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【期刊名称】 《刑事技术》
电烤箱红外辐射法显现纸张表面汗潜手印
【作者】 张晓梅张瑶徐海龙张琦焦彩洋王鹏宇
【作者单位】 中国刑事警察学院中国刑事警察学院沈阳市刑事科学技术研究所; 中国刑事警察学院中国刑事警察学院天津市公安局
【中文关键词】 红外辐射;电烤箱;纸张表面;汗潜手印显现
【英文关键词】 infrared radiation, electric oven, paper surface, sweat latent fingerprints development
【文章编码】 1008-3650(2017)04-0298-05
【文献标识码】 A DOI: 10.16467/j.1008-3650.2017.04.008
【期刊年份】 2017年【期号】 4
【页码】 298
【摘要】 本文以红外辐射法显现纸张表面汗潜手印原理为基础,结合电烤箱的结构和工作原理,实验研究了用“美的T1-L101B电烤箱”作为红外辐射源显现纸张表面汗潜手印的可行性及最佳辐射条件、方法适用的手印遗留时间范围等。研究结果表明,用电烤箱作为红外辐射源可以显现不同种类纸张表面的汗潜手印,用该法显现纸张表面汗潜手印时,打印纸表面汗潜手印致荧光最佳辐射条件为160℃、14s,致碳化最佳辐射条件为160℃,5min; 报纸表面汗潜手印致荧光最佳辐射条件为160℃、45s,致碳化最佳辐射条件为160℃、9min; 牛皮纸表面汗潜手印致荧光最佳辐射条件为160℃、19s,致碳化最佳辐射条件为160℃、15min; 画报纸表面汗潜手印致荧光最佳辐射条件为160℃、42s,致碳化最佳辐射条件为160℃、19min; 该方法对纸张上遗留时间为15d以内的(本实验所涉及的)汗潜手印均显现效果较好。该方法实用、经济、简单、有效、可靠、易于推广,是手印显现的新途径,对提高现场手印显出率有支持作用。
【英文摘要】 Sweat latent fingerprints can be developed on paper surfaces by way of infrared radiation. This article describes an experiment that used “Meidi T1-L101B electric oven” as the infrared radiation source to conduct such a test, exploring the optimal radiation conditions and the time ranges of keeping fingerprints. The experimental result shows that the electric oven can function as an infrared radiation source to develop sweat latent fingerprints on different paper surfaces. Although the optimal temperature is 160℃(causing the fluorescence to emit) for all kinds of paper to both develop sweat latent fingerprints on the relevant surface and be coked, yet the most appropriate time is influenced with the kind of paper to achieve either the good fingerprint-visualizing result or the paper coking, thus the printing paper requires 14 seconds for fingerprint-visualizing and 5 minutes for coking, and such the above two time for the newspaper at 45 seconds and 9 minutes; for kraft-paper at 19 seconds and 15 minutes; for magazine-used paper at 42 seconds and 19 minutes. The experiment also demonstrated that a good development can be obtained for the sweat latent fingerprints which are left on paper within 15 days. The method established here is practical, economical, simple, effective, reliable and easily applicable, offering a new way to develop fingerprints and a reliable support for on-site visualization of fingerprint at the crime scene.
