用于非金属包装的液体检测；热传导法则通过在相同条件下对容器加热并监测温差，依据液体导热特性判断种类，热量可穿过金属壁传递，因此能够适配金属容器的检测需求。

目前，我国地铁中应用最为广泛的是准静态计算机断层扫描技术。不同液体有着不同的介电常数和电导率。例如，易燃易爆液体多为高浓度的有机化合物，导电能力差，而饮料等安全液体通常含水量高，溶解的电解质多，导电能力相对强。该技术就是利用液体不同的导电性实现种类判定。仪器工作时会施加外部电场，液体在外加电场时会产生出感应电荷，这些感应电荷会削弱电场，不同液体产生感应电荷能力不同，对外加电场强度的影响不同，通过检测外加电场强度变化实现液体种类判断，该方法不带有任何放射性和微波材质及其他潜在危险性的成分。除了台式还有手持设备，使用更加方便。

手持液体检测仪 （图片来源：[3]）

其他检测方式

拉曼光谱利用激光散射分析分子振动，识别化学键和污染物；热导率法通过导热差异区分水、油、气等组分；荧光淬灭法则借助探针荧光强度变化（荧光分子由于和其它分子发生作用而出现的光度降低、发光时间缩短乃至停止发光），高灵敏检测痕量重金属或溶解氧等。

拉曼光谱测试示意图 （图片来源：[11]）

热导率测量仪 （图片来源：[12]）

氯离子对奎宁荧光的淬灭 （图片来源：[13]）

除了以上这些物理检测法，当然在人流量较大的时候也会采用最简单的生物检测法——来，打开瓶子喝一口吧。

参考文献

[1] https://mp.weixin.qq.com/s/z3Sn0vk5EK0CvDR0SG_QnQ

[2] https://mp.weixin.qq.com/s/drQ8nBzmRuAg_7t6w8oWng

[3] https://mp.weixin.qq.com/s/psBFCYEs8OTzCEL-VR2Atg

[4]https://bkimg.cdn.bcebos.com/pic/c8177f3e6709c93d70cfb1858469efdcd100baa1fe3f?x-bce-process=image/format,f_auto/watermark,image_d2F0ZXIvYmFpa2UyNzI,g_7,xp_5,yp_5,P_20/resize,m_lfit,limit_1,h_1080

[5] https://www.sohu.com/a/460154723_120707350

[6]https://mp.weixinbridge.com/mp/wapredirect?url=https%3A%2F%2Fwww.kepuchina.cn%2Fwiki%2Ffaq%2F201911%2Ft20191106_1146257.shtml&action=appmsg_redirect&uin=ODQzNzA3NDA=&biz=MzAwNTA5NTYxOA==&mid=2651452068&idx=1&type=0&scene=0

[7] https://www.zhihu.com/question/21291114

[8] https://mp.weixin.qq.com/s/psBFCYEs8OTzCEL-VR2Atg

[9] https://mp.weixin.qq.com/s/Fxw4aTKLEiQUcpT5pnDuUw

[10] 安检X光机如何识别液体物品_射线

[11] (11 封私信) 地铁安检处，检测液体的设备的工作原理是什么？ - 知乎

[12]https://flucon.de/wp-content/uploads/Thermal-Conductivity-Meter-LAMBDA-by-flucon.jpg

[13] 文件：氯化物ions.JPG奎宁荧光的淬火 - 维基共享资源

来源：力学科普

编辑：云序

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