【全文】法宝引证码CLI.A.1245664    
  纸张表面汗潜手印传统的显现方法主要有茚三酮法、DFO法、茚二酮法{1}等,这些方法灵敏度高,显现效果好,但亦有其无法克服的缺点:用于显现手印的化学药品及相关的溶剂有一定的毒性,会一定程度地危害使用者的健康。当前,手印显现的无损、无毒害性逐渐成为业内关注的热点问题,随着科技的进步和发展,手印显现新技术不断涌现,红外辐射法显现纸张表面的汗潜手印这一新方法应运而生{2},本文根据红外辐射法显现手印的原理,采用电烤箱作为远红外辐射源,对不同种类的纸张表面手印进行显现,得到了理想的显现效果。
  1 用电烤箱显现纸张表面汗潜手印的可行性
  1.1 红外辐射法显现纸张表面汗潜手印的原理
  红外辐射显现手印分为两个阶段:第一阶段为致荧光阶段。一方面,纸张中的纤维素经过红外热成像处理后发生热降解从而发出荧光,而手印物质中的氨基酸等可加速纤维素的热降解,使手印纹线部位比其它空白部位的纤维素热降解过程更为迅速,从而使手印纹线部位首先发出荧光;另一方面,有研究者发现汗液手印物质中的氯化钠、尿素以及丙氨酸等氨基酸经热解后成为具有荧光特性的物质{2-3}。两方面作用叠加,使得手印经红外热辐射之后,在激光的激发下,发出明亮的荧光,从而增大了手印和背景的反差,将手印以致荧光效果显现出来。第二阶段为碳化阶段。随着红外光的持续辐射,纸张纤维素逐渐碳化,有手印物质部位碳化更为迅速,在自然光条件下即可与纸张表面形成一定的反差,从而将手印以致碳化效果显现出来。若继续进行红外辐射,则纸张完全碳化,手印与纸张反差消失。
  1.2 电烤箱的结构和工作原理
  1.2.1 电烤箱结构
  电烤箱由箱体、箱门、电热元件、控温与定时装置组成。箱体多用薄钢板制成,主要由外壳、中隔层、内胆组成,在内胆的前后边上形成卷边,以隔断腔体空气;在外层腔体中充填绝缘的膨胀珍珠岩制品,使外壳温度大大减低;同时在门的下面安装弹簧结构,使门始终压紧在门框上,使之有较好的密封性。箱门上装有耐高温玻璃,以便观察食物烤制情况。电烤箱一般都有上下两只电热元件,电热元件常用外表涂敷远红外辐射材料的金属管式。控温元件主要采用电子式。定时装置常用发条式和电动式。
  1.2.2 电烤箱的工作原理
  电烤箱是利用电热元件所发出的辐射热来烘烤食品的电热器具。电烤箱通电激发红外线灯管以红外线辐射的形式加热,辐射源向外辐射的最小微粒是光子,被加热的食品吸收光子后可以使光子的能量完全转变为分子的振动与转动能量,从而加速了分子与电子的运动,高速运动的分子与电子会使晶格内键团产生碰撞,类似摩擦生热的状态,从而达到加热升温的目的,电烤箱的温度一般可在50~250℃范围内调节。
  1.3 电烤箱显现手印可行性论证
  红外辐射法显现纸张表面汗潜手印的方法已经过实践验证{1-3},因而可将电烤箱作为一种红外辐射源,对纸张表面手印进行红外辐射显现。
  2 用电烤箱显现手印的实验研究
  2.1 器材
  美的T1-L101B电烤箱、激光物证勘查仪(苏州晓松科技有限公司生产)、红色滤光眼镜、红色滤光片、CANON-G1X照相机。
  2.2 样本制作
  在中国刑事警察学院学生中随机选择10名作为指纹捺印人,捺印人均为男性,25岁以下、中等身材、汗液量适中。
  以打印纸、报纸、牛皮纸、画报纸等不同种类纸张作为手印承痕客体,裁成适当大小;捺印人将手洗干净,戴上一次性手套,10 min后摘下手套在上述客体上捺印一组汗潜手印(通常选用拇指、食指、中指或环指捺印),再戴上手套,间隔10 min,再捺印一组汗潜手印。按照这样的方式得到新鲜汗潜手印样本。
  将上述方法得到的捺印样本在阴凉、干燥的环境下分别放置1、2、3、4、5、6、7、15 d,从而得到遗留时间为半个月以内的陈旧汗潜手印样本。
  2.3 手印的记录方法
  本实验中,荧光手印均采用蓝色(或绿色)激光对手印进行激发,戴红色滤光眼镜进行观察,在相机镜头前加装红色滤色镜进行拍照。非荧光手印在自然光下肉眼直接观察并直接用相机进行拍照。
  2.4 实验方法
  2.4.1 不同种类纸张表面新鲜汗潜手印致荧光效果最佳红外辐射条件
  1)接通电源,启动电烤箱,将温度旋钮调至100℃,时间旋钮调至2 min,对烤箱进行预热。2)预热结束后,将捺有新鲜汗潜手印样本的打印纸、报纸、牛皮纸、画报纸各1片,置于电烤箱的托盘中(托盘距离辐射源为10 cm),温度旋钮位置不变,将时间旋钮调节至30 min,对手印进行红外辐射。
  3)2 min后,开始用激光物证勘查仪的532 nm绿光通过烤箱的透明玻璃视窗照射被显客体,戴红色滤色镜观察手印变化。每隔30 s观察一次。
  4)待客体上手印显出并达到最佳显现效果(最佳显现效果是指手印发出荧光,并与背景反差明显)时打开箱门,取出客体;对其余客体继续进行红外辐射,直至将所有客体取出为止,每次取出客体均需记录辐射温度及受辐射时间并拍照固定。若在当前温度下,辐射时间超过10 min,手印仍未出现荧光反应,则放弃操作,直接进入到下一辐射温度进行实验。
  5)上述实验结束后,将温度旋钮调节至110℃,时间旋钮继续调节至30 min,按照(2)~(4)程序对另外一组打印纸、报纸、牛皮纸、画报纸手印样本进行实验。
  6)分别将温度旋钮调节至120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃,时间旋钮继续调节至30 min,按照2~4程序对每一组打印纸、报纸、牛皮纸、画报纸样本进行实验。
  7)汇总实验结果,并比较同一种纸张在不同辐射条件下的显现效果,从而确定该类纸张的最佳辐射条件。
  2.4.2 不同种类纸张表面新鲜汗潜手印致碳化效果最佳红外辐射条件
  用2.4.1实验中所得最佳红外辐射条件对不同种类纸张表面汗潜手印进行辐射,经激光器蓝光(绿光)照射,戴红色滤色镜观察,手印呈荧光显出,取出拍照;将该手印放入烤箱,采用最佳辐射温度继续辐射,手印荧光随辐射的进行而逐渐消失,纸面逐渐碳化渐变淡黄色,手印部位碳化速度相对纸张背景快,呈现棕色,此时拍照固定。若继续辐射,手印与背景碳化差异逐渐缩小,手印与背景反差逐渐降低,直至反差完全消失,纸面完全碳化。记录在最佳辐射温度下,不同纸张表面手印碳化并与纸张表面呈现最佳反差时的辐射时间。
  2.4.3 电烤箱红外辐射显现法对陈旧手印的显现效果
  用2.4.1实验中所得最佳红外辐射条件对打印纸、报纸、牛皮纸、画报纸表面遗留时间为15 d以内的陈旧汗潜手印进行显现实验,观察显现效果。
  2.5 实验结果与讨论
  2.5.1 不同种类纸张表面新鲜汗潜手印致荧光效果最佳红外辐射条件
  在不同红外辐射温度下,打印纸、报纸、牛皮纸、画报纸表面新鲜汗潜手印达到最佳致荧光效果所用时间见表1。
  表1 不同红外辐射温度下纸张表面汗潜手印致荧光效果所用时间及显现效果
  Table 1 Both the taken time and visualizing effect for the different infrared radiation temperature to cause fluorescent sweat latent fingerprint developed on surfaces of various paper

┌─────────┬───────┬───────┬───────┬─────┐
│辐射温度/℃    │打印纸    │报纸     │牛皮纸    │画报纸  │
├─────────┼───────┼───────┼───────┼─────┤
│100        │-       │-       │-       │-     │
├─────────┼───────┼───────┼───────┼─────┤
│110        │9min30s/++  │13min10s/+  │-       │8min4s/+ │
├─────────┼───────┼───────┼───────┼─────┤
│120        │4min10s/+++  │9min12s/++  │8min23s/+   │7min54s/++│
├─────────┼───────┼───────┼───────┼─────┤
│130        │1min42s/+++  │2min20s/++  │3min50s/++  │1min20s/++│
│         │       │       │       │+     │
├─────────┼───────┼───────┼───────┼─────┤
│140        │1min30s/+++  │1min/+++   │2min15s/++  │32s/++  │
├─────────┼───────┼───────┼───────┼─────┤
│150        │1min4s/+++  │57s/+++    │1min14s/++  │48s/+++  │
├─────────┼───────┼───────┼───────┼─────┤
│160        │14s/++++   │45s/+++    │19s/+++    │42s/+++  │
├─────────┼───────┼───────┼───────┼─────┤
│170        │11s/++++   │24s/+++    │17s/++    │25s/++  │
├─────────┼───────┼───────┼───────┼─────┤
│180        │5s/++++    │17s/+++    │12s/++    │24s/++ 


  ······

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【注释】                                                                                                     
【参考文献】 {1}齐宇颂,罗顿,彭颖.纸张上汗潜手印的热显法研究法研究[J].中国人民公安大学学报,2013(3):1-6.
  {2}DOMINICK AJ, DAEID NN, BLEAV SM, et al. The recoverability of fingerprints on paper exposed to elevated temperatures-Part 2: natural fluorescence[J]. Journal of Forensic Identification, 2009, 59(3):340-355.
  {3}徐尉,常柏年,王鸿飞,等. TDF-2纸张手印快速显现系统的应用[J].刑事技术,2012(4):19-22.
  引用本文格式:张晓梅,张瑶,徐海龙,等.电烤箱红外辐射法显现纸张表面汗潜手印[J].刑事技术,2017, 42(4):298-302.
